Kako se dobiva volfram? Razvoj tehnologije za vađenje volframa iz ustajale jalovine Dzhidinsky MMC Tehnologija prerade volframovih ruda

Glavni minerali volframa su šeelit, hubnerit i volframit. Ovisno o vrsti minerala, rude se mogu podijeliti u dvije vrste; šeelit i volframit (huebnerit).
Sheelitne rude u Rusiji, kao iu nekim slučajevima u inozemstvu, obogaćuju se flotacijom. U Rusiji je proces flotacije šelitnih ruda u industrijskim razmjerima proveden prije Drugog svjetskog rata u tvornici Tyrn-Auz. Ovo postrojenje prerađuje vrlo složene molibden-šeelit rude koje sadrže niz kalcijevih minerala (kalcit, fluorit, apatit). Minerali kalcija, poput šeelita, lebde s oleinskom kiselinom; depresija kalcita i fluorita nastaje miješanjem u otopini tekućeg stakla bez zagrijavanja (dugotrajni kontakt) ili uz zagrijavanje, kao u tvornici Tyrn-Auz. Umjesto oleinske kiseline koriste se frakcije talovog ulja, kao i kiseline iz biljnih ulja (reagensi 708, 710 i dr.) same ili u smjesi s oleinskom kiselinom.

Tipična shema flotacije za šeelitnu rudu prikazana je na sl. 38. Pomoću ove sheme moguće je ukloniti kalcit i fluorit i dobiti standardne koncentrate volframovog trioksida. No, apatit još uvijek ostaje u tolikoj količini da je sadržaj fosfora u koncentratu veći od standarda. Višak fosfora uklanja se otapanjem apatita u slaboj solnoj kiselini. Potrošnja kiseline ovisi o sadržaju kalcijevog karbonata u koncentratu i iznosi 0,5-5 g kiseline po toni WO3.
Prilikom ispiranja kiselinom, dio šeelita, kao i powellita, se otapa, a zatim se istaloži iz otopine u obliku CaWO4 + CaMoO4 i drugih nečistoća. Dobiveni prljavi mulj zatim se obrađuje prema metodi I.N. Maslenickog.
Zbog poteškoća u dobivanju kvalitetnog volframovog koncentrata, mnoge tvornice u inozemstvu proizvode dva proizvoda: bogati i loši koncentrat za hidrometaluršku preradu u kalcijev volframat metodom razvijenom u Mekhanobra I.N. Maslenitsky, - ispiranje sodom u autoklavu pod tlakom s prijenosom u otopinu u obliku CaWO4, nakon čega slijedi pročišćavanje otopine i taloženje CaWO4. U nekim slučajevima, s grubo diseminiranim šeelitom, završna obrada flotacijskih koncentrata provodi se na stolovima.
Iz ruda koje sadrže značajnu količinu CaF2 ekstrakcija šeelita flotacijom nije razvijena u inozemstvu. Takve se rude, primjerice u Švedskoj, obogaćuju na stolovima. Šeelit, povučen s fluoritom u flotacijskom koncentratu, zatim se odvaja od tog koncentrata na stolu.
U ruskim tvornicama šeelitne rude obogaćuju se flotacijom, dobivajući kvalitetne koncentrate.
U tvornici Tyrn-Auz, koncentrati koji sadrže 6% WO3 proizvode se iz rude koja sadrži 0,2% WO3 uz iskorištenje od 82%. U tvornici Chorukh-Dairon, s rudom istog sadržaja VVO3, dobiva se 72% WO3 u koncentratima s ekstrakcijom od 78,4%; u tvornici Koytash, s rudom s 0,46% WO3 u koncentratu, dobiva se 72,6% WO3 uz iskorištenje WO3 od 85,2%; u tvornici Lyangarsky u rudi 0,124%, u koncentratima - 72% s ekstrakcijom od 81,3% WO3. Dodatno obnavljanje loših proizvoda moguće je smanjenjem gubitaka u jalovini. U svim slučajevima, ako su sulfidi prisutni u rudi, oni se odvajaju prije flotacije šeelita.
Potrošnja materijala i energije ilustrirana je podacima u nastavku, kg/t:

Rude volframita (Hübnerita) obogaćuju se isključivo gravitacijskim metodama. Neke rude s nejednakom i krupnozrnatom raspršenošću, kao što je ruda Bukuki (Transbaikalija), mogu se prethodno obogatiti u teškim suspenzijama, oslobađajući oko 60% otpadne stijene s veličinom čestica od 26+3 MM sa sadržajem ne većim od 0,03 % WO3.
Međutim, s relativno niskom produktivnošću tvornica (ne više od 1000 tona/dan), prvi stupanj obogaćivanja provodi se u strojevima za pričvršćivanje, obično počevši s veličinom čestica od oko 10 mm za grubo diseminirane rude. U novim modernim shemama, uz jiggers i stolove, koriste se Humphrey vijčani separatori, zamjenjujući dio stolova s ​​njima.
Progresivna shema za obogaćivanje volframovih ruda prikazana je na sl. 39.
Dorada volframovih koncentrata ovisi o njihovom sastavu.

Sulfidi iz koncentrata tanjih od 2 mm odvajaju se flotogravitacijom: koncentrati se nakon miješanja s kiselinom i flotacijskim reagensima (ksantati, ulja) šalju na koncentracijski stol; Dobiveni CO2 koncentrat se suši i podvrgava magnetskoj separaciji. Grubi koncentrat je prethodno usitnjen. Sulfidi se odvajaju od finih koncentrata sa stolova gnojnice flotacijom u pjeni.
Ako ima puno sulfida, preporučljivo je odvojiti ih od ispuštanja hidrociklona (ili klasifikatora) prije obogaćivanja na stolovima. Ovo će poboljšati uvjete za oslobađanje volframita na stolovima i tijekom dorade koncentrata.
Tipično, grubi koncentrati prije dorade sadrže oko 30% WO3 s povratom do 85%. Za ilustraciju u tablici. 86 prikazuje neke podatke o tvornicama.

Prilikom gravitacijskog obogaćivanja volframitnih ruda (Hübnerit, ferberit) iz mulja tanjih od 50 mikrona, iskorištenje je vrlo nisko, a gubici u muškom dijelu su značajni (10-15% sadržaja u rudi).
Iz muljeva, flotacija s masnim kiselinama pri pH=10 može dalje ekstrahirati WO3 u nemasne proizvode koji sadrže 7-15% WO3. Ovi proizvodi su pogodni za hidrometaluršku obradu.
Volframitne (Hübnerit) rude sadrže određenu količinu obojenih, rijetkih i plemenitih metala. Neki od njih tijekom gravitacijskog obogaćivanja prelaze u gravitacijske koncentrate i prenose se u doradnu jalovinu. Iz sulfidne doradne jalovine, kao i iz mulja, selektivnom flotacijom mogu se izdvojiti molibden, bizmut-olovo, olovo-bakar-srebro, cink (sadrže kadmij, indij) i piritni koncentrati, a može se izdvojiti i volframov produkt.

25.11.2019

U svakoj industriji u kojoj se proizvode tekući ili viskozni proizvodi: u farmaceutskoj industriji, u kozmetičkoj industriji, u prehrambenom i kemijskom sektoru - posvuda...

25.11.2019

Danas je grijanje zrcala nova opcija koja vam omogućuje da površinu zrcala održite čistom od vruće pare nakon uzimanja vodenih postupaka. Zahvaljujući...

25.11.2019

Crtični kod je grafički simbol koji prikazuje naizmjenične pruge crne i bijela ili drugi geometrijski oblici. Primjenjuje se u sklopu obilježavanja...

25.11.2019

Mnogi vlasnici seoskih stambenih imanja koji žele stvoriti najudobniju atmosferu u svom domu,...

25.11.2019

U amaterskoj i profesionalnoj gradnji, profilne cijevi su u velikoj potražnji. Uz njihovu pomoć izgrađeni su da izdrže velika opterećenja...

24.11.2019

Zaštitne cipele dio su radničke opreme namijenjene za zaštitu stopala od hladnoće, visokih temperatura, kemikalija, mehaničkih oštećenja, struje i sl.

24.11.2019

Svi smo navikli da se, kada izlazimo iz kuće, obavezno pogledamo u ogledalo da provjerimo svoje izgled i još jednom se nasmiješi svom odrazu....

23.11.2019

Od pamtivijeka su glavni zadaci žena diljem svijeta bili pranje, čišćenje, kuhanje i sve vrste aktivnosti koje su pridonosile organizaciji udobnosti u domu. Međutim, tada...

Izum se odnosi na metodu složena obrada jalovine od obogaćivanja ruda koje sadrže volfram. Metoda uključuje njihovu klasifikaciju na male i velike frakcije, pužnu separaciju fine frakcije za dobivanje volframovog proizvoda i njegovo čišćenje. U ovom slučaju, ponovno čišćenje se provodi na pužnom separatoru kako bi se dobio grubi koncentrat volframa, koji se rafinira na koncentracijskim stolovima kako bi se dobio gravitacijski koncentrat volframa, koji se podvrgava flotaciji da bi se dobio visokokvalitetni kondicionirani koncentrat volframa i proizvod koji sadrži sulfide. Ostaci pužnog separatora i koncentracijskog stola spajaju se i podvrgavaju zgušnjavanju. U ovom slučaju, otpad dobiven nakon zgušnjavanja dovodi se na klasifikaciju jalovine za obogaćivanje ruda koje sadrže volfram, a zgusnuti proizvod se podvrgava obogaćivanju u pužnom separatoru kako bi se dobila sekundarna otpadna jalovina i volframov proizvod, koji se šalje za čišćenje. Tehnički rezultat je povećanje dubine prerade jalovine rude koja sadrži volfram. 1 plaća spisi, 1 tabla, 1 ilustr.

Izum se odnosi na obogaćivanje minerala i može se koristiti u preradi jalovine od obogaćivanja ruda koje sadrže volfram.

Pri preradi ruda koje sadrže volfram, kao i njihove jalovine, koriste se gravitacijske, flotacijske, magnetske, kao i elektrostatičke, hidrometalurške i druge metode (vidi, na primjer, Bert P.O., uz sudjelovanje K. Millsa. Tehnologija gravitacijskog obogaćivanja Prijevod s engleskog - M.: Nedra, 1990). Dakle, za prethodnu koncentraciju korisne komponente(mineralne sirovine) koristi se fotometrijsko i lumometrijsko razvrstavanje (na primjer, postrojenja za preradu Mount Carbine i King Island), obogaćivanje u teškim uvjetima (na primjer, portugalska tvornica Panasquera i engleska tvornica Hemerdan), jigging (posebno loše sirovine ), magnetska separacija u slabom magnetskom polju (na primjer, za odvajanje pirita, pirotita) ili magnetska separacija visokog intenziteta (za odvajanje volframita i kasiterita).

Za preradu mulja koji sadrži volfram poznata je uporaba flotacije, posebice volframita u Kini i u kanadskoj tvornici Mount Pleasade, au nekim je tvornicama flotacija potpuno zamijenila gravitacijsko obogaćivanje (primjerice, tvornice Jokberg, Švedska i Mittersil , Austrija).

Također je poznato korištenje pužnih separatora i pužnih brana za obogaćivanje ruda koje sadrže volfram, starih deponija, ustajale jalovine i mulja.

Na primjer, prilikom obrade starih deponija volframove rude u tvornici Cherdoyak (Kazahstan), početni deponijski materijal, nakon drobljenja i mljevenja do veličine od 3 mm, bio je podvrgnut obogaćivanju na jiggerima, čiji je proizvod ispod sita zatim bio očistiti na koncentracijskom stolu. Tehnološka shema također je uključivala obogaćivanje u pužnim separatorima, u kojima je dobiveno 75-77% WO 3 uz prinos proizvoda obogaćivanja od 25-30%. Odvajanje puža omogućilo je povećanje ekstrakcije WO 3 za 3-4% (vidi, na primjer, Anikin M.F., Ivanov V.D., Pevzner M.L. „Vijčani separatori za obradu rude“, Moskva, izdavačka kuća Nedra ", 1970., 132 str. .).

Nedostaci tehnološka shema obrada starih deponija je veliko opterećenje na čelu procesa za operaciju jigginga, nedovoljno visoka ekstrakcija WO 3 i značajan prinos proizvoda obogaćivanja.

Poznata je metoda udružene proizvodnje koncentrata volframa preradom flotacijske jalovine molibdenita (tvornica Climax Molybdenum, Kanada). Jalovina koja sadrži volfram odvaja se pužnom separacijom u otpadni mulj volframa (laka frakcija), primarni koncentrat volframita - kasiterita. Potonji se podvrgava hidrociklonaciji i ispušteni mulj se šalje u otpadnu jalovinu, a frakcija pijeska šalje se na flotacijsko odvajanje piritnog koncentrata koji sadrži 50% S (sulfida) i ispušta u otpadnu jalovinu. Komorni produkt sulfidne flotacije pročišćava se pužnom separacijom i/ili konusima kako bi se dobila otpadna jalovina koja sadrži pirit i koncentrat volframit-kasiterita koji se obrađuje na koncentracijskim stolovima. U ovom slučaju dobiva se koncentrat volframit-kasiterita i otpadna jalovina. Nakon dehidracije, sirovi koncentrat se čisti sekvencijalno pročišćavanjem od željeza pomoću magnetske separacije, uklanjanjem monacita iz njega flotacijom (fosfatna flotacija), a zatim odvodnjavanjem, sušenjem, klasificiranjem i odvajanjem pomoću stupnja magnetske separacije u koncentrat koji sadrži 65% WO 3 nakon stadija I i 68% WO 3 nakon stadija II. Dobiva se i nemagnetski proizvod - koncentrat kositra (kasiterita) koji sadrži ~35% kositra.

Ova metoda obrade ima nedostatke - složenost i višefaznost, kao i visok energetski intenzitet.

Poznata je metoda dodatnog izdvajanja volframa iz gravitacijske jalovine obogaćivanja (postrojenje Boulder, SAD). Jalovina gravitacijskog obogaćivanja dalje se drobi i odslužuje u klasifikatoru, čiji se pijesak odvaja pomoću hidrauličkih klasifikatora. Rezultirajuće klase se posebno obogaćuju na koncentracijskim tablicama. Gruba jalovina vraća se u ciklus mljevenja, a fina jalovina se zgušnjava i ponovno obogaćuje na stolovima za gnojnicu kako bi se proizveo gotov koncentrat, srednji ostatak se šalje na ponovno mljevenje, a jalovina se šalje u flotaciju. Glavni flotacijski koncentrat podvrgava se jednom čišćenju. Izvorna ruda sadrži 0,3-0,5% WO 3; Iskorištenje volframa doseže 97%, pri čemu se oko 70% volframa izvuče flotacijom. Međutim, sadržaj volframa u koncentratu flotacije je nizak (oko 10% WO 3) (vidi, Polkin S.I., Adamov E.V. Obogaćivanje ruda obojenih metala. Udžbenik za sveučilišta. M., Nedra, 1983., 213 str.)

Nedostaci tehnološke sheme prerade jalovine gravitacijskog obogaćivanja su veliko opterećenje na čelu procesa na operaciji obogaćivanja na koncentracijskim stolovima, višeoperacija i niska kvaliteta dobivenog koncentrata.

Poznata je metoda prerade jalovine koja sadrži šeelit kako bi se iz nje uklonili opasni materijali i preradili neopasni i rudni minerali pomoću poboljšanog procesa separacije (KR 20030089109, CHAE et al., 21.11.2003.). Metoda uključuje faze homogenizirajućeg miješanja jalovine koja sadrži šeelit, uvođenje pulpe u reaktor, "filtraciju" pulpe pomoću sita za uklanjanje različitih stranih materijala, naknadno odvajanje pulpe pužnom separacijom, zgušnjavanje i dehidraciju nemetalnih minerala za proizvodnju pogače, sušenje pogače u rotacijskoj sušionici, drobljenje suhe pogače pomoću drobilice čekića koja radi u zatvorenom ciklusu sa sitom, odvajanje usitnjenih minerala pomoću “mikronskog” separatora na frakcije fine i grube zrna (granule), kao i magnetska separacija krupnozrnaste frakcije za dobivanje magnetski minerali i nemagnetična frakcija koja sadrži šeelit. Nedostatak ove metode je višeoperacijska priroda i korištenje energetski intenzivnog sušenja mokrog kolača.

Poznata je metoda za dodatnu ekstrakciju volframa iz otpadne jalovine postrojenja za koncentraciju rudnika Ingički (vidi A.B. Ezhkov, Kh.T. Sharipov, K.L. Belkov „Uključenje u preradu ustajale jalovine koja sadrži volfram rudnika Ingički .” Sažeci izvješća III Kongresa koncentratora zemalja ZND-a, vol.1, MISiS, M., 2001). Metoda uključuje pripremu pulpe i njeno odsluživanje u hidrociklonu (klasa uklanjanja - 0,05 mm), naknadno odvajanje odslužene pulpe na konusnom separatoru, dvostupanjsko ponovno čišćenje koncentrata konusnog separatora na koncentracijskim stolovima kako bi se dobio koncentrat koji sadrži 20,6% WO 3 s prosječnim iskorištenjem 29,06%. Nedostaci ove metode su niska kvaliteta dobivenog koncentrata i nedovoljno visoka ekstrakcija WO 3 .

Opisani su rezultati istraživanja gravitacijskog obogaćivanja jalovine Ingičkinskog postrojenja za obogaćivanje (vidi S.V. Rudnev, V.A. Potapov, N.V. Salikhova, A.A. Kanzel „Istraživanje o odabiru optimalne tehnološke sheme za gravitacijsko obogaćivanje umjetnih formacija na tvornica za obogaćivanje Ingichkinsky "//Rudarski bilten Uzbekistana, 2008, br. 3).

Najbliži patentiranom tehničkom rješenju je metoda za ekstrakciju volframa iz ustajale jalovine obogaćivanja ruda koje sadrže volfram (Artemova O.S. Razvoj tehnologije za ekstrakciju volframa iz ustajale jalovine Dzhida VMC. Sažetak disertacije. Kandidat tehničkih znanosti znanosti, Irkutsko državno tehničko sveučilište, Irkutsk, 2004. - prototip).

Tehnologija izdvajanja volframa iz ustajale jalovine ovom metodom uključuje postupke dobivanja grubog koncentrata koji sadrži volfram i srednjeg proizvoda, zlatonosnog proizvoda i sekundarne otpadne jalovine korištenjem gravitacijskih metoda mokrog obogaćivanja - pužnom i centrifugalnom separacijom - i naknadnu doradu rezultirajući grubi koncentrat i srednji proizvod korištenjem gravitacijskog (centrifugalnog) obogaćivanja i magnetske separacije kako bi se dobio kondicionirani koncentrat volframa koji sadrži 62,7% WO 3 uz iskorištenje od 49,9% WO 3 .

Prema ovoj metodi, ustajala jalovina podvrgava se primarnom razvrstavanju uz oslobađanje 44,5% mase. u sekundarnu jalovinu u obliku frakcije +3 mm. Frakcija jalovine s veličinom čestica -3 mm dijeli se na klase -0,5 i +0,5 mm, a iz potonje se pužnom separacijom dobiva grubi koncentrat i jalovina. Frakcija -0,5 mm podijeljena je u klase -0,1 i +0,1 mm. Od klase +0,1 mm centrifugalnim odvajanjem odvaja se grubi koncentrat, koji se, kao i grubi koncentrat pužnog odvajanja, podvrgava centrifugalnom odvajanju da bi se dobio grubi koncentrat volframa i proizvod koji sadrži zlato. Jalovina pužnog i centrifugalnog odvajanja dalje se usitnjava do -0,1 mm u zatvorenom ciklusu s klasifikacijom i zatim dijeli u klase -0,1+0,02 i -0,02 mm. Odjel -0,02 mm uklanja se iz procesa kao sekundarna jalovina. Klasa -0,1+0,02 mm obogaćena je centrifugalnom separacijom za proizvodnju sekundarne jalovine i volframovog praška, koji se šalju na doradu magnetskom separacijom zajedno s koncentratom centrifugalne separacije, samljevenim na veličinu -0,1 mm. U ovom slučaju se dobiva koncentrat volframa (magnetska frakcija) i srednji proizvod (nemagnetna frakcija). Potonji se podvrgava magnetskoj separaciji II s otpuštanjem nemagnetske frakcije u sekundarnu jalovinu i koncentrat volframa (magnetska frakcija), koji se obogaćuje sekvencijalno centrifugalnom, magnetskom i ponovno centrifugalnom separacijom kako bi se dobio standardni koncentrat volframa koji sadrži 62,7% WO 3 s prinosom od 0,14 % i iskorištenjem od 49,9 %. U ovom slučaju, jalovina centrifugalnih separacija i nemagnetska frakcija šalju se u sekundarnu jalovinu, čiji je ukupni prinos u fazi dorade grubog koncentrata volframa 3,28% sa sadržajem od 2,1% WO 3.

Nedostaci ove metode su višeoperacijska priroda tehnološkog procesa koji uključuje 6 operacija klasifikacije, 2 dodatne operacije mljevenja, kao i 5 operacija centrifugalne i 3 operacije magnetske separacije uz korištenje relativno skupe opreme. U isto vrijeme, dorada sirovog volframovog koncentrata do traženog standarda povezana je s proizvodnjom sekundarne otpadne jalovine s relativno visokim udjelom volframa (2,1% WO 3 ).

Cilj ovog izuma je poboljšati metodu prerade jalovine obogaćivanja, uključujući ustajalu jalovinu iz obogaćivanja ruda koje sadrže volfram, kako bi se dobio visokokvalitetni koncentrat volframa i povezani produkt koji sadrži sulfide uz smanjenje sadržaja volframa u sekundarnom otpadna jalovina.

Patentirana metoda složene prerade jalovine iz obogaćivanja ruda koje sadrže volfram uključuje klasifikaciju jalovine na male i velike frakcije, pužnu separaciju fine frakcije za dobivanje volframovog proizvoda, ponovno čišćenje volframovog proizvoda i doradu za dobivanje visokokvalitetni koncentrat volframa, proizvod koji sadrži sulfide i sekundarna otpadna jalovina.

Metoda se razlikuje po tome što se dobiveni proizvod od volframa podvrgava ponovnom čišćenju na pužnom separatoru kako bi se dobio grubi koncentrat i jalovina, grubi koncentrat se podvrgava doradi na koncentracijskim stolovima kako bi se dobio gravitacijski koncentrat volframa i jalovina. Jalovina koncentracijskog stola i pužnog separatora za čišćenje spajaju se i podvrgavaju zgušnjavanju, zatim se iscjedak zgušnjavanja dovodi u stupanj razvrstavanja na čelu tehnološke sheme, a zgusnuti proizvod se podvrgava obogaćivanju na pužnom separatoru da se dobije sekundarna jalovina i proizvod od volframa koji se šalje na čišćenje. Gravitacijski koncentrat volframa podvrgava se flotaciji kako bi se dobio koncentrat volframa visokog stupnja (62% WO 3) i produkt koji sadrži sulfid, koji se obrađuje poznatim metodama.

Metoda se može karakterizirati činjenicom da se jalovina razvrstava u frakcije, uglavnom veličine +8 mm i -8 mm.

Tehnički rezultat patentirane metode je povećanje dubine obrade uz smanjenje broja tehnoloških operacija i opterećenja na njima zbog odvajanja na čelu procesa glavnine početne jalovine (više od 90%) u sekundarne jalovine otpada, korištenjem energetski štedne pužne separacijske tehnologije koja je jednostavnija u dizajnu i radu. To vam omogućuje dramatično smanjenje opterećenja na naknadnim operacijama obogaćivanja, kao i kapitalni rashodi i operativnih troškova, što osigurava optimizaciju procesa obogaćivanja.

Učinkovitost patentirane metode prikazana je na primjeru složene prerade jalovine iz Ingičkinskog postrojenja za obogaćivanje (vidi crtež).

Prerada započinje razvrstavanjem jalovine na sitnu i krupnu frakciju uz odvajanje sekundarne otpadne jalovine u obliku krupne frakcije. Fina frakcija jalovine podvrgava se pužnoj separaciji s odvajanjem glavnine izvorne jalovine (više od 90%) na početku tehnološkog procesa u sekundarnu deponijsku jalovinu. To omogućuje odgovarajuće dramatično smanjenje radnog opterećenja, kapitalnih troškova i operativnih troškova.

Dobiveni proizvod od volframa podvrgava se ponovnom čišćenju pomoću pužnog separatora kako bi se dobio grubi koncentrat i jalovina. Grubi koncentrat se podvrgava doradi na koncentracijskim stolovima kako bi se dobio gravitacijski koncentrat volframa i jalovina.

Ostaci koncentracijskog stola i pužnog separatora za čišćenje spajaju se i podvrgavaju zgušnjavanju, na primjer, u zgušnjivaču, mehaničkom klasifikatoru, hidrociklonu i drugim uređajima. Kondenzacijski ispust vodi se u stupanj razvrstavanja na čelu tehnološke sheme, a kondenzirani proizvod se podvrgava obogaćivanju u pužnom separatoru za dobivanje sekundarne jalovine i volframovog proizvoda koji se šalje na čišćenje.

Gravitacijski koncentrat volframa dovodi se flotacijom do visokokvalitetnog koncentrata volframa (62% WO 3) kako bi se dobio proizvod koji sadrži sulfide.

Stoga se kondicionirani koncentrat volframa visokog stupnja (62% WO 3 ) izolira iz jalovine koja sadrži volfram nakon postizanja relativno visoke ekstrakcije WO 3 od ~49% i relativno niskog sadržaja volframa (0,04% WO 3 ) u sekundarnoj jalovini otpada .

Dobiveni proizvod koji sadrži sulfide se obrađuje na poznati način, primjerice, koristi se za proizvodnju sumporne kiseline i sumpora, a koristi se i kao korektivni dodatak u proizvodnji cementa.

Visokokvalitetni koncentrat volframa vrlo je tekući komercijalni proizvod.

Kao što slijedi iz rezultata implementacije patentirane metode na primjeru ustajale jalovine iz obogaćivanja ruda koje sadrže volfram iz Ingichkinsky koncentrirajuće tvornice, njena učinkovitost je prikazana u usporedbi s metodom prototipa (vidi tablicu). Omogućuje dodatnu proizvodnju proizvoda koji sadrži sulfide, smanjujući količinu potrošene svježe vode stvaranjem ciklusa vode. Stvara se mogućnost prerade znatno lošije jalovine (0,09% WO 3), značajno smanjenje udjela volframa u sekundarnoj otpadnoj jalovini (do 0,04% WO 3). Osim toga, smanjen je broj tehnoloških operacija i smanjeno opterećenje na većini njih zbog odvajanja na čelu tehnološkog procesa većine početne jalovine (više od 90%) u sekundarnu otpadnu jalovinu, korištenjem jednostavnije i energetski manje zahtjevne tehnologije odvajanja pužnih vijaka, što smanjuje kapitalne troškove za nabavu opreme i operativne troškove.

1. Metoda za složenu preradu jalovine od obogaćivanja ruda koje sadrže volfram, uključujući njihovu klasifikaciju u male i velike frakcije, odvajanje fine frakcije pužom za proizvodnju volframovog proizvoda, njegovo ponovno čišćenje i doradu za proizvodnju visokokvalitetnog koncentrat volframa, proizvod koji sadrži sulfide i sekundarna otpadna jalovina, naznačena time što se dobiveni nakon odvajanja pužom, proizvod volframa podvrgava ponovnom čišćenju na pužnom separatoru kako bi se dobio grubi koncentrat volframa, dobiveni grubi koncentrat volframa podvrgava se završnoj obradi na koncentracijske tablice za dobivanje gravitacijskog koncentrata volframa, koji se podvrgava flotaciji kako bi se dobio visokokvalitetni kondicionirani koncentrat volframa i produkt koji sadrži sulfide, ostaci pužnog separatora i koncentracijskog stola se kombiniraju i podvrgavaju zgušnjavanju, dobiveni otpad nakon zgušnjavanja dovodi se u klasifikacija jalovine za obogaćivanje ruda koje sadrže volfram, a zgusnuti proizvod se podvrgava obogaćivanju u pužnom separatoru kako bi se dobila sekundarna otpadna jalovina i volframov proizvod koji se šalje na čišćenje.

Uvod

1 . Značaj tehnogenih mineralnih sirovina

1.1. Mineralni resursi industrije ruda u Ruskoj Federaciji i podindustrija volframa

1.2. Tehnogene mineralne formacije. Klasifikacija. Potreba za korištenjem

1.3. Tehnogena mineralna formacija Dzhida VMC

1.4. Ciljevi i zadaci studija. Metode istraživanja. Odredbe za obranu

2. Proučavanje sastava materijala i tehnoloških svojstava bajate jalovine Džidinskog MMC-a

2.1. Geološka ispitivanja i ocjena distribucije volframa

2.2. Materijalni sastav mineralnih sirovina

2.3. Tehnološka svojstva mineralnih sirovina

2.3.1. Ocjenjivanje

2.3.2. Proučavanje mogućnosti radiometrijske separacije mineralnih sirovina u izvornoj veličini

2.3.3. Analiza gravitacije

2.3.4. Magnetska analiza

3. Izrada tehnološke sheme

3.1. Tehnološka ispitivanja raznih gravitacijskih uređaja za obogaćivanje ustajale jalovine različitih veličina

3.2. Optimizacija opće sheme obrade otpada

3.3. Pilot ispitivanje razvijene tehnološke sheme za obogaćivanje općeg otpada i industrijskog postrojenja

Uvod u rad

Znanosti o preradi minerala prvenstveno su usmjerene na razvoj teorijske osnove procese separacije minerala i stvaranje aparata za obogaćivanje, otkriti odnos između obrazaca raspodjele komponenata i uvjeta separacije u produktima obogaćivanja u cilju povećanja selektivnosti i brzine separacije, njezine učinkovitosti i ekonomičnosti te sigurnosti okoliša.

Unatoč značajnim mineralnim rezervama i padu u posljednjih godina potrošnja resursa, iscrpljivanje mineralnih resursa jedan je od najvažnijih problema u Rusiji. Loša uporaba tehnologija za uštedu resursa pridonosi velikim gubicima minerala tijekom ekstrakcije i obogaćivanja sirovina.

Analiza razvoja opreme i tehnologije za preradu minerala u proteklih 10-15 godina ukazuje na značajna postignuća u domaćem temeljna znanost u području poznavanja glavnih pojava i obrazaca u razdvajanju mineralnih kompleksa, što omogućuje stvaranje visoko učinkovitih procesa i tehnologija za primarnu preradu ruda složenog materijalnog sastava i, kao rezultat, osigurati metalurškoj industriji potreban asortiman i kvalitetu koncentrata. Istovremeno, u našoj zemlji, u usporedbi s razvijenim inozemstvom, još uvijek postoji značajno zaostajanje u razvoju strojograđevne baze za proizvodnju glavne i pomoćne opreme za obogaćivanje, u kvaliteti, metalnom intenzitetu, energetskom intenzitetu. i otpornost na habanje.

Osim toga, zbog odjelne pripadnosti rudarskih i prerađivačkih poduzeća, složene sirovine obrađivane su samo uzimajući u obzir potrebne potrebe industrije za određenim metalom, što je dovelo do neracionalnog korištenja prirodnih mineralnih resursa i povećanih troškova skladištenja otpada. Trenutno akumulirano

više od 12 milijardi tona otpada, čiji sadržaj vrijednih komponenti u nekim slučajevima premašuje njihov sadržaj u prirodnim naslagama.

Uz gore navedene negativne trendove, od 90-ih godina, ekološka situacija u rudarskim i prerađivačkim poduzećima naglo se pogoršala (u nizu regija, prijeteći opstanku ne samo biote, već i ljudi), došlo je do progresivnog pada proizvodnja ruda obojenih i željeznih metala, rudarskih i kemijskih sirovina, pogoršanje kvalitete prerađenih ruda i, kao posljedica toga, uključivanje u preradu teško preradivih ruda složenog materijalnog sastava, koje karakterizira nizak sadržaj vrijednih komponenti, fina raspršenost i slična tehnološka svojstva minerala. Tako se u posljednjih 20 godina sadržaj obojenih metala u rudama smanjio za 1,3-1,5 puta, željeza za 1,25 puta, zlata za 1,2 puta, udio teških ruda i ugljena povećao se sa 15% na 40% ukupne mase sirovina isporučenih za obogaćivanje.

Utjecaj čovjeka na prirodni okoliš u procesu ekonomska aktivnost sada postaje globalno. U pogledu opsega izvađenih i transportiranih stijena, transformacije reljefa, utjecaja na preraspodjelu i dinamiku površinskih i podzemne vode, aktiviranje geokemijskog prijenosa itd. ta je aktivnost usporediva s geološkim procesima.

Neviđeni opseg izvađenih mineralnih resursa dovodi do njihovog brzog iscrpljivanja i nakupljanja na površini Zemlje, u atmosferi i hidrosferi veliki broj otpad, postupna degradacija prirodni krajolici, smanjenje bioraznolikosti, smanjenje prirodnog potencijala teritorija i njihovih životnih funkcija.

Skladišta otpada prerade rude su objekti povećane opasnosti za okoliš zbog svoje negativan utjecaj na zračnom bazenu, podzemnim i površinskim vodama, pokrovu tla na golemim površinama. Uz to, odlagališta jalovine su malo proučena tehnogena ležišta, čije će korištenje omogućiti dobivanje dodatnih

izvori ruda i mineralnih sirovina uz značajno smanjenje razmjera poremećaja geološkog okoliša u regiji.

Proizvodnja proizvoda iz tehnogenih naslaga u pravilu je nekoliko puta jeftinija nego iz sirovina posebno iskopanih za tu svrhu, a karakterizira je brz povrat ulaganja. Međutim, složeni kemijski, mineraloški i granulometrijski sastav jalovine, kao i širok raspon minerala sadržanih u njoj (od glavnih i pratećih komponenti do najjednostavnijih Građevinski materijal) otežavaju izračunavanje ukupnog ekonomskog učinka njihove prerade i utvrđivanje individualni pristup na procjenu svakog odlagališta jalovine.

Posljedično, u ovom trenutku pojavio se niz nerješivih proturječja između promjene prirode baze mineralnih sirovina, tj. potreba uključivanja u preradu teško preradivih ruda i tehnogenih ležišta, ekološki otežana situacija u rudarskim rejonima te stanje tehnologije, tehnologije i organizacije primarne prerade mineralnih sirovina.

Problemi korištenja otpada od obogaćivanja polimetalnih metala, metala koji sadrže zlato i rijetkih metala imaju i ekonomski i ekološki aspekt.

U postizanju sadašnjeg stupnja razvoja teorije i prakse prerade jalovine iz obogaćivanja ruda obojenih, rijetkih i plemenitih metala ogroman doprinos pridonio V.A. Chanturia, V.Z. Kozin, V.M. Avdokhin, SB. Leonov, L.A. Barsky, A.A. Abramov, V.I. Karmazin, SI. Mitrofanov i drugi.

Važno sastavni dio opća strategija industrije ruda, uklj. volframa, je povećano korištenje otpada od prerade rude kao dodatnih izvora rude i mineralnih sirovina, uz značajno smanjenje razmjera poremećaja geološkog okoliša u regiji i negativnog utjecaja na sve komponente okoliš.

U području iskorištavanja otpada prerade rude najvažnija je detaljna mineraloško-tehnološka studija svakog konkretnog

pojedinačno tehnogeno ležište, čiji će rezultati omogućiti razvoj učinkovite i ekološki prihvatljive tehnologije za industrijski razvoj dodatnog izvora rude i mineralnih sirovina.

Problemi razmatrani u disertacijskom radu riješeni su u skladu s znanstveni smjer Zavod za preradu minerala i inženjerstvo zaštite okoliša države Irkutsk tehničko sveučilište na temu „Fundamentalna i tehnološka istraživanja u području prerade mineralnih i tehnogenih sirovina u svrhu njihove integrirane uporabe, uzimajući u obzir ekološke probleme u složenim industrijskim sustavima“ i x/d tema br. 118 „Istraživanja oplemenjivanja ustajale jalovine VMC Dzhida.”

Cilj rada- znanstveno potkrijepiti, razviti i ispitati
racionalne tehnološke metode za obogaćivanje stale

U radu su riješeni sljedeći zadaci:

Ocijenite raspodjelu volframa kroz cijeli prostor glavnog
tehnogeno obrazovanje VMC Dzhida;

proučiti materijalni sastav ustajale jalovine Dzhizhinsky VMC;

proučiti kontrast ustajale jalovine u izvornoj veličini u smislu sadržaja W i S (II);

proučavati gravitacijsko obogaćivanje ustajale jalovine Dzhida VMC u različitim veličinama;

odrediti izvedivost korištenja magnetskog obogaćivanja za poboljšanje kvalitete sirovih koncentrata koji sadrže volfram;

optimizirati tehnološku shemu za obogaćivanje tehnogenih sirovina općeg postrojenja za obradu otpada Dzhida VMC;

provesti pilot testove razvijene sheme za izdvajanje W iz ustajale jalovine DVMC-a;

Izraditi shemu sklopa uređaja za industrijsku preradu ustajale jalovine iz Dzhida VMC.

Za provođenje istraživanja korišten je reprezentativni tehnološki uzorak bajate jalovine VMC Džida.

Pri rješavanju formuliranih problema korišteni su sljedeći metode istraživanja: spektralne, optičke, kemijske, mineraloške, fazne, gravitacijske i magnetske metode za analizu materijalnog sastava i tehnoloških svojstava početnih mineralnih sirovina i proizvoda obogaćivanja.

Na obranu se podnose: temeljna znanstvena načela:

Utvrđeni su obrasci raspodjele početnih tehnogenih mineralnih sirovina i volframa po veličinama. Dokazana je potreba primarne (preliminarne) klasifikacije prema veličini od 3 mm.

Utvrđene su kvantitativne karakteristike jalovine obogaćivanja stare rude Dzhidinsky VMC u smislu WO3 i sadržaja sulfidnog sumpora. Dokazano je da početne mineralne sirovine pripadaju kategoriji nekontrastnih ruda. Otkrivena je pouzdana i pouzdana korelacija između sadržaja WO3 i S (II).

Utvrđeni su kvantitativni obrasci gravitacijskog obogaćivanja ustajale jalovine iz Dzhida VMC. Dokazano je da je za izvorni materijal bilo koje veličine, učinkovita metoda za ekstrakciju W gravitacijsko obogaćivanje. Utvrđeni su prognozni tehnološki pokazatelji gravitacijskog obogaćivanja početnih mineralnih sirovina V raznih veličina.

Utvrđeni su kvantitativni obrasci raspodjele ustajale jalovine oplemenjivanja rude Dzhida VMC u frakcije različite specifične magnetske osjetljivosti. Dokazano je da učinkovitost sekvencijalne upotrebe magnetske i centrifugalne separacije poboljšava kvalitetu grubih proizvoda koji sadrže W. Optimizirani su tehnološki načini magnetske separacije.

Materijalni sastav mineralnih sirovina

Pri ispitivanju sekundarnog odlagališta jalovine (Emergency Discharge tailings dump (EDT)) uzeto je 35 uzoraka brazda iz jama i čistina uz padine odlagališta; ukupna duljina brazda je 46 m. ​​Jame i čistine nalaze se u 6 istražnih linija, međusobno udaljenih 40-100 m; razmak između jama (čistina) u istražnim linijama je od 30-40 do 100-150 m. Ispitane su sve litološke varijante pijeska. Uzorci su analizirani na sadržaj W03 i S(II). Na ovom području uzeto je 13 uzoraka iz jama dubine 1,0 m. Udaljenost između linija je oko 200 m, između radova - od 40 do 100 m (ovisno o distribuciji istog tipa litološkog sloja). Rezultati analiza uzoraka na WO3 i sadržaj sumpora prikazani su u tablici. 2.1. Tablica 2.1 - Sadržaj WO3 i sulfidnog sumpora u privatnim uzorcima CAS-a Vidljivo je da se sadržaj WO3 kreće od 0,05-0,09%, s izuzetkom uzorka M-16, odabranog iz srednjezrnih sivih pijesaka. U istom uzorku utvrđene su visoke koncentracije S (II) - 4,23% i 3,67%. Za pojedinačne uzorke (M-8, M-18) zabilježen je visok sadržaj S sulfata (20-30% ukupnog sadržaja sumpora). U gornjem dijelu odlagališta jalovine interventnog pražnjenja uzeto je 11 uzoraka različitih litoloških varijanti. Sadržaj WO3 i S (II), ovisno o podrijetlu pijeska, varira u širokom rasponu: od 0,09 do 0,29% odnosno od 0,78 do 5,8%. Povišeni sadržaj WO3 tipičan je za srednje do krupnozrnate pijeske. Sadržaj S(VI) iznosi 80 - 82% od ukupnog sadržaja S, ali se u pojedinačnim uzorcima, pretežno s niskim sadržajem volframovog trioksida i ukupnog sumpora, smanjuje na 30%.

Rezerve ležišta mogu se procijeniti kao resursi kategorije Pj (vidi tablicu 2.2). Uz gornji dio, duljina jame varira u širokom rasponu: od 0,7 do 9,0 m, stoga se prosječni sadržaj kontroliranih komponenti izračunava uzimajući u obzir parametre jama. Po našem mišljenju, na temelju zadanih karakteristika, uzimajući u obzir sastav ustajale jalovine, njihovu očuvanost, uvjete nastanka, kontaminaciju kućni otpad, njihov sadržaj WO3 i stupanj oksidacije sumpora, samo gornji dio jalovine hitnog ispuštanja s resursima od 1,0 milijuna tona pijeska i 1330 tona WO3 sa sadržajem WO3 od 0,126% može biti od industrijskog interesa. Njihov položaj u neposrednoj blizini projektiranog postrojenja za obogaćivanje (250-300 m) pogodan je za njihov transport. Donji dio deponije jalovine hitnog ispuštanja podliježe odlaganju u sklopu programa obnove okoliša za grad Zakamensk.

Sa područja ležišta uzeto je 5 uzoraka. Razmak između točaka uzorkovanja je 1000-1250 m. Uzorci su uzeti u cijeloj debljini sloja i analizirani na sadržaj WO3, Btot i S (II) (vidi tablicu 2.3). Tablica 2.3 - Sadržaj WO3 i sumpora u privatnim ATO uzorcima Iz rezultata analize vidljivo je da je sadržaj WO3 nizak i varira od 0,04 do 0,10%. Prosječni sadržaj S(II) je 0,12% i nije od praktičnog interesa. Izvedeni radovi ne dopuštaju da odlagalište aluvijalne jalovine nusproizvoda smatramo potencijalnim industrijskim objektom. Međutim, kao izvor onečišćenja okoliša, te se formacije moraju zbrinuti. Glavno odlagalište jalovine (MTD) istraženo je duž paralelnih istražnih linija orijentiranih na azimutu 120 i udaljenih 160 - 180 m jedna od druge. Istražne linije su orijentirane poprečno na prugu brane i gnojovodu, kroz koji se ispuštala rudna jalovina, odložena subparalelno uz vrh brane. Tako su i istražne linije bile usmjerene preko naslaga tehnogenih naslaga. Duž istražnih linija buldožerom su izbijani rovovi do dubine od 3-5 m, iz kojih su bušene jame do dubine od 1 do 4 m. Dubina rovova i jama bila je ograničena stabilnošću zidova eksploatacije. . Jame u rovovima su napravljene kroz 20 - 50 m u središnjem dijelu ležišta i kroz 100 m - na jugoistočnom boku, na području nekadašnjeg taložnika (sada isušenog), od kojom su se vodom opskrbljivala postrojenja za preradu tijekom rada postrojenja.

Područje OTO-a duž granice distribucije je 1015 tisuća m (101,5 hektara); duž duge osi (duž doline rijeke Barun-Naryn) proteže se na 1580 m, u poprečnom smjeru (u blizini brane) širina mu je 1050 m. Na ovom području napravljeno je 78 jama iz unaprijed stvorenih rovova u pet glavnih linija istraživanja. Dakle, jedna jama osvjetljava površinu od 12.850 m, što je ekvivalentno prosječnoj mreži od 130x100 m. U središnjem dijelu polja, predstavljenom pijescima različitih zrna, u području gdje se nalaze stajnice na površini od 530 tisuća m (52% površine TMO), 58 jama i jedan bunar (75% svih radova); Površina istražne mreže iznosila je prosječno 90x100 m2. Na krajnjem jugoistočnom boku, na mjestu nekadašnjeg taložnika u području razvoja sitnozrnih sedimenata – muljeva, izbušeno je 12 jama (15% od ukupnog broja), koje karakteriziraju površinu od oko 370 tisuća m (37% ukupne površine tehnogenog ležišta); prosječna površina mreže ovdje bila je 310x100 m2. U području prijelaza iz heterogenih pijesaka u silte, sastavljene od muljevitih pijesaka, na površini od oko 115 tisuća m (11% površine tehnogenog ležišta) izbušeno je 8 jama (10% broj radova u tehnogenom ležištu), a prosječna površina istražne mreže bila je 145x100 m. Prosječna dužina Uzorkovani dio na tehnogenom ležištu je 4,3 m, uključujući pijesak različitih zrna - 5,2 m, muljeviti pijesak - 2,1 m, mulj - 1,3 m. Apsolutne ocjene Suvremena topografija površine tehnogenog ležišta u ispitivanim dionicama varira od 1110-1115 m u blizini gornjeg dijela brane, do 1146-148 m u središnjem dijelu i 1130-1135 m na jugoistočnom boku. Ukupno je ispitano 60 - 65% kapaciteta tehnogenog ležišta. Rovovi, jame, otkopci i ukopi dokumentirani su u M ​​1:50 -1:100 i ispitani brazdom presjeka 0,1x0,05 m2 (1999.) i 0,05x0,05 m2 (2000.). Duljina uzoraka brazda bila je 1 m, težina 10 - 12 kg 1999. godine. i 4 - 6 kg 2000. god. Ukupna duljina ispitanih intervala u istražnim linijama iznosila je 338 m, općenito, uzimajući u obzir područja detaljiranja i pojedinačne dionice izvan mreže - 459 m. Težina uzetih uzoraka bila je 5 tona.

Uzorci su zajedno s putovnicom (karakteristike stijene, broj uzorka, proizvodnja i izvođač) upakirani u plastične, a potom i tkaninske vrećice i poslani u RAC Republike Burjatije, gdje su izvagani, osušeni, analizirani na sadržaj. od W03, i S (II) prema NS AM metodama. Točnost analiza potvrđuje usporedivost rezultata običnih, skupnih (RAC analize) i tehnoloških (TsNIGRI i VIMS analize) uzoraka. Rezultati analize privatnih tehnoloških uzoraka uzetih u OTO-u dati su u Dodatku 1. Glavno (OTO) i dva sekundarna odlagališta jalovine (KhAT i ATO) Dzhida VMC-a statistički su uspoređeni u smislu sadržaja WO3 korištenjem Studentove t test (vidi Dodatak 2). Uz vjerojatnost pouzdanosti od 95% utvrđeno je: - nema značajne statističke razlike u sadržaju WO3 između privatnih uzoraka sporedne jalovine; - prosječni rezultati OTO ispitivanja sadržaja WO3 1999. i 2000. godine. pripadaju istoj općoj populaciji. Stoga, kemijski sastav glavno jalovište se neznatno mijenja tijekom vremena pod utjecajem vanjski utjecaji. Sve opće rezerve otpada mogu se obraditi korištenjem jedne tehnologije.; - prosječni rezultati uzorkovanja glavnog i bočnog odlagališta jalovine u pogledu sadržaja WO3 značajno se međusobno razlikuju. Posljedično, za uključivanje mineralnih sirovina iz bočne jalovine potreban je razvoj lokalne tehnologije obogaćivanja.

Tehnološka svojstva mineralnih sirovina

Na osnovu zrnastog sastava sedimenti se dijele na tri vrste sedimenata: heterogeni pijesci; muljeviti pijesak (silty); silts Postoje postupni prijelazi između ovih vrsta sedimenata. Jasnije granice uočavaju se u debljini presjeka. Nastaju izmjenom sedimenata različitog zrnastog sastava, različite boje(od tamnozelene do svijetložute i sive) i različitog materijalnog sastava (kvarcnofeldšpatski nemetalni dio i sulfid s magnetitom, hematit, hidroksidi željeza i mangana). Slojevita je u cijeloj debljini - od fino do grubo slojevito; potonji je tipičniji za krupnozrnate varijante sedimenata ili slojeva značajne sulfidne mineralizacije. Fino zrnati (muljeviti, frakcije mulja ili slojevi sastavljeni od materijala tamne boje - amfibol, hematit, getit) obično tvore tanke (nekoliko cm - mm) slojeve. Pojava cijele debljine sedimenata je subhorizontalna s pretežnim padom od 1-5 u smjeru sjevera. Pijesci različitih zrna nalaze se u sjeverozapadnim i središnjim dijelovima OTO-a, što je posljedica njihove sedimentacije u blizini izvora ispuštanja - pulpovoda. Širina trake raznozrnatog pijeska je 400-500 m, duž štrajka zauzimaju cijelu širinu doline - 900-1000 m. Boja pijeska je sivo-žuta, žuto-zelena. Sastav zrna je promjenjiv - od sitnozrnatih do krupnozrnatih varijanti do leća šljunka debljine 5-20 cm i duljine do 10-15 m. Muljeviti (muljeviti) pijesci ističu se u obliku sloja 7-10. m debljine (horizontalna debljina, izdanak 110-120 m). Leže pod heterogenim pijeskom. Na presjeku predstavljaju slojevitu tvorevinu sive, zelenkastosive boje s izmjenom sitnozrnatih pijesaka sa slojevima mulja. Volumen silta u presjeku muljevitih pijesaka raste u smjeru jugoistoka, gdje silti čine glavninu odjeljka.

Muljevi čine jugoistočni dio OTO-a i predstavljeni su sitnijim česticama otpada od obogaćivanja tamnosive, tamnozelene, plavkasto-zelene boje sa slojevima sivkasto-žutog pijeska. Glavna značajka njihove strukture je ujednačenija, masivnija tekstura s rjeđim i slabije definiranim slojevitošću. Silti su podložni muljevitim pijescima i leže na podlozi korita - aluvijalno-deluvijalne naslage. Granulometrijske karakteristike OTO mineralnih sirovina s raspodjelom zlata, volframa, olova, cinka, bakra, fluorita (kalcija i fluora) prema veličini veličine dane su u tablici. 2.8. Prema granulometrijskoj analizi, većina materijala OTO uzorka (oko 58%) ima veličinu čestica od -1 + 0,25 mm, 17% svaki je grube (-3 + 1 mm) i male (-0,25 + 0,1) mm klase . Udio materijala s veličinom čestica manjim od 0,1 mm je oko 8%, od čega je polovica (4,13%) klase kaša - 0,044 + 0 mm. Volfram karakterizira mala fluktuacija sadržaja u razredima veličine od -3 +1 mm do -0,25+0,1 mm (0,04-0,05%) i nagli porast (do 0,38%) u razredu veličine -0 ,1+0,044 mm . U klasi kaše -0,044+0 mm, sadržaj volframa je smanjen na 0,19%. Akumulacija hubnerita javlja se samo u malom materijalu, odnosno u klasi -0,1 + 0,044 mm. Tako je 25,28% volframa koncentrirano u klasi -0,1+0,044 mm s izlazom ove klase od oko 4% i 37,58% u klasi -0,1+0 mm s izlazom ove klase od 8,37%. Diferencijalni i integralni histogrami raspodjele čestica mineralnih sirovina GTO po klasi veličine te histogrami apsolutne i relativne raspodjele W po klasi veličine mineralne sirovine GTO prikazani su na slici 2.2. i 2.3. U tablici U tablici 2.9 prikazani su podaci o diseminaciji hubnerita i šeelita u OTO mineralnoj sirovini izvorne veličine i usitnjenosti do - 0,5 mm.

U klasi -5+3 mm početnih mineralnih sirovina nema zrna pobnerita i šeelita, kao ni međusrastanja. U klasi -3+1 mm sadržaj slobodnih zrna šeelita i hubnerita je dosta velik (37,2% odnosno 36,1%). U klasi -1+0,5 mm oba mineralna oblika volframa prisutna su u gotovo podjednakim količinama, kako u obliku slobodnih zrnaca tako iu obliku srastanja. U razredima tankosti -0,5+0,25, -0,25+0,125, -0,125+0,063, -0,063+0 mm sadržaj slobodnih zrna šeelita i hubnerita značajno je veći od sadržaja međusrastanja (sadržaj srastlina varira od 11,9 do 3. 0%) Razred veličine -1+0,5 mm je limitirajući i u njemu je gotovo jednak sadržaj slobodnih zrnaca šeelita i hubnerita i njihovih međusrastanja. Na temelju podataka u tablici. 2.9, možemo zaključiti da je potrebno klasificirati razlučene mineralne sirovine OTO prema veličini čestica od 0,1 mm i odvojeno obogaćivanje dobivenih klasa. Iz krupne klase potrebno je odvojiti slobodna zrna u koncentrat, a jalovinu koja sadrži spojeve podvrgnuti daljnjem mljevenju. Zdrobljena i odslužena jalovina treba se kombinirati s odsluženom klasom -0,1+0,044 početnih mineralnih sirovina i poslati u gravitacijsku operaciju II kako bi se ekstrahirala fina zrna šeelita i pobnerita u srednji proizvod.

2.3.2 Proučavanje mogućnosti radiometrijske separacije mineralnih sirovina u izvornoj veličini Radiometrijska separacija je postupak krupnokomadnog odvajanja ruda prema sadržaju vrijednih komponenti, temeljen na selektivnom utjecaju. različite vrste zračenje na svojstva minerala i kemijski elementi. Poznato je preko dvadeset metoda radiometrijskog obogaćivanja; najperspektivniji od njih su rendgenska radiometrija, rendgenska luminiscencija, radiorezonancija, fotometrija, autoradiometrija i apsorpcija neutrona. Radiometrijskim metodama rješavaju se sljedeći tehnološki problemi: prethodno obogaćivanje s uklanjanjem jalovine iz rude; izbor tehnoloških sorti, sorti s naknadnim obogaćivanjem prema zasebnim shemama; izbor proizvoda pogodnih za kemijsku i metaluršku preradu. Procjena radiometrijskog obogaćivanja uključuje dvije faze: proučavanje svojstava ruda i eksperimentalno određivanje tehnološki pokazatelji obogaćivanje. U prvoj fazi proučavaju se sljedeća osnovna svojstva: sadržaj vrijednih i štetnih komponenti, granulometrijska struktura, jednokomponentni i višekomponentni kontrast rude. U ovoj fazi utvrđuje se temeljna mogućnost korištenja radiometrijskog obogaćivanja, određuju se maksimalni indeksi razdvajanja (u fazi studije kontrasta), odabiru metode i karakteristike razdvajanja, procjenjuje se njihova učinkovitost, određuju teorijski indeksi razdvajanja i shematski dijagram radiometrijsko obogaćivanje uzimajući u obzir značajke naknadne tehnologije obrade. U drugoj fazi, modovi i praktične rezultate odvajanje, provoditi velika laboratorijska ispitivanja sheme radiometrijskog obogaćivanja, odabrati racionalnu verziju sheme na temelju tehničke i ekonomske usporedbe kombinirane tehnologije (s radiometrijskim odvajanjem na početku procesa) s osnovnom (tradicionalnom) tehnologijom .

U svakom konkretnom slučaju, masa, veličina i broj tehnoloških uzoraka određuju se ovisno o svojstvima rude, strukturnim značajkama ležišta i metodama njezina istraživanja. Sadržaj vrijednih komponenti i ujednačenost njihove raspodjele u rudnoj masi odlučujući su čimbenici u korištenju radiometrijskog obogaćivanja. Na izbor metode radiometrijskog obogaćivanja utječe prisutnost elemenata nečistoća koji su izomorfno povezani s korisnim mineralima iu nekim slučajevima igraju ulogu indikatora, kao i sadržaj štetnih nečistoća, koji se također mogu koristiti u te svrhe.

Optimizacija opće sheme obrade otpada

U vezi s uključivanjem u industrijsku eksploataciju niskokvalitetnih ruda s udjelom volframa od 0,3-0,4%, posljednjih godina, višestupanjske kombinirane sheme obogaćivanja temeljene na kombinaciji gravitacije, flotacije, magnetske i električne separacije, kemijske dorade niskokvalitetni flotacijski koncentrati itd. postali su široko rasprostranjeni. Posebna Međunarodni kongres 1982. iz San Francisca. Analiza tehnoloških shema postojećih poduzeća pokazala je da su tijekom pripreme rude različite metode prethodne koncentracije postale široko rasprostranjene: fotometrijsko sortiranje, preliminarno jigging, obogaćivanje u teškim okruženjima, mokra i suha magnetska separacija. Konkretno, fotometrijsko razvrstavanje učinkovito se koristi kod jednog od najvećih dobavljača proizvoda od volframa - u tvornici Mount Corbijn u Australiji, koja prerađuje rude s udjelom volframa od 0,09% u velikim tvornicama u Kini - Taishan i Xihuashan.

Za preliminarno koncentriranje komponenti rude u teškim medijima koriste se visokoučinkoviti uređaji Dinavirpul tvrtke Sala (Švedska). Koristeći ovu tehnologiju, materijal se klasificira i klasa +0,5 mm obogaćuje u teškom okruženju koje predstavlja mješavina ferosilicija. Neke tvornice koriste suhu i mokru magnetsku separaciju kao predkoncentraciju. Tako se u tvornici Emerson u SAD-u mokra magnetska separacija koristi za odvajanje pirotina i magnetita sadržanih u rudi, au tvornici Uyudag u Turskoj klasa - 10 mm podvrgava se suhom mljevenju i magnetskoj separaciji u separatorima s niskim magnetskog intenziteta za izolaciju magnetita, a zatim obogaćen visokonaponskim separatorima za odvajanje granata. Daljnje obogaćivanje uključuje koncentraciju na stolu, flotogravitaciju i šelitnu flotaciju. Primjer korištenja višestupanjskih kombiniranih shema za obogaćivanje ruda niskog stupnja volframa, osiguravajući proizvodnju visokokvalitetnih koncentrata, su tehnološke sheme koje se koriste u kineskim tvornicama. Tako se u tvornici Taishan s kapacitetom od 3000 tona/dan rude prerađuje materijal volframit-šeelit s udjelom volframa od 0,25%. Izvorna ruda se podvrgava ručnom i fotometrijskom sortiranju, pri čemu se 55% jalovine uklanja na odlagalište. Daljnje obogaćivanje provodi se na strojevima za jigging i koncentracijskim stolovima. Dobiveni grubi gravitacijski koncentrati dorađuju se metodama flotogravitacije i flotacije. Xihuashan, koji obrađuje rudaču s omjerom volframita i šeelita 10:1, koristi sličan gravitacijski ciklus. Sirovi gravitacijski koncentrat šalje se na flotogravitaciju i flotaciju, kroz koje se uklanjaju sulfidi. Zatim se provodi mokra magnetska separacija proizvoda u komori kako bi se izolirali volframit i minerali rijetkih zemalja. Magnetska frakcija se šalje na elektrostatičku separaciju, a zatim na flotaciju volframita. Nemagnetska frakcija se dovodi u sulfidnu flotaciju, a flotacijska jalovina podvrgava se magnetskoj separaciji da bi se proizveli koncentrati šeelita i kasiterit-volframita. Ukupni sadržaj WO3 je 65% s iskorištenjem od 85%.

Došlo je do povećanja upotrebe procesa flotacije u kombinaciji s kemijskom doradom dobivenih loših koncentrata. U Kanadi, u tvornici Mount Pleasant, tehnologija flotacije usvojena je za obogaćivanje složenih ruda volfram-molibden, uključujući flotaciju sulfida, molibdenita i volframita. U glavnoj sulfidnoj flotaciji izdvajaju se bakar, molibden, olovo i cink. Koncentrat se čisti, dalje drobi, pari i kondicionira natrijevim sulfidom. Koncentrat molibdena se pročišćava i podvrgava isluživanju kiselinom. Jalovina sulfidne flotacije tretira se s natrijevim fluoridom kako bi se potisnuli minerali jalovine, a volframit se flotira s organofosfornom kiselinom, nakon čega slijedi ispiranje dobivenog koncentrata volframita sumpornom kiselinom. U tvornici Kantung (Kanada) proces flotacije šeelita je kompliciran zbog prisutnosti talka u rudi, pa je uveden primarni ciklus flotacije talka, zatim se flotiraju minerali bakra i pirotin. Jalovina flotacije podvrgava se gravitacijskom obogaćivanju kako bi se dobila dva koncentrata volframa. Gravitacijska jalovina šalje se u ciklus flotacije šeelit, a dobiveni koncentrat flotacije se prerađuje klorovodična kiselina. U tvornici Ixsjöberg (Švedska), zamjena sheme gravitacijske flotacije čistom flotacijskom shemom omogućila je dobivanje koncentrata šeelita koji sadrži 68-70% WO3 s iskorištenjem od 90% (prema shemi gravitacijske flotacije, oporaba je bila 50%). Mnogo pažnje u U zadnje vrijeme je usmjeren na poboljšanje tehnologije ekstrakcije minerali volframa iz mulja u dva glavna smjera: gravitacijsko obogaćivanje mulja na modernim višeslojnim koncentratorima (slično obogaćivanju mulja koji sadrži kositar) s naknadnom doradom koncentrata flotacijom i obogaćivanjem na mokrim magnetskim separatorima s visokim naponom magnetsko polje(za mulj volframita).

Primjer korištenja kombinirane tehnologije su tvornice u Kini. Tehnologija uključuje zgušnjavanje mulja na 25-30% krutine, sulfidnu flotaciju, obogaćivanje jalovine u centrifugalnim separatorima. Dobiveni grubi koncentrat (sadržaj WO3 24,3% s povratom 55,8%) šalje se na flotaciju volframita koristeći organofosfornu kiselinu kao sakupljač. Koncentrat flotacije koji sadrži 45% WO3 podvrgava se mokroj magnetskoj separaciji da bi se dobio koncentrat volframita i kositra. Korištenjem ove tehnologije iz mulja koji sadrži 0,3-0,4% WO3 dobiva se koncentrat volframita koji sadrži 61,3% WO3 s iskorištenjem od 61,6%. Dakle, tehnološke sheme za obogaćivanje volframovih ruda usmjerene su na povećanje složenosti korištenja sirovina i odvajanje svih povezanih vrijednih komponenti u neovisne vrste proizvoda. Tako se u tvornici Kuda (Japan) pri obogaćivanju složenih ruda dobiva 6 komercijalnih proizvoda. Kako bi se utvrdila mogućnost dodatnog izdvajanja korisnih komponenti iz ustajale jalovine obogaćivanja sredinom 90-ih. TsNIGRI je proučavao tehnološki uzorak koji sadrži 0,1% volframovog trioksida. Utvrđeno je da je glavna vrijedna komponenta u jalovini volfram. Sadržaj obojenih metala je dosta nizak: bakar 0,01-0,03; olovo - 0,09-0,2; cink -0,06-0,15%, zlato i srebro nisu pronađeni u uzorku. Studije su pokazale da će uspješna ekstrakcija volframovog trioksida zahtijevati značajne troškove za ponovno mljevenje jalovine i u ovoj fazi njihovo uključivanje u preradu nije obećavajuće.

Tehnološka shema za obogaćivanje minerala, uključujući dva ili više uređaja, utjelovljuje sve karakteristike složenog objekta, a optimizacija tehnološke sheme može činiti glavni zadatak analize sustava. Za rješavanje ovog problema mogu se koristiti gotovo sve prethodno razmatrane metode modeliranja i optimizacije. Međutim, struktura krugova koncentratora je toliko složena da ju je potrebno razmotriti dodatne metode optimizacija. Doista, za krug koji se sastoji od najmanje 10-12 uređaja, teško je implementirati konvencionalni faktorski eksperiment ili provesti višestruku nelinearnu statističku obradu. Trenutačno se ocrtava nekoliko načina za optimiziranje sklopova - evolucijski put za generalizaciju akumuliranog iskustva i poduzimanje koraka u uspješnom smjeru promjene sklopa.

Pilot ispitivanje razvijene tehnološke sheme za obogaćivanje općeg otpada i industrijskog postrojenja

Ispitivanja su provedena u razdoblju listopad-studeni 2003. Tijekom ispitivanja prerađeno je 15 tona početnih mineralnih sirovina u 24 sata. Rezultati ispitivanja razvijene tehnološke sheme prikazani su na slici. 3.4 i 3.5 i u tablici. 3.6. Može se vidjeti da je iskorištenje standardnog koncentrata 0,14%, sadržaj 62,7% s iskorištenjem WO3 od 49,875%. Rezultati spektralne analize reprezentativnog uzorka dobivenog koncentrata prikazani su u tablici. 3.7, potvrđuju da je W-koncentrat III magnetske separacije standardan i u skladu s KVG (T) stupnjem GOST 213-73 „Tehnički zahtjevi (sastav,%) za koncentrate volframa dobivene iz ruda koje sadrže volfram.” Posljedično, razvijena tehnološka shema za ekstrakciju W iz ustajale jalovine prerade rude Dzhidinsky VMC može se preporučiti za industrijsku upotrebu, a ustajala jalovina se pretvara u dodatne industrijske mineralne sirovine Dzhidinsky VMC.

Za industrijsku preradu odstajale jalovine primjenom razvijene tehnologije pri Q = 400 t/h, razvijen je popis opreme, dat u Za izvođenje operacije obogaćivanja s veličinom čestica od +0,1 mm, preporučuje se ugradnja KNELSON centrifugalni separator s kontinuiranim istovarom koncentrata, dok se za centrifugalno obogaćivanje klase -0,1 mm mora provoditi na KNELSON centrifugalnom separatoru s periodičnim istovarom koncentrata. Tako je utvrđeno da najviše učinkovit način ekstrakcija WO3 iz općeg otpada veličine čestica -3+0,5 mm provodi se pužnom separacijom; od klasa veličine -0,5+0,1 i -0,1+0 mm i jalovine primarnog obogaćivanja usitnjene do -0,1 mm - centrifugalna separacija. Bitne značajke tehnologije prerade ustajale jalovine iz VMC Dzhida su sljedeće: 1. Neophodna je uska klasifikacija sirovine usmjerene na primarno obogaćivanje i doradu; 2. Potreban je individualni pristup pri odabiru metode primarnog obogaćivanja razreda različite veličine; 3. Dobivanje otpadne jalovine moguće je primarnim obogaćivanjem najfinije sirovine (-0,1+0,02mm); 4. Korištenje operacija hidrocikloniranja za kombiniranje operacija odvajanja vode i odvajanja po veličini. Odvod sadrži čestice veličine -0,02 mm; 5. Kompaktan raspored opreme. 6. Profitabilnost tehnološke sheme (DODATAK 4), konačni proizvod je standardni koncentrat koji zadovoljava zahtjeve GOST 213-73.

Kiselev, Mihail Jurijevič

Volfram je najvatrostalniji metal s talištem 3380°C. I to određuje njegov opseg. Također je nemoguće napraviti elektroniku bez volframa; čak je i žarna nit u žarulji volfram.

I, naravno, svojstva metala također određuju poteškoće u njegovom dobivanju...

Prvo, morate pronaći rudu. To su samo dva minerala - šeelit (kalcijev volframat CaWO 4) i volframit (volframat željeza i mangana - FeWO 4 ili MnWO 4). Potonji je poznat od 16. stoljeća pod imenom "vučja pjena" - "Spuma lupi" na latinskom, odnosno "Wolf Rahm" na njemačkom. Ovaj mineral prati rude kositra i ometa taljenje kositra, pretvarajući ga u trosku. Stoga ga je moguće pronaći već u antici. Bogate rude volframa obično sadrže 0,2 - 2% volframa. Volfram je zapravo otkriven 1781.

Međutim, to je najlakša stvar za pronaći u rudarstvu volframa.
Dalje, rudu treba obogatiti. Postoji hrpa metoda i sve su dosta složene. Prije svega, naravno. Zatim - magnetska separacija (ako imamo volframit sa željeznim volframatom). Sljedeće je gravitacijsko odvajanje, jer je metal vrlo težak i ruda se može ispirati, slično kao kod iskopavanja zlata. Danas još uvijek koriste elektrostatičku separaciju, ali je malo vjerojatno da će metoda biti korisna ugroženoj osobi.

Dakle, odvojili smo rudu od gangua. Ako imamo šelit (CaWO 4), onda možemo preskočiti sljedeći korak, ali ako imamo volframit, onda ga moramo pretvoriti u šelit. Da bi se to postiglo, volfram se ekstrahira otopinom sode pod pritiskom i na povišenim temperaturama (proces se odvija u autoklavu), nakon čega slijedi neutralizacija i taloženje u obliku umjetnog šeelita, tj. kalcijev volframat.
Također je moguće sinterirati volframit s viškom sode, tada dobivamo volframat ne od kalcija, već od natrija, što za naše potrebe nije toliko značajno (4FeWO 4 + 4Na 2 CO 3 + O 2 = 4Na 2 WO 4 + 2Fe 2 O 3 + 4CO 2).

Sljedeće dvije faze su ispiranje vodom CaWO 4 -> H 2 WO 4 i razgradnja vrućom kiselinom.
Možete uzeti različite kiseline - klorovodičnu (Na 2 WO 4 + 2HCl = H 2 WO 4 + 2NaCl) ili dušičnu.
Kao rezultat, izolirana je volframova kiselina. Potonji se kalcinira ili otopi u vodenoj otopini NH3, iz koje isparavanjem kristalizira paravolframat.
Kao rezultat toga, moguće je dobiti glavnu sirovinu za proizvodnju volframa - WO 3 trioksida dobre čistoće.

Naravno, postoji i metoda za proizvodnju WO 3 pomoću klorida, kada se koncentrat volframa tretira klorom na povišenim temperaturama, ali ova metoda neće biti jednostavna za stranca.

Oksidi volframa mogu se koristiti u metalurgiji kao aditivi za legiranje.

Dakle, imamo volframov trioksid i preostao je samo jedan korak - redukcija u metal.
Ovdje postoje dvije metode - redukcija vodikom i redukcija ugljikom. U drugom slučaju, ugljen i nečistoće koje uvijek sadrži reagiraju s volframom, stvarajući karbide i druge spojeve. Dakle, volfram izlazi “prljav”, krt, a za elektroniku je čist, što je vrlo poželjno, jer sa samo 0,1% željeza volfram postaje krt i iz njega je nemoguće izvući najtanju žicu za žarne niti.
Proces ugljena također ima još jedan nedostatak - visoka temperatura: 1300 – 1400°C.

Međutim, proizvodnja s redukcijom vodika također nije dar.
Proces redukcije se odvija u specijalnim cijevastim pećima, zagrijavanim na način da dok se kreće kroz cijev, “čamac” WO3 prolazi kroz nekoliko temperaturnih zona. Mlaz suhog vodika dolazi prema njemu. Oporavak se događa iu "hladnim" (450...600°C) i "vrućim" (750...1100°C) zonama; u "hladnim" - na niži oksid WO 2, zatim - na elementarni metal. Ovisno o temperaturi i trajanju reakcije u "vrućoj" zoni, mijenja se čistoća i veličina zrna volframa u prahu koji se oslobađa na stijenkama "čamca".

Dakle, dobili smo čisti metal volfram u obliku sićušnog praha.
Ali ovo još nije metalni ingot od kojeg se nešto može napraviti. Metal se proizvodi metalurgijom praha. To jest, prvo se preša, sinterira u atmosferi vodika na temperaturi od 1200-1300 °C, zatim prolazi kroz nju struja. Metal se zagrijava do 3000 °C i dolazi do sinteriranja u monolitni materijal.

Međutim, radije nam nisu potrebni ingoti ili čak šipke, već tanka volframova žica.
Kao što i sami razumijete, ovdje opet sve nije tako jednostavno.
Izvlačenje žice provodi se na temperaturi od 1000°C na početku procesa i 400-600°C na kraju. U ovom slučaju se zagrijava ne samo žica, već i matrica. Zagrijavanje se vrši plamenom plinskog plamenika ili električnim grijačem.
U tom slučaju, nakon izvlačenja, volframova žica se premazuje grafitnim mazivom. Površina žice mora biti očišćena. Čišćenje se provodi žarenjem, kemijskim ili elektrolitičkim jetkanjem i elektrolitičkim poliranjem.

Kao što vidite, zadatak proizvodnje jednostavne volframove niti nije tako jednostavan kao što se čini. I ovdje su opisane samo osnovne metode; vjerojatno postoji mnogo zamki.
I, naravno, ni sada volfram nije jeftin metal. Sada jedan kilogram volframa košta više od 50 dolara, isti molibden je gotovo dva puta jeftiniji.

Zapravo, postoji nekoliko namjena za volfram.
Naravno, glavni su radio i elektrotehnika, gdje ide volframova žica.

Sljedeća je proizvodnja legiranih čelika koji se odlikuju posebnom tvrdoćom, elastičnošću i čvrstoćom. Dodan zajedno s kromom u željezo, proizvodi takozvane brzorezne čelike, koji zadržavaju svoju tvrdoću i oštrinu čak i kada se zagrijavaju. Koriste se za izradu glodala, svrdla, glodala, kao i drugih alata za rezanje i bušenje (općenito, alati za bušenje sadrže puno volframa).
Volfram-renijeve legure su zanimljive - koriste se za izradu visokotemperaturnih termoparova koji rade na temperaturama iznad 2000°C, ali samo u inertnom okruženju.

Pa, i još nešto zanimljiva aplikacija- To su volframove elektrode za zavarivanje. Takve elektrode nisu potrošne i potrebno je dovesti dodatnu metalnu žicu na mjesto zavarivanja kako bi se dobila zavarena kupka. Volframove elektrode koriste se u zavarivanju argonom - za zavarivanje obojenih metala poput molibdena, titana, nikla, kao i visokolegiranih čelika.

Kao što vidite, proizvodnja volframa nije za davna vremena.
A zašto je tu volfram?
Volfram se može dobiti samo uz izgradnju elektrotehnike - uz pomoć elektrotehnike i za elektrotehniku.
Nema struje znači nema volframa, ali vam ni ne treba.

Volframovi minerali i rude

Od volframovih minerala praktičnu važnost imaju minerali skupine volframita i šeelita.

Volframit (xFeWO4 yMnWO4) je izomorfna smjesa željeznih i manganskih volframata. Ako mineral sadrži više od 80% željeza, naziva se ferberit. Ako mineral sadrži više od 80% mangana, tada se mineral naziva hubernit.

Šeelit CaWO4 je gotovo čisti kalcijev volframat.

Volframove rude sadrže male količine volframa. Minimalni sadržaj WO3 pri kojem se preporuča njihova obrada. iznosi 0,14-0,15% za velike naslage i 0,4-0,5% za male depozite. U rudama uz volfram dolazi kositar u obliku kasiterita, te minerali molibden, bizmut, arsen i bakar. Glavna gangue stijena je silicij.

Volframove rude podvrgavaju se obogaćivanju. Volframitne rude obogaćuju se gravitacijskom metodom, a šeelitne rude obogaćuju se flotacijom.

Sheme obogaćivanja volframove rude su raznolike i složene. Oni kombiniraju gravitacijsko obogaćivanje s magnetskom separacijom, gravitaciju flotacije i flotaciju. Kombinacijom različitih metoda obogaćivanja iz ruda se dobivaju koncentrati koji sadrže do 55-72% WO3. Ekstrakcija volframa iz rude u koncentrat je 82-90%.

Sastav volframovih koncentrata varira unutar sljedećih granica,%: WO3-40-72; MnO-0,008-18; SiO2-5-10; Mo-0,008-0,25; S-0,5-4; Sn-0,03-1,5; As-0,01-0,05; P-0,01-0,11; Cu-0,1-0,22.

Tehnološke sheme prerade koncentrata volframa dijele se u dvije skupine: alkalne i kisele.

Metode prerade volframovih koncentrata

Bez obzira na način prerade koncentrata volframita i šeelita, prva faza njihove prerade je otvaranje, a to je pretvorba volframovih minerala u lako topive kemijske spojeve.

Koncentrati volframita otvaraju se sinteriranjem ili taljenjem sa sodom na temperaturi od 800-900°C, što se temelji na kemijskim reakcijama:

4FeWO4 + 4Na2CO3 + O2 = 4Na2WO4 + 2Fe2O3 +4CO2 (1)

6MnWO4 + 6Na2CO3 + O2 = 6Na2WO4 + 2Mn3O4 +6CO2 (2)

Pri sinterovanju šelitnih koncentrata na temperaturi od 800-900°C dolazi do sljedećih reakcija:

CaWO4 + Na2CO3 = Na2WO4+ CaCO3 (3)

CaWO4 + Na2CO3 = Na2WO4+ CaO + CO2 (4)

Kako bi se smanjila potrošnja sode i spriječilo stvaranje slobodnog kalcijevog oksida, šarži se dodaje silicij za vezanje kalcijevog oksida u teško topljivi silikat:

2CaWO4 + 2Na2CO3 + SiO2 = 2Na2WO4+ Ca2SiO4 + CO2 (5)

Sinteriranje šelitnog koncentrata sa sodom i silicijevim dioksidom provodi se u bubanjskim pećima na temperaturi od 850-900°C.

Dobiveni kolač (legura) se ispire vodom. Tijekom ispiranja u otopinu prelazi natrijev volframat Na2WO4 i topljive nečistoće (Na2SiO3, Na2HPO4, Na2AsO4, Na2MoO4, Na2SO4) i višak sode. Ispiranje se provodi na temperaturi od 80-90°C u čeličnim reaktorima s mehaničkim miješanjem, koji rade u šaržnom načinu rada, ili u kontinuiranim rotacijskim pećima s bubnjem. Iskorištenje volframa u otopinu je 98-99%. Otopina nakon ispiranja sadrži 150-200 g/l WO3. Otopina se filtrira, a nakon odvajanja krutog ostatka šalje se na pročišćavanje od silicija, arsena, fosfora i molibdena.

Pročišćavanje od silicija temelji se na hidrolitičkoj razgradnji Na2SiO3 kuhanjem otopine neutralizirane na pH = 8-9. Neutralizacija viška sode u otopini provodi se klorovodičnom kiselinom. Kao rezultat hidrolize nastaje slabo topljiva silicijeva kiselina:

Na2SiO3 + 2H2O = 2NaOH + H2SiO3 (6)

Za uklanjanje fosfora i arsena koristi se metoda taloženja fosfatnih i arsenatnih iona u obliku slabo topljivih amonijevo-magnezijevih soli:

Na2HPO4 + MgCl2+ NH4OH = Mg(NH4)PO4 + 2NaCl + H2O (7)

Na2HAsO4 + MgCl2+ NH4OH = Mg(NH4)AsO4 + 2NaCl + H2O (8)

Pročišćavanje od molibdena temelji se na razgradnji molibdenove sulfosoli, koja nastaje kada se natrijev sulfid doda u otopinu natrijeva volframata:

Na2MoO4 + 4NaHS = Na2MoS4 + 4NaOH (9)

Nakon naknadnog zakiseljavanja otopine na pH = 2,5-3,0, sulfosol se uništava uz oslobađanje slabo topljivog molibden trisulfida:

Na2MoS4 + 2HCl = MoS3 + 2NaCl + H2S (10)

Kalcijev volframat prvo se taloži iz pročišćene otopine natrijevog volframata pomoću CaCl2:

Na2WO4 + CaCl2 = CaWO4 + 2NaCl. (jedanaest)

Reakcija se provodi u kipućoj otopini koja sadrži 0,3-0,5% lužine

uz miješanje mehaničkom mješalicom. Isprani sediment kalcijevog volframata u obliku pulpe ili paste podvrgava se razgradnji klorovodičnom kiselinom:

CaWO4 + 2HCl = H2WO4 + CaCl2 (12)

Tijekom razgradnje održava se visoka kiselost pulpe na oko 90-120 g/l HCl, što osigurava odvajanje nečistoća fosfora, arsena i djelomično molibdena, topljivih u klorovodičnoj kiselini, iz sedimenta volframove kiseline.

Volframova kiselina također se može dobiti iz pročišćene otopine natrijevog volframata izravnim taloženjem klorovodičnom kiselinom. Kada se otopina zakiseli klorovodičnom kiselinom, H2WO4 se taloži kao rezultat hidrolize natrijevog volframata:

Na2WO4 + 2H2O = 2NaOH + H2WO4 (11)

Alkalija nastala kao rezultat reakcije hidrolize reagira s klorovodičnom kiselinom:

2NaOH + 2HCl = 2NaCl + 2H2O (12)

Zbrajanje reakcija (8.11) i (8.12) daje ukupnu reakciju taloženja volframove kiseline s klorovodičnom kiselinom:

Na2WO4 + 2HCl = 2NaCl + H2WO4 (13)

Međutim, u ovom slučaju nastaju velike poteškoće u ispiranju sedimenta od natrijevih iona. Stoga se trenutno potonja metoda taloženja volframove kiseline vrlo rijetko koristi.

Tehnička volframova kiselina dobivena taloženjem sadrži nečistoće i stoga ju je potrebno pročistiti.

Najraširenija metoda je metoda amonijaka za pročišćavanje tehničke volframove kiseline. Temelji se na činjenici da je volframova kiselina visoko topljiva u otopinama amonijaka, dok je značajan dio nečistoća koje sadrži netopljiv u otopinama amonijaka:

H2WO4 + 2NH4OH = (NH4)2WO4 + 2H2O (14)

Amonijačne otopine volframove kiseline mogu sadržavati nečistoće molibdena i soli alkalnih metala.

Dublje čišćenje postiže se izdvajanjem velikih kristala amonijevog paravolframata iz otopine amonijaka, koji se dobivaju isparavanjem otopine:

12(NH4)2WO4 = (NH4)10W12O41 5H2O + 14NH3 + 2H2O (15)

volframova kiselina anhidrid taloženje

Dublja kristalizacija je nepraktična kako bi se izbjegla kontaminacija kristala nečistoćama. Iz matične tekućine, obogaćene nečistoćama, volfram se taloži u obliku CaWO4 ili H2WO4 i vraća u prethodne faze.

Kristali paravolframata istiskuju se na filterima, potom u centrifugi, ispiraju hladnom vodom i suše.

Volframov oksid WO3 dobiva se kalciniranjem volframove kiseline ili paravolframata u rotirajućoj cjevastoj peći s cijevi od nehrđajućeg čelika i zagrijavanjem na struju na temperaturi od 500-850oC:

H2WO4 = WO3 + H2O (16)

(NH4)10W12O41 5H2O = 12WO3 + 10NH3 +10H2O (17)

U volfram trioksidu namijenjenom za proizvodnju volframa, sadržaj WO3 ne smije biti manji od 99,95%, a za proizvodnju tvrdih legura - ne manji od 99,9%