Zadržavanje glavne metode obogaćivanja volframovih ruda i korištenje pomoćnih procesa dehidracije u tehnološkoj shemi od cca. Industrijska proizvodnja volframa Glavne rude volframa i njihovo obogaćivanje

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

Znanost o preradi minerala usmjerena je, prije svega, na razvijanje teorijskih temelja procesa separacije minerala i stvaranje aparata za preradu, na otkrivanje odnosa između uzoraka raspodjele komponenata i uvjeta separacije u proizvodima prerade kako bi se povećala selektivnost i brzinu odvajanja, njegovu učinkovitost i ekonomičnost te sigurnost za okoliš.

Unatoč značajnim mineralnim rezervama i smanjenju potrošnje resursa posljednjih godina, iscrpljivanje mineralni resursi je jedan od najvažnijih problema u Rusiji. Slaba uporaba tehnologija za uštedu resursa doprinosi veliki gubici minerala u vađenju i obogaćivanju 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 primarna obrada rude složenog materijalnog sastava i kao rezultat toga metalurškoj industriji osiguravaju potreban asortiman i kvalitetu koncentrata. Istovremeno, kod nas u usporedbi s razvijenim strane zemlje Još uvijek postoji značajno zaostajanje u razvoju strojograđevne baze za proizvodnju glavne i pomoćne opreme za obogaćivanje, u kvaliteti, metalnom intenzitetu, energetskom intenzitetu i otpornosti 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 gospodarske djelatnosti sada postaje globalni karakter. U pogledu razmjera izvađenih i transportiranih stijena, transformacije reljefa, utjecaja na preraspodjelu i dinamiku površinskih i podzemnih voda, aktivacije geokemijskog prijenosa i dr. ta je aktivnost usporediva s geološkim procesima.

Neviđeni razmjeri izvađenih mineralnih resursa dovode do njihovog brzog iscrpljivanja, nakupljanja velikih količina otpada na površini Zemlje, u atmosferi i hidrosferi, te postupne degradacije prirodni krajolici, smanjenje bioraznolikosti, smanjenje prirodnog potencijala teritorija i njihovih životnih funkcija.

Skladišta otpada prerade rude objekti su povećanog opasnost za okoliš zbog njihovog negativnog utjecaja na zračni bazen, podzemlje i površinska voda, pokrivač tla na velikim područjima. 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 obrade i određivanje individualnog pristupa ocjeni svakog jalovišta.

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 današnjeg stupnja razvoja teorije i prakse prerade jalovine iz obogaćivanja ruda obojenih, rijetkih i plemenitih metala veliki doprinos dao je V.A. Chanturia, V.Z. Kozin, V.M. Avdokhin, SB. Leonov, L.A. Barsky, A.A. Abramov, V.I. Karmazin, SI. Mitrofanov i drugi.

Važna komponenta ukupne strategije 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 okoliša.

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 Odsjek za preradu minerala i inženjersku ekologiju Državnog tehničkog sveučilišta u Irkutsku 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 tema rada br. 118 “Istraživanje obogaćivanja odstajale jalovine VMC Džida.”

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.

instalirano kvantitativne karakteristike ustajala jalovina prerade rude iz Dzhida VMC u smislu sadržaja WO3 i 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, njihovo očuvanje, uvjete zakopavanja, kontaminaciju kućnim otpadom, sadržaj WO3 u njima i stupanj oksidacije sumpora, industrijski interes može biti samo gornji dio jalovinu hitnog ispuštanja s resursima od 1,0 milijuna tona pijeska i 1330 tona WO3 sa sadržajem WO3 od 0,126%. 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. Zbog toga se kemijski sastav glavnog jalovišta neznatno mijenja tijekom vremena pod utjecajem vanjskih utjecaja. 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, različitih boja (od tamnozelene do svijetložute i sive) i različitog materijalnog sastava (kvarcnofeldšpatskog nemetalnog dijela i sulfida s magnetitom, hematitom, hidroksidima 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 velika klasa 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 tehnoloških pokazatelja obogaćivanja. 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 proučavanja kontrasta), odabiru se metode i karakteristike razdvajanja, procjenjuje se njihova učinkovitost, određuju se teorijski indeksi razdvajanja i temeljni indeksi razdvajanja. razvija se dijagram radiometrijskog obogaćivanja, 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 primjene višestupanjskih kombiniranih shema za bogaćenje siromašnih volframove rude koji osiguravaju 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 tretira klorovodičnom kiselinom. 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%). Nedavno je mnogo pažnje posvećeno poboljšanju tehnologije za ekstrakciju volframovih minerala iz mulja u dva glavna područja: gravitacijsko obogaćivanje mulja u modernim višeslojnim koncentratorima (slično obogaćivanju mulja koji sadrži kositar) s naknadnom doradom koncentrata flotacijom i obogaćivanje u mokrim magnetskim separatorima s visokom jakošću magnetskog polja (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 vađenja korisne komponente 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 prerade minerala, uključujući dva ili više uređaja, utjelovljuje sve karakterne osobine kompleksan objekt, 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 je potrebno razmotriti dodatne metode optimizacije. 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

Volframovi minerali, rude i koncentrati

Volfram je rijedak element, njegov prosječni sadržaj u Zemljina kora 10-4% (maseni). Poznato je oko 15 minerala volframa, ali samo minerali skupine volframita i šeelita imaju praktično značenje.

Volframit (Fe, Mn)WO4 je izomorfna smjesa (kruta otopina) željeznih i manganskih volframata. Ako mineral sadrži više od 80% željeznog volframata, naziva se ferberit; ako prevladava manganov volframat (više od 80%), naziva se hübnerit. Smjese koje po sastavu leže između ovih granica nazivaju se volframiti. Minerali skupine volframita obojeni su crno ili smeđe i imaju veliku gustoću (7D-7,9 g/cm3) i tvrdoću od 5-5,5 na mineraloškoj ljestvici. Mineral sadrži 76,3-76,8% W03. Volframit je slabo magnetičan.

Šeelit CaWOA je kalcijev volframat. Boja minerala je bijela, siva, žuta, smeđa. Gustoća 5,9-6,1 g/cm3, tvrdoća po mineraloškoj ljestvici 4,5-5. Šeelit često sadrži izomorfnu primjesu powellita - CaMoO4. Kada je ozračen ultraljubičastim zrakama, šeelit fluorescira plavim svjetlom. Kada je sadržaj molibdena veći od 1%, fluorescencija postaje žuta. Šeelit je nemagnetičan.

Volframove rude obično sadrže malo volframa. Minimalni sadržaj W03 u rudama pri kojem je njihova eksploatacija isplativa trenutno iznosi 0,14-0,15% za velika ležišta i 0,4-0,5% za mala ležišta.

Uz volframove minerale u rudama se nalaze molibdenit, kasiterit, pirit, arsenopirit, halkopirit, tantalit ili kolumbit itd.

Na temelju mineraloškog sastava razlikuju se dva tipa ležišta - volframit i šeelit, a na temelju oblika rudnih tvorevina - žilni i kontaktni tip.

U žilnim naslagama minerali volframa uglavnom se javljaju u kvarcnim žilama male debljine (0,3-1 m). Kontaktni tip naslaga vezan je za kontaktne zone granitnih stijena i vapnenaca. Karakteriziraju ih naslage šeelitnog skarna (skarni su silicificirani vapnenci). Rude tipa Skarn uključuju najveće nalazište Tyrn-Auz u SSSR-u na Sjevernom Kavkazu. Kada se naslage žila troše, volframit i šeelit se nakupljaju, tvoreći placere. U potonjem se volframit često kombinira s kasiteritom.

Volframove rude se obogaćuju, dajući standardne koncentrate koji sadrže 55-65% W03. Visoki stupanj obogaćivanja ruda volframita postiže se različitim metodama: gravitacijom, flotacijom, magnetskom i elektrostatskom separacijom.

Pri obogaćivanju šelitnih ruda koriste se sheme gravitacijske flotacije ili čiste flotacije.

Ekstrakcija volframa u standardne koncentrate tijekom obogaćivanja volframovih ruda kreće se od 65-70% do 85-90%.

Kada se obogaćuju rude složenog sastava ili teške za obogaćivanje, ponekad je ekonomski povoljno ukloniti srednje proizvode koji sadrže 10-20% W03 iz ciklusa obogaćivanja za kemijsku (hidrometaluršku) obradu, što rezultira proizvodnjom "umjetnog šeelita" ili tehničkog volframa trioksid. Takve kombinirane sheme osiguravaju visoku ekstrakciju volframa iz ruda.

Državni standard (GOST 213-73) predviđa sadržaj W03 u koncentratima volframa 1. razreda ne niži od 65%, 2. razreda - ne niži od 60%. Sadržaj nečistoća P, S, As, Sn, Cu, Pb, Sb, Bi u njima je ograničen i kreće se od stotinki postotka do 1,0%, ovisno o vrsti i namjeni koncentrata.

Istražene rezerve volframa od 1981. godine procjenjuju se na 2903 tisuće tona, od čega je 1360 tisuća tona u Kini.SSSR, Kanada, Australija, SAD, Južna i Sjeverna Koreja, Bolivija, Brazil, Portugal. Proizvodnja volframovih koncentrata u kapitalističkim zemljama i zemljama u razvoju u razdoblju 1971.-1985. kretala se između 20 - 25 tisuća tona (u smislu sadržaja metala).

Metode prerade volframovih koncentrata

Glavni proizvod izravne prerade volframovih koncentrata (uz ferotvolfram taljen za potrebe crne metalurgije) je volframov trioksid. Služi kao početni materijal za volfram i volframov karbid - glavnu komponentu tvrdih legura.

Proizvodne sheme za preradu volframovih koncentrata dijele se u dvije skupine ovisno o usvojenoj metodi razgradnje:

Koncentrati volframa sinteriraju se sa sodom ili se tretiraju vodenim otopinama sode u autoklavu. Koncentrati volframa ponekad se razgrađuju vodenim otopinama natrijevog hidroksida.

Koncentrati se razgrađuju kiselinama.

U slučajevima kada se za razgradnju koriste alkalni reagensi, dobivaju se otopine natrijevog volframata iz kojih se nakon pročišćavanja od nečistoća proizvode konačni produkti - amonijev paravolframat (PVA) ili volframova kiselina. 24

Kada se koncentrat razgradi kiselinama, dobiva se talog tehničke volframove kiseline, koja se u kasnijim operacijama pročišćava od nečistoća.

Razgradnja volframovih koncentrata. alkalni reagensi Sinteriranje s Na2C03

Sinteriranje volframita s Na2C03. Interakcija volframita sa sodom u prisutnosti kisika aktivno se odvija na 800-900 C i opisuje se sljedećim reakcijama: 2FeW04 + 2Na2C03 + l/202 = 2Na2W04 + Fe203 + 2C02; (l) 3MnW04 + 3Na2C03 + 1/202 = 3Na2W04 + Mn304 + 3C02. (2)

Te se reakcije odvijaju s velikim smanjenjem Gibbsove energije i praktički su nepovratne. Uz omjer u volframitu FeO:MnO = i:i AG°1001C = -260 kJ/mol. S viškom Na2C03 u šarži od 10-15% iznad stehiometrijske količine postiže se potpuna razgradnja koncentrata. Da bi se ubrzala oksidacija željeza i mangana, u smjesu se ponekad dodaje 1-4% nitrata.

Sinteriranje volframita s Na2C03 u domaćim poduzećima provodi se u cjevastim rotirajućim pećima obloženim šamotnim opekama. Kako bi se izbjeglo topljenje šarže i stvaranje priraslica (nagomilavanja) u zonama peći s nižom temperaturom, u šaržu se dodaje jalovina od ispiranja kolača (koja sadrži željezne i manganove okside), čime se smanjuje sadržaj W03 u na 20-22%.

Peć duljine 20 m i vanjskog promjera 2,2 m pri brzini vrtnje 0,4 okr/min i kutu nagiba 3 ima kapacitet punjenja 25 tona/dan.

Komponente šarže (usitnjeni koncentrat, Na2C03, salitra) dovode se iz spremnika u pužnu miješalicu pomoću automatske vage. Naboj ulazi u lijevak peći, iz kojeg se dovodi u peć. Nakon izlaska iz peći, komadi kolača prolaze kroz valjke za drobljenje i mlin za mokro mljevenje, iz kojeg se pulpa usmjerava u viši laminator (slika 1).

Sinterovanje šeelita s Na2C03. Na temperaturama od 800-900 C, interakcija šeelita s Na2C03 može se odvijati kroz dvije reakcije:

CaW04 + Na2CQ3 Na2W04 + CaC03; (1.3)

CaW04 + Na2C03 *=*■ Na2W04 + CaO + C02. (1.4)

Obje reakcije odvijaju se s relativno malom promjenom Gibbsove energije.

Reakcija (1.4) se u znatnoj mjeri odvija iznad 850 C, kada se opaža razgradnja CaCO3. Prisutnost kalcijevog oksida u kolaču dovodi do stvaranja slabo topljivog kalcijevog volframata prilikom ispiranja kolača vodom, što smanjuje ekstrakciju volframa u otopinu:

Na2W04 + Ca(OH)2 = CaW04 + 2NaOH. (1.5)

Uz veliki višak Na2C03 u naboju, ova reakcija je značajno potisnuta interakcijom Na2C04 s Ca(OH)2 uz stvaranje CaCO3.

Za smanjenje potrošnje Na2C03 i sprječavanje stvaranja slobodnog kalcijevog oksida šarži se dodaje kvarcni pijesak koji veže kalcijev oksid u slabo topljive silikate:

2CaW04 + 2Na2C03 + Si02 = 2Na2W04 + Ca2Si04 + 2C02; (l.6) AG°100IC = -106,5 kJ.

Ipak, u ovom slučaju, da bi se osigurao visok stupanj ekstrakcije volframa u otopinu, potrebno je unijeti značajan višak Na2C03 u punjenje (50-100% stehiometrijske količine).

Sinteriranje šarže šelitnog koncentrata s Na2C03 i kvarcnim pijeskom provodi se u bubnjastim pećima, kao što je gore opisano za volframit na 850-900 °C. Kako bi se spriječilo taljenje, deponije za ispiranje (koje sadrže uglavnom kalcijev silikat) dodaju se šarži kako bi se smanjio sadržaj W03 na 20-22%.

Ispiranje sode speco. Kada se kolači islužuju vodom, natrijev volframat i topljive soli nečistoća (Na2Si03, Na2HP04, Na2HAs04, Na2Mo04, Na2S04), kao i višak Na2C03 prelaze u otopinu. Ispiranje se provodi na 80-90 °C u čeličnim reaktorima s mehaničkim miješanjem, koji rade u hijerarhijskim uvjetima.

Koncentrati sa sodom:

Elevator koji dovodi koncentrat u mlin; 2 - kuglični mlin koji radi u zatvorenom ciklusu sa separatorom zraka; 3 - pužnica; 4 - separator zraka; 5 - vrećasti filter; 6 - automatski dozatori za vaganje; 7 - transportni vijak; 8 - pužna mješalica; 9 - spremnik za punjenje; 10 - hranilica;

bubanj pećnica; 12 - drobilica valjka; 13 - štapni mlin - liksivijant; 14 - reaktor s miješalicom

Divlji način rada, ili bubanj rotirajući ispirači kontinuiranog rada. Potonji su napunjeni šipkama za drobljenje za drobljenje komada kolača.

Iskorištenje volframa iz sinteriranja u otopinu je 98-99%. Jake otopine sadrže 150-200 g/l W03.

Autoklav je jedini način za razgradnju koncentrata volframa

Metoda autoklav-soda predložena je i razvijena u SSSR-u1 u vezi s preradom šelitnih koncentrata i industrijskih proizvoda. Trenutno se metoda koristi u nizu domaćih tvornica iu inozemstvu.

Razgradnja šeelita s otopinama Na2C03 temelji se na reakciji izmjene

CaW04CrB)+Na2C03(pacTB)^Na2W04(pacTB)+CaC03(TB). (1.7)

Pri 200-225 °C i odgovarajućem višku Na2C03, ovisno o sastavu koncentrata, razgradnja se odvija dovoljno brzo i potpuno. Konstante koncentracijske ravnoteže reakcije (1.7) su male, rastu s temperaturom i ovise o ekvivalentu sode (tj. broju molova Na2C03 po 1 molu CaW04).

S ekvivalentom sode od 1 i 2 na 225 C, konstanta ravnoteže (Kc = C / C cq) je 1,56 i

0,99 odnosno. Iz ovoga slijedi da je pri 225 C minimalno potreban ekvivalent sode 2 (tj. višak Na2C03 je 100%). Stvarni višak Na2C03 je veći, budući da se približavanjem ravnoteže brzina procesa usporava. Za koncentrate šelita koji sadrže 45-55% W03 na 225 C, potreban je ekvivalent sode od 2,6-3. Za industrijske proizvode koji sadrže 15-20% W03 potrebno je 4-4,5 mola Na2C03 po 1 molu CaW04.

CaCO3 filmovi formirani na česticama šeelita su porozni i do debljine od 0,1-0,13 mm, njihov utjecaj na brzinu razgradnje šeelita otopinama Na2C03 nije otkriven. Uz intenzivno miješanje, brzina procesa određena je brzinom kemijskog stupnja, što potvrđuje visoka vrijednost prividne aktivacijske energije E = 75+84 kJ/mol. Međutim, ako je brzina miješanja nedovoljna (što

Javlja se u horizontalnim rotirajućim autoklavima), ostvaruje se srednji režim: brzina procesa određena je i brzinom dovoda reagensa na površinu i brzinom kemijske interakcije.

0,2 0,3 0, it 0,5 0,5 0,7 0,8 Š gŠŠUŠgS031

Kao što se može vidjeti na slici 2, specifična brzina reakcije opada približno obrnuto s porastom omjera molarnih koncentracija Na2W04:Na2C03 u otopini. Ovaj

Sutana. Sl. 2. Ovisnost specifične brzine razgradnje šeelita otopinom sode u autoklavu j o molarnom omjeru koncentracija Na2W04/Na2C03 u otopini pri

Određuje potrebu za značajnim viškom Na2C03 u odnosu na minimalno potreban, određen vrijednošću konstante ravnoteže. Da bi se smanjila potrošnja Na2C03, provodi se dvostupanjsko protustrujno ispiranje. U ovom slučaju, jalovina nakon prvog ispiranja, koja sadrži malo volframa (15-20% izvornog), tretira se svježom otopinom koja sadrži veliki višak Na2C03. Rezultirajuća otopina, koja se reciklira, ulazi u prvu fazu ispiranja.

Razgradnja s otopinama Na2C03 u autoklavu također se koristi za koncentrate volframita, ali je reakcija u ovom slučaju složenija, jer je popraćena hidrolitičkom razgradnjom željeznog karbonata (mangan karbonat je samo djelomično hidroliziran). Razgradnja volframita na 200-225 °C može se prikazati sljedećim reakcijama:

MnW04(TB)+Na2C03(paCT)^MiiC03(TB)+Na2W04(paCTB); (1.8)

FeW04(TB)+NaC03(pacT)*=iFeC03(TB)+Na2W04(paCTB); (1.9)

FeC03 + HjO^FeO + H2C03; (1.10)

Na2C03 + H2C03 = 2NaHC03. (Ja ću)

Nastali željezov oksid FeO na 200-225 °C prolazi transformaciju prema reakciji:

3FeO + H20 = Fe304 + H2.

Stvaranje natrijevog bikarbonata dovodi do smanjenja koncentracije Na2C03 u otopini i zahtijeva veliki višak reagensa.

Za postizanje zadovoljavajuće brzine razgradnje koncentrata volframita potrebno ih je fino usitniti i povećati utrošak Na2C03 na 3,5-4,5 g-eq, ovisno o sastavu koncentrata. Volframite s visokim sadržajem mangana teže je razgraditi.

Dodavanje NaOH ili CaO u pulpu autoklava (što dovodi do kaustizacije Na2C03) poboljšava stupanj razgradnje.

Brzina razgradnje volframita može se povećati uvođenjem kisika (zraka) u pulpu autoklava, koji oksidira Fe (II) i Mil (II), što dovodi do razaranja kristalne rešetke minerala na reakcijskoj površini.

Sekundarna para

Sutana. 3. Instalacija autoklava s vodoravno rotirajućim autoklavom: 1 - autoklav; 2 - utovarna cijev za celulozu (kroz nju se također uvodi para); 3 - pumpa za pulpu; 4 - manometar; 5 - grijač reaktora-pulpe; 6 - samoisparivač; 7 - separator kapljica; 8 - ulaz pulpe u samoisparivač; 9 - branik od oklopnog čelika; 10 - cijev za uklanjanje pulpe; 11 - skupljanje pulpe

Ispiranje se provodi u čeličnim vodoravnim rotirajućim autoklavima koji se zagrijavaju živom parom (slika 3) i kontinuiranim okomitim autoklavima s miješanjem pulpe pomoću mjehurića pare. Približan režim procesa: temperatura 225 tlak u autoklavu ~2,5 MPa, omjer T:L = 1:(3,5*4), trajanje u svakoj fazi 2-4 sata.

Slika 4 prikazuje dijagram baterije autoklava. Početna autoklavna pulpa, zagrijana parom na 80-100 °C, pumpa se u autoklave, u kojima se zagrijava do

Sekundarna para

Rve. 4. Shema kontinuirane instalacije autoklava: 1 - reaktor za zagrijavanje početne pulpe; 2 - klipna pumpa; 3 - autoklav; 4 - prigušnica; 5 - samoisparivač; 6 - sakupljač pulpe

200-225 °C sa živom parom. Tijekom kontinuiranog rada, tlak u autoklavu se održava ispuštanjem pulpe kroz prigušnicu (kalibrirani karbidni ispirač). Pulpa ulazi u samoisparivač - posudu pod pritiskom od 0,15-0,2 MPa, gdje se pulpa brzo hladi zbog intenzivnog isparavanja. Prednosti autoklavno-sodne razgradnje šeelitnih koncentrata prije sinteriranja su eliminacija procesa u peći i nešto niži sadržaj nečistoća u otopinama volframa (osobito fosfora i arsena).

Nedostaci ove metode su velika potrošnja Na2C03. Visoka koncentracija viška Na2C03 (80-120 g/l) povlači za sobom povećanu potrošnju kiselina za neutralizaciju otopina i shodno tome visoke troškove zbrinjavanja otpadnih otopina.

Razgradnja otopina volframat koncentrata i natrijevog hidroksida

Otopine natrijevog hidroksida razgrađuju volframit prema reakciji izmjene:

Me WC>4 + 2Na0Hi=tNa2W04 + Me(0 H)2, (1.13)

Gdje sam ja željezo, mangan.

Vrijednost koncentracijske konstante ove reakcije Kc = 2 pri temperaturama od 90, 120 i 150 °C je 0,68, redom; 2.23 i 2.27.

Potpuna razgradnja (98-99%) postiže se tretiranjem fino mljevenog koncentrata s 25-40% otopinom natrijevog hidroksida na 110-120 °C. Potreban višak lužine je 50% ili više. Razgradnja se provodi u zatvorenim čeličnim reaktorima opremljenim mješalicama. Prolaskom zraka u otopinu ubrzava se proces zbog oksidacije željezovog (II) hidroksida Fe(OH)2 u hidratirani željezov (III) oksid Fe2O3-NH20 i mangan (II) hidroksida Mn(OH)2 u hidratirani manganov oksid (IV ) Mn02-1H20.

Korištenje razgradnje s alkalijskim otopinama preporučljivo je samo za koncentrate volframita visokog stupnja (65-70% W02) s malim sadržajem silicija i silikata. Pri preradi koncentrata niskog stupnja dobivaju se visoko onečišćene otopine i teško filtrirajući sedimenti.

Obrada otopina natrijeva volframata

Otopine natrijevog volframata sa sadržajem 80-150 g/l W03, za dobivanje volframovog trioksida potrebne čistoće, do sada su se pretežno obrađivale prema tradicionalnoj shemi koja uključuje: pročišćavanje od spojeva nečistoća (Si, P, As, F, Mo); taloženje

Kalcijev volfram (umjetni šeelit) nakon čega slijedi njegova razgradnja kiselinama i proizvodnja tehničke volframove kiseline; otapanje volframatne kiseline u amonijačnoj vodi, nakon čega slijedi isparavanje otopine i kristalizacija amonijevog paravolframata (PVA); kalcinacija PVA da se dobije čisti volframov trioksid.

Glavni nedostatak sheme je to što je višefazna, većina operacija se provodi periodično, a trajanje je nekoliko faza. Tehnologija ekstrakcije i ionske izmjene za pretvaranje otopina Na2W04 u otopine (NH4)2W04 razvijena je i već se koristi u nekim poduzećima. U nastavku ćemo ukratko pregledati glavne faze tradicionalne sheme i nove opcije tehnologije ekstrakcije i ionske izmjene.

Čišćenje od nečistoća

Uklanjanje silicija. Kada sadržaj Si02 u otopinama prelazi 0,1% sadržaja W03, potrebno je prethodno uklanjanje silicija. Pročišćavanje se temelji na hidrolitičkoj razgradnji Na2Si03 kuhanjem otopine neutralizirane na pH = 8*9 uz oslobađanje silicijeve kiseline.

Otopine se neutraliziraju klorovodičnom kiselinom koja se u tankom mlazu uz miješanje (da se izbjegne lokalna peroksidacija) dodaje u zagrijanu otopinu natrijeva volframata.

Pročišćavanje od fosfora i arsena. Za uklanjanje fosfatnih i arsenatnih iona koristi se metoda taloženja amonijevo-magnezijevih soli Mg(NH4)P04 6H20 i Mg(NH4)AsC)4 6H20. Topljivost ovih soli u vodi pri 20 C je 0,058 odnosno 0,038%. U prisutnosti viška iona Mg2+ i NH4, topljivost je manja.

Taloženje nečistoća fosfora i arsena provodi se na hladnoći:

Na2HP04 + MgCl2 + NH4OH = Mg(NH4)P04 + 2NaCl +

Na2HAsQ4 + MgCl2 + NH4OH = Mg(NH4)AsQ4 + 2NaCl +

Nakon duljeg stajanja (48 sati) iz otopine ispadaju kristalni talozi amonijevo-magnezijevih soli.

Pročišćavanje od fluoridnih iona. Uz visok sadržaj fluorita u početnom koncentratu, sadržaj fluoridnih iona doseže 5 g/l. Otopine se pročišćavaju od fluoridnih iona taloženjem magnezijevim fluoridom iz neutralizirane otopine u koju je dodan MgCl2. Uklanjanje fluora može se kombinirati s hidrolitičkim odvajanjem silicijeve kiseline.

Uklanjanje molibdena. Otopine natrijeva volframata moraju se očistiti od molibdena ako njegov sadržaj prelazi 0,1% sadržaja W03 (tj. 0,1-0,2 t/l). Pri koncentraciji molibdena od 5-10 g/l (na primjer, pri obradi šeelit-powellita Tyrny -Auz koncentrira), oslobađanje molibdena postaje posebno značenje, budući da ima za cilj dobivanje kemijskog koncentrata molibdena.

Uobičajena metoda je taloženje slabo topljivog molibden trisulfida MoS3 iz otopine.

Poznato je da kada se natrijev sulfid doda otopinama natrijevog volframata ili molibdata, nastaju sulfosoli Na23S4 ili oksosulfosoli Na23Sx04_x (gdje je E Mo ili W):

Na2304 + 4NaHS = Na23S4 + 4NaOH. (1.16)

Konstanta ravnoteže ove reakcije za Na2Mo04 znatno je veća nego za Na2W04(^^0 » Kzg). Prema tome, ako se otopini doda količina Na2S dovoljna samo za reakciju s Na2Mo04 (s blagim suviškom), tada pretežno nastaje molibdenova sulfosol. Nakon naknadnog zakiseljavanja otopine na pH = 2,5 * 3,0, sulfosol se uništava uz oslobađanje molibden trisulfida:

Na2MoS4 + 2HC1 = MoS3 j + 2NaCl + H2S. (1.17)

Oksosulfosoli se razlažu uz oslobađanje oksosulfida (npr. MoSjO i dr.). Zajedno s molibden trisulfidom koprecipitira se određena količina volfram trisulfida.Otapanjem taloga sulfida u otopini sode i ponovnim taloženjem molibden trisulfida dobiva se koncentrat molibdena sa sadržajem W03 ne većim od 2% uz gubitak volframa. od 0,3-0,5% izvornog iznosa.

Nakon djelomičnog oksidativnog prženja taloga - molibden trisulfida (na 450-500 °C) dobiva se kemijski koncentrat molibdena koji sadrži 50-52% molibdena.

Nedostatak metode taloženja molibdena u sastavu trisulfida je oslobađanje sumporovodika reakcijom (1.17), što zahtijeva troškove za neutralizaciju plina (koristi se apsorpcija H2S u skruberu navodnjavanom otopinom natrijevog hidroksida) . Izolacija molibden trisulfida provodi se iz otopine zagrijane na 75-80 C. Operacija se provodi u zatvorenim čeličnim reaktorima, gumiranim ili obloženim kiselootpornim emajlom. Talog trisulfida odvaja se od otopine filtracijom na filter preši.

Priprava volframove kiseline iz otopina natrijeva volframata

Volframova kiselina može se izravno izolirati iz otopine natrijeva volframata s klorovodičnom ili dušičnom kiselinom. Međutim, ova se metoda rijetko koristi zbog poteškoća u ispiranju sedimenata od natrijevih iona, čiji je sadržaj u volfram trioksidu ograničen.

Uglavnom se kalcijev volframat inicijalno taloži iz otopine, koja se zatim razgrađuje kiselinama. Kalcijev volframat se taloži dodavanjem otopine CaC12 otopini natrijevog volframata zagrijanoj na 80-90 C pri rezidualnoj lužnatosti otopine od 0,3-0,7%. U tom slučaju ispada bijeli, fino kristalni, lako taloženi talog; natrijevi ioni ostaju u matičnoj otopini, što osigurava njihov nizak sadržaj volframove kiseline. Iz otopine se istaloži 99-99,5% W; matične tekućine sadrže 0,05-0,07 g/l W03. Talog CaW04 ispran vodom u obliku paste ili pulpe šalje se na razgradnju klorovodičnom kiselinom kada se zagrije na 90°:

CaW04 + 2HC1 = H2W04i + CaCl2. (1.18)

Tijekom razgradnje konačna kiselost pulpe održava se visokom (90-100 g/l HCl), što osigurava odvajanje volframove kiseline od nečistoća spojeva fosfora, arsena i djelomično molibdena (molibdna kiselina se otapa u klorovodična kiselina). Naslage volframove kiseline zahtijevaju pažljivo pranje kako bi se uklonile nečistoće (osobito kalcijeve soli).

I natrij). Posljednjih godina razvijeno je kontinuirano ispiranje volframove kiseline u pulsacijskim kolonama, što je značajno pojednostavilo rad.

U jednom od poduzeća u SSSR-u, pri obradi otopina natrijevog volframata, umjesto klorovodične kiseline, koristi se dušična kiselina za neutralizaciju otopina i razgradnju taloga CaW04, a taloženje potonjeg provodi se uvođenjem Ca (N03)2 u rješenja. U ovom slučaju, nitratne matične tekućine se koriste za dobivanje nitratnih soli koje se koriste kao gnojivo.

Pročišćavanje tehničke volframove kiseline i proizvodnja W03

Tehnička volframova kiselina dobivena gore opisanom metodom sadrži 0,2-0,3% nečistoća. Kao rezultat kiselog kalciniranja na 500-600 C, dobiva se volframov trioksid, pogodan za proizvodnju tvrdih legura na bazi volfram karbida. Međutim, za proizvodnju volframa potreban je trioksid veće čistoće s ukupnim sadržajem nečistoća ne većim od 0,05%.

Metoda amonijaka za pročišćavanje volframove kiseline općenito je prihvaćena. Lako se otapa u amonijačnoj vodi, dok najveći dio nečistoća ostaje u sedimentu: silicij, željezni i manganovi hidroksidi i kalcij (u obliku CaW04). Međutim, otopine amonijaka mogu sadržavati primjesu molibdena i soli alkalijskih metala.

Kristalni talog PVA izoliran je iz otopine amonijaka kao rezultat isparavanja i naknadnog hlađenja:

Isparavanje

12(NH4)2W04 * (NH4)10H2W12O42 4H20 + 14NH3 +

U industrijskoj praksi sastav PVA često se piše u obliku oksida: 5(NH4)20-12W03-5H20, što ne odražava njegovu kemijsku prirodu kao soli izopolikiseline.

Isparavanje se provodi u periodičnim ili kontinuiranim uređajima od nehrđajućeg čelika. Obično se 75-80% volframa razdvaja u kristale. Neželjeno je provoditi dublju kristalizaciju kako bi se izbjegla kontaminacija kristala nečistoćama. Značajno je da najveći dio nečistoće molibdena (70-80%) ostaje u matičnoj otopini. Iz matične tekućine, obogaćene nečistoćama, volfram se taloži u obliku CaW04 ili H2W04, koji se vraća u odgovarajuće faze proizvodne sheme.

Kristali PVA se istiskuju na filtar, zatim u centrifugi, isperu hladna voda i osušeni.

Volframov trioksid se dobiva toplinskim razlaganjem volframove kiseline ili PVA:

H2W04 = "W03 + H20;

(NH4)10H2W12O42 4H20 = 12W03 + 10NH3 + 10H20. (1,20)

Kalcinacija se provodi u rotirajućim električnim pećima s cijevi od čelika otpornog na toplinu 20H23N18. Način kalcinacije ovisi o namjeni volframovog trioksida i potrebnoj veličini njegovih čestica. Dakle, za dobivanje VA volframove žice (vidi dolje), PVA se kalcinira na 500-550 °C, HF i VT žice (volfram bez aditiva) - na 800-850 °C.

Volframova kiselina se kalcinira na 750-850 °C. Volframov trioksid napravljen od PVA ima veće čestice od trioksida napravljenog od volframove kiseline. U volfram trioksidu namijenjenom za proizvodnju volframa, sadržaj W03 mora biti najmanje 99,95%; za proizvodnju tvrdih legura - najmanje 99,9%.

Metode ekstrakcije i ionske izmjene za obradu otopina natrijeva volframata

Obrada otopina natrijevog volframata značajno je pojednostavljena ekstrakcijom volframa iz otopina ekstrakcijom organskim ekstraktantom, nakon čega slijedi ponovna ekstrakcija iz organske faze otopinom amonijaka uz odvajanje PVA iz otopine amonijaka.

Budući da se volfram nalazi u otopinama u obliku polimernih aniona u širokom rasponu pH = 7,5 + 2,0, za ekstrakciju se koriste anionski izmjenjivači: soli amina ili kvaternih amonijevih baza. Posebno se u industrijskoj praksi koristi trioktilamin sulfatna sol (i?3NH)HS04 (gdje je R C8H17). Najveće stope ekstrakcije volframa opažene su pri pH=2*4.

Ekstrakcija je opisana jednadžbom:

4(i?3NH)HS04(opr) + N2\U120*"(aq) + 2N+(aq)í̈=í̈

Í̈=í̈(D3GŠ)4N4\U12O40(org) + 4N80;(aq). (l.2l)

Amin se otopi u kerozinu, kojemu se doda tehnička smjesa polihidrični alkoholi(C7 - C9) kako bi se spriječilo oslobađanje krute faze (zbog niske topljivosti aminskih soli u kerozinu). Približan sastav organske faze: amini 10%, alkoholi 15%, kerozin - ostalo.

Otopine pročišćene od m-libdena, kao i nečistoća fosfora, arsena, silicija i fluora šalju se na ekstrakciju.

Volfram se ponovno ekstrahira iz organske faze amonijačnom vodom (3-4% NH3), pri čemu se dobivaju otopine amonijevog volframata iz koje se PVA izolira isparavanjem i kristalizacijom. Ekstrakcija se provodi u uređajima tipa miješalica-taložnik ili u pulsirajućim kolonama s punjenjem.

Prednosti ekstrakcijske obrade otopina natrijevog volframata su očite: smanjuje se broj operacija u tehnološkoj shemi, stvara se mogućnost provođenja kontinuiranog procesa za dobivanje otopina amonijevog volframata iz otopina natrijevog volframata i smanjuje se proizvodni prostor.

Ekstrakcijska otpadna voda može sadržavati primjese od 80-100 mg/l amina, kao i primjese viših alkohola i kerozina. Za uklanjanje ovih ekološki štetnih nečistoća koristi se flotacija pjenom i adsorpcija na aktivnom ugljenu.

Tehnologija ekstrakcije koristi se u stranim poduzećima, a primjenjuje se iu domaćim tvornicama.

Upotreba smola za ionsku izmjenu je smjer koji se natječe s ekstrakcijom u shemi obrade otopina natrijeva volframata. U tu svrhu koriste se niskobazni anionski izmjenjivači koji sadrže aminske skupine (obično tercijarni amini) ili amfoterne smole (amfoliti) koji sadrže karboksilne i aminske skupine. Pri pH = 2,5 + 3,5 polianioni volframa se sorbiraju na smole, a za neke smole pun kapacitet iznosi 1700-1900 mg W03 po 1 g smole. U slučaju smole u obliku 8C>5~, sorpcija i elucija opisani su jednadžbama:

2tf2S04 + H4W12044; 5^«4H4W12O40 + 2SOf; (1.22)

I?4H4WI2O40 + 24NH4OH = 12(NH4)2W04 + 4DON + 12H20. (l.23)

Metoda ionske izmjene razvijena je i primijenjena u jednom od poduzeća SSSR-a. Potrebno vrijeme kontakta smole s otopinom je 8-12 sati.Proces se provodi u kaskadi kolona za ionsku izmjenu sa suspendiranim slojem smole u kontinuiranom načinu rada. Teška okolnost je djelomično odvajanje kristala PVA u fazi eluiranja, što zahtijeva njihovo odvajanje od čestica smole. Kao rezultat eluiranja dobivaju se otopine koje sadrže 150-170 g/l W03, koje se šalju na isparavanje i kristalizaciju PVA.

Nedostatak tehnologije ionske izmjene u usporedbi s ekstrakcijom je nepovoljna kinetika (trajanje kontakta 8-12 sati naspram 5-10 minuta za ekstrakciju). Istodobno, prednosti ionskih izmjenjivača uključuju odsutnost otpadnih otopina koje sadrže organske nečistoće, kao i sigurnost od požara i netoksičnost smola.

Razgradnja šelitnih koncentrata kiselinama

U industrijskoj praksi, uglavnom pri preradi visokokvalitetnih koncentrata šeelita (70-75% W03), koristi se izravna razgradnja šeelita klorovodičnom kiselinom.

Reakcija razgradnje:

CaW04 + 2HC1 = W03H20 + CoCl2 (1,24)

Gotovo nepovratno. Međutim, utrošak kiseline znatno je veći od stehiometrijski potrebnog (250-300%) zbog inhibicije procesa filmovima volframove kiseline na česticama šeelita.

Razgradnja se provodi u zatvorenim reaktorima s mješalicama, obloženim emajlom otpornim na kiseline i zagrijavanim kroz parni omotač. Proces se odvija na 100-110 C. Trajanje razgradnje varira od 4-6 do 12 sati, što ovisi o stupnju usitnjenosti, kao io podrijetlu koncentrata (šeeliti iz različitih ležišta razlikuju se po reaktivnosti).

Jedan tretman ne dovodi uvijek do potpunog otvaranja. U tom slučaju, nakon otapanja volframove kiseline u amonijačnoj vodi, ostatak se ponovno tretira klorovodičnom kiselinom.

Tijekom razgradnje šeelit-powellit koncentrata koji sadrže 4-5% molibdena, najveći dio molibdena prelazi u otopinu klorovodične kiseline, što se objašnjava visokom topljivošću molibdinske kiseline u klorovodičnoj kiselini. Dakle, pri 20 C u 270 g/l HC1, topljivost H2Mo04 i H2W04 je 182 odnosno 0,03 g/l. Unatoč tome, nije postignuto potpuno odvajanje molibdena. Precipitati volframove kiseline sadrže 0,2-0,3% molibdena, koji se ne može ekstrahirati ponovljenim tretmanom klorovodičnom kiselinom.

Kiselinska metoda razlikuje se od alkalnih metoda razgradnje šeelita po manjem broju operacija u tehnološkoj shemi. Međutim, kada se prerađuju koncentrati s relativno niskim sadržajem W03 (50-55%) sa značajnim sadržajem nečistoća, za dobivanje standardnog paravol-amonijevog framata potrebno je provesti dva ili tri pročišćavanja amonijakom volframove kiseline, što je neekonomičan. Stoga se razgradnja s klorovodičnom kiselinom najviše koristi u preradi bogatih i čistih šelitnih koncentrata.

Nedostaci metode razgradnje s klorovodičnom kiselinom su veliki utrošak kiseline, veliki volumen otpadnih otopina kalcijevog klorida i složenost njihovog zbrinjavanja.

U svjetlu zadataka stvaranja tehnologije bez otpada Od interesa je nitratna metoda razgradnje koncentrata šeelita. U tom slučaju matične otopine mogu se lako upotrijebiti za dobivanje nitratnih soli.

Rude volframa u našoj zemlji prerađivane su u velikim rudarskim i prerađivačkim pogonima (Orlovsky, Lermontovsky, Tyrnauzsky, Primorsky, Dzhidinsky VMK) prema sada već klasičnim tehnološkim shemama s višestupanjskim mljevenjem i obogaćivanjem materijala podijeljenim u uske veličinske razrede, najčešće u dva ciklusa: primarno gravitacijsko obogaćivanje i dorada grubih koncentrata različitim metodama. To se objašnjava niskim sadržajem volframa u prerađenim rudama (0,1-0,8% WO3) i visokim zahtjevima za kvalitetu koncentrata. Primarno obogaćivanje za grubo diseminirane rude (minus 12+6 mm) provedeno je metodom jigging, a za srednje, fino i fino diseminirane rude (minus 2+0,04 mm) korišteni su pužni uređaji različitih modifikacija i veličina.

Godine 2001. tvornica volfram-molibdena Dzhidinsky (Buryatia, Zakamensk) prestala je s radom, nakon što je akumulirala višemilijunsku količinu pijeska u tehnogenom ležištu volframa Barun-Narynskoye. Od 2011. ovo ležište obrađuje ZAO Zakamensk u modularnom postrojenju za preradu.

Tehnološka shema temeljila se na dvostupanjskom obogaćivanju na Knelsonovim centrifugalnim koncentratorima (CVD-42 za glavnu operaciju i CVD-20 za operaciju čišćenja), dodatnom mljevenju srednje sirovine i flotaciji zbirnog gravitacijskog koncentrata za proizvodnju koncentrata kvalitete KVGF. Tijekom rada uočeno je niz čimbenika u radu Knelsonovih koncentratora koji su negativno utjecali na ekonomsku učinkovitost prerade pijeska, a to su:

Visoki operativni troškovi, uklj. troškovi energije i troškovi rezervnih dijelova, koji, s obzirom na udaljenost proizvodnje od proizvodnih objekata i povećanje cijene električne energije, ovaj faktor postaje posebno važan;

Nizak stupanj ekstrakcije volframovih minerala u gravitacijski koncentrat (oko 60% iz operacije);

Složenost ove opreme u radu: kada materijalni sastav obogaćene sirovine varira, centrifugalni koncentratori zahtijevaju intervenciju u procesu i brzo podešavanje (promjene pritiska vode koja gori, brzina rotacije posude za obogaćivanje), što dovodi do na fluktuacije u svojstvima kvalitete dobivenih gravitacijskih koncentrata;

Velika udaljenost od proizvođača i, kao rezultat toga, dugo vrijeme čekanja na rezervne dijelove.

Tražim alternativna metoda gravitacijske koncentracije, tvrtka Spirit provela je laboratorijska ispitivanja tehnologije odvajanje vijka pomoću industrijskih pužnih separatora SVM-750 i SVSh-750 proizvođača PC Spirit LLC. Obogaćivanje se odvijalo u dvije operacije: glavnoj i kontrolnoj, pri čemu su proizvedena tri produkta obogaćivanja - koncentrat, poluproizvod i jalovina. Svi proizvodi obogaćivanja dobiveni kao rezultat eksperimenta analizirani su u laboratoriju JSC Zakamensk. Najbolji rezultati prikazani su u tablici. 1.

Stol 1. Rezultati pužnog odvajanja u laboratorijskim uvjetima

Dobiveni podaci pokazali su mogućnost korištenja pužnih separatora umjesto Knelsonovih koncentratora u postupku primarnog obogaćivanja.

Sljedeća faza bila je provođenje pilot testova na postojećem krugu obogaćivanja. Instalirana je eksperimentalna poluindustrijska instalacija s vijčanim uređajima SVSh-2-750, koji su instalirani paralelno s koncentratorima Knelson CVD-42. Obogaćivanje je obavljeno u jednoj operaciji, dobiveni produkti slani su dalje prema shemi postojećeg postrojenja za obogaćivanje, a uzorkovanje je obavljeno izravno iz procesa obogaćivanja bez zaustavljanja rada opreme. Pokazatelji pilot ispitivanja prikazani su u tablici. 2.

Tablica 2. Rezultati usporednih pilot ispitivanja pužnih uređaja i centrifugalnih koncentratoraKnelson

Indikatori	Početna hrana	Koncentrat
Oporavak, %

Rezultati pokazuju da je obogaćivanje pijeska učinkovitije korištenjem pužnih uređaja nego centrifugalnih koncentratora. To se prevodi u manji prinos koncentrata (16,87% u odnosu na 32,26%) s povećanim povratom (83,13% u odnosu na 67,74%) u koncentratu minerala volframa. To rezultira kvalitetnijim koncentratom WO3 (0,9% u odnosu na 0,42%),

Vladivostok

anotacija

Ovaj rad govori o tehnologijama za obogaćivanje šeelita i volframita.

Tehnologija obogaćivanja volframovih ruda uključuje: prethodnu koncentraciju, obogaćivanje drobljenih proizvoda prethodne koncentracije za dobivanje skupnih (grubih) koncentrata i njihovu doradu.

Ključne riječi

Šeelitna ruda, volframitna ruda, teška-srednja separacija, jigging, gravitacijska metoda, elektromagnetska separacija, flotacija.

1. Uvod 4

2. Predkoncentracija 5

3. Tehnologija obogaćivanja ruda volframita 6

4. Tehnologija obogaćivanja šelitskih ruda 9

5. Zaključak 12

Reference 13

Uvod

Volfram je srebrno-bijeli metal visoke tvrdoće i vrelišta od oko 5500°C.

Ruska Federacija ima velike istražene rezerve. Potencijal rude volframa procjenjuje se na 2,6 milijuna tona volframovog trioksida, od čega dokazane rezerve iznose 1,7 milijuna tona ili 35% svjetskih rezervi.

Razvijena nalazišta u Primorskom teritoriju: Vostok-2, OJSC Primorsky GOK (1,503%); Lermontovskoye, OJSC Lermontovskaya GRK (2,462%).

Glavni minerali volframa su šeelit, hubnerit i volframit. Ovisno o vrsti minerala, rude se mogu podijeliti u dvije vrste; šeelit i volframit (huebnerit).

Pri preradi ruda koje sadrže volfram koriste se gravitacijske, flotacijske, magnetske, kao i elektrostatičke, hidrometalurške i druge metode.

Predkoncentracija.

Najjeftinije, a ujedno visokoproduktivne metode predkoncentracije su gravitacijske, kao što su teško-srednje separacija i jigging.

Teško srednje odvajanje omogućuje vam stabiliziranje kvalitete sirovine koja ulazi u glavne cikluse obrade, izolaciju ne samo otpadnog proizvoda, već i odvajanje rude na bogatu grubo raspršenu i siromašnu fino raspršenu rudu, za koje je često potrebna temeljna različite sheme obrade, budući da se značajno razlikuju po sastavu materijala. Proces se odlikuje najvećom preciznošću odvajanja po gustoći u usporedbi s drugim gravitacijskim metodama, što omogućuje visoku oporabu vrijedne komponente uz minimalni prinos koncentrata. Kod obogaćivanja rude u teškim suspenzijama dovoljna je razlika u gustoćama izdvojenih komada od 0,1 g/m3. Ova se metoda može uspješno primijeniti za grubo diseminirane volframitne i šeelit-kvarcne rude. Rezultati studija o obogaćivanju volframovih ruda iz ležišta Pun-les-Vignes (Francuska) i Borralha (Portugal) u industrijskim uvjetima pokazali su da su rezultati dobiveni primjenom obogaćivanja u teškim suspenzijama znatno bolji nego kod obogaćivanja samo na strojevima za ubrizgavanje - u tešku frakciju iskorištenje je bilo više od 93% rude.

Jigging U usporedbi s teškim-srednjim obogaćivanjem, zahtijeva niže kapitalne troškove i omogućuje obogaćivanje materijala u širokom rasponu gustoća i veličina. Grubo mljevenje postalo je rašireno u oplemenjivanju grubih i srednje diseminiranih ruda koje ne zahtijevaju fino mljevenje. Primjena jigginga poželjna je pri obogaćivanju karbonatnih i silikatnih ruda skarnovih i žilnih naslaga, dok bi vrijednost indeksa kontrasta rude u odnosu na gravitacijski sastav trebala biti veća od jedinice.

Tehnologija obogaćivanja ruda volframita

Visoka specifična težina volframovih minerala i krupnozrnasta struktura ruda volframita omogućuju široku primjenu gravitacijskih procesa u njihovom obogaćivanju. Da bi se dobili visoki tehnološki pokazatelji, potrebno je kombinirati uređaje s različitim karakteristikama odvajanja u gravitacijsku shemu, u kojoj je svaka prethodna operacija u odnosu na sljedeću, takoreći, pripremna operacija, poboljšavajući obogaćivanje materijala. Shematski dijagram obogaćivanje ruda volframita prikazano je na sl. 1.

Izvlačenje se koristi počevši od veličine pri kojoj se jalovina može oporabiti. Ova se operacija također koristi za izolaciju grubih koncentrata volframa s naknadnim ponovnim mljevenjem i obogaćivanjem repova jigginga. Osnova za odabir sheme jigginga i krupnoće obogaćenog materijala su podaci dobiveni separacijom materijala po gustoći s veličinom čestica od 25 mm. Ako su rude fino diseminirane i preliminarne studije su pokazale da su obogaćivanje velikih komada i jigging za njih neprihvatljivi, tada se ruda obogaćuje u tankim tokovima koji nose suspenziju, što uključuje obogaćivanje na pužnim separatorima, mlaznim kanalima, konusnim separatorima, branama, i koncentracijske tablice. Uz postupno mljevenje i postupno obogaćivanje rude ekstrakcija volframita u grube koncentrate je potpunija. Grubi gravitacijski koncentrati volframita dovode se u stanje prema razvijenim shemama korištenjem metoda mokrog i suhog obogaćivanja.

Bogati koncentrati volframita obogaćeni su elektromagnetskom separacijom, a elektromagnetska frakcija može biti kontaminirana mješavinom željeznog cinka, mineralima bizmuta i djelomično arsenom (arsenopirit, skorodit). Za njihovo uklanjanje koristi se magnetizirajuće prženje, čime se pojačava magnetska osjetljivost željeznih sulfida, a istovremeno se u obliku plinovitih oksida uklanjaju sumpor i arsen, koji su štetni za koncentrate volframa. Volframit (Hübnerite) se dalje ekstrahira iz mulja flotacijom pomoću skupljača masnih kiselina i dodatkom neutralnih ulja. Grubi gravitacijski koncentrati se relativno lako dovode u stanje pomoću metoda električnog obogaćivanja. Flotacija i gravitacija flotacije provode se uz dovod ksantata i sredstva za pjenjenje u blago alkalnoj ili blago kiseloj sredini. Ako su koncentrati onečišćeni kvarcom i lakim mineralima, tada se nakon flotacije čiste na koncentracijskim stolovima.

Povezane informacije.

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 industrijsko mjerilo izveden 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 mulja flotacijom sa masne kiseline pri pH=10 moguće je 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 crne i bijele pruge ili druge geometrijske oblike. Primjenjuje se u sklopu obilježavanja...

25.11.2019

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

25.11.2019

I amaterski i profesionalna gradnja Profilne cijevi su vrlo popularne. 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...