Obogaćivanje ruda i naslaga kositra i volframa. Održavanje glavnog načina obogaćivanja volframovih ruda i korištenje pomoćnih procesa dehidracije u tehnološkoj shemi

Hemijski element je volfram.

Prije nego što opišemo proizvodnju volframa, potrebno je napraviti kratku digresiju u povijest. Naziv ovog metala sa njemačkog je preveden kao "vučja krema", porijeklo termina seže u kasni srednji vijek.

Prilikom dobijanja kalaja iz raznih ruda uočeno je da se u nekim slučajevima gubi, prelazeći u pjenastu zguru, „kao vuk koji proždire plijen“.

Metafora se ukorijenila, dajući ime kasnije primljenom metalu, trenutno se koristi na mnogim jezicima svijeta. Ali na engleskom, francuskom i nekim drugim jezicima volfram se naziva drugačije, od metafore "teški kamen" (volfram na švedskom). Švedsko porijeklo riječi povezuje se s eksperimentima poznatog švedskog hemičara Scheelea, koji je prvi dobio volframov oksid iz rude koja je kasnije nazvana po njemu (šeelit).

Švedski hemičar Šele, koji je otkrio volfram.

Industrijska proizvodnja volfram metala može se podijeliti u 3 faze:

• obogaćivanje rude i proizvodnja volfram anhidrita;
• redukcija na metal u prahu;
• dobijanje monolitnog metala.

Obogaćivanje rude

Volfram se u prirodi ne nalazi u slobodnom stanju, prisutan je samo u sastavu raznih jedinjenja.

• volframit
• scheelites

Ove rude često sadrže male količine drugih supstanci (zlato, srebro, kalaj, živa itd.), uprkos vrlo niskom sadržaju dodatnih minerala, ponekad je njihovo vađenje tokom obogaćivanja ekonomski izvodljivo.

1. Obogaćivanje počinje drobljenjem i mljevenjem stijene. Zatim materijal ide u dalju preradu, čiji načini zavise od vrste rude. Obogaćivanje ruda volframita obično se vrši gravitacionom metodom, čija je suština upotreba kombinovanih sila zemljine gravitacije i centrifugalne sile, minerali su razdvojeni po hemijskim i fizičkim svojstvima - gustini, veličini čestica, kvašenju. Na taj način se odvaja otpadna stijena, a koncentrat se magnetskom separacijom dovodi do potrebne čistoće. Sadržaj volframita u nastalom koncentratu kreće se od 52 do 85%.
2. Šelit, za razliku od volframita, nije magnetni mineral, pa se na njega ne primjenjuje magnetna separacija. Za šeelitne rude, algoritam obogaćivanja je drugačiji. Glavna metoda je flotacija (proces odvajanja čestica u vodenoj suspenziji) praćena upotrebom elektrostatičke separacije. Koncentracija scheelite može biti i do 90% na izlazu. Rude su takođe složene, istovremeno sadrže volframite i šeelite. Za njihovo obogaćivanje koriste se metode koje kombiniraju gravitacijske i flotacijske sheme.
   
   Ako je potrebno dalje prečišćavanje koncentrata prema utvrđenim standardima, koriste se različiti postupci u zavisnosti od vrste nečistoća. Da bi se smanjile nečistoće fosfora, koncentrati scheelite se na hladnom tretiraju hlorovodoničnom kiselinom, dok se kalcit i dolomit uklanjaju. Za uklanjanje bakra, arsena, bizmuta koristi se pečenje, nakon čega slijedi tretman kiselinama. Postoje i druge metode čišćenja.

Da bi se volfram pretvorio iz koncentrata u rastvorljivo jedinjenje, koristi se nekoliko različitih metoda.

1. Na primjer, koncentrat se sinterira s viškom sode, čime se dobiva natrijum volframit.
2. Može se koristiti i druga metoda - luženje: volfram se ekstrahuje rastvorom sode pod pritiskom na visokoj temperaturi, nakon čega sledi neutralizacija i taloženje.
3. Drugi način je tretiranje koncentrata gasovitim hlorom. U tom procesu nastaje volfram hlorid, koji se zatim sublimacijom odvaja od hlorida drugih metala. Dobiveni proizvod se može pretvoriti u volframov oksid ili direktno preraditi u elementarni metal.

Glavni rezultat različitih metoda obogaćivanja je proizvodnja volfram trioksida. Nadalje, on je taj koji ide u proizvodnju metalnog volframa. Od njega se dobija i volfram karbid, koji je glavna komponenta mnogih tvrdih legura. Postoji još jedan proizvod direktne prerade koncentrata volframove rude - ferovolfram. Obično se topi za potrebe crne metalurgije.

Oporavak volframa

Nastali volfram trioksid (volfram anhidrit) u sljedećoj fazi mora se reducirati u stanje metala. Restauracija se najčešće izvodi široko rasprostranjenom metodom vodika. Pokretni kontejner (čamac) s volfram trioksidom se ubacuje u peć, temperatura se usput povećava, vodik se dovodi prema njoj. Kako se metal smanjuje, nasipna gustina materijala se povećava, volumen utovara kontejnera se smanjuje za više od pola, stoga se u praksi koristi rad u 2 faze, kroz različite vrste peći.

1. U prvoj fazi nastaje dioksid iz volfram trioksida, u drugoj fazi se iz dioksida dobija čisti volframov prah.
2. Zatim se prah prosije kroz mrežicu, krupne čestice se dodatno melju kako bi se dobio prah zadate veličine zrna.

Ponekad se ugljenik koristi za redukciju volframa. Ova metoda donekle pojednostavljuje proizvodnju, ali zahtijeva više temperature. Osim toga, ugljen i njegove nečistoće reagiraju s volframom, stvarajući različite spojeve koji dovode do kontaminacije metala. Postoji niz drugih metoda koje se koriste u proizvodnji širom svijeta, ali u pogledu parametara, redukcija vodonika ima najveću primjenjivost.

Dobivanje monolitnog metala

Ako su prve dvije faze industrijske proizvodnje volframa dobro poznate metalurzima i koriste se jako dugo, tada je bio potreban razvoj posebne tehnologije za dobivanje monolita iz praha. Većina metala se dobija jednostavnim topljenjem i potom lijeva u kalupe, s volframom zbog njegovog glavnog svojstva - netopivosti - takav postupak je nemoguć. Metoda za dobivanje kompaktnog volframa iz praha, koju je početkom 20. stoljeća predložio američki Coolidge, još uvijek se koristi u različitim varijacijama u naše vrijeme. Suština metode je da se prah pod utjecajem električne struje pretvara u monolitni metal. Umjesto uobičajenog topljenja, da bi se dobio metalni volfram, potrebno je proći nekoliko faza. Na prvom od njih prah se utiskuje u posebne šipke-šipke. Zatim se ove šipke podvrgavaju postupku sinterovanja, a to se radi u dvije faze:

1. 1. Prvo, na temperaturama do 1300ºS, štap se prethodno sinterira kako bi se povećala njegova čvrstoća. Postupak se izvodi u posebnoj zatvorenoj peći s kontinuiranim dovodom vodonika. Za dodatnu redukciju koristi se vodonik, prodire u poroznu strukturu materijala, a uz dodatno izlaganje visokoj temperaturi stvara se čisto metalni kontakt između kristala sinterovane šipke. Štabik nakon ove faze je značajno očvrsnut, gubi do 5% u veličini.
   2. Zatim prijeđite na glavnu fazu - zavarivanje. Ovaj proces se izvodi na temperaturama do 3 hiljadeºC. Stub je fiksiran steznim kontaktima i kroz njega prolazi električna struja. U ovoj fazi se koristi i vodonik - potreban je za sprječavanje oksidacije. Struja koja se koristi je vrlo velika, za šipke poprečnog presjeka 10x10 mm potrebna je struja od oko 2500 A, a za poprečni presjek od 25x25 mm - oko 9000 A. Korišteni napon je relativno mali, od 10 do 20 V. Za svaku seriju monolitnog metala prvo se zavaruje ispitna šipka koja se koristi za kalibraciju načina zavarivanja. Trajanje zavarivanja ovisi o veličini šipke i obično se kreće od 15 minuta do sat vremena. Ova faza, kao i prva, također dovodi do smanjenja veličine štapa.

Gustoća i veličina zrna nastalog metala zavise od početne veličine zrna štapa i od maksimalne temperature zavarivanja. Gubitak dimenzija nakon dva koraka sinterovanja je do 18% dužine. Konačna gustina je 17–18,5 g/cm².

Za dobivanje visoko pročišćenog volframa koriste se različiti aditivi koji isparavaju tijekom zavarivanja, na primjer, oksidi silicija i alkalnih metala. Kako se zagrijavaju, ovi aditivi isparavaju, uzimajući sa sobom druge nečistoće. Ovaj proces doprinosi dodatnom pročišćavanju. Kada se koristi ispravan temperaturni režim i odsustvo tragova vlage u atmosferi vodonika tokom sinterovanja, uz pomoć ovakvih aditiva, stepen prečišćavanja volframa se može povećati na 99,995%.

Proizvodnja proizvoda od volframa

Dobiven iz originalne rude nakon opisane tri faze proizvodnje, monolitni volfram ima jedinstven skup svojstava. Osim vatrostalnosti, ima vrlo visoku dimenzijsku stabilnost, zadržavanje čvrstoće na visokim temperaturama i odsustvo unutrašnjeg naprezanja. Volfram takođe ima dobru duktilnost i duktilnost. Dalja proizvodnja se najčešće sastoji od izvlačenja žice. To su tehnološki relativno jednostavni procesi.

1. Prazni delovi ulaze u mašinu za rotaciono kovanje, gde se materijal redukuje.
2. Zatim se izvlačenjem dobije žica različitih promjera (crtanje je provlačenje šipke na specijalnoj opremi kroz konusne rupe). Tako možete dobiti najtanju volframovu žicu s ukupnim stupnjem deformacije od 99,9995%, dok njena čvrstoća može doseći 600 kg / mm².

Volfram se počeo koristiti za filamente električnih svjetiljki čak i prije razvoja metode za proizvodnju savitljivog volframa. Ruski naučnik Lodygin, koji je prethodno patentirao princip upotrebe niti za lampu, 1890-ih je predložio korištenje volframove žice uvijene u spiralu kao takvog filamenta. Kako je volfram dobijen za takve žice? Prvo je pripremljena mješavina volframovog praha s nekom vrstom plastifikatora (na primjer, parafin), zatim je iz ove smjese istisnuta tanka nit kroz rupu određenog promjera, osušena i kalcinirana u vodiku. Dobivena je prilično krhka žica, čiji su pravolinijski segmenti pričvršćeni na elektrode lampe. Bilo je pokušaja da se dobije kompaktni metal drugim metodama, međutim, u svim slučajevima, krhkost niti je ostala kritično visoka. Nakon rada Coolidgea i Finka, proizvodnja volframove žice dobila je solidnu tehnološku osnovu, a industrijska upotreba volframa počela je brzo rasti.

Lampa sa žarnom niti koju je izumio ruski naučnik Lodygin.

Svjetsko tržište volframa

Obim proizvodnje volframa je oko 50 hiljada tona godišnje. Lider u proizvodnji, ali i u potrošnji, je Kina, ova zemlja proizvodi oko 41 hiljadu tona godišnje (Rusija, za poređenje, proizvodi 3,5 hiljada tona). Važan faktor u ovom trenutku je prerada sekundarnih sirovina, obično otpadnog volfram karbida, strugotine, piljevine i ostataka volframa u prahu, takva prerada osigurava oko 30% svjetske potrošnje volframa.

Filamenti izgorelih žarulja sa žarnom niti se praktički ne recikliraju.

Globalno tržište volframa je nedavno pokazalo pad potražnje za volframovim filamentima. To je zbog razvoja alternativnih tehnologija u oblasti rasvjete - fluorescentne i LED sijalice agresivno zamjenjuju konvencionalne žarulje sa žarnom niti kako u svakodnevnom životu tako iu industriji. Stručnjaci predviđaju da će se upotreba volframa u ovom sektoru u narednim godinama smanjivati ​​za 5% godišnje. Potražnja za volframom u cjelini ne opada, pad primjenjivosti u jednom sektoru nadoknađen je rastom u drugim, uključujući inovativne industrije.

Minerali volframa, rude i koncentrati

Volfram je rijedak element, njegov prosječan sadržaj u zemljinoj kori je Yu-4% (po masi). Poznato je oko 15 minerala volframa, međutim, od praktične važnosti su samo minerali grupe volframit i šeelit.

Volframit (Fe, Mn)WO4 je izomorfna mješavina (čvrsta otopina) volframata željeza i mangana. Ako u mineralu ima više od 80% željeznog volframata, mineral se naziva feberit, u slučaju prevlasti manganovog volframata (više od 80%) - hübnerit. Smjese koje se nalaze u sastavu između ovih granica nazivaju se volframiti. Minerali grupe volframit su obojeni crnom ili smeđom bojom i imaju veliku gustoću (7D-7,9 g/cm3) i tvrdoću od 5-5,5 na mineraloškoj skali. Mineral sadrži 76,3-76,8% W03. Volframit je slabo magnetičan.

Scheelite CaWOA je kalcijum volframat. Boja minerala je bijela, siva, žuta, smeđa. Gustina 5,9-6,1 g/cm3, tvrdoća prema mineraloškoj skali 4,5-5. Šelit često sadrži izomorfnu primjesu powellita, CaMo04. Kada je zračen ultraljubičastim zracima, scheelite fluorescira plavo - plavo svjetlo. Pri sadržaju molibdena većem od 1%, fluorescencija postaje žuta. Šelit nije magnetan.

Volframove rude su obično 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 sa 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 šelit, a prema obliku rudnih formacija - venski i kontaktni tipovi.

U venskim naslagama minerali volframa se uglavnom nalaze u kvarcnim žilama male debljine (0,3-1 m). Kontaktni tip ležišta povezan je sa zonama kontakta granitnih stijena i krečnjaka. Karakteriziraju ih naslage škarne koja sadrži šeelit (skarne su silicificirani krečnjaci). Rude tipa skarn uključuju ležište Tyrny-Auzskoye, najveće u SSSR-u, na Sjevernom Kavkazu. Tokom trošenja venskih naslaga nakupljaju se volframit i šeelit, formirajući naslaga. U potonjem, volframit se često kombinuje sa kasiteritom.

Volframove rude se obogaćuju kako bi se dobili standardni koncentrati koji sadrže 55-65% W03. Visok stepen obogaćenja ruda volframita postiže se različitim metodama: gravitacijom, flotacijom, magnetnom i elektrostatičkom separacijom.

Prilikom obogaćivanja šeelitnih ruda koriste se gravitaciono-flotacijske ili čisto flotacijske sheme.

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

Prilikom obogaćivanja ruda složenog sastava ili teškog obogaćivanja, ponekad je ekonomski isplativo iz ciklusa obogaćivanja ukloniti srednjake sa sadržajem 10-20% W03 za hemijsku (hidrometaluršku) preradu, zbog čega se stvara "vještački šelit" ili tehnički dobija se volfram trioksid. Takve kombinovane sheme osiguravaju visoku ekstrakciju volframa iz ruda.

Državni standard (GOST 213-73) predviđa sadržaj W03 u volframovim koncentratima 1. razreda ne manji od 65%, 2. razreda - ne manji od 60%. Ograničavaju sadržaj nečistoća P, S, As, Sn, Cu, Pb, Sb, Bi u rasponu od stotih procenta do 1,0%, u zavisnosti od vrste i namjene koncentrata.

Istražene rezerve volframa do 1981. godine procjenjuju se na 2903 hiljade tona, od čega je u NRK 1360 hiljada tona. 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 periodu 1971-1985. varirao je u granicama od 20 - 25 hiljada tona (u smislu sadržaja metala).

Metode prerade volframovih koncentrata

Glavni proizvod direktne prerade volframovih koncentrata (pored ferovolframa, topljenog za potrebe crne metalurgije) je volfram trioksid. Služi kao početni materijal za volfram i volfram karbid, glavni sastojak tvrdih legura.

Proizvodne sheme za preradu volframovih koncentrata podijeljene su u dvije grupe u zavisnosti od prihvaćenog načina razgradnje:

Koncentrati volframa se sinteruju sa sodom ili tretiraju vodenim rastvorima sode u autoklavu. Koncentrati volframa se ponekad razlažu vodenim rastvorima natrijum hidroksida.

Koncentrati se razlažu kiselinama.

U slučajevima kada se za razgradnju koriste alkalni reagensi, dobijaju se rastvori natrijevog volframata iz kojih se nakon pročišćavanja od nečistoća proizvode krajnji proizvodi - amonijum paravolframat (PVA) ili volframova kiselina. 24

Kada se koncentrat razloži kiselinama, dobija se taloženje tehničke volframove kiseline, koja se u narednim operacijama prečišćava od nečistoća.

Razgradnja volframovih koncentrata. alkalni reagensi Sinterovanje sa Na2C03

Sinterovanje volframita sa Na2C03. Interakcija volframita sa sodom u prisustvu kiseonika teče aktivno na 800-900 C i opisuje se sledećim reakcijama: 2FeW04 + 2Na2C03 + l/202 = 2Na2W04 + Fe203 + 2C02; (l) 3MnW04 + 3Na2C03 + l/202 = 3Na2W04 + Mn304 + 3C02. (2)

Ove reakcije se odvijaju uz veliki gubitak Gibbsove energije i praktički su nepovratne. Sa odnosom u volframitu FeO:MnO = i:i AG° 1001C = -260 kJ/mol. Sa viškom Na2C03 u punjenju od 10-15% iznad stehiometrijske količine, postiže se potpuna razgradnja koncentrata. Da bi se ubrzala oksidacija željeza i mangana, ponekad se u punjenje dodaje 1-4% nitrata.

Sinterovanje volframita sa Na2C03 u domaćim preduzećima vrši se u cevastim rotacionim pećima obloženim šamotnom ciglom. Kako bi se izbjeglo topljenje polnjenja i stvaranje naslaga (izraslina) u zonama peći sa nižom temperaturom, u punjenju se dodaje jalovina od ispiranja pogača (sadrži okside željeza i mangana), čime se smanjuje sadržaj od W03 u njemu na 20-22%.

Peć, dužine 20 m i vanjskog prečnika 2,2 m, pri brzini rotacije od 0,4 o/min i nagibu od 3, ima kapacitet od 25 t/dan u smislu punjenja.

Komponente punjenja (drobljeni koncentrat, Na2C03, salitra) se iz lijevka dovode u pužnu miješalicu pomoću automatske vage. Smjesa ulazi u spremnik peći, iz kojeg se ubacuje u peć. Nakon izlaska iz peći, sinter komadi prolaze kroz valjke za drobljenje i mlin za mokro mljevenje, iz kojeg se pulpa šalje u gornji stroj za poliranje (Sl. 1).

Šeelit sinterovanje sa Na2C03. Na temperaturama od 800-900 C, interakcija scheelite sa Na2C03 može se odvijati prema dvije reakcije:

CaW04 + Na2CQ3 Na2W04 + CaCO3; (1.3)

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

Obje reakcije se odvijaju uz relativno malu promjenu Gibbsove energije.

Reakcija (1.4) teče u znatnoj mjeri iznad 850 C, kada se opaža razgradnja CaCO3. Prisustvo kalcijevog oksida u sinteru dovodi, kada se sinter izluži vodom, do stvaranja slabo rastvorljivog kalcijum volframata, koji smanjuje ekstrakciju volframa u rastvor:

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

Sa velikim viškom Na2CO3 u naboju, ova reakcija je u velikoj mjeri potisnuta interakcijom Na2CO4 sa Ca(OH)2 kako bi se formirao CaCO3.

Da bi se smanjila potrošnja Na2C03 i spriječilo stvaranje slobodnog kalcijevog oksida, u smjesu se dodaje kvarcni pijesak kako bi se kalcijev oksid vezao u nerastvorljive silikate:

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

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

Sinterovanje koncentratnog punjenja šeelita sa Na2C03 i kvarcnim peskom vrši se u bubnjevima, kao što je gore opisano za volframit na 850–900°C. Da bi se spriječilo otapanje, u punjenje se dodaju deponije za luženje (koji sadrže uglavnom kalcijum silikat) uz smanjenje sadržaja W03 na 20-22%.

Ispiranje mrlja sode. Kada se kolači izluže vodom, u rastvor prelaze natrijum volframat i rastvorljive soli nečistoća (Na2Si03, Na2HP04, Na2HAs04, Na2Mo04, Na2S04), kao i višak Na2C03. Ispiranje se vrši na 80-90°C u čeličnim reaktorima sa mehaničkim mešanjem, koji rade u hijerarhiji.

Koncentrati sa sodom:

Elevator koji dovodi koncentrat u mlin; 2 - kuglični mlin koji radi u zatvorenom ciklusu sa separatorom vazduha; 3 - svrdlo; 4 - separator vazduha; 5 - vrećasti filter; 6 - automatski dozatori težine; 7 - transportni puž; 8 - vijčani mikser; 9 - rezervoar za punjenje; 10 - hranilica;

Drum pećnica; 12 - drobilica valjaka; 13 - štapni mlin-lužnik; 14 - reaktor sa mešalicom

Wild mod, ili kontinuirani rotirajući liksivijatori bubnja. Potonji su punjeni šipkama za drobljenje za drobljenje komada kolača.

Ekstrakcija volframa iz sintera u rastvor je 98-99%. Jaki rastvori sadrže 150-200 g/l W03.

Autoklav o-c Jedna metoda razgradnje volframovih koncentrata

Metoda autoklav-soda je predložena i razvijena u SSSR-u1 u vezi sa preradom scheelitnih koncentrata i mešavine. Trenutno se metoda koristi u velikom broju domaćih fabrika iu stranim zemljama.

Razgradnja scheelita sa rastvorima Na2C03 zasniva se na reakciji razmene

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

Na 200-225 °C i odgovarajućem višku Na2C03, u zavisnosti od sastava koncentrata, razgradnja se odvija dovoljnom brzinom i potpunošću. Konstante ravnoteže koncentracije reakcije (1.7) su male, rastu s temperaturom i zavise od ekvivalenta sode (tj. broja molova Na2C03 po 1 molu CaWO4).

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

0,99 respektivno. Iz ovoga slijedi da je na 225 C minimalno potrebni ekvivalent sode 2 (tj. višak Na2C03 je 100%). Stvarni višak Na2C03 je veći, jer se brzina procesa usporava kako se ravnoteža približava. Za scheelite koncentrate sa sadržajem 45-55% W03 na 225 C, potreban je ekvivalent sode od 2,6-3. Za srednje mešavine koje 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 0,1-0,13 mm nije utvrđen njihov utjecaj na brzinu razgradnje šeelita otopinama Na2CO3. Uz intenzivno mešanje, brzina procesa je određena brzinom hemijske faze, što potvrđuje visoka vrednost prividne energije aktivacije E = 75+84 kJ/mol. Međutim, u slučaju nedovoljne brzine miješanja (koja

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

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

Kao što se može vidjeti sa slike 2, specifična brzina reakcije opada približno obrnuto proporcionalno porastu omjera molarnih koncentracija Na2W04:Na2C03 u otopini. Ovo je

Ryas. Slika 2. Zavisnost specifične brzine razgradnje šeelita rastvorom sode u autoklavu j od molarnog omjera koncentracija Na2W04/Na2C03 u rastvoru pri

Izaziva potrebu za značajnim viškom Na2C03 u odnosu na minimum potrebnog, određenog vrijednošću konstante ravnoteže. Da bi se smanjila potrošnja Na2C03, provodi se dvostepeno protustrujno ispiranje. U tom slučaju se jalovina nakon prvog ispiranja, u kojoj ima malo volframa (15-20% originalnog), tretira svježim rastvorom koji sadrži veliki višak Na2C03. Dobijeni rastvor, koji cirkuliše, ulazi u prvu fazu ispiranja.

Razgradnja otopinama Na2C03 u autoklavima koristi se i za koncentrate volframita, međutim, reakcija je u ovom slučaju složenija, jer je praćena hidrolitičkom razgradnjom željeznog karbonata (mangan karbonat je samo djelimično hidrolizovan). Razlaganje volframita na 200-225 °C može se predstaviti 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. (l. ll)

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

3FeO + H20 = Fe304 + H2.

Formiranje natrijum bikarbonata dovodi do smanjenja koncentracije Na2CO3 u rastvoru i zahteva veliki višak reagensa.

Da bi se postigla zadovoljavajuća razgradnja koncentrata volframita, potrebno ih je fino samljeti i povećati potrošnju Na2C03 na 3,5-4,5 g-ekv, u zavisnosti od sastava koncentrata. Volframite sa visokim sadržajem mangana je teže razgraditi.

Dodavanje NaOH ili CaO u autoklaviranu suspenziju (što dovodi do kaustizacije Na2C03) poboljšava stepen razgradnje.

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

sekundarna para

Ryas. 3. Autoklav uređaj sa horizontalno rotirajućim autoklavom: 1 - autoklav; 2 - cijev za punjenje pulpe (kroz nju se uvodi para); 3 - pumpa za pulpu; 4 - manometar; 5 - pulpni reaktor-grejač; 6 - samoisparivač; 7 - separator kapljica; 8 - ulaz pulpe u samoisparivač; 9 - drobilica od oklopnog čelika; 10 - cijev za uklanjanje pulpe; 11 - kolektor pulpe

Ispiranje se vrši u čeličnim horizontalnim rotirajućim autoklavima zagrejanim živom parom (slika 3) i vertikalnim kontinuiranim autoklavima uz mešanje pulpe sa parom koja mehuriće. Približan režim procesa: temperatura 225 pritisak u autoklavu ~ 2,5 MPa, odnos T: W = 1: (3,5 * 4), trajanje u svakoj fazi 2-4 sata.

Slika 4 prikazuje dijagram baterije za autoklav. Početna pulpa iz autoklava, zagrijana parom do 80-100 °C, pumpa se u autoklave, gdje se zagrijava do

sekundarna para

Ditch. 4. Šema kontinualnog autoklavnog postrojenja: 1 - reaktor za zagrijavanje početne pulpe; 2 - klipna pumpa; 3 - autoklav; 4 - gas; 5 - samoisparivač; 6 - kolektor pulpe

200-225 °C živa para. U kontinuiranom radu, pritisak u autoklavu se održava ispuštanjem suspenzije kroz prigušnicu (kalibrirani karbidni perač). Pulpa ulazi u samoisparivač - posudu pod pritiskom od 0,15-0,2 MPa, gde se pulpa brzo hladi usled intenzivnog isparavanja. Prednosti autoklavno-soda razgradnje koncentrata scheelite prije sinterovanja su isključenje procesa u peći i nešto manji sadržaj nečistoća u otopinama volframa (posebno fosfora i arsena).

Nedostaci metode uključuju veliku potrošnju Na2C03. Visoka koncentracija viška Na2C03 (80-120 g/l) povlači povećanu potrošnju kiselina za neutralizaciju rastvora i, shodno tome, visoke troškove zbrinjavanja otpadnih rastvora.

Razgradnja konc. volframata.

Rastvori natrijevog hidroksida razlažu volframit prema reakciji izmjene:

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

Gde je Me gvožđe, mangan.

Vrijednost konstante koncentracije ove reakcije Kc = 2 na temperaturama od 90, 120 i 150 °C jednaka je 0,68, respektivno; 2.23 i 2.27.

Potpuna razgradnja (98-99%) postiže se tretiranjem fino usitnjenog koncentrata sa 25-40% rastvorom natrijum hidroksida na 110-120°C. Potreban višak alkalija je 50% ili više. Razgradnja se vrši u čeličnim zatvorenim reaktorima opremljenim mješalicama. Prolazak vazduha u rastvor ubrzava proces usled oksidacije gvožđe (II) hidroksida Fe (OH) 2 u hidratisani gvožđe (III) oksid Fe203-«H20 i mangan (II) hidroksida Mn (OH) 2 u hidratisani mangan (IV) oksid Mn02-lH20 .

Upotreba razgradnje alkalnim rastvorima preporučljiva je samo za visokokvalitetne koncentrate volframita (65-70% W02) sa malom količinom silicijum dioksida i silikatnih nečistoća. Pri preradi koncentrata niskog kvaliteta dobijaju se visoko kontaminirani rastvori i teško filtrirani talozi.

Obrada rastvora natrijum volframata

Rastvori natrijevog volframata koji sadrže 80-150 g/l W03, kako bi se dobio volfram trioksid potrebne čistoće, do sada su se uglavnom obrađivali po tradicionalnoj shemi koja uključuje: prečišćavanje od spojeva nečistoća (Si, P, As, F, Mo); padavine

Kalcij volfram mag (vještački šelit) s njegovom naknadnom razgradnjom kiselinama i dobivanjem tehničke volframove kiseline; otapanje volframove kiseline u amonijačnoj vodi, nakon čega slijedi isparavanje otopine i kristalizacija amonijum paravolframata (PVA); kalcinacija PVA kako bi se dobio čisti volfram trioksid.

Glavni nedostatak sheme je njena višestepena priroda, izvođenje većine operacija u periodičnom režimu i trajanje određenog broja redistribucija. Tehnologija ekstrakcije i jonske izmjene za pretvaranje otopina Na2W04 u (NH4)2W04 otopine je razvijena i već se koristi u nekim preduzećima. U nastavku su ukratko razmotrene glavne redistribucije tradicionalne sheme i nove varijante tehnologije ekstrakcije i ionske izmjene.

Prečišćavanje nečistoća

Čišćenje silikona. Kada sadržaj Si02 u rastvorima prelazi 0,1% sadržaja W03, neophodno je prethodno prečišćavanje od silicijuma. Prečišćavanje se zasniva na hidrolitičkoj razgradnji Na2Si03 ključanjem rastvora neutralizovanog na pH=8*9 uz oslobađanje silicijumske kiseline.

Otopine se neutraliziraju hlorovodoničnom kiselinom, dodaju se u tankom mlazu uz miješanje (da bi se izbjegla lokalna peroksidacija) u zagrijanu otopinu natrijevog volframata.

Prečišćavanje fosfora i arsena. Za uklanjanje fosfatnih i arsenatnih jona koristi se metoda precipitacije amonijum-magnezijum soli Mg (NH4) P04 6H20 i Mg (NH4) AsC) 4 6H20. Rastvorljivost ovih soli u vodi na 20 C je 0,058 odnosno 0,038%. U prisustvu viška jona Mg2+ i NH4, rastvorljivost je manja.

Taloženje nečistoća fosfora i arsena vrši se na hladnom:

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

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

Nakon dužeg stajanja (48 sati), iz rastvora se talože kristalni precipitati amonijum-magnezijumovih soli.

Prečišćavanje od fluoridnih jona. Uz visok sadržaj fluorita u originalnom koncentratu, sadržaj fluoridnih jona dostiže 5 g/l. Rastvori se prečišćavaju od fluorid-jona precipitacijom magnezijum fluoridom iz neutralizovanog rastvora u koji se dodaje MgCl2. Prečišćavanje fluora može se kombinovati sa hidrolitičkom izolacijom silicijumske kiseline.

Čišćenje molibdena. Otopine natrijevog volframata" moraju se prečistiti 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, kod prerade šeelita -powellite Tyrny-Auzsky koncentrati), izolacija molibdena je od posebne važnosti, jer je usmjerena na dobivanje hemijskog koncentrata molibdena.

Uobičajena metoda je taloženje teško rastvorljivog molibden trisulfida MoS3 iz rastvora.

Poznato je da kada se natrijev sulfid doda u otopine 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 Na2MoO4 je mnogo veća nego za Na2W04(^^0 » Kzr). Stoga, ako se otopini doda količina Na2S, dovoljna samo za interakciju s Na2Mo04 (uz blagi višak), tada se pretežno formira molibden sulfosol. Uz naknadno zakiseljavanje otopine do pH = 2,5 * 3,0, sulfosol se uništava oslobađanjem molibden trisulfida:

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

Oksosulfosoli se razgrađuju oslobađanjem oksosulfida (na primjer, MoSjO, itd.). Zajedno sa molibden trisulfidom koprecipitira određena količina volfram trisulfida Otapanjem sulfidnog taloga u rastvoru sode i ponovnim taloženjem molibden trisulfida dobija se koncentrat molibdena sa sadržajem W03 ne većim od 2% uz gubitak od volfram 0,3-0,5% od početne količine.

Nakon parcijalnog oksidativnog prženja precipitata molibden trisulfida (na 450-500°C), dobija se hemijski koncentrat molibdena sa sadržajem od 50-52% molibdena.

Nedostatak metode taloženja molibdena u sastavu trisulfida je oslobađanje sumporovodika prema reakciji (1.17), što zahtijeva troškove za neutralizaciju plinova (koriste se apsorpcijom H2S u skruberu koji se navodnjava natrijum hidroksidom rješenje). Selekcija molibden trisulfida vrši se iz otopine zagrijane na 75-80 C. Operacija se izvodi u zatvorenim čeličnim reaktorima, gumiranim ili obloženim emajlom otpornim na kiseline. Trisulfidni precipitati se odvajaju od rastvora filtriranjem na filter presi.

Dobivanje volframske kiseline iz rastvora natrijum volframata

Volframska kiselina se može direktno izolovati iz rastvora natrijum volframata sa hlorovodoničnom ili azotnom kiselinom. Međutim, ova metoda se rijetko koristi zbog teškoće ispiranja precipitata od natrijevih iona, čiji je sadržaj u volfram trioksidu ograničen.

Uglavnom se iz rastvora u početku taloži kalcijum volframat, koji se zatim razlaže kiselinama. Kalcijum volframat se istaloži dodavanjem rastvora CaCl2 zagrejanog na 80-90 C u rastvor natrijum volfrata sa zaostalom alkalnošću rastvora od 0,3-0,7%. U tom slučaju ispada bijeli fino kristalni, lako taloženi talog, joni natrija ostaju u matičnoj tekućini, što osigurava njihov nizak sadržaj u volframskoj kiselini. Iz rastvora 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 ulazi u razgradnju sa hlorovodoničnom kiselinom kada se zagrije na 90°:

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

Prilikom razlaganja održava se visoka konačna kiselost pulpe (90-100 g/l HCl), što osigurava odvajanje volframove kiseline od nečistoća jedinjenja fosfora, arsena i djelimično molibdena (molibdinska kiselina se rastvara u hlorovodoničnoj kiselini). Precipitati volframove kiseline zahtijevaju temeljito pranje od nečistoća (posebno od kalcijevih soli

i natrijum). Posljednjih godina savladano je kontinuirano pranje volframove kiseline u pulsirajućim kolonama, što je uvelike pojednostavilo rad.

U jednom od preduzeća u SSSR-u, pri preradi rastvora natrijum volfratata, umesto hlorovodonične kiseline, koristi se azotna kiselina za neutralizaciju rastvora i razlaganje precipitata CaW04, a taloženje potonjeg se vrši uvođenjem Ca(N03)2 u rješenja. U ovom slučaju, matične tečnosti azotne kiseline se odlažu, pri čemu se dobijaju nitratne soli koje se koriste kao đubrivo.

Prečišćavanje tehničke volframove kiseline i dobijanje W03

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

Metoda amonijaka za pročišćavanje volframske kiseline je općenito prihvaćena. Lako je rastvorljiv u amonijačnoj vodi, dok većina nečistoća ostaje u sedimentu: silicijum dioksid, hidroksidi gvožđa i mangana, i kalcijum (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 se često piše u obliku oksida: 5(NH4)20-12W03-5H20, što ne odražava njegovu hemijsku prirodu kao sol izopoli kiseline.

Isparavanje se vrši u serijskim ili kontinuiranim uređajima od nerđajućeg čelika. Obično je 75-80% volframa izolirano u kristale. Dublja kristalizacija je nepoželjna kako bi se izbjegla kontaminacija kristala nečistoćama. Značajno je da većina nečistoća molibdena (70-80%) ostaje u matičnoj tečnosti. Iz matične tečnosti obogaćene nečistoćama, volfram se taloži u obliku CaW04 ili H2W04, koji se vraća u odgovarajuće faze proizvodne šeme.

PVA kristali se istiskuju na filteru, zatim u centrifugi, ispiru hladnom vodom i suše.

Volfram trioksid se dobija termičkom razgradnjom volframove kiseline ili PVA:

H2W04 \u003d "W03 + H20;

(NH4) 10H2W12O42 4H20 = 12W03 + 10NH3 + 10H20. (1.20)

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

Volframska kiselina se kalcinira na 750-850 °C. Volfram trioksid dobijen iz PVA ima veće čestice od trioksida dobijenog od volframove kiseline. U volfram trioksidu, namenjenom za proizvodnju volframa, sadržaj W03 mora biti najmanje 99,95% za proizvodnju tvrdih legura - najmanje 99,9%.

Metode ekstrakcije i ionske izmjene za preradu otopina natrijum volframata

Obrada rastvora natrijum volframata je znatno pojednostavljena kada se volfram ekstrahuje iz rastvora ekstrakcijom organskim ekstraktantom, nakon čega sledi ponovna ekstrakcija iz organske faze rastvorom amonijaka uz odvajanje PVA od rastvora amonijaka.

S obzirom da se u širokom rasponu pH=7,5+2,0 volfram nalazi u rastvorima u obliku polimernih anjona, za ekstrakciju se koriste anjonoizmjenjivači ekstraktanti: soli amina ili kvaternarne amonijeve baze. Konkretno, sulfatna so trioktilamina (i?3NH)HS04 (gde je R S8N17) se koristi u industrijskoj praksi. Najveće stope ekstrakcije volframa su uočene pri pH=2*4.

Ekstrakcija je opisana jednadžbom:

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

Í̈ \u003d í̈ (D3GSh) 4H4 \ U12O40 (org) + 4H80; (vod.). (l.2l)

Amin se rastvara u kerozinu, kojem se dodaje tehnička mješavina polihidričnih alkohola (C7 - C9) kako bi se spriječilo taloženje čvrste faze (zbog niske rastvorljivosti soli amina u kerozinu). Približan sastav organske faze: amini 10%, alkoholi 15%, kerozin - ostalo.

Rastvori prečišćeni od mrlibdena, kao i nečistoće fosfora, arsena, silicijuma i fluora, šalju se na ekstrakciju.

Volfram se ponovo ekstrahuje iz organske faze amonijačnom vodom (3-4% NH3), pri čemu se dobijaju rastvori amonijum volfrata iz kojeg se isparavanjem i kristalizacijom izoluje PVA. Ekstrakcija se vrši u aparatima tipa mikser-taložnik ili u pulsirajućim kolonama sa pakovanjem.

Prednosti ekstrakcijske obrade otopina natrijevog volframata su očigledne: smanjen je broj operacija tehnološke sheme, moguće je provesti kontinuirani proces za dobivanje otopina amonijum volframata iz otopina natrijevog volframata, a proizvodne površine su smanjene.

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 se koristi u stranim preduzećima, a implementira se iu domaćim pogonima.

Upotreba smola za ionsku izmjenu prava je sheme za preradu otopina natrijevog volframata koja se natječe s ekstrakcijom. U tu svrhu koriste se niskobazni anionski izmjenjivači koji sadrže aminske grupe (često tercijarne amine) ili amfoterne smole (amfolite) koje sadrže karboksilne i aminske grupe. Pri pH=2,5+3,5 volfram polianioni se sorbuju na smolama, a za neke smole ukupan kapacitet je 1700-1900 mg W03 po 1 g smole. U slučaju smole u obliku 8C>5~, sorpcija i elucija su opisani jednadžbama, redom:

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

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

Metoda jonske izmjene razvijena je i primijenjena u jednom od preduzeća SSSR-a. Potrebno vrijeme kontakta smole sa rastvorom je 8-12 sati.Proces se izvodi u kaskadi jono-izmjenjivačkih kolona sa suspendiranim slojem smole u kontinuiranom režimu. Komplicirana okolnost je djelomična izolacija PVA kristala u fazi eluiranja, što zahtijeva njihovo odvajanje od čestica smole. Kao rezultat eluiranja dobijaju se rastvori koji sadrže 150–170 g/l W03, koji se napajaju na isparavanje i kristalizaciju PVA.

Nedostatak tehnologije jonske izmjene u odnosu na ekstrakciju je nepovoljna kinetika (vrijeme kontakta 8-12 sati naspram 5-10 minuta za ekstrakciju). Istovremeno, prednosti ionskih izmjenjivača uključuju odsustvo otpadnih otopina koje sadrže organske nečistoće, kao i sigurnost od požara i netoksičnost smola.

Razgradnja scheelitnih koncentrata kiselinama

U industrijskoj praksi, uglavnom u preradi visokokvalitetnih koncentrata scheelite (70-75% W03), koristi se direktna razgradnja scheelite hlorovodoničnom kiselinom.

Reakcija raspadanja:

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

Gotovo nepovratno. Međutim, potrošnja kiseline je mnogo veća od stehiometrijski potrebne (250-300%) zbog inhibicije procesa filmovima volframove kiseline na česticama scheelite.

Razgradnja se vrši u zatvorenim reaktorima sa mješalicama, obloženim emajlom otpornim na kiseline i grijanim kroz parnu košuljicu. Proces se odvija na 100-110 C. Trajanje razgradnje varira od 4-6 do 12 sati, što zavisi od stepena mlevenja, kao i porekla koncentrata (šeeliti različitih ležišta se razlikuju po reaktivnosti).

Jedan tretman ne dovodi uvijek do potpunog otvaranja. U tom slučaju, nakon rastvaranja volframove kiseline u amonijačnoj vodi, ostatak se ponovo tretira hlorovodoničnom kiselinom.

Prilikom razgradnje scheelite-powellite koncentrata sa sadržajem od 4-5% molibdena, većina molibdena prelazi u rastvor hlorovodonične kiseline, što se objašnjava visokom rastvorljivošću molibdinske kiseline u hlorovodoničkoj kiselini. Dakle, na 20 C u 270 g/l HC1, rastvorljivosti H2MoO4 i H2WO4 su 182 i 0,03 g/l, respektivno. Uprkos tome, nije postignuto potpuno odvajanje molibdena. Precipitati volframove kiseline sadrže 0,2-0,3% molibdena, koji se ne može ekstrahovati ponovnim tretmanom hlorovodoničnom kiselinom.

Kiselinska metoda se razlikuje od alkalne metode razgradnje scheelita po manjem broju operacija tehnološke sheme. Međutim, kod prerade koncentrata sa relativno niskim sadržajem W03 (50-55%) sa značajnim sadržajem nečistoća, da bi se dobio kondicionirani amonijum paravolframat, potrebno je izvršiti dva ili tri amonijačna prečišćavanja volframove kiseline, što je neekonomično. . Stoga se razgradnja hlorovodoničnom kiselinom najviše koristi u preradi bogatih i čistih koncentrata šeelit.

Nedostaci metode razgradnje hlorovodoničnom kiselinom su velika potrošnja kiseline, velika količina otpadnih rastvora kalcijum hlorida i složenost njihovog odlaganja.

U svjetlu zadataka stvaranja tehnologija bez otpada, zanimljiva je dušičnokiselinska metoda razgradnje scheelitnih koncentrata. U ovom slučaju, matične otopine se lako uklanjaju, dobijajući nitratne soli.

Volfram je najvatrostalniji metal sa tačkom topljenja od 3380°C. I to određuje njen obim. Takođe je nemoguće napraviti elektroniku bez volframa, čak je i nit u sijalici volfram.

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

Prvo morate pronaći rudu. To su samo dva minerala - šeelit (kalcijum volframat CaWO 4) i volframit (gvožđe i mangan volframat - FeWO 4 ili MnWO 4). Potonji je poznat od 16. vijeka pod nazivom "vučja pjena" - "Spuma lupi" na latinskom, odnosno "Wolf Rahm" na njemačkom. Ovaj mineral prati rude kalaja i ometa topljenje kalaja, pretvarajući ga u šljaku. Stoga ga je moguće pronaći već u antici. Bogate volframove rude obično sadrže 0,2 - 2% volframa. U stvarnosti, volfram je otkriven 1781.

Međutim, pronalaženje ovoga je najjednostavnija stvar u rudarstvu volframa.
Dalje - rudu treba obogatiti. Postoji gomila metoda i sve su prilično složene. Prvo, naravno. Zatim - magnetna separacija (ako imamo volframit sa željeznim volframitom). Sledeće je gravitaciono odvajanje, jer je metal veoma težak i ruda se može isprati, slično kao kod vađenja zlata. Sada i dalje koriste elektrostatičko odvajanje, ali je malo vjerovatno da će metoda biti korisna ubojici.

Dakle, odvojili smo rudu od otpadnog kamena. Ako imamo šelit (CaWO 4), onda se sljedeći korak može preskočiti, a ako volframit, onda ga trebamo pretvoriti u šelit. Da bi se to postiglo, volfram se ekstrahuje rastvorom sode pod pritiskom i na povišenoj temperaturi (proces se odvija u autoklavu), nakon čega sledi neutralizacija i taloženje u obliku veštačkog šeelita, tj. kalcijum volframat.
Takođe je moguće sinterovati volframit sa viškom sode, tada se dobija ne kalcijum volframat, već natrijum, što nije toliko značajno za naše potrebe (4FeWO 4 + 4Na 2 CO 3 + O 2 = 4Na 2 WO 4 + 2Fe 2 O 3 + 4CO 2).

Sljedeća dva koraka su ispiranje CaWO 4 -> H 2 WO 4 vodom i razgradnja vrućom kiselinom.
Možete uzeti različite kiseline - klorovodičnu (Na 2 WO 4 + 2HCl \u003d H 2 WO 4 + 2NaCl) ili dušičnu.
Kao rezultat, izoluje se volframova kiselina. Potonji se kalcinira ili rastvara u vodenoj otopini NH 3, iz koje se isparavanjem kristalizira paravolframat.
Kao rezultat, moguće je dobiti glavnu sirovinu za proizvodnju volframa - WO 3 trioksid dobre čistoće.

Naravno, postoji i metoda za dobijanje WO 3 pomoću hlorida, kada se volfram koncentrat tretira hlorom na povišenoj temperaturi, ali ova metoda neće biti jednostavna za ubicu.

Volframovi oksidi se mogu koristiti u metalurgiji kao aditiv za legiranje.

Dakle, imamo volfram trioksid i ostaje jedna faza - redukcija u metal.
Ovdje postoje dvije metode - redukcija vodika i redukcija ugljika. U drugom slučaju, ugalj i nečistoće koje on uvijek sadrži reagiraju s volframom i stvaraju karbide i druga jedinjenja. Stoga volfram izlazi “prljav”, krt, a za elektroniku je vrlo poželjan čist, jer imajući samo 0,1% gvožđa volfram postaje lomljiv i iz njega je nemoguće izvući najtanju žicu za filamente.
Tehnički proces s ugljem ima još jedan nedostatak - visoku temperaturu: 1300 - 1400 ° C.

Međutim, proizvodnja sa redukcijom vodonika također nije dar.
Proces redukcije se odvija u specijalnim cevnim pećima, zagrijanim na način da, dok se kreće duž cevi, „čamac“ sa WO3 prolazi kroz nekoliko temperaturnih zona. Mlaz suvog vodonika teče prema njemu. Oporavak se dešava iu "hladnim" (450...600°C) iu "vrućim" (750...1100°C) zonama; u "hladnom" - do najnižeg oksida WO 2, zatim - do elementarnog metala. Ovisno o temperaturi i trajanju reakcije u "vrućoj" zoni mijenjaju se čistoća i veličina zrna volframa u prahu koji se oslobađaju na zidovima "čamca".

Dakle, dobili smo čisti metalni volfram u obliku najmanjeg praha.
Ali ovo još nije ingot metala od kojeg se nešto može napraviti. Metal se dobija metalurgijom praha. Odnosno, prvo se presuje, sinteruje u atmosferi vodika na temperaturi od 1200-1300 ° C, a zatim se kroz njega propušta električna struja. Metal se zagrijava do 3000 °C i dolazi do sinterovanja u monolitni materijal.

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

Kao što možete vidjeti, zadatak dobivanja jednostavne volframove niti nije tako jednostavan kao što se čini. I ovdje su opisane samo glavne metode, sigurno ima puno zamki.
I, naravno, čak i sada volfram je skup metal. Sada jedan kilogram volframa košta više od 50 dolara, isti molibden je skoro dva puta jeftiniji.

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

Sljedeća je izrada legiranih čelika koji se odlikuju posebnom tvrdoćom, elastičnošću i čvrstoćom. Dodan zajedno sa hromom u željezo, daje takozvane brzorezne čelike, koji zadržavaju svoju tvrdoću i oštrinu čak i kada se zagrijavaju. Koriste se za izradu glodala, bušilica, glodala, kao i drugih alata za rezanje i bušenje (općenito, u alatu za bušenje ima puno volframa).
Od njega se prave zanimljive legure volframa sa renijumom - visokotemperaturni termoparovi koji rade na temperaturama iznad 2000 °C, ali samo u inertnoj atmosferi.

Pa, još jedna zanimljiva primjena su volframove elektrode za zavarivanje za električno zavarivanje. Takve elektrode su nepotrošne i potrebno je dopremiti još jednu metalnu žicu do mjesta zavarivanja kako bi se osigurao zavareni bazen. Volframove elektrode se koriste u argon-lučnom zavarivanju - za zavarivanje obojenih metala kao što su molibden, titan, nikl, kao i visokolegiranih čelika.

Kao što vidite, proizvodnja volframa nije iz davnina.
A zašto postoji volfram?
Volfram se može dobiti samo izgradnjom elektrotehnike - uz pomoć elektrotehnike i za elektrotehniku.
Nema struje - nema volframa, ali ni ona vam nije potrebna.

Kasiterit SnO 2- glavni industrijski mineral kalaja, koji je prisutan u kalajnim naslagama i rudama temeljnih stijena. Sadržaj kalaja u njemu je 78,8%. Kasiterit ima gustinu od 6900…7100 kg/t i tvrdoću od 6…7. Glavne nečistoće u kasiteritu su gvožđe, tantal, niobijum, kao i titanijum, mangan, svinje, silicijum, volfram, itd. Od ovih primesa zavise fizičko-hemijska svojstva kasiterita, na primer, magnetna osetljivost i njegova flotaciona aktivnost.

Stannin Cu 2 S FeS SnS 4- mineral kalaj sulfid, iako je najčešći mineral nakon kasiterita, nema industrijsku vrijednost, prvo, jer ima nizak sadržaj kalaja (27...29,5%), a drugo, prisustvo bakra i željeznih sulfida u njemu otežava metaluršku obradu koncentrata i, treće, blizina flotacijskih svojstava okvira sulfidima otežava njihovo odvajanje tokom flotacije. Sastav kalajnih koncentrata koji se dobijaju u postrojenjima za koncentraciju je različit. Gravitacioni koncentrati koji sadrže samo 60% kalaja oslobađaju se iz bogatih kalajnih naslaga, a koncentrati mulja dobijeni i gravitacionim i flotacijskim metodama mogu sadržavati od 15 do 5% kalaja.

Kositrna ležišta dijele se na placer i primarna. Aluvijalni nalazišta kalaja glavni su izvor svjetskog rudarstva kalaja. Oko 75% svjetskih rezervi kalaja koncentrisano je u placerima. Autohtoni Naslage kalaja imaju složen materijalni sastav, u zavisnosti od čega se dijele na kvarc-kasiterit, sulfid-kvarc-kasiterit i sulfid-kasiterit.

Kvarc-kasiteritne rude su obično složene kalaj-volfram. Kasiterit u ovim rudama je predstavljen krupnim, srednje i fino raspršenim kristalima u kvarcu (od 0,1 do 1 mm ili više). Osim kvarca i kasiterita, ove rude obično sadrže feldspat, turmalin, liskune, volframit ili šelit i sulfide. U sulfidno-kasiteritnim rudama dominiraju sulfidi - pirit, pirotin, arsenopirit, galenit, sfalerit i stanin. Sadrži i minerale gvožđa, hlorit i turmalin.

Limene naslage i rude obogaćuju se uglavnom gravitacionim metodama korišćenjem mašina za uvrtanje, koncentracionih stolova, pužnih separatora i brava. Ploče se obično mnogo lakše obogaćuju gravitacionim metodama nego rude primarnih ležišta, jer. ne zahtijevaju skupe procese drobljenja i mljevenja. Fino podešavanje grubih gravitacionih koncentrata vrši se magnetskim, električnim i drugim metodama.

Obogaćivanje na bravama se koristi kada je veličina zrna kasiterita veća od 0,2 mm, jer manja zrna se slabo hvataju na brave i njihova ekstrakcija ne prelazi 50 ... 60%. Efikasniji uređaji su mašine za uvlačenje, koje se ugrađuju za primarno obogaćivanje i omogućavaju ekstrakciju do 90% kasiterita. Fino podešavanje grubih koncentrata vrši se na tablicama koncentracije (Sl. 217).

217. Šema obogaćivanja limenih naslaga

Primarno obogaćivanje placera vrši se i na bagerima, uključujući i morske bagere, gdje se za ispiranje pijeska ugrađuju sita doboša s rupama veličine 6-25 mm, ovisno o raspodjeli kasiterita po klasu veličine i perljivosti pijeska. Za obogaćivanje donjeg proizvoda sita koriste se mašine za šivanje različitih dizajna, obično sa veštačkim krevetom. Gateway-i su također instalirani. Primarni koncentrati se podvrgavaju operacijama čišćenja na mašinama za šivanje. Završna obrada se u pravilu izvodi na obalnim završnim stanicama. Ekstrakcija kasiterita iz placera je obično 90…95%.

Obogaćivanje primarnih kalajnih ruda, koje se odlikuju složenošću sastava materijala i neravnomjernom diseminacijom kasiterita, provodi se prema složenijim višestepenim shemama uz korištenje ne samo gravitacijskih metoda, već i flotacijske gravitacije, flotacije i magnetske separacije.

Prilikom pripreme kositrenih ruda za obogaćivanje potrebno je voditi računa o sposobnosti kasiterita da se mulji zbog svoje veličine. Više od 70% gubitka kalaja tokom obogaćivanja otpada na mulj kasiterit, koji se odvodi drenovima iz gravitacionih aparata. Stoga se mljevenje kositrenih ruda vrši u mlinovima sa šipkama, koji rade u zatvorenom ciklusu sa sitama. U nekim fabrikama se na čelu procesa koristi obogaćivanje teškim suspenzijama, što omogućava odvajanje do 30 ... 35% minerala matične stijene u deponijsku jalovinu, smanjenje troškova mljevenja i povećanje iskorištenja kalaja.

Da bi se izolovao krupnozrni kozmiterit u glavi procesa, koristi se jigging sa veličinom dodavanja od 2…3 do 15…20 mm. Ponekad se umjesto strojeva za šivanje, s veličinom materijala od minus 3 + 0,1 mm, ugrađuju vijčani separatori, a pri obogaćivanju materijala veličine 2 ... 0,1 mm koriste se tablice koncentracije.

Za rude s neravnomjernom diseminacijom kasiterita koriste se višestepene sheme sa uzastopnim ponovnim mljevenjem ne samo jalovine, već i loših koncentrata i srednjaka. U rudi kalaja, koja je obogaćena prema šemi prikazanoj na slici 218, kasiterit ima veličinu čestica od 0,01 do 3 mm.

Rice. 218. Šema gravitacionog obogaćivanja primarnih ruda kalaja

Ruda sadrži i okside gvožđa, sulfide (arsenopirit, halkopirit, pirit, stanin, galen), volframit. Nemetalni dio predstavljaju kvarc, turmalin, hlorit, sericit i fluorit.

Prva faza obogaćivanja se izvodi u mašinama za šivanje sa veličinom rude 90% minus 10 mm uz ispuštanje krupnog kalajnog koncentrata. Zatim, nakon premljevenja jalovine prve faze obogaćivanja i hidrauličke klasifikacije prema jednakom padu, vrši se obogaćivanje na koncentracijskim tablicama. Koncentrat kalaja dobiven prema ovoj shemi sadrži 19 ... 20% kalaja sa ekstrakcijom od 70 ... 85% i šalje se na doradu.

Prilikom završne obrade, iz krupnih koncentrata kalaja uklanjaju se sulfidni minerali, minerali matičnih stijena, što omogućava povećanje sadržaja kalaja na standard.

Grubo rasprostranjeni sulfidni minerali veličine čestica 2…4 mm uklanjaju se flotacijskom gravitacijom na koncentracionim tablicama, prije čega se koncentrati tretiraju sumpornom kiselinom (1,2…1,5 kg/t), ksantatom (0,5 kg/t) i kerozinom ( 1…2 kg/t).

Kasiterit se izvlači iz mulja gravitacijske koncentracije flotacijom korištenjem selektivnih kolektora i depresiva. Za rude složenog mineralnog sastava koje sadrže značajne količine turmalina, željeznih hidroksida, korištenje sakupljača masnih kiselina omogućava dobijanje loših koncentrata kalaja koji ne sadrže više od 2-3% kalaja. Stoga se pri flotaciji kasiterita koriste selektivni kolektori kao što su Asparal-F ili aerosol-22 (sukcinamati), fosfonske kiseline i reagens IM-50 (alkilhidroksamske kiseline i njihove soli). Vodeno staklo i oksalna kiselina se koriste za depresiju minerala stena domaćina.

Prije flotacije kasiterita iz mulja se odstranjuje materijal veličine čestica minus 10–15 µm, zatim se flotiraju sulfidi iz čije jalovine pri pH 5 uz djelovanje oksalne kiseline, tekućeg stakla i reagensa Asparal-F (140–150). g/t) dovode se u kolektor, kasirit se pliva (sl. 219). Dobiveni flotacijski koncentrat sadrži do 12% kalaja pri ekstrakciji do 70...75% kalaja iz operacije.

Bartles-Moseley orbitalne brave i Bartles-Crosbelt koncentratori se ponekad koriste za izdvajanje kasiterita iz mulja. Grubi koncentrati dobijeni na ovim uređajima, koji sadrže 1 ... 2,5% kalaja, šalju se na doradu u tabele koncentracije suspenzije uz proizvodnju komercijalnih kalajnih koncentrata.

Tungsten u rudama je zastupljen širim spektrom minerala od industrijskog značaja od kalaja. Od 22 trenutno poznata minerala volframa, četiri su glavna: volframit (Fe,Mn)WO 4(gustina 6700 ... 7500 kg / m 3), hubnerit MnWO 4(gustina 7100 kg/m 3), feberit FeWO 4(gustina 7500 kg / m 3) i scheelite CaWO 4(gustina 5800 ... 6200 kg / m 3). Pored ovih minerala, od praktične važnosti je i molibdošelit, koji je šelit i izomorfna primesa molibdena (6...16%). Volframit, hübnerit i ferberit su slabo magnetni minerali; kao nečistoće sadrže magnezijum, kalcijum, tantal i niobijum. Volframit se često nalazi u rudama zajedno sa kasiteritom, molibdenitom i sulfidnim mineralima.

Industrijske vrste ruda koje sadrže volfram uključuju venski kvarc-volframit i kvarc-kasiterit-volframit, štokvork, skarn i aluvijalne. U depozitima vena tip sadrže volframit, hubnerit i šelit, kao i minerale molibdena, pirit, halkopirit, kalaj, arsen, bizmut i minerale zlata. AT stockwork U naslagama je sadržaj volframa 5 ... 10 puta manji nego u venskim naslagama, ali imaju velike rezerve. AT skarn rude, zajedno s volframom, predstavljene uglavnom šeetom, sadrže molibden i kalaj. Aluvijalni nalazišta volframa imaju male rezerve, ali igraju značajnu ulogu u ekstrakciji volframa.Industrijski sadržaj volfram trioksida u placerima (0,03...0,1%) je znatno niži nego u primarnim rudama, ali je njihov razvoj mnogo jednostavniji i ekonomičniji. isplativije. Ovi placeri, uz volframit i šeelit, sadrže i kasiterit.

Kvaliteta volframovih koncentrata ovisi o materijalnom sastavu obogaćene rude i zahtjevima koji se primjenjuju na njih kada se koriste u različitim industrijama. Dakle, za proizvodnju ferovolframa, koncentrat mora sadržavati najmanje 63% WO3, volframit-huebnerit koncentrat za proizvodnju tvrdih legura mora sadržavati najmanje 60% WO3. Šeelit koncentrati obično sadrže 55% WO3. Glavne štetne nečistoće u koncentratima volframa su silicijum dioksid, fosfor, sumpor, arsen, kalaj, bakar, olovo, antimon i bizmut.

Volframove naslage i rude obogaćuju se, kao i kalajne, u dvije faze - primarno gravitaciono obogaćivanje i rafiniranje sirovih koncentrata različitim metodama. Uz nizak sadržaj volfram trioksida u rudi (0,1...0,8%) i visoke zahtjeve za kvalitetom koncentrata, ukupan stepen obogaćenja je od 300 do 600. Ovaj stepen obogaćivanja može se postići samo kombinovanjem različitih metoda. , od gravitacije do flotacije.

Osim toga, placeri i primarne rude volframita obično sadrže i druge teške minerale (kasiterit, tantalit-kolumbit, magnetit, sulfide), pa se pri primarnom gravitacionom obogaćivanju oslobađa kolektivni koncentrat koji sadrži od 5 do 20% WO 3 . Prilikom dorade ovih kolektivnih koncentrata dobijaju se standardni monomineralni koncentrati za koje se koristi gravitacija flotacije i flotacija sulfida, magnetna separacija magnetita i volframita. Također je moguće koristiti električno odvajanje, obogaćivanje na koncentracijskim tablicama, pa čak i flotaciju minerala iz potisnih stijena.

Visoka gustoća minerala volframa omogućava efikasnu upotrebu metoda gravitacionog obogaćivanja za njihovu ekstrakciju: u teškim suspenzijama, na mašinama za šivanje, koncentracionim stolovima, pužnim i mlaznim separatorima. U obogaćivanju, a posebno u rafiniranju kolektivnih gravitacionih koncentrata, separacija sagnita se široko koristi. Volframit ima magnetna svojstva i stoga se odvaja u jakom magnetnom polju, na primjer, od nemagnetnog kasiterita.

Originalna volframova ruda, kao i ruda kalaja, usitnjavaju se do veličine čestica minus 12 + 6 mm i obogaćuju jiggingom, pri čemu se oslobađa krupno raspršeni volframit i dio jalovine sa sadržajem jalovine volfram trioksida. Ruda se nakon probijanja odvodi u mlinove sa šipkama za mljevenje, u kojima se usitnjava do finoće minus 2+0,5 mm. Kako bi se izbjeglo prekomjerno stvaranje mulja, mljevenje se vrši u dvije faze. Nakon drobljenja, ruda se podvrgava hidrauličnoj klasifikaciji sa oslobađanjem mulja i obogaćivanjem frakcija pijeska na koncentracionim tablicama. Srednja smjesa i jalovina primljena na stolove se usitnjavaju i šalju u koncentracione stolove. Jalovina se također naknadno drobi i obogaćuje na koncentracijskim tablicama. Praksa obogaćivanja pokazuje da ekstrakcija volframita, hubnerita i ferberita gravitacijskim metodama dostiže 85%, dok se šelit, sklon mulju, ekstrahira gravitacijskim metodama samo za 55 ... 70%.

Prilikom obogaćivanja fino diseminiranih ruda volframita koje sadrže samo 0,05 ... 0,1% volframovog trioksida, koristi se flotacija.

Flotacija se posebno široko koristi za vađenje scheelite iz ruda skarn, koje sadrže kalcit, dolomit, fluorit i barit, koje plutaju isti sakupljači kao i šeelit.

Sakupljači u flotaciji scheelitnih ruda su masne kiseline oleinskog tipa, koje se koriste na temperaturi od najmanje 18 ... 20 ° C u obliku emulzije pripremljene u mekoj vodi. Često se oleinska kiselina saponificira u vrućem rastvoru sode pepela u omjeru 1:2 prije nego što se unese u proces. Umjesto oleinske kiseline koriste se i tal ulje, naftenske kiseline i sl.

Vrlo je teško flotacijom odvojiti šelit od zemnoalkalnih minerala koji sadrže okside kalcija, barija i željeza. Šelit, fluorit, apatit i kalcit sadrže katione kalcija u kristalnoj rešetki, koji obezbeđuju hemijsku sorpciju sakupljača masnih kiselina. Stoga je moguća selektivna flotacija ovih minerala iz scheelite u uskim pH rasponima korištenjem depresora kao što su tekuće staklo, natrijum silikofluorid, soda, sumporna i fluorovodična kiselina.

Depresivni efekat tečnog stakla tokom flotacije minerala koji sadrže kalcijum oleinskom kiselinom sastoji se u desorpciji kalcijumovih sapuna koji nastaju na površini minerala. Istovremeno, floatabilnost scheelite se ne mijenja, dok se floatabilnost drugih minerala koji sadrže kalcij naglo pogoršava. Povećanje temperature na 80...85°C smanjuje vrijeme kontakta pulpe sa rastvorom tečnog stakla sa 16 sati na 30...60 minuta. Potrošnja tekućeg stakla je oko 0,7 kg/t. Proces selektivne flotacije scheelita, prikazan na slici 220, koristeći proces parenja sa tečnim staklom, naziva se Petrov metoda.

Rice. 220. Šema flotacije šeelita iz volfram-molibdenovih ruda korištenjem

fino podešavanje po metodi Petrov

Koncentrat glavne flotacije scheelite, koja se izvodi na temperaturi od 20°C u prisustvu oleinske kiseline, sadrži 4...6% volfram trioksida i 38...45% kalcijum oksida u obliku kalcita, fluorita i apatita. Koncentrat se zgušnjava na 50-60% čvrste tvari prije parenja. Parenje se izvodi uzastopno u dvije posude u 3% otopini tekućeg stakla na temperaturi od 80 ... 85 ° C u trajanju od 30 ... 60 minuta. Nakon parenja, operacije čišćenja se izvode na temperaturi od 20 ... 25 ° C. Rezultirajući koncentrat scheelite može sadržavati do 63...66% volfram trioksida s njegovim izdvajanjem od 82...83%.

Rude volframa u našoj zemlji prerađivane su u velikim GOK-ovima (Orlovsky, Lermontovski, Tyrnauzsky, Primorsky, Dzhidinsky VMK) prema sada već klasičnim tehnološkim shemama sa višestepenim mljevenjem i obogaćivanjem materijala podijeljenim u uske klase veličine, po pravilu, u dvije ciklusi: primarno gravitaciono obogaćivanje i fino podešavanje grubih koncentrata različitim metodama. To je zbog niskog sadržaja volframa u prerađenim rudama (0,1-0,8% WO3) i visokih zahtjeva za kvalitetom koncentrata. Primarno obogaćivanje za grubo raspršene rude (minus 12+6 mm) izvedeno je džigom, a za srednje, fino i fino raspršene rude (minus 2+0,04 mm) korišćeni su pužni aparati različitih modifikacija i veličina.

Godine 2001. prestala je sa radom fabrika volfram-molibdena Dzhida (Buryatia, Zakamensk), akumulirajući nakon nje tehnogeno nalazište volframa Barun-Naryn, višemilionsko po zapremini pijeska. Od 2011. godine Zakamensk CJSC prerađuje ovo ležište u modularnom pogonu za preradu.

Tehnološka shema se zasnivala na obogaćivanju u dvije faze na Knelson centrifugalnim koncentratorima (CVD-42 za glavni rad i CVD-20 za čišćenje), ponovnom mljevenju srednje mase i flotaciji masivnog gravitacionog koncentrata za dobijanje koncentrata KVGF klase. Tokom rada uočen je niz faktora u radu Knelson koncentratora koji negativno utiču na ekonomske performanse 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 povećanu cijenu električne energije, ovaj faktor od posebnog značaja;

Nizak stepen ekstrakcije volframovih minerala u gravitacioni koncentrat (oko 60% rada);

Složenost ove opreme u radu: sa fluktuacijama u materijalnom sastavu obogaćenih sirovina, centrifugalni koncentratori zahtevaju intervenciju u procesnim i radnim postavkama (promene pritiska vode za fluidizaciju, brzina rotacije posude za obogaćivanje), što dovodi do fluktuacija u karakteristikama kvaliteta dobijenih gravitacionih koncentrata;

Značajna udaljenost proizvođača i, kao rezultat, dugo čekanje na rezervne dijelove.

U potrazi za alternativnom metodom gravitacione koncentracije, Spirit je izvršio laboratorijska ispitivanja tehnologije odvajanje vijaka pomoću industrijskih pužnih separatora SVM-750 i SVSH-750 proizvođača LLC PK Spirit. Obogaćivanje se odvijalo u dvije operacije: glavnoj i kontrolnoj uz prijem tri proizvoda obogaćivanja – koncentrata, sredine i jalovine. Svi proizvodi obogaćivanja dobijeni kao rezultat eksperimenta analizirani su u laboratoriji ZAO Zakamensk. Najbolji rezultati prikazani su u tabeli. jedan.

Tabela 1. Rezultati odvajanja vijaka u laboratorijskim uslovima

Dobijeni podaci su pokazali mogućnost korištenja pužnih separatora umjesto Knelsonovih koncentratora u operaciji primarnog obogaćivanja.

Sljedeći korak je bio izvođenje poluindustrijskih ispitivanja postojeće šeme obogaćivanja. Sastavljeno je pilot poluindustrijsko postrojenje sa vijčanim uređajima SVSH-2-750, koji su instalirani paralelno sa Knelson CVD-42 koncentratorima. Obogaćivanje je obavljeno u jednoj operaciji, dobijeni proizvodi su dalje slani prema šemi operativnog postrojenja za obogaćivanje, a uzorkovanje je vršeno direktno iz procesa obogaćivanja bez zaustavljanja rada opreme. Pokazatelji poluindustrijskih ispitivanja prikazani su u tabeli. 2.

Tabela 2. Rezultati uporednih poluindustrijskih ispitivanja pužnih aparata i centrifugalnih koncentratoraknelson

Indikatori	Izvorna hrana	Koncentriraj se
Oporavak, %

Rezultati pokazuju da je obogaćivanje pijeska efikasnije na vijčanim aparatima nego na centrifugalnim koncentratorima. Ovo se prevodi u manji prinos koncentrata (16,87% naspram 32,26%) uz povećanje iskorištenja (83,13% naspram 67,74%) u koncentrat minerala volframa. Ovo rezultira kvalitetnijim koncentratom WO3 (0,9% naspram 0,42%),