Održavanje glavne metode obogaćivanja volframovih ruda i korištenje pomoćnih procesa dehidratacije u tehnološkoj shemi 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 VMK

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

2. Studija materijalnog sastava i tehnoloških svojstava bajate jalovine Dzhida VMC

2.1. Geološko uzorkovanje i procjena 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 početnoj veličini

2.3.3. Gravitacijska analiza

2.3.4. Magnetska analiza

3. Izrada tehnološke sheme

3.1. Tehnološka ispitivanja različitih gravitacijskih uređaja pri obogaćivanju ustajale jalovine različitih veličina

3.2. Optimizacija sheme obrade GR

3.3. Poluindustrijsko testiranje razvijene tehnološke sheme za obogaćivanje opće relativnosti i industrijskog postrojenja

Uvod u posao

Znanosti o obogaćivanju minerala prvenstveno su usmjerene na razvoj teorijskih temelja procesa separacije minerala i stvaranje uređaja za obogaćivanje, na otkrivanje odnosa između obrazaca distribucije komponenata i uvjeta separacije u proizvodima obogaćivanja kako bi se povećala selektivnost i brzina separacije, njezina učinkovitost i ekonomičnosti i sigurnosti okoliša.

Unatoč značajnim rezervama minerala i smanjenju potrošnje resursa posljednjih godina, iscrpljenost mineralnih resursa jedan je od najvažnijih problema u Rusiji. Slaba uporaba tehnologija za uštedu resursa pridonosi velikim gubicima minerala tijekom vađenja i obogaćivanja sirovina.

Analiza razvoja opreme i tehnologije za preradu minerala u proteklih 10-15 godina ukazuje na značajna postignuća domaće fundamentalne znanosti u području razumijevanja glavnih pojava i zakonitosti u razdvajanju mineralnih kompleksa, što omogućuje stvaranje visokokvalitetnih mineralnih sirovina. učinkovite procese i tehnologije za primarnu preradu ruda složenog materijalnog sastava te, posljedično, 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 procesne opreme, u pogledu njezine kvalitete, utroška metala, energetski intenzitet 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 povećanja 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, počevši od 90-ih, 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 vađenje ruda obojenih i željeznih metala, rudarskih i kemijskih sirovina, pogoršanje kvalitete prerađenih ruda i, kao rezultat toga, uključivanje u preradu ruda teškog procesa složenog materijalnog sastava, koje karakterizira nizak sadržaj vrijedne komponente, finu diseminaciju 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 vatrostalnih ruda i ugljena povećao se sa 15% na 40% ukupne mase sirovina isporučenih za obogaćivanje.

Utjecaj čovjeka na prirodni okoliš u procesu gospodarske aktivnosti danas postaje globalan. U pogledu opsega izvađenih i transportiranih stijena, transformacije reljefa, utjecaja na redistribuciju i dinamiku površinskih i podzemnih voda, aktiviranja geokemijskog transporta i dr. ta je aktivnost usporediva s geološkim procesima.

Neviđeni opseg obnovljivih mineralnih resursa dovodi do njihovog brzog iscrpljivanja, nakupljanja velike količine otpada na Zemljinoj površini, u atmosferi i hidrosferi, postupne degradacije prirodnih krajolika, smanjenja bioraznolikosti, smanjenja prirodnog potencijala teritorija i njihove funkcije za održavanje života.

Skladišta otpada za preradu ruda su objekti povećane opasnosti za okoliš zbog negativnog utjecaja na zračni bazen, podzemne i površinske vode te pokrov tla na velikim površinama. Uz to, jalovine su slabo istražena umjetna ležišta, čijom će se uporabom osigurati dodatne

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 odlikuje se brzim povratom ulaganja. Međutim, složen kemijski, mineraloški i granulometrijski sastav jalovine, kao i širok raspon minerala sadržanih u njoj (od glavnih i pratećih komponenti do najjednostavnijih građevinskih materijala) otežavaju izračunavanje ukupnog ekonomskog učinka njihove prerade i odrediti individualni pristup ocjeni svake jalovine.

Posljedično, u ovom trenutku pojavio se niz nerješivih proturječja između promjene prirode baze mineralnih sirovina, tj. potrebi uključivanja u preradu vatrostalnih ruda i umjetnih ležišta, ekološki otežanoj situaciji u rudarskim krajevima te stanju tehnike, tehnologije i organizacije primarne prerade mineralnih sirovina.

Problemi korištenja otpada od obogaćivanja polimetalnih, zlatonosnih i rijetkih metala imaju i ekonomski i ekološki aspekt.

V.A. Chanturia, V.Z. Kozin, V.M. Avdokhin, SB. Leonov, L.A. Barsky, A.A. Abramov, V.I. Karmazin, S.I. Mitrofanov i drugi.

Važan dio ukupne strategije rudarske industrije, uklj. volframa, rast je korištenja otpada od prerade rude kao dodatnih izvora rude i mineralnih sirovina, uz značajno smanjenje opsega narušavanja geološkog okoliša u regiji i negativnog utjecaja na sve sastavnice okoliša.

U području iskorištavanja otpada prerade rude najvažnije je detaljno mineraloško-tehnološko istraživanje svake pojedine,

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 disertaciji riješeni su u skladu sa znanstvenim smjerom Odsjeka za preradu minerala i inženjersku ekologiju Irkutskog državnog tehničkog sveučilišta na temu „Fundamentalna i tehnološka istraživanja u području prerade mineralnih i tehnogenih sirovina za svrhu njegove integrirane upotrebe, uzimajući u obzir ekološke probleme u složenim industrijskim sustavima ” i filmsku temu br. 118 „Istraživanje mogućnosti pranja ustajale jalovine Dzhida VMK”.

Cilj- znanstveno potkrijepiti, razviti i ispitati
racionalne tehnološke metode obogaćivanja ustajalog

U radu su riješeni sljedeći zadaci:

Procijenite raspodjelu volframa po cijelom prostoru glavnog
tehnogena formacija Dzhida VMK;

proučiti materijalni sastav ustajale jalovine Dzhizhinsky VMK;

istražiti kontrast ustajale jalovine u izvornoj veličini prema sadržaju W i S (II);

istražiti gravitacijsku mogućnost pranja ustajale jalovine Dzhida VMK u različitim veličinama;

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

optimizirati tehnološku shemu za obogaćivanje tehnogenih sirovina iz OTO-a Dzhida VMK;

provesti poluindustrijska ispitivanja razvijene sheme za izdvajanje W iz ustajale jalovine FESCO-a;

Razviti shemu lanca uređaja za industrijsku preradu ustajale jalovine Dzhida VMK.

Za izvođenje istraživanja korišten je reprezentativni tehnološki uzorak bajate jalovine VMK Džida.

Pri rješavanju formuliranih problema slijedi sljedeće metode istraživanja: spektralne, optičke, kemijske, mineraloške, fazne, gravitacijske i magnetske metode za analizu materijalnog sastava i tehnoloških svojstava polaznih mineralnih sirovina i proizvoda obogaćivanja.

Brane se sljedeće glavne znanstvene odredbe:

Utvrđeni su obrasci raspodjele početnih tehnogenih mineralnih sirovina i volframa po veličinama. Dokazuje se nužnost primarne (preliminarne) klasifikacije prema veličini 3 mm.

Kvantitativne karakteristike odstajale jalovine obogaćivanja ruda VMK Džida utvrđene su u pogledu sadržaja WO3 i sulfidnog sumpora. Dokazano je da izvorne mineralne sirovine pripadaju kategoriji nekontrastnih ruda. Utvrđena je značajna i pouzdana korelacija između sadržaja WO3 i S (II).

Utvrđeni su kvantitativni obrasci gravitacijskog obogaćivanja ustajale jalovine Dzhida VMK. Dokazano je da je za izvorni materijal bilo koje veličine učinkovita metoda ekstrakcije W gravitacijsko obogaćivanje. Određeni su prediktivni tehnološki pokazatelji gravitacijskog obogaćivanja početnih mineralnih sirovina u različite veličine.

Utvrđene su kvantitativne zakonitosti u raspodjeli bajate jalovine koncentracije rude Dzhida VMK po frakcijama različite specifične magnetske susceptibilnosti. Dokazano je da uzastopna uporaba magnetske i centrifugalne separacije poboljšava kvalitetu sirovih proizvoda koji sadrže W. Optimizirani su tehnološki načini magnetske separacije.

Materijalni sastav mineralnih sirovina

Prilikom ispitivanja sekundarnog odlagališta jalovine (Hitno odlagalište jalovine (HAS)) uzeto je 35 uzoraka brazdi iz jama i raskrivanja uz padine odlagališta; ukupna duljina brazda je 46 m. ​​Jame i otkopci nalaze se u 6 istražnih linija, međusobno udaljenih 40-100 m; razmak između jama (čišćenja) u istražnim linijama je od 30-40 do 100-150 m. Ispitane su sve litološke varijante pijesaka. 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 sadržaj WO3 i sumpora prikazani su u tablici. 2.1. Tablica 2.1 - Sadržaj WO3 i sulfidnog sumpora u pojedinačnim uzorcima KhAS-a Vidljivo je da sadržaj WO3 varira između 0,05-0,09%, s izuzetkom uzorka M-16, uzetog iz srednjezrnatih 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 interventnog jalovišta uzeto je 11 uzoraka različitih litoloških razlika. 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 karakterističan je za srednje krupnozrnate pijeske. Sadržaj S (VI) je 80 - 82% od ukupnog sadržaja S, ali u nekim uzorcima, uglavnom s niskim sadržajem volframovog trioksida i ukupnog sumpora, smanjuje se na 30%.

Rezerve ležišta mogu se procijeniti kao resursi kategorije Pj (vidi tablicu 2.2). U gornjem dijelu duljine jame variraju u širokom rasponu: od 0,7 do 9,0 m, pa se prosječni sadržaj kontroliranih komponenti izračunava uzimajući u obzir parametre jame. Prema našem mišljenju, na temelju navedenih karakteristika, uzimajući u obzir sastav ustajale jalovine, njihovu sigurnost, uvjete nastanka, onečišćenje otpadom iz kućanstva, sadržaj WO3 u njima i stupanj oksidacije sumpora, samo gornji dio hitno odlagalište jalovine s resursima od 1,0 milijuna tona pijeska i 1330 tona WO3 sa sadržajem WO3 od 0,126%. Njihov položaj u neposrednoj blizini projektiranog pogona za preradu (250-300 m) pogoduje njihovom transportu. Donji dio hitnog odlagališta jalovine treba odložiti u sklopu programa obnove okoliša za grad Zakamensk.

Na površini ležišta uzeto je 5 uzoraka. Razmak između točaka uzorkovanja je 1000-1250 m. Uzorci su uzeti za cijelu debljinu sloja, analiziran je sadržaj WO3, Ptot i S (II) (vidi tablicu 2.3). Tablica 2.3 - Sadržaj WO3 i sumpora u pojedinačnim uzorcima ATO Iz rezultata analiza vidljivo je da je sadržaj WO3 nizak, varira od 0,04 do 0,10%. Prosječni sadržaj S (II) je 0,12% i nije od praktičnog interesa. Izvedeni radovi ne dopuštaju nam da odlagalište sekundarne aluvijalne jalovine smatramo potencijalnim industrijskim objektom. Međutim, kao izvor onečišćenja okoliša, ove formacije podliježu zbrinjavanju. Glavno odlagalište jalovine (MTF) istraženo je po paralelnim istražnim linijama orijentiranim po azimutu 120 i međusobno udaljenim 160 - 180 m. 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. Buldožerom su bušeni rovovi dubine 3-5 m duž istražnih linija iz kojih su bušene jame dubine od 1 do 4 m. Dubina rovova i jama bila je ograničena stabilnošću stijenki eksploatacije. Jame u rovovima pobijene su 20 - 50 m u središnjem dijelu ležišta i nakon 100 m - na jugoistočnom boku, na području nekadašnjeg taložnika (sada isušenog), iz kojeg je voda isporučivan je pogonima za preradu tijekom rada pogona.

Površina NTO-a uz granicu distribucije je 1015 tisuća m2 (101,5 ha); duž duge osi (duž doline rijeke Barun-Naryn) proteže se na 1580 m, u poprečnom smjeru (u blizini brane) njegova širina je 1050 m. Prema tome, jedna jama osvjetljava površinu od 12850 m, što je ekvivalentno prosječnoj mreži od 130x100 m. svi radovi); površina istražne mreže iznosila je prosječno 90x100 m2. Na krajnjem jugoistočnom boku, na mjestu nekadašnjeg taložnika u području razvoja sitnozrnatih sedimenata – muljeva, prošlo 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 nejednako zrnatih pijesaka u silte, sastavljene od muljevitih pijesaka, na površini od oko 115 tisuća m (11% površine tehnogenog ležišta) prošlo je 8 jama (10 % od broja radova u tehnogenom ležištu), a prosječna površina istraživačke mreže bila je 145x100 m. ispitane dionice na tehnogenom ležištu je 4,3 m, uključujući na neujednačenim pijescima -5,2 m, muljevitim pijescima - 2,1 m, mulj -1,3 m. - 1115 m u blizini gornjeg dijela brane, do 1146 - 148 m u središnjem dijelu i do 1130-1135 m na jugoistočnom boku. Ukupno je ispitano 60 - 65% kapaciteta tehnogenog ležišta. Rovovi, jame, čistine i jazbine dokumentirani su u M ​​1:50 -1:100 i testirani s brazdom presjeka 0,1x0,05 m2 (1999.) i 0,05x0,05 m2 (2000.). Duljina uzoraka iz brazde 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, a općenito, uzimajući u obzir detaljne dionice i pojedinačne dionice izvan mreže, iznosila je 459 m. Masa uzetih uzoraka bila je 5 tona.

Uzorci su zajedno s putovnicom (karakteristika pasmine, broj uzorka, proizvodnja i izvođač) pakirani u polietilenske, a potom i platnene vrećice i poslani u RAC Republike Burjatije, gdje su izvagani, osušeni, analizirani na sadržaj W03, i S (II) prema metodama NS AM. Ispravnost analiza potvrđena je usporedivošću rezultata običnih, grupnih (RAC analize) i tehnoloških (TsNIGRI i VIMS analize) uzoraka. Rezultati analize pojedinačnih tehnoloških uzoraka uzetih u OTO-u dati su u Dodatku 1. Glavni (OTO) i dva sporedna jalovišta (KhAT i ATO) Dzhida VMK-a statistički su uspoređeni u smislu sadržaja WO3 pomoću Studentovog t-testa (vidi Dodatak 2) . S razinom pouzdanosti od 95% utvrđeno je: - nema značajne statističke razlike u sadržaju WO3 između pojedinačnih uzoraka sekundarne jalovine; - prosječni rezultati uzorkovanja OTO u pogledu 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 zalihe BRT-a mogu se obraditi korištenjem jedne tehnologije.; - prosječni rezultati ispitivanja glavne i sekundarne jalovine na sadržaj WO3 značajno se međusobno razlikuju. Stoga je potreban razvoj lokalne tehnologije obogaćivanja za uključivanje minerala iz bočne jalovine.

Tehnološka svojstva mineralnih sirovina

Prema granularnom sastavu sedimenti se dijele na tri vrste sedimenata: nejednakozrnasti pijesci; muljeviti pijesak (silty); silts. Postoje postupni prijelazi između ovih vrsta padalina. Jasnije granice uočavaju se u debljini presjeka. Nastaju izmjenom sedimenata različitog veličinskog sastava, različitih boja (od tamnozelene do svijetložute i sive) i različitog materijalnog sastava (kvarc-feldspat nemetalni dio i sulfid s magnetitom, hematitom, hidroksidima željeza i mangana) . Cijeli niz je slojevit - od fino do grubo slojevit; ovo posljednje je više karakteristično za krupnozrnate naslage ili međuslojeve uglavnom sulfidne mineralizacije. Sitnozrnati (muljeviti, muljevite frakcije ili slojevi sastavljeni od tamno obojenih - amfibol, hematit, getit) obično tvore tanke (prvi cm - mm) slojeve. Pojavljivanje cijelog niza sedimenata je subhorizontalno s pretežnim padom od 1-5 u sjevernim točkama. Nejednakozrnati pijesci nalaze se u sjeverozapadnom i središnjem dijelu OTO-a, što je posljedica njihove sedimentacije u blizini izvora ispuštanja - pulpovoda. Širina trake neujednačenog zrnatog pijeska je 400-500 m, duž udarca zauzimaju cijelu širinu doline - 900-1000 m. Boja pijeska je sivo-žuta, žuto-zelena. Sastav zrna je promjenjiv - od sitnozrnatih do krupnozrnatih sorti do šljunčanih leća debljine 5-20 cm i duljine do 10-15 m. Muljeviti (muljeviti) pijesci ističu se u obliku sloj debljine 7-10 m (horizontalna debljina, izdanak 110-120 m ). Leže ispod pijeska nejednakog zrna. U presjeku su to slojeviti slojevi sive, zelenkastosive boje s izmjeničnim sitnozrnatim pijescima s prosojcima mulja. Volumen silta u presjeku muljevitih pijesaka raste u smjeru jugoistoka, gdje silti čine glavninu odjeljka.

Muljevi sačinjavaju jugoistočni dio OTO-a i predstavljeni su finijim česticama otpada obogaćivanja tamnosive, tamnozelene, plavkasto-zelene boje s međuslojevima sivkasto-žutog pijeska. Glavno obilježje njihove strukture je homogenija, masivnija faktura s manje izraženom i manje jasno izraženom slojevitošću. Silti su podložni muljevitim pijescima i leže na podlozi korita - aluvijalno-deluvijalne naslage. Granulometrijske karakteristike mineralnih sirovina OTO s raspodjelom zlata, volframa, olova, cinka, bakra, fluorita (kalcij i fluor) po veličinama su dane u tablici. 2.8. Prema granulometrijskoj analizi, većina materijala OTO uzorka (oko 58%) ima veličinu čestica od -1 + 0,25 mm, po 17% otpada na velike (-3 + 1 mm) i male (-0,25 + 0,1) mm klase. Udio materijala veličine čestica manje od 0,1 mm je oko 8%, od čega polovica (4,13%) otpada na klasu mulja -0,044 + 0 mm. Za volfram je karakteristična blaga 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 sluzi -0,044+0 mm, sadržaj volframa je smanjen na 0,19%. Akumulacija huebnerita 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 OTO po veličinskim razredima te histogrami apsolutne i relativne raspodjele W po veličinskim razredima mineralnih sirovina OTO prikazani su na slici 2.2. i 2.3. U tablici. 2.9 prikazani su podaci o impregnaciji hubnerita i šeelita u mineralnim sirovinama OTO početne veličine i usitnjene do - 0,5 mm.

U klasi -5 + 3 mm izvorne mineralne sirovine nema zrnaca pobnerita i šeelita, kao ni međusrastanja. U klasi -3+1 mm sadržaj slobodnih zrna šeelita i hubnerita je prilično visok (37,2% odnosno 36,1%). U klasi -1 + 0,5 mm oba mineralna oblika volframa prisutna su u gotovo jednakim 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 zrnaca 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 granični iu njemu je sadržaj slobodnih zrnaca šeelita i hubnerita i njihovih međusrastanja praktički isti. Na temelju podataka u tablici. 2.9, može se zaključiti da je potrebno klasificirati odslužene mineralne sirovine OTO prema krupnoći od 0,1 mm i odvojeno obogaćivanje dobivenih klasa. Iz krupne klase potrebno je izdvojiti slobodna zrna u koncentrat, a jalovinu koja sadrži srastline potrebno je podvrgnuti ponovnom mljevenju. Usitnjenu i odmuljenu jalovinu potrebno je spojiti s odmuljenom klasom -0,1+0,044 početnih mineralnih sirovina i poslati u gravitacijsku operaciju II kako bi se izvukla fina zrna šeelita i pobnerita u srednji proizvod.

2.3.2 Proučavanje mogućnosti radiometrijske separacije mineralnih sirovina u početnoj krupnoći Radiometrijska separacija je proces krupnomjerne separacije ruda prema sadržaju vrijednih komponenti, koji se temelji na selektivnom djelovanju različitih vrsta zračenja na svojstva minerala i kemijskih elemenata. Poznato je više od dvadeset metoda radiometrijskog obogaćivanja; najperspektivniji od njih su rendgenska radiometrijska, rendgenska luminescentna, radiorezonantna, fotometrijska, autoradiometrijska i neutronska apsorpcija. Uz pomoć radiometrijskih metoda rješavaju se sljedeći tehnološki problemi: prethodno obogaćivanje s uklanjanjem otpadne stijene iz rude; izbor tehnoloških sorti, sorti s naknadnim obogaćivanjem prema zasebnim shemama; izolacija proizvoda pogodnih za kemijsku i metaluršku preradu. Procjena radiometrijske ispiranja uključuje dvije faze: proučavanje svojstava ruda i eksperimentalno određivanje tehnoloških parametara obogaćivanja. U prvoj fazi proučavaju se sljedeća glavna 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 granični pokazatelji razdvajanja (u fazi studije kontrasta), odabiru se metode i znakovi razdvajanja, procjenjuje se njihova učinkovitost, određuju se teorijski pokazatelji razdvajanja i shematski dijagram radiometrijskog obogaćivanja razvija se uzimajući u obzir specifičnosti naknadne tehnologije obrade. U drugoj fazi utvrđuju se načini i praktični rezultati odvajanja, provode se proširena laboratorijska ispitivanja sheme radiometrijskog obogaćivanja, odabire se racionalna verzija sheme na temelju tehničke i ekonomske usporedbe kombinirane tehnologije (s radiometrijskim odvajanjem na početku procesa) s osnovnom (tradicionalnom) tehnologijom.

U svakom slučaju, masa, veličina i broj tehnoloških uzoraka postavljaju se ovisno o svojstvima rude, strukturnim značajkama ležišta i metodama njegova 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 i u nekim slučajevima igraju ulogu indikatora, kao i sadržaj štetnih nečistoća, koji se također mogu koristiti u te svrhe.

Optimizacija sheme obrade GR

U vezi s uključivanjem u komercijalnu upotrebu ruda niskog stupnja 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. Poseban međunarodni kongres 1982. godine u San Franciscu bio je posvećen problemima poboljšanja tehnologije obogaćivanja ruda niskog sadržaja. Analiza tehnoloških shema operativnih poduzeća pokazala je da su različite metode prethodne koncentracije postale široko rasprostranjene u pripremi rude: fotometrijsko razvrstavanje, preliminarna jigging, obogaćivanje u teškim medijima, mokra i suha magnetska separacija. Konkretno, fotometrijsko razvrstavanje učinkovito se koristi kod jednog od najvećih dobavljača proizvoda od volframa - u Mount Corbineu u Australiji, koji prerađuje rude s udjelom volframa od 0,09% u velikim kineskim tvornicama - Taishan i Xihuashan.

Za preliminarno koncentriranje komponenti rude u teškim medijima koriste se visokoučinkoviti Dinavirpul uređaji tvrtke Sala (Švedska). Prema ovoj tehnologiji, materijal je klasificiran i klasa +0,5 mm obogaćena je u teškom mediju, predstavljenom mješavinom ferosilicija. Neke tvornice koriste suhu i mokru magnetsku separaciju kao predkoncentraciju. Dakle, u tvornici Emerson u SAD-u mokra magnetska separacija koristi se za odvajanje pirotina i magnetita sadržanih u rudi, au tvornici Uyudag u Turskoj, stupanj - 10 mm podvrgava se suhom mljevenju i magnetskoj separaciji u separatorima s niskim magnetskim intenziteta za odvajanje magnetita, a zatim obogaćen u separatorima s visokim naponom kako bi se odvojio granat. Daljnje obogaćivanje uključuje laboratorijsku koncentraciju, gravitaciju flotacije i flotaciju šelita. Primjer korištenja višestupanjskih kombiniranih shema za obogaćivanje siromašnih volframovih ruda, koje osiguravaju proizvodnju visokokvalitetnih koncentrata, su tehnološke sheme koje se koriste u tvornicama u NR Kini. Dakle, u tvornici Taishan s kapacitetom od 3000 tona / dan za rudu, prerađuje se volframit-šeelit materijal s udjelom volframa od 0,25%. Izvorna ruda se podvrgava ručnom i fotometrijskom sortiranju uz uklanjanje 55% jalovine na odlagalište. Daljnje obogaćivanje provodi se na strojevima za jigging i koncentracijskim stolovima. Dobiveni grubi gravitacijski koncentrati dotjeruju se metodama flotacijske gravitacije i flotacije. Tvornice u Xihuashanu, koje prerađuju rude s omjerom volframita i šeelita od 10:1, koriste sličan gravitacijski ciklus. Sirovi gravitacijski koncentrat se dovodi u gravitacijsku flotaciju i flotaciju, koje uklanjaju sulfide. Zatim se provodi mokra magnetska separacija proizvoda u komori kako bi se izolirali volframit i minerali rijetke zemlje. Magnetska frakcija se šalje na elektrostatsko odvajanje, a zatim na flotaciju volframita. Nemagnetska frakcija ulazi u flotaciju sulfida, a repovi flotacije se podvrgavaju magnetskoj separaciji da bi se dobili koncentrati šeelit i kasiterit-volframit. Ukupni sadržaj WO3 je 65% uz ekstrakciju od 85%.

Sve je veća upotreba procesa flotacije u kombinaciji s kemijskom pročišćavanjem dobivenih loših koncentrata. U Kanadi, u tvornici Mount Pleasant za obogaćivanje kompleksnih ruda volfram-molibden, usvojena je tehnologija flotacije, uključujući flotaciju sulfida, molibdenita i volframita. U glavnoj sulfidnoj flotaciji izdvajaju se bakar, molibden, olovo i cink. Koncentrat se čisti, melje, pari i kondicionira natrijevim sulfidom. Koncentrat molibdena se čisti i podvrgava isluživanju kiselinom. Jalovina sulfidne flotacije tretira se s natrijevim fluorosilikonom kako bi se potisnuli minerali jalovine, a volframit se flotira organofosfornom kiselinom, nakon čega slijedi ispiranje dobivenog koncentrata volframita sumpornom kiselinom. U tvornici Kantung (Kanada), proces flotacije šeelita kompliciran je prisutnošću talka u rudi, stoga se uvodi primarni ciklus flotacije talka, zatim 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 Ikssheberg (Švedska), zamjena sheme gravitacijske flotacije s čisto flotacijskom omogućila je dobivanje koncentrata šeelita s udjelom 68-70% WO3 s iskorištenjem od 90% (prema gravitacijskoj shema flotacije, iskorištenje je bilo 50%). Nedavno je mnogo pažnje posvećeno poboljšanju tehnologije ekstrakcije volframovih minerala iz mulja u dva glavna područja: gravitacijsko obogaćivanje mulja u modernim višeslojnim koncentratorima (slično obogaćivanju mulja koji sadrži kositar) s naknadnim pročišćavanjem koncentrata flotacijom i obogaćivanjem u mokrim magnetskim separatorima s visokom jakošću magnetskog polja (za volframitne muljeve).

Primjer korištenja kombinirane tehnologije su tvornice u Kini. Tehnologija uključuje zgušnjavanje mulja na 25-30% krutine, sulfidnu flotaciju, obogaćivanje jalovine u centrifugalnim separatorima. Dobiveni sirovi koncentrat (sadržaj WO3 24,3% s iskorištenjem od 55,8%) se dovodi u flotaciju volframita koristeći organofosfornu kiselinu kao kolektor. Koncentrat flotacije koji sadrži 45% WO3 podvrgava se mokroj magnetskoj separaciji da bi se dobio koncentrat volframita i kositra. Prema ovoj tehnologiji, koncentrat volframita s udjelom 61,3% WO3 dobiva se iz mulja s udjelom 0,3-0,4% 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. Dakle, u tvornici Kuda (Japan), pri obogaćivanju složenih ruda, dobiva se 6 tržišnih proizvoda. Kako bi se utvrdila mogućnost dodatnog izdvajanja korisnih komponenti iz ustajale jalovine sredinom 90-ih. u TsNIGRI je proučavan tehnološki uzorak s udjelom volframovog trioksida od 0,1%. 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. Provedene studije su pokazale da će uspješna ekstrakcija volframovog trioksida zahtijevati značajne troškove za ponovno mljevenje jalovine, au ovoj fazi njihovo uključivanje u preradu nije obećavajuće.

Tehnološka shema prerade minerala, koja uključuje dva ili više uređaja, utjelovljuje sve karakteristike složenog objekta, a optimizacija tehnološke sheme može, po svemu sudeći, biti glavni zadatak analize sustava. U rješavanju 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 tehnike optimizacije. Doista, za sklop koji se sastoji od najmanje 10-12 uređaja, teško je implementirati konvencionalni faktorski eksperiment ili provesti višestruku nelinearnu statističku obradu. Trenutačno je navedeno nekoliko načina optimizacije sklopova, evolucijski način sažimanja akumuliranog iskustva i poduzimanje koraka u uspješnom smjeru promjene sklopa.

Poluindustrijsko testiranje razvijene tehnološke sheme za obogaćivanje opće relativnosti 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 sl. 3.4 i 3.5 i u tablici. 3.6. Vidi se da je iskorištenje kondicioniranog koncentrata 0,14%, sadržaj 62,7% uz ekstrakciju WO3 49,875%. Rezultati spektralne analize reprezentativnog uzorka dobivenog koncentrata, dati su u tablici. 3.7, potvrđuje da je W-koncentrat III magnetske separacije uvjetovan i odgovara stupnju KVG (T) GOST 213-73 "Tehnički zahtjevi (sastav,%) za koncentrate volframa dobivene iz ruda koje sadrže volfram". Stoga se razvijena tehnološka shema za ekstrakciju W iz odstajale jalovine obogaćivanja rude Dzhida VMK može preporučiti za industrijsku upotrebu, a odstajala jalovina se prenosi u dodatne industrijske mineralne sirovine Dzhida VMK.

Za industrijsku preradu ustajale jalovine prema razvijenoj tehnologiji pri Q = 400 t/h izrađen je popis opreme koja je dana u klasi -0,1 mm mora se izvoditi na centrifugalnom separatoru KNELSON s periodičnim pražnjenjem koncentrat. Tako je utvrđeno da je najučinkovitiji način ekstrakcije WO3 iz RTO s veličinom čestica od -3 + 0,5 mm pužna separacija; od klasa veličine -0,5 + 0,1 i -0,1 + 0 mm i drobljene do -0,1 mm jalovine primarnog obogaćivanja - centrifugalne separacije. Bitne značajke tehnologije prerade ustajale jalovine Dzhida VMK su sljedeće: 1. Neophodna je uska klasifikacija sirovine koja se šalje na primarno obogaćivanje i pročišćavanje; 2. Potreban je individualan pristup pri odabiru načina primarnog obogaćivanja razreda različite veličine; 3. Dobivanje jalovine moguće je primarnim obogaćivanjem najfinije sirovine (-0,1 + 0,02 mm); 4. Korištenje operacija hidrociklona za kombiniranje operacija dehidracije i dimenzioniranja. Odvod sadrži čestice veličine -0,02 mm; 5. Kompaktan raspored opreme. 6. Profitabilnost tehnološke sheme (DODATAK 4), konačni proizvod je kondicionirani koncentrat koji zadovoljava zahtjeve GOST 213-73.

Kiselev, Mihail Jurijevič

Volframovi minerali, rude i koncentrati

Volfram je rijedak element, njegov prosječni sadržaj u zemljinoj kori je Yu-4% (po masi). Poznato je oko 15 minerala volframa, međutim samo minerali skupine volframita i šeelit imaju praktičnu važnost.

Volframit (Fe, Mn)WO4 je izomorfna smjesa (kruta otopina) željeznih i manganskih volframata. Ako u mineralu postoji više od 80% željeznog volframata, mineral se naziva ferberit, u slučaju prevladavanja manganovog volframata (više od 80%) - 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 povelita, CaMo04. Kada je ozračen ultraljubičastim zrakama, šeelit fluorescira plavo - plavom svjetlošću. Pri sadržaju molibdena većem od 1% fluorescencija postaje žuta. Šeelit je nemagnetičan.

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

Zajedno s mineralima volframa, u rudama se nalaze molibdenit, kasiterit, pirit, arsenopirit, halkopirit, tantalit ili kolumbit itd.

Prema mineraloškom sastavu razlikuju se dva tipa ležišta - volframit i šeelit, a prema obliku 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 zone dodira granitnih stijena i vapnenaca. Karakteriziraju ih naslage šeelitnog skarna (skarni su silicificirani vapnenci). Rude tipa skarn uključuju ležište Tyrny-Auzskoye, najveće u SSSR-u, na Sjevernom Kavkazu. Tijekom trošenja žilnih naslaga, volframit i šeelit se akumuliraju, tvoreći placere. U potonjem se volframit često kombinira s kasiteritom.

Volframove rude se obogaćuju kako bi se dobili standardni koncentrati 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 čisto flotacijske sheme.

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

Kod obogaćivanja ruda složenog sastava ili teških za obogaćivanje ponekad je ekonomski isplativo iz ciklusa obogaćivanja za kemijsku (hidrometaluršku) preradu ukloniti srednja sredstva sa sadržajem 10-20% W03, zbog čega nastaje "umjetni šeelit" ili dobiva se tehnički volframov trioksid. Takve kombinirane sheme osiguravaju visoku ekstrakciju volframa iz ruda.

Državni standard (GOST 213-73) predviđa sadržaj W03 u koncentratima volframa 1. razreda najmanje 65%, 2. razreda - ne manje od 60%. Ograničavaju sadržaj nečistoća P, S, As, Sn, Cu, Pb, Sb, Bi u rasponu od stotinki postotka do 1,0%, ovisno o stupnju i namjeni koncentrata.

Od 1981. istražene rezerve volframa procjenjuju se na 2903 tisuće tona, od čega 1360 tisuća tona u NR Kini. Značajne rezerve imaju SSSR, Kanada, Australija, SAD, Južna i Sjeverna Koreja, Bolivija, Brazil i Portugal . Proizvodnja volframovih koncentrata u kapitalističkim zemljama i zemljama u razvoju u razdoblju 1971.-1985. fluktuirala unutar 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, glavni sastojak tvrdih legura.

Proizvodne sheme za preradu volframovih koncentrata dijele se u dvije skupine ovisno o prihvaćenoj 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 natrijeva volframata iz kojih se nakon pročišćavanja od nečistoća proizvode krajnji produkti - amonijev paravolframat (PVA) ili volframova kiselina. 24

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

Razgradnja volframovih koncentrata. alkalni reagensi Sinteriranje s Na2C03

Sinteriranje volframita s Na2C03. Interakcija volframita sa sodom u prisutnosti kisika odvija se aktivno 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)

Ove reakcije se odvijaju uz veliki gubitak 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, ponekad se šarži 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 naslaga (izraslina) u zonama peći s nižom temperaturom, u šaržu se dodaje jalovina od luženja pogača (koja sadrži željezne i manganove okside) čime se smanjuje sadržaj od W03 u njemu na 20-22%.

Peć dužine 20 m i vanjskog promjera 2,2 m, pri brzini vrtnje 0,4 okretaja u minuti i nagibu 3, ima kapacitet punjenja 25 t/dan.

Komponente šarže (usitnjeni koncentrat, Na2C03, salitra) dovode se iz lijevka u pužnu miješalicu pomoću automatske vage. Smjesa ulazi u lijevak peći, iz kojeg se dovodi u peć. Nakon izlaska iz peći, sinterirani komadi prolaze kroz valjke za drobljenje i mlin za mokro mljevenje, iz kojeg se pulpa šalje u gornji uređaj za poliranje (slika 1).

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

CaW04 + Na2CQ3 Na2W04 + CaCO3; (1.3)

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

Obje reakcije odvijaju se s relativno malom promjenom Gibbsove energije.

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

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

S velikim viškom Na2CO3 u naboju, ova reakcija je u velikoj mjeri potisnuta interakcijom Na2CO4 s Ca(OH)2 da nastane CaCO3.

Kako bi se smanjila potrošnja Na2C03 i spriječilo stvaranje slobodnog kalcijevog oksida, smjesi se dodaje kvarcni pijesak koji veže kalcijev oksid u netopljive silikate:

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

Ipak, iu ovom slučaju, da bi se osigurao visok stupanj povrata volframa u otopinu, mora se unijeti značajan višak Na2CO3 (50-100% stehiometrijske količine) u punjenje.

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 topljenje, deponije za ispiranje (uglavnom sadrže kalcijev silikat) dodaju se šarži brzinom smanjenja sadržaja W03 na 20-22%.

Ispiranje mrlja sode. Kada se kolači islužuju vodom, natrijev volframat i topive 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 hijerio-

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 utega; 7 - transportni puž; 8 - pužna mješalica; 9 - spremnik za punjenje; 10 - hranilica;

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

Divlji način rada, ili kontinuirani bubanj rotacijski iscjeđivači. Potonji su ispunjeni šipkama za drobljenje za drobljenje komada kolača.

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

Autoklav o-c Jedna metoda razgradnje volframovih koncentrata

Metoda autoklav-soda predložena je i razvijena u SSSR-u1 u vezi s preradom šelitnih koncentrata i srednjeg produkta. 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 brzina procesa usporava kako se približava ravnoteža. Za šeelitne koncentrate sa sadržajem od 45-55% W03 na 225 C, potreban je soda ekvivalent od 2,6-3. Za srednje sirovine koje sadrže 15-20% W03 potrebno je 4-4,5 mola Na2C03 po 1 molu CaW04.

Filmovi CaCO3 formirani na česticama šeelita su porozni i do debljine od 0,1-0,13 mm nije utvrđen njihov utjecaj na brzinu razgradnje šeelita otopinama Na2CO3. Uz intenzivno miješanje, brzina procesa određena je brzinom kemijskog stupnja, što potvrđuje visoka vrijednost prividne aktivacijske energije E = 75+84 kJ/mol. Međutim, u slučaju nedovoljne brzine miješanja (što

Događa se u vodoravnim 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, ono 0,5 0,5 0,7 0,8

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

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

Uzrokuje 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, u kojoj ima malo volframa (15-20% od izvornog), tretira se svježom otopinom koja sadrži veliki višak Na2C03. Dobivena otopina, koja cirkulira, ulazi u prvi stupanj ispiranja.

Razgradnja s otopinama Na2C03 u autoklavima također se koristi za koncentrate volframita, međutim, reakcija je u ovom slučaju složenija, jer je popraćena hidrolitičkom razgradnjom željeznog karbonata (manganov 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 + H2CO3; (1.10)

Na2C03 + H2C03 = 2NaHC03. (Ja ću)

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

3FeO + H20 = Fe304 + H2.

Stvaranje natrijevog bikarbonata dovodi do smanjenja koncentracije Na2CO3 u otopini i zahtijeva veliki višak reagensa.

Za zadovoljavajuću razgradnju koncentrata volframita potrebno ih je fino samljeti 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 autoklaviranu kašu (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

Ryas. 3. Jedinica autoklava s vodoravno rotirajućim autoklavom: 1 - autoklav; 2 - utovarna cijev za pulpu (kroz nju se uvodi para); 3 - pumpa za pulpu; 4 - manometar; 5 - reaktor-grijač pulpe; 6 - samoisparivač; 7 - separator kapi; 8 - ulaz pulpe u samoisparivač; 9 - sjeckalica od oklopnog čelika; 10 - cijev za uklanjanje pulpe; 11 - sakupljač pulpe

Ispiranje se provodi u čeličnim vodoravnim rotirajućim autoklavima grijanim živom vodenom parom (slika 3) i okomitim kontinuiranim autoklavima uz miješanje pulpe mjehurićima pare. Približan režim procesa: temperatura 225 tlak u autoklavu ~ 2,5 MPa, omjer T:W = 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, gdje se zagrijava do

sekundarna para

Jarak. Slika 4. Shema kontinuiranog autoklavnog postrojenja: 1 - reaktor za zagrijavanje početne pulpe; 2 - klipna pumpa; 3 - autoklav; 4 - prigušnica; 5 - samoisparivač; 6 - sakupljač pulpe

200-225 °C živa para. U kontinuiranom radu, tlak u autoklavu se održava ispuštanjem kaše kroz prigušnicu (kalibrirani karbidni ispirač). Pulpa ulazi u samoisparivač - posudu pod pritiskom od 0,15-0,2 MPa, gdje se pulpa brzo hladi uslijed intenzivnog isparavanja. Prednosti autoklavno-sodne razgradnje šeelitnih koncentrata prije sinteriranja su isključenje procesa u peći i nešto niži sadržaj nečistoća u otopinama volframa (osobito fosfora i arsena).

Nedostaci 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 volframata konc.

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 jednaka je 0,68, redom; 2.23 i 2.27.

Potpuna razgradnja (98-99%) postiže se tretiranjem fino usitnjenog koncentrata s 25-40% otopinom natrijevog hidroksida na 110-120°C. Potreban višak lužine je 50% ili više. Razgradnja se provodi u čeličnim zatvorenim reaktorima opremljenim mješalicama. Prolazom zraka u otopinu ubrzava se proces zbog oksidacije željezovog (II) hidroksida Fe (OH) 2 u hidratirani željezov (III) oksid Fe203-«H20 i mangan (II) hidroksida Mn (OH) 2 u hidratirani mangan. (IV) oksid Mn02-lH20 .

Korištenje razgradnje s alkalijskim otopinama preporučljivo je samo za koncentrate volframita visokog stupnja (65-70% W02) s malom količinom silika i silikatnih nečistoća. Pri preradi koncentrata niskog stupnja dobivaju se visoko kontaminirane otopine i teško filtrirajući precipitati.

Obrada otopina natrijeva volframata

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

Kalcijev volfram mag (umjetni šeelit) s njegovim naknadnim razlaganjem kiselinama i dobivanjem tehničke volframove kiseline; otapanje volframove 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 njezina višestupanjska priroda, izvođenje većine operacija u periodičnom načinu rada i trajanje niza redistribucija. Tehnologija ekstrakcije i ionske izmjene za pretvaranje otopina Na2W04 u otopine (NH4)2W04 je razvijena i već se koristi u nekim poduzećima. U nastavku se ukratko razmatraju glavne redistribucije tradicionalne sheme i nove varijante tehnologije ekstrakcije i ionske izmjene.

Pročišćavanje nečistoća

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

Otopine se neutraliziraju klorovodičnom kiselinom, dodaju se u tankom mlazu uz miješanje (kako bi se izbjegla lokalna peroksidacija) u zagrijanu otopinu natrijeva volframata.

Pročišćavanje 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 prisustvu suviška iona Mg2+ i NH4 topljivost je manja.

Taloženje nečistoća fosfora i arsena provodi se na hladnom:

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

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

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

Pročišćavanje od fluoridnih iona. Uz visok sadržaj fluorita u izvornom koncentratu, sadržaj fluoridnih iona doseže 5 g/l. Otopine se pročišćavaju od fluorid - iona taloženjem magnezijevim fluoridom iz neutralizirane otopine, kojoj se dodaje MgCl2. Pročišćavanje fluora može se kombinirati s hidrolitičkom izolacijom silicijeve kiseline.

Čišćenje molibdenom. Otopine natrijevog volframata" moraju se pročistiti 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, tijekom obrade šeelita -powellite Tyrny-Auzsky koncentrati), izolacija molibdena je od posebne važnosti, jer je usmjerena na dobivanje kemijskog koncentrata molibdena.

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

Poznato je da kada se natrijev sulfid doda otopinama volframata ili natrijevog 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 mnogo je veća nego za Na2W04(^^0 » Kzr). Stoga, ako se otopini doda količina Na2S dovoljna samo za interakciju s Na2Mo04 (uz blagi višak), tada pretežno nastaje molibdenova sulfosol. Uz naknadno zakiseljavanje otopine do 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 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 volfram 0,3-0,5% od početne količine.

Nakon djelomičnog oksidativnog prženja taloga molibden trisulfida (pri 450-500 ° C), dobiva se kemijski koncentrat molibdena sa sadržajem molibdena od 50-52%.

Nedostatak metode taloženja molibdena u sastavu trisulfida je oslobađanje sumporovodika prema reakciji (1.17), što zahtijeva troškove za neutralizaciju plinova (koristi se apsorpcija H2S u skruberu navodnjavanom otopinom natrijevog hidroksida. ). Odabir molibden trisulfida provodi se iz otopine zagrijane na 75-80 C. Rad se provodi u zatvorenim čeličnim reaktorima, gumiranim ili obloženim caklinom otpornom na kiseline. Precipitat trisulfida odvaja se od otopine filtracijom na filter preši.

Dobivanje volframove kiseline iz otopina natrijeva volframata

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

Uglavnom se iz otopine inicijalno taloži kalcijev volframat, koji se zatim razgrađuje kiselinama. Kalcijev volframat se taloži dodavanjem otopine CaCl2 zagrijane na 80-90 C u otopinu natrijevog volframata s rezidualnom lužnatošću otopine od 0,3-0,7%. U ovom slučaju, taloži se bijeli fino kristalni, lako taloženi talog, natrijevi ioni ostaju u matičnoj tekućini, što osigurava njihov nizak sadržaj volframove kiseline. Iz otopine se taloži 99-99,5% W, matične otopine sadrže 0,05-0,07 g/l W03. Talog CaW04 ispran vodom u obliku paste ili pulpe razgrađuje se klorovodičnom kiselinom kada se zagrije na 90°:

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

Tijekom razgradnje održava se visoka konačna kiselost pulpe (90-100 g/l HCl), što osigurava odvajanje volframove kiseline od nečistoća spojeva fosfora, arsena i djelomično molibdena (molibdinska kiselina se otapa u klorovodičnoj kiselini). Precipitate volframove kiseline zahtijevaju temeljito pranje od nečistoća (osobito od kalcijevih soli

i natrij). Posljednjih godina ovladalo je kontinuirano ispiranje volframove kiseline u pulsirajućim stupcima, što je uvelike 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, matične tekućine dušične kiseline se odlažu, dobivajući nitratne soli koje se koriste kao gnojivo.

Pročišćavanje tehničke volframove kiseline i dobivanje 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, proizvodnja volframa zahtijeva trioksid veće čistoće s ukupnim sadržajem nečistoća od najviše 0,05%.

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

Iz otopine amonijaka, kao rezultat isparavanja i naknadnog hlađenja, izdvaja se kristalni talog PVA:

Isparavanje

12(NH4)2W04 * (NH4)10H2W12O42 4N20 + 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 izopol kiseline.

Uparavanje se provodi u šaržnim ili kontinuiranim uređajima od nehrđajućeg čelika. Obično je 75-80% volframa izolirano u kristale. Dublja kristalizacija je nepoželjna 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 iscijede na filteru, zatim u centrifugi, isperu hladnom vodom i osuše.

Volframov trioksid se dobiva toplinskim razlaganjem volframove kiseline ili PVA:

H2W04 \u003d "W03 + H20;

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

Kalcinacija se provodi u rotacijskim električnim pećima s cijevi od čelika otpornog na toplinu 20X23H18. Način kalcinacije ovisi o namjeni volframovog trioksida, potrebnoj veličini njegovih čestica. Dakle, da bi se dobila volframova žica klase VA (vidi dolje), PVA se kalcinira na 500-550 ° C, žice VCh i VT (volfram bez aditiva) - na 800-850 ° C.

Volframova kiselina se kalcinira na 750-850 °C. Volframov trioksid dobiven iz PVA ima veće čestice od trioksida dobivenog iz volframove kiseline. U volframovom 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 znatno je pojednostavljena kada se volfram ekstrahira iz otopina ekstrakcijom organskim ekstraktantom, nakon čega slijedi ponovna ekstrakcija iz organske faze otopinom amonijaka uz odvajanje PVA iz otopine amonijaka.

Budući da se u širokom rasponu pH=7,5+2,0 volfram nalazi u otopinama u obliku polimernih aniona, za ekstrakciju se koriste anionski izmjenjivači: soli amina ili kvaternih amonijevih baza. Konkretno, sulfatna sol trioktilamina (i?3NH)HS04 (gdje je R S8N17) koristi se u industrijskoj praksi. Najveće stope ekstrakcije volframa opažene su pri pH=2*4.

Ekstrakcija je opisana jednadžbom:

4 (i? 3NH) HS04 (opr) + H2 \ U120 * "(aq) + 2H + (aq) í̈ \u003d í̈

Í = í (D3GSh) 4H4 \ U12O40 (org) + 4H80; (vod.). (l.2l)

Amin se otapa u petroleju, kojemu se dodaje tehnička mješavina polihidričnih alkohola (C7 - C9) kako bi se spriječilo taloženje krute faze (zbog slabe topljivosti soli amina u kerozinu). Približan sastav organske faze: amini 10%, alkoholi 15%, kerozin - ostalo.

Otopine pročišćene od mrlibdena, 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 aparatima tipa miješalica-taložnik ili u pulsirajućim kolonama s punjenjem.

Prednosti ekstrakcijske obrade otopina natrijeva volframata su očite: smanjen je broj operacija tehnološke sheme, moguće je provoditi kontinuirani postupak dobivanja otopina amonijevog volframata iz otopina natrijevog volframata, a proizvodna područja su smanjena.

Otpadne vode iz procesa ekstrakcije mogu sadržavati primjese od 80-100 mg/l amina, kao i nečistoće viših alkohola i kerozina. Za uklanjanje ovih ekološki štetnih nečistoća koristi se pjenasta flotacija i adsorpcija na aktivnom ugljenu.

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

Upotreba ionsko-izmjenjivačkih smola smjer je sheme za preradu otopina natrijeva volframata koja se natječe s ekstrakcijom. U tu svrhu koriste se niskobazni anionski izmjenjivači koji sadrže aminske skupine (često 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 ukupni 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 ionsko-izmjenjivačkih kolona sa suspendiranim slojem smole u kontinuiranom načinu. Komplicirana okolnost je djelomična izolacija PVA kristala 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 uvode u isparavanje i kristalizaciju PVA.

Nedostatak tehnologije ionske izmjene u usporedbi s ekstrakcijom je nepovoljna kinetika (vrijeme 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 s kiselinama

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

Reakcija razgradnje:

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

Gotovo nepovratno. Međutim, potrošnja kiseline puno je veća od stehiometrijski potrebne (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 raznih naslaga 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 H2WO4 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 ponovnom obradom klorovodičnom kiselinom.

Kiselinska metoda razlikuje se od alkalnih metoda razgradnje šeelita manjim brojem operacija tehnološke sheme. Međutim, kada se prerađuju koncentrati s relativno niskim sadržajem W03 (50-55%) sa značajnim sadržajem nečistoća, da bi se dobio kondicionirani amonijev paravolframat, moraju se provesti dva ili tri pročišćavanja amonijakom volframove kiseline, što je neekonomično. . Stoga se razgradnja s klorovodičnom kiselinom najviše koristi u preradi bogatih i čistih šelitnih koncentrata.

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

U svjetlu zadataka stvaranja tehnologija bez otpada, od interesa je metoda razgradnje šeelitnih koncentrata dušičnom kiselinom. U ovom slučaju, matične otopine je lako zbrinuti, dobivajući nitratne soli.

Volframove rude u našoj zemlji prerađivane su na velikim GOK-ovima (Orlovsky, Lermontovsky, Tyrnauzsky, Primorsky, Dzhidinsky VMK) prema klasičnim tehnološkim shemama s višestupanjskim mljevenjem i obogaćivanjem materijala podijeljenog u uske klase veličine, u pravilu, u dva ciklusa. : primarno gravitacijsko obogaćivanje i fino ugađanje sirovih koncentrata različitim metodama. To je zbog niskog sadržaja volframa u prerađenim rudama (0,1-0,8% WO3) i visokih zahtjeva 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 aparati različitih modifikacija i veličina.

Godine 2001. tvornica volfram-molibdena Dzhida (Buryatia, Zakamensk) prestala je s radom, akumulirala je nakon toga tehnogeno ležište volframa Barun-Naryn, višemilijunsko u smislu volumena pijeska. Od 2011. Zakamensk CJSC obrađuje ovaj depozit u modularnom pogonu za preradu.

Tehnološka shema temeljila se na obogaćivanju u dva stupnja na centrifugalnim koncentratorima Knelson (CVD-42 za glavnu operaciju i CVD-20 za čišćenje), mljevenju srednjeg otpada i flotaciji masovnog gravitacijskog koncentrata kako bi se dobio koncentrat KVGF kvalitete. Tijekom rada uočeno je niz čimbenika u radu Knelson koncentratora koji negativno utječu na ekonomsku učinkovitost prerade pijeska, a to su:

Visoki operativni troškovi, uklj. troškovi energije i troškovi rezervnih dijelova, što je, s obzirom na udaljenost proizvodnje od proizvodnih kapaciteta i povećanje cijene električne energije, ovaj faktor od posebnog značaja;

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

Složenost ove opreme u radu: s fluktuacijama u materijalnom sastavu obogaćenih sirovina, centrifugalni koncentratori zahtijevaju intervenciju u procesnim i radnim postavkama (promjene tlaka fluidizirane vode, brzina rotacije zdjele za obogaćivanje), što dovodi do fluktuacija u svojstvima kakvoće dobivenih gravitacijskih koncentrata;

Značajna udaljenost proizvodnog pogona i, kao rezultat toga, dugo vrijeme čekanja na rezervne dijelove.

U potrazi za alternativnom metodom gravitacijske koncentracije, Spirit je proveo laboratorijske testove tehnologije odvajanje vijka pomoću industrijskih pužnih separatora SVM-750 i SVSH-750 proizvođača LLC PK Spirit. Obogaćivanje se odvijalo u dvije operacije: glavnoj i kontrolnoj s prihvatom tri produkta obogaćivanja - koncentrata, poluproizvoda i jalovine. Svi proizvodi obogaćivanja dobiveni kao rezultat eksperimenta analizirani su u laboratoriju ZAO Zakamensk. Najbolji rezultati prikazani su u tablici. jedan.

Stol 1. Rezultati pužnog odvajanja u laboratorijskim uvjetima

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

Sljedeći korak bilo je provođenje poluindustrijskih testova postojeće sheme obogaćivanja. Pilot poluindustrijsko postrojenje sastavljeno je s vijčanim uređajima SVSH-2-750, koji su instalirani paralelno s koncentratorima Knelson CVD-42. Obogaćivanje je obavljeno u jednoj operaciji, dobiveni proizvodi slani su dalje prema shemi operativnog postrojenja za obogaćivanje, a uzorkovanje je obavljeno izravno iz procesa obogaćivanja bez zaustavljanja rada opreme. Pokazatelji poluindustrijskih ispitivanja prikazani su u tablici. 2.

Tablica 2. Rezultati usporednih poluindustrijskih ispitivanja pužnih aparata i centrifugalnih koncentratoraknelson

Indikatori	Izvorna hrana	Koncentrat
Oporavak, %

Rezultati pokazuju da je obogaćivanje pijeska učinkovitije na pužnim aparatima nego na centrifugalnim koncentratorima. To se prevodi u manji prinos koncentrata (16,87% naspram 32,26%) s povećanjem iskorištenja (83,13% naspram 67,74%) u koncentrat minerala volframa. To rezultira kvalitetnijim koncentratom WO3 (0,9% u odnosu na 0,42%),

Vladivostok

anotacija

U ovom radu razmatraju se tehnologije obogaćivanja šeelita i volframita.

Tehnologija obogaćivanja volframovih ruda uključuje: prethodnu koncentraciju, obogaćivanje drobljenih proizvoda prethodne koncentracije za dobivanje zbirnih (grubih) koncentrata i njihovo rafiniranje.

Ključne riječi

Šeelitna ruda, volframitna ruda, separacija teškog medija, jigging, gravitacijska metoda, elektromagnetska separacija, flotacija.

1. Uvod 4

2. Predkoncentracija 5

3. Tehnologija oplemenjivanja 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. Njegov potencijal volframove rude procjenjuje se na 2,6 milijuna tona volframovog trioksida, u kojem su dokazane rezerve 1,7 milijuna tona ili 35% svjetskih.

Polja u razvoju u Primorskom kraju: Vostok-2, OJSC Primorsky GOK (1,503%); Lermontovskoye, AOOT 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.

prethodna koncentracija.

Najjeftinije, a ujedno visokoproduktivne metode predkoncentracije su gravitacijske, kao što su separacija teških medija i jigging.

Teško odvajanje medija omogućuje stabiliziranje kvalitete sirovine koja ulazi u glavne cikluse obrade, odvajanje ne samo otpadnog proizvoda, već i odvajanje rude na bogatu grubo raspršenu i siromašnu fino raspršenu, često zahtijevajući bitno različite sheme obrade, budući da se znatno razlikuju u materijalu sastav. Proces se odlikuje najvećom preciznošću odvajanja po gustoći u usporedbi s drugim gravitacijskim metodama, što omogućuje postizanje visokog povrata 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 na grubo diseminirane volframitne i šeelit-kvarcne rude. Rezultati studija o obogaćivanju volframovih ruda iz ležišta Pin-les-Vignes (Francuska) i Borralha (Portugal) u industrijskim uvjetima pokazali su da su rezultati dobiveni korištenjem obogaćivanja u teškim suspenzijama puno bolji nego kada se obogaćuju samo na strojevima za cijeđenje - u tešku frakciju iskorištenje je bilo više od 93% rude.

Jigging u usporedbi s teškim-srednjim obogaćivanjem, zahtijeva manje kapitalnih izdataka, omogućuje obogaćivanje materijala u širokom rasponu gustoće i finoće. Veliki jigging naširoko se koristi u obogaćivanju velikih i srednje diseminiranih ruda koje ne zahtijevaju fino mljevenje. Primjena jigginga je poželjna kod obogaćivanja karbonatnih i silikatnih ruda skarna, žilnih naslaga, dok bi vrijednost omjera kontrasta ruda u odnosu na gravitacijski sastav trebala biti veća od jedinice.

Tehnologija oplemenjivanja ruda volframita

Visoka specifična težina volframovih minerala i krupnozrnata struktura ruda volframita omogućuju široku primjenu gravitacijskih procesa u njihovom obogaćivanju. Za dobivanje visokih tehnoloških pokazatelja potrebno je kombinirati aparate s različitim separacijskim karakteristikama u gravitacijskoj shemi, u kojoj je svaka prethodna operacija u odnosu na sljedeću takoreći pripremna, poboljšavajući obogaćivanje materijala. Shematski dijagram obogaćivanja ruda volframita prikazan je na sl. jedan.

Izvlačenje se koristi počevši od veličine na kojoj se jalovina može identificirati. Ova se operacija također koristi za odvajanje grubo raspršenih koncentrata volframa s naknadnim ponovnim mljevenjem i obogaćivanjem jalovine jigging. Osnova za odabir sheme jigginga i veličine obogaćenog materijala su podaci dobiveni odvajanjem gustoće materijala s veličinom od 25 mm. Ako su rude fino diseminirane i preliminarne studije pokazuju da su obogaćivanje velikih dimenzija i jigging neprihvatljivi za njih, tada se ruda obogaćuje u tokovima male debljine koji nose suspenziju, što uključuje obogaćivanje na pužnim separatorima, mlaznim kanalima, konusnim separatorima, bravama , koncentracijske tablice. Stupnjevitim mljevenjem i stupnjevitim obogaćivanjem rude ekstrakcija volframita u grube koncentrate je potpunija. Grubi gravitacijski koncentrati volframita dovode se u standard prema razvijenim shemama korištenjem metoda mokrog i suhog obogaćivanja.

Bogati koncentrati volframita obogaćeni su elektromagnetskom separacijom, dok elektromagnetska frakcija može biti onečišćena mješavinom željeza i cinka, mineralima bizmuta i djelomično arsenom (arsenopirit, skorodit). Za njihovo uklanjanje koristi se magnetizirajuće prženje, čime se povećava magnetska osjetljivost željeznih sulfida, a istovremeno se u obliku plinovitih oksida uklanjaju sumpor i arsen, koji su štetni za koncentrate volframa. Volframit (hubnerit) dodatno se ekstrahira iz mulja flotacijom pomoću sakupljača masnih kiselina i dodatkom neutralnih ulja. Grube gravitacijske koncentrate je relativno lako dovesti do standarda korištenjem električnih metoda obogaćivanja. Flotacija i gravitacija flotacije provode se uz dovod ksantata i sredstva za ekspandiranje u blago alkalnom ili blago kiselom mediju. Ako su koncentrati onečišćeni kvarcom i lakim mineralima, tada se nakon flotacije podvrgavaju ponovnom čišćenju na koncentracijskim stolovima.

Slične informacije.

Glavni minerali volframa su šeelit, hubnerit i volframit. Ovisno o vrsti minerala, rude se mogu podijeliti u dvije vrste; šeelit i volframit (huebnerit).
Šeelitne rude u Rusiji, au nekim slučajevima iu inozemstvu, obogaćuju se flotacijom. U Rusiji je proces flotacije šelitnih ruda u industrijskim razmjerima proveden prije Drugog svjetskog rata u tvornici Tyrny-Auz. Ova tvornica prerađuje vrlo složene molibden-šeelit rude koje sadrže niz kalcijevih minerala (kalcit, fluorit, apatit). Minerali kalcija, poput šeelita, flotiraju se oleinskom kiselinom, depresija kalcita i fluorita proizvodi se miješanjem u otopini tekućeg stakla bez zagrijavanja (dugi kontakt) ili uz zagrijavanje, kao u tvornici Tyrny-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 šelitne rude data je na sl. 38. Prema ovoj shemi, moguće je ukloniti kalcit i fluorit i dobiti koncentrate koji su kondicionirani u smislu volframovog trioksida. Ho apatita i dalje ima u tolikoj količini da je sadržaj fosfora u koncentratu iznad 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.
Kod kiselinskog ispiranja dio šeelita, kao i powellita, se otapa, a zatim taloži iz otopine u obliku CaWO4 + CaMoO4 i drugih nečistoća. Dobiveni prljavi sediment zatim se obrađuje prema metodi I.N. Maslenickog.
Zbog poteškoća u dobivanju kondicioniranog koncentrata volframa, mnoge tvornice u inozemstvu proizvode dva proizvoda: bogati koncentrat i siromašni za hidrometaluršku preradu u kalcijev volframat prema metodi razvijenoj u Mekhanobre 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, dorada flotacijskih koncentrata provodi se na stolovima.
Iz ruda koje sadrže značajnu količinu CaF2, ekstrakcija šeelita u inozemstvu flotacijom nije ovladana. Takve se rude, primjerice u Švedskoj, obogaćuju na stolovima. Šeelit povučen s fluoritom u flotacijskom koncentratu se zatim izdvaja iz ovog koncentrata na stolu.
U tvornicama u Rusiji šeelitne rude obogaćuju se flotacijom, dobivajući kondicionirane koncentrate.
U tvornici Tyrny-Auz, ruda s udjelom 0,2% WO3 koristi se za proizvodnju koncentrata s udjelom 6o% WO3 s ekstrakcijom od 82%. U tvornici Chorukh-Dairon, s istom rudom u smislu sadržaja VVO3, dobiva se 72% WO3 u koncentratima s ekstrakcijom od 78,4%; u tvornici Koitash, s rudom s 0,46% WO3 u koncentratu, dobiva se 72,6% WO3 uz iskorištenje WO3 od 85,2%; u tvornici Lyangar u rudi 0,124%, u koncentratima - 72% s ekstrakcijom od 81,3% WO3. Dodatno odvajanje loših proizvoda moguće je smanjenjem gubitaka u jalovini. U svim slučajevima, ako su sulfidi prisutni u rudi, oni se izoliraju 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 neravnomjernom i krupnozrnatom rasprostranjenošću, poput rude Bukuki (Transbaikalija), mogu se prethodno obogatiti u teškim suspenzijama, odvajajući oko 60% otpadne stijene finoće od -26 + 3 MM s sadržajem ne više 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 od veličine čestica od oko 10 mm s grubo diseminiranim rudama. U novim suvremenim shemama, osim strojeva za jigging i stolova, koriste se Humphrey pužni separatori, zamjenjujući neke od stolova s ​​njima.
Progresivna shema obogaćivanja volframovih ruda data je na sl. 39.
Dorada volframovih koncentrata ovisi o njihovom sastavu.

Sulfidi iz koncentrata tanjih od 2 mm izoliraju se gravitacijskom flotacijom: koncentrati nakon miješanja s kiselinom i flotacijskim reagensima (ksantati, ulja) šalju se na koncentracijski stol; dobiveni CO stolni koncentrat se suši i podvrgava magnetskoj separaciji. Krupnozrnati koncentrat je prethodno usitnjen. Sulfidi iz finih koncentrata sa stolova za gnojnicu izoliraju se pjenastom flotacijom.
Ako ima puno sulfida, preporučljivo je odvojiti ih iz hidrociklonskog odvoda (ili klasifikatora) prije obogaćivanja na stolovima. Time će se poboljšati uvjeti za odvajanje 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.

Pri gravitacijskom obogaćivanju volframitskih ruda (hubnerit, ferberit) iz muljeva tanjih od 50 mikrona, ekstrakcija je vrlo niska, a gubici u muljevitom dijelu su značajni (10-15% sadržaja u rudi).
Iz mulja flotacijom s masnim kiselinama pri pH=10, dodatni WO3 može se povratiti 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. Selektivnom flotacijom iz sulfidne jalovine, kao i iz mulja, mogu se izolirati molibden, bizmut-olovo, olovo-bakar-srebro, cink (sadrže kadmij, indij) i piritni koncentrati, a dodatno se može izolirati i volframov produkt.

25.11.2019

U svakoj industriji u kojoj se proizvode tekući ili viskozni proizvodi: farmaceutski, kozmetički, prehrambeni i kemijski – posvuda...

25.11.2019

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

25.11.2019

Crtični kod je grafički simbol koji prikazuje izmjenu crnih i bijelih pruga ili drugih geometrijskih oblika. Primjenjuje se u sklopu obilježavanja ...

25.11.2019

Mnogi vlasnici seoskih stambenih imanja, koji žele stvoriti najugodniju atmosferu u svom domu, razmišljaju o tome kako pravilno odabrati ložište za kamin, ...

25.11.2019

I u amaterskoj i profesionalnoj gradnji, profilne cijevi su vrlo popularne. Uz njihovu pomoć grade se sposobni izdržati teška opterećenja ...

24.11.2019

Zaštitna obuća je dio opreme radnika namijenjen zaštiti stopala od hladnoće, visokih temperatura, kemikalija, mehaničkih oštećenja, struje i sl.

24.11.2019

Svi smo navikli da se, izlazeći iz kuće, obavezno pogledamo u ogledalo kako bismo provjerili svoj izgled i još jednom se nasmiješili svom odrazu....

23.11.2019

Od pamtivijeka su glavni poslovi žena diljem svijeta bili pranje rublja, čišćenje, kuhanje i sve vrste aktivnosti koje pridonose organizaciji udobnosti u kući. Međutim, tada...