Gewinnung von Wolfram aus den Rückständen von Verarbeitungsanlagen. Gewinnung von schwach magnetischen Mineralien auf einem Hochintensitäts-Magnetabscheider aus Erzen von Nichteisen-, Seltenerd- und Edelmetallen am Beispiel von JSC "Irgiredmet", Kovdorsky GOK. Weltmarkt für Wolfram

Magnetische Verfahren werden häufig bei der Anreicherung von Erzen aus Eisen-, Nichteisen- und seltenen Metallen und in anderen Industriebereichen, einschließlich Lebensmitteln, eingesetzt. Sie werden zur Aufbereitung von Eisen-, Mangan-, Kupfer-Nickel-Wolframerzen sowie zur Veredelung von Konzentraten seltener Metallerze, Regenerierung von ferromagnetischen Beschwerungsmitteln in Trennanlagen in schweren Suspensionen, zur Entfernung von Eisenverunreinigungen aus Quarzsanden, Pyrit aus Kohle verwendet , etc.

Alle Mineralien haben eine unterschiedliche spezifische magnetische Suszeptibilität, und für die Gewinnung schwach magnetischer Mineralien sind Felder mit hohen magnetischen Eigenschaften im Arbeitsbereich des Separators erforderlich.

In Erzen von seltenen Metallen, insbesondere Wolfram und Niob und Tantal, haben die Hauptminerale in Form von Wolframit und Columbit-Tantalit magnetische Eigenschaften und es ist möglich, eine hochgradiente magnetische Trennung mit Extraktion von Erzmineralien in die magnetische Fraktion zu verwenden.

Im Labor für magnetische Anreicherungsmethoden NPO ERGA wurden Tests an Wolfram- und Niob-Tantal-Erzen der Lagerstätten Spoykoininsky und Orlovsky durchgeführt. Für die Trockenmagnetabscheidung wurde ein Rollenseparator SMVI, hergestellt von NPO ERGA, verwendet.

Die Trennung von Wolfram- und Niob-Tantal-Erz wurde gemäß Schema Nr. 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle dargestellt.

Basierend auf den Ergebnissen der Arbeit können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:

Der Gehalt an nützlichen Komponenten in den Trennschwänzen beträgt: WO3 nach dem ersten Trennschema - 0,031 ± 0,011 %, nach dem zweiten - 0,048 ± 0,013 %; Ta 2 O 5 und Nb 2 O 5 –0,005 ± 0,003 %. Dies deutet darauf hin, dass die Induktion in der Arbeitszone des Abscheiders ausreicht, um schwach magnetische Mineralien in die Magnetfraktion zu extrahieren, und der Magnetabscheider vom Typ SMVI zur Gewinnung von Tailings geeignet ist.

Tests des SMVI-Magnetabscheiders wurden auch an Baddeleyit-Erz durchgeführt, um schwach magnetische Eisenminerale (Hämatit) in Tailings zu extrahieren und Zirkoniumkonzentrat zu reinigen.

Die Trennung führte zu einer Verringerung des Eisengehalts im nichtmagnetischen Produkt von 5,39 % auf 0,63 % bei einer Rückgewinnung von 93 %. Der Gehalt an Zirkonium im Konzentrat erhöhte sich um 12 %.

Das Betriebsschema des Separators ist in Abb. ein

Der Einsatz des SMVI-Magnetabscheiders hat bei der Anreicherung verschiedener Erze breite Anwendung gefunden. SMVI kann sowohl als Hauptanreicherungsgerät als auch als Veredelung von Konzentraten dienen. Dies wird durch erfolgreiche halbindustrielle Tests dieser Ausrüstung bestätigt.

Das chemische Element ist Wolfram.

Bevor die Herstellung von Wolfram beschrieben wird, ist ein kurzer Exkurs in die Geschichte notwendig. Der Name dieses Metalls wird aus dem Deutschen als „Wolfscreme“ übersetzt, der Ursprung des Begriffs geht bis ins späte Mittelalter zurück.

Bei der Gewinnung von Zinn aus verschiedenen Erzen wurde festgestellt, dass es in einigen Fällen verloren ging und in eine schaumige Schlacke überging, "wie ein Wolf, der seine Beute verschlingt".

Die Metapher hat Wurzeln geschlagen und dem später erhaltenen Metall den Namen gegeben, sie wird derzeit in vielen Sprachen der Welt verwendet. Aber in Englisch, Französisch und einigen anderen Sprachen wird Wolfram anders genannt, von der Metapher "schwerer Stein" (Wolfram auf Schwedisch). Der schwedische Ursprung des Wortes wird mit den Experimenten des berühmten schwedischen Chemikers Scheele in Verbindung gebracht, der erstmals Wolframoxid aus einem später nach ihm benannten Erz (Scheelit) gewann.

Der schwedische Chemiker Scheele, der Wolfram entdeckte.

Die industrielle Produktion von Wolframmetall lässt sich in 3 Stufen einteilen:

• Erzaufbereitung und Produktion von Wolframanhydrit;
• Reduktion zu Pulvermetall;
• Erhalten eines monolithischen Metalls.

Erzanreicherung

Wolfram kommt in der Natur nicht im freien Zustand vor, sondern nur in der Zusammensetzung verschiedener Verbindungen.

• Wolframite
• Scheelit

Diese Erze enthalten oft geringe Mengen an anderen Stoffen (Gold, Silber, Zinn, Quecksilber usw.), trotz des sehr geringen Gehalts an zusätzlichen Mineralien ist manchmal ihre Gewinnung während der Anreicherung wirtschaftlich machbar.

1. Die Anreicherung beginnt mit dem Brechen und Mahlen von Gestein. Anschließend geht das Material in die weitere Verarbeitung, deren Methoden von der Art des Erzes abhängen. Die Anreicherung von Wolframiterzen erfolgt normalerweise nach der Gravitationsmethode, deren Kern die Nutzung der kombinierten Kräfte der Erdanziehungskraft und der Zentrifugalkraft ist, die Mineralien werden nach chemischen und physikalischen Eigenschaften getrennt - Dichte, Partikelgröße, Benetzbarkeit. So wird taubes Gestein separiert und das Konzentrat mittels Magnetabscheidung auf die erforderliche Reinheit gebracht. Der Gehalt an Wolframit im resultierenden Konzentrat reicht von 52 bis 85 %.
2. Scheelit ist im Gegensatz zu Wolframit kein magnetisches Mineral, daher wird darauf keine magnetische Trennung angewendet. Bei Scheelit-Erzen ist der Anreicherungsalgorithmus anders. Die Hauptmethode ist die Flotation (der Prozess der Trennung von Partikeln in einer wässrigen Suspension), gefolgt von der Anwendung der elektrostatischen Trennung. Die Konzentration an Scheelit kann am Auslauf bis zu 90 % betragen. Auch Erze sind komplex und enthalten gleichzeitig Wolframite und Scheelite. Zu ihrer Anreicherung werden Methoden eingesetzt, die Schwerkraft- und Flotationsschemata kombinieren.
   
   Wenn eine weitere Reinigung des Konzentrats nach etablierten Standards erforderlich ist, werden je nach Art der Verunreinigungen unterschiedliche Verfahren angewendet. Um Phosphorverunreinigungen zu reduzieren, werden Scheelitkonzentrate in der Kälte mit Salzsäure behandelt, während Calcit und Dolomit entfernt werden. Um Kupfer, Arsen, Wismut zu entfernen, wird geröstet, gefolgt von einer Behandlung mit Säuren. Es gibt auch andere Reinigungsmethoden.

Um Wolfram aus einem Konzentrat in eine lösliche Verbindung umzuwandeln, werden mehrere unterschiedliche Verfahren verwendet.

1. Beispielsweise wird ein Konzentrat mit einem Überschuss an Soda gesintert, wodurch Natriumwolframit erhalten wird.
2. Es kann auch eine andere Methode verwendet werden - Auslaugen: Wolfram wird mit einer Sodalösung unter Druck bei hoher Temperatur extrahiert, gefolgt von Neutralisation und Ausfällung.
3. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Konzentrat mit gasförmigem Chlor zu behandeln. Dabei entsteht Wolframchlorid, das anschließend durch Sublimation von den Chloriden anderer Metalle getrennt wird. Das resultierende Produkt kann in Wolframoxid umgewandelt oder direkt zu elementarem Metall verarbeitet werden.

Das Hauptergebnis verschiedener Anreicherungsmethoden ist die Produktion von Wolframtrioxid. Außerdem ist er es, der metallisches Wolfram herstellt. Auch Wolframcarbid wird daraus gewonnen, das Hauptbestandteil vieler Hartlegierungen ist. Es gibt ein weiteres Produkt der direkten Verarbeitung von Wolframerzkonzentraten - Ferrowolfram. Es wird normalerweise für die Bedürfnisse der Eisenmetallurgie verhüttet.

Rückgewinnung von Wolfram

Das entstehende Wolframtrioxid (Wolframanhydrit) muss in der nächsten Stufe in den Zustand des Metalls reduziert werden. Die Restaurierung erfolgt meist nach der weit verbreiteten Wasserstoffmethode. Ein sich bewegender Behälter (Boot) mit Wolframtrioxid wird in den Ofen eingeführt, die Temperatur steigt auf dem Weg, Wasserstoff wird zugeführt. Wenn das Metall reduziert wird, nimmt die Schüttdichte des Materials zu, das Volumen der Containerladung nimmt um mehr als die Hälfte ab, daher wird in der Praxis ein Durchlauf in 2 Stufen durch verschiedene Ofentypen verwendet.

1. In der ersten Stufe wird aus Wolframtrioxid Dioxid gebildet, in der zweiten Stufe wird aus Dioxid reines Wolframpulver gewonnen.
2. Dann wird das Pulver durch ein Sieb gesiebt, große Partikel werden zusätzlich gemahlen, um ein Pulver mit einer bestimmten Korngröße zu erhalten.

Manchmal wird Kohlenstoff verwendet, um Wolfram zu reduzieren. Dieses Verfahren vereinfacht die Herstellung etwas, erfordert aber höhere Temperaturen. Außerdem reagieren Kohle und ihre Verunreinigungen mit Wolfram und bilden verschiedene Verbindungen, die zu Metallverunreinigungen führen. Es gibt eine Reihe anderer Verfahren, die weltweit in der Produktion verwendet werden, aber in Bezug auf die Parameter hat die Wasserstoffreduktion die höchste Anwendbarkeit.

Erhalten von monolithischem Metall

Wenn die ersten beiden Stufen der industriellen Herstellung von Wolfram den Metallurgen gut bekannt sind und seit sehr langer Zeit verwendet werden, war die Entwicklung einer speziellen Technologie erforderlich, um einen Monolithen aus Pulver zu erhalten. Die meisten Metalle werden durch einfaches Schmelzen gewonnen und dann in Formen gegossen, wobei bei Wolfram aufgrund seiner Haupteigenschaft – Unschmelzbarkeit – ein solches Verfahren unmöglich ist. Das Anfang des 20. Jahrhunderts von dem Amerikaner Coolidge vorgeschlagene Verfahren zur Gewinnung von kompaktem Wolfram aus Pulver wird auch heute noch in verschiedenen Variationen angewendet. Die Essenz des Verfahrens besteht darin, dass sich das Pulver unter dem Einfluss eines elektrischen Stroms in ein monolithisches Metall verwandelt. Anstelle des üblichen Schmelzens müssen zur Gewinnung von metallischem Wolfram mehrere Stufen durchlaufen werden. Beim ersten wird das Pulver zu speziellen Stäben gepresst. Anschließend werden diese Stäbe einem Sintervorgang unterzogen, und zwar in zwei Schritten:

1. 1. Zunächst wird der Stab bei Temperaturen bis zu 1300 ° C vorgesintert, um seine Festigkeit zu erhöhen. Das Verfahren wird in einem speziellen geschlossenen Ofen mit kontinuierlicher Wasserstoffzufuhr durchgeführt. Wasserstoff wird zur zusätzlichen Reduktion eingesetzt, er dringt in die poröse Struktur des Materials ein und bei zusätzlicher Einwirkung hoher Temperatur entsteht ein rein metallischer Kontakt zwischen den Kristallen des gesinterten Stabes. Der Shtabik ist nach dieser Phase deutlich gehärtet und verliert bis zu 5% an Größe.
   2. Fahren Sie dann mit der Hauptphase fort - Schweißen. Dieser Prozess wird bei Temperaturen bis zu 3000 °C durchgeführt. Der Pfosten wird mit Klemmkontakten befestigt und ein elektrischer Strom wird durch ihn geleitet. In dieser Phase wird auch Wasserstoff verwendet - er wird benötigt, um eine Oxidation zu verhindern. Der verwendete Strom ist sehr hoch, für Stäbe mit einem Querschnitt von 10 x 10 mm ist ein Strom von etwa 2500 A und für einen Querschnitt von 25 x 25 mm - etwa 9000 A erforderlich. Die verwendete Spannung ist relativ gering, von 10 bis 20 V. Für jede Charge monolithischen Metalls wird zunächst ein Teststab geschweißt, mit dem der Schweißmodus kalibriert wird. Die Dauer des Schweißens hängt von der Größe des Stabes ab und liegt normalerweise zwischen 15 Minuten und einer Stunde. Auch diese Stufe führt wie die erste zu einer Verkleinerung des Stabes.

Dichte und Korngröße des resultierenden Metalls hängen von der Ausgangskorngröße des Stabes und von der maximalen Schweißtemperatur ab. Der Dimensionsverlust nach zwei Sinterschritten beträgt bis zu 18 % in der Länge. Die Enddichte beträgt 17–18,5 g/cm².

Um hochreines Wolfram zu erhalten, werden verschiedene Zusätze verwendet, die beim Schweißen verdampfen, beispielsweise Oxide von Silizium und Alkalimetallen. Beim Erhitzen verdampfen diese Zusatzstoffe und nehmen andere Verunreinigungen mit. Dieser Prozess trägt zu einer zusätzlichen Reinigung bei. Bei Verwendung des richtigen Temperaturregimes und der Abwesenheit von Feuchtigkeitsspuren in der Wasserstoffatmosphäre während des Sinterns kann mit Hilfe solcher Zusätze der Reinigungsgrad von Wolfram auf 99,995 % erhöht werden.

Herstellung von Produkten aus Wolfram

Monolithisches Wolfram, das nach den beschriebenen drei Produktionsstufen aus dem ursprünglichen Erz gewonnen wird, hat einzigartige Eigenschaften. Neben der Feuerfestigkeit weist es eine sehr hohe Dimensionsstabilität, Festigkeitsbeständigkeit bei hohen Temperaturen und das Fehlen innerer Spannungen auf. Wolfram hat auch eine gute Duktilität und Duktilität. Die weitere Produktion besteht meistens darin, den Draht zu ziehen. Dies sind technologisch relativ einfache Prozesse.

1. Die Rohlinge gelangen in die Rotationsschmiedemaschine, wo das Material zerkleinert wird.
2. Dann wird durch Ziehen ein Draht mit verschiedenen Durchmessern erhalten (Ziehen ist das Ziehen einer Stange auf einer speziellen Ausrüstung durch sich verjüngende Löcher). So können Sie den dünnsten Wolframdraht mit einem Gesamtverformungsgrad von 99,9995 % erhalten, während seine Festigkeit 600 kg / mm² erreichen kann.

Wolfram wurde schon vor der Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von verformbarem Wolfram für die Glühfäden elektrischer Lampen verwendet. Der russische Wissenschaftler Lodygin, der zuvor das Prinzip der Verwendung eines Glühfadens für eine Lampe patentiert hatte, schlug in den 1890er Jahren vor, einen spiralförmig verdrillten Wolframdraht als solchen Glühfaden zu verwenden. Wie wurde Wolfram für solche Drähte gewonnen? Zuerst wurde eine Mischung aus Wolframpulver mit etwas Weichmacher (z. B. Paraffin) hergestellt, dann wurde aus dieser Mischung ein dünner Faden durch ein Loch mit einem bestimmten Durchmesser gepresst, getrocknet und in Wasserstoff kalziniert. Es wurde ein ziemlich zerbrechlicher Draht erhalten, dessen geradlinige Segmente an den Lampenelektroden befestigt wurden. Es gab Versuche, durch andere Verfahren ein kompaktes Metall zu erhalten, jedoch blieb die Zerbrechlichkeit der Fäden in allen Fällen kritisch hoch. Nach der Arbeit von Coolidge und Fink erlangte die Herstellung von Wolframdraht eine solide technologische Basis, und die industrielle Verwendung von Wolfram begann schnell zu wachsen.

Eine vom russischen Wissenschaftler Lodygin erfundene Glühlampe.

Weltmarkt für Wolfram

Das Produktionsvolumen von Wolfram beträgt etwa 50.000 Tonnen pro Jahr. Spitzenreiter sowohl in der Produktion als auch im Verbrauch ist China, dieses Land produziert etwa 41.000 Tonnen pro Jahr (Russland zum Vergleich produziert 3,5.000 Tonnen). Ein wichtiger Faktor ist derzeit die Verarbeitung von Sekundärrohstoffen, in der Regel Wolframcarbidschrott, Späne, Sägespäne und pulverförmige Wolframrückstände, die etwa 30 % des weltweiten Wolframverbrauchs ausmachen.

Filamente ausgebrannter Glühlampen werden praktisch nicht recycelt.

Der globale Wolframmarkt hat in letzter Zeit einen Rückgang der Nachfrage nach Wolframfilamenten gezeigt. Dies liegt an der Entwicklung alternativer Technologien im Bereich der Beleuchtung – Leuchtstoff- und LED-Lampen verdrängen sowohl im Alltag als auch in der Industrie aggressiv herkömmliche Glühlampen. Experten gehen davon aus, dass die Verwendung von Wolfram in diesem Bereich in den kommenden Jahren um 5 % pro Jahr zurückgehen wird. Die Nachfrage nach Wolfram insgesamt nimmt nicht ab, der Rückgang der Anwendbarkeit in einem Sektor wird durch Wachstum in anderen, einschließlich innovativer Branchen, ausgeglichen.

Wolframmineralien, Erze und Konzentrate

Wolfram ist ein seltenes Element, sein durchschnittlicher Gehalt in der Erdkruste beträgt Yu-4% (nach Masse). Von Wolfram sind etwa 15 Mineralien bekannt, von praktischer Bedeutung sind jedoch nur die Mineralien der Wolframit-Gruppe und Scheelit.

Wolframit (Fe, Mn)WO4 ist ein isomorphes Gemisch (Mischkristall) aus Eisen- und Manganwolframaten. Bei mehr als 80 % Eisenwolframat im Mineral spricht man von Ferberit, bei überwiegendem Manganwolframat (mehr als 80 %) - Hübnerit. Gemische, die in ihrer Zusammensetzung zwischen diesen Grenzen liegen, werden als Wolframite bezeichnet. Mineralien der Wolframit-Gruppe sind schwarz oder braun gefärbt und haben eine hohe Dichte (7D-7,9 g/cm3) und eine Härte von 5-5,5 auf der mineralogischen Skala. Das Mineral enthält 76,3-76,8 % W03. Wolframit ist schwach magnetisch.

Scheelite CaWOA ist Calciumwolframat. Die Farbe des Minerals ist weiß, grau, gelb, braun. Dichte 5,9-6,1 g/cm3, Härte nach mineralogischer Skala 4,5-5. Scheelit enthält oft eine isomorphe Beimischung von Powellit, CaMo04. Bei Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen fluoresziert Scheelit blau - blaues Licht. Bei einem Molybdängehalt von mehr als 1 % wird die Fluoreszenz gelb. Scheelit ist nicht magnetisch.

Wolframerze sind normalerweise arm an Wolfram. Der Mindestgehalt an W03 in Erzen, bei dem sich der Abbau rentiert, liegt derzeit bei 0,14-0,15 % für große und 0,4-0,5 % für kleine Vorkommen.

Zusammen mit Wolframmineralien findet man in Erzen Molybdänit, Kassiterit, Pyrit, Arsenopyrit, Chalkopyrit, Tantalit oder Columbit etc.

Nach der mineralogischen Zusammensetzung werden zwei Arten von Lagerstätten unterschieden - Wolframit und Scheelit, und nach der Form der Erzformationen - Gang- und Kontakttypen.

In Aderlagerstätten kommen Wolframminerale meist in Quarzadern geringer Mächtigkeit (0,3-1 m) vor. Der Kontakttyp von Ablagerungen ist mit Kontaktzonen zwischen Granitfelsen und Kalksteinen verbunden. Sie sind durch Ablagerungen von scheelithaltigem Skarn (Skarn sind verkieselte Kalksteine) gekennzeichnet. Zu den Skarn-Erzen gehört die Tyrny-Auzskoye-Lagerstätte, die größte in der UdSSR, im Nordkaukasus. Bei der Verwitterung von Aderablagerungen reichern sich Wolframit und Scheelit an und bilden Seifen. Bei letzterem wird Wolframit oft mit Kassiterit kombiniert.

Wolframerze werden angereichert, um Standardkonzentrate zu erhalten, die 55-65 % W03 enthalten. Ein hoher Anreicherungsgrad von Wolframiterzen wird durch verschiedene Methoden erreicht: Schwerkraft, Flotation, magnetische und elektrostatische Trennung.

Bei der Anreicherung von Scheeliterzen kommen Schwerkraftflotation oder reine Flotationsschemata zum Einsatz.

Die Extraktion von Wolfram zu konditionierten Konzentraten während der Anreicherung von Wolframerzen reicht von 65-70 % bis 85-90 %.

Bei der Anreicherung komplexer oder schwer anzureichernder Erze ist es mitunter wirtschaftlich vorteilhaft, Zwischenprodukte mit einem Gehalt von 10-20 % W03 aus dem Anreicherungskreislauf zur chemischen (hydrometallurgischen) Aufbereitung zu entfernen, wodurch „künstlicher Scheelit“ bzw Man erhält technisches Wolframtrioxid. Solche kombinierten Schemata bieten eine hohe Gewinnung von Wolfram aus Erzen.

Die staatliche Norm (GOST 213-73) sieht vor, dass der Gehalt an W03 in Wolframkonzentraten der 1. Klasse nicht weniger als 65%, der 2. Klasse - nicht weniger als 60% beträgt. Sie begrenzen den Gehalt an Verunreinigungen P, S, As, Sn, Cu, Pb, Sb, Bi im Bereich von Hundertstel Prozent bis 1,0 %, je nach Qualität und Verwendungszweck des Konzentrats.

Die erkundeten Wolframreserven ab 1981 werden auf 2903 000 Tonnen geschätzt, davon 1360 000 Tonnen in der VR China. Die UdSSR, Kanada, Australien, die USA, Süd- und Nordkorea, Bolivien, Brasilien und Portugal verfügen über bedeutende Reserven. Produktion von Wolframkonzentraten in kapitalistischen und Entwicklungsländern im Zeitraum 1971 - 1985 schwankte zwischen 20 und 25.000 Tonnen (in Bezug auf den Metallgehalt).

Verfahren zur Verarbeitung von Wolframkonzentraten

Das Hauptprodukt der direkten Verarbeitung von Wolframkonzentraten (neben Ferrowolfram, geschmolzen für den Bedarf der Eisenmetallurgie) ist Wolframtrioxid. Es dient als Ausgangsmaterial für Wolfram und Wolframkarbid, den Hauptbestandteil harter Legierungen.

Produktionsschemata für die Verarbeitung von Wolframkonzentraten werden je nach akzeptierter Abbaumethode in zwei Gruppen eingeteilt:

Wolframkonzentrate werden mit Soda gesintert oder mit wässrigen Sodalösungen in Autoklaven behandelt. Wolframkonzentrate werden manchmal mit wässrigen Lösungen von Natriumhydroxid zersetzt.

Konzentrate werden durch Säuren zersetzt.

In Fällen, in denen alkalische Reagenzien zur Zersetzung verwendet werden, werden Lösungen von Natriumwolframat erhalten, aus denen nach Reinigung von Verunreinigungen Endprodukte hergestellt werden - Ammoniumparawolframat (PVA) oder Wolframsäure. 24

Bei der Zersetzung des Konzentrats durch Säuren fällt technische Wolframsäure an, die in nachfolgenden Operationen von Verunreinigungen gereinigt wird.

Zersetzung von Wolframkonzentraten. alkalische Reagenzien Sintern mit Na2C03

Sintern von Wolframit mit Na2C03. Die Wechselwirkung von Wolframit mit Soda in Gegenwart von Sauerstoff verläuft aktiv bei 800-900 C und wird durch die folgenden Reaktionen beschrieben: 2FeW04 + 2Na2C03 + 1/202 = 2Na2W04 + Fe203 + 2C02; (l) 3MnW04 + 3Na2C03 + 1/202 = 3Na2W04 + Mn304 + 3C02. (2)

Diese Reaktionen laufen mit einem großen Verlust an Gibbs-Energie ab und sind praktisch irreversibel. Mit dem Verhältnis in Wolframit FeO:MnO = i:i AG ° 1001C = -260 kJ / mol. Bei einem Überschuss an Na2C03 in der Charge von 10-15 % über der stöchiometrischen Menge wird ein vollständiger Abbau des Konzentrats erreicht. Um die Oxidation von Eisen und Mangan zu beschleunigen, werden der Charge manchmal 1-4% Nitrat zugesetzt.

Das Sintern von Wolframit mit Na2C03 in heimischen Betrieben erfolgt in mit Schamottesteinen ausgekleideten Drehrohröfen. Um das Schmelzen der Charge und die Bildung von Ablagerungen (Wachstum) in den Zonen des Ofens mit niedrigerer Temperatur zu vermeiden, werden der Charge Rückstände aus dem Auslaugen von Kuchen (mit Eisen- und Manganoxiden) zugesetzt, wodurch der Gehalt verringert wird von W03 darin zu 20-22%.

Der 20 m lange Ofen mit einem Außendurchmesser von 2,2 m hat bei einer Drehzahl von 0,4 U/min und einer Neigung von 3 eine Kapazität von 25 t/Tag an Charge.

Die Einsatzkomponenten (zerkleinertes Konzentrat, Na2C03, Salpeter) werden aus den Trichtern über eine automatische Waage dem Schneckenmischer zugeführt. Das Gemisch gelangt in den Ofentrichter, von wo aus es in den Ofen geleitet wird. Nach dem Verlassen des Ofens passieren die Sinterstücke die Brechwalzen und die Nassmühle, von der der Zellstoff zum oberen Polierer geleitet wird (Abb. 1).

Scheelit-Sintern mit Na2C03. Bei Temperaturen von 800-900 C kann die Wechselwirkung von Scheelit mit Na2C03 nach zwei Reaktionen ablaufen:

CaW04 + Na2CQ3 Na2W04 + CaCO3; (1.3)

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

Beide Reaktionen laufen mit einer relativ kleinen Änderung der Gibbs-Energie ab.

Reaktion (1.4) läuft in nennenswertem Ausmaß oberhalb von 850 C ab, wenn eine Zersetzung von CaCO3 beobachtet wird. Das Vorhandensein von Calciumoxid im Sinter führt beim Auslaugen des Sinters mit Wasser zur Bildung eines schwerlöslichen Calciumwolframats, das die Extraktion von Wolfram in Lösung verringert:

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

Bei einem großen Überschuss an Na2CO3 in der Charge wird diese Reaktion durch die Wechselwirkung von Na2CO4 mit Ca(OH)2 zu CaCO3 weitgehend unterdrückt.

Um den Verbrauch von Na2C03 zu reduzieren und die Bildung von freiem Calciumoxid zu verhindern, wird der Mischung Quarzsand zugesetzt, um Calciumoxid in unlösliche Silikate zu binden:

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

Dennoch muss auch in diesem Fall für eine hohe Wolframrückgewinnung in die Lösung ein deutlicher Überschuss an Na2CO3 (50–100 % der stöchiometrischen Menge) in die Charge eingebracht werden.

Die Sinterung der Scheelitkonzentratcharge mit Na2C03 und Quarzsand erfolgt in Trommelöfen, wie oben für Wolframit beschrieben, bei 850–900°C. Um ein Schmelzen zu verhindern, werden Auslaugungshalden (die hauptsächlich Calciumsilikat enthalten) der Charge in dem Maße zugesetzt, in dem der Gehalt an W03 auf 20-22 % reduziert wird.

Auslaugen von Sodaflecken. Beim Auslaugen von Kuchen mit Wasser gehen Natriumwolframat und lösliche Salze von Verunreinigungen (Na2Si03, Na2HP04, Na2HAs04, Na2Mo04, Na2S04) sowie ein Überschuss an Na2C03 in die Lösung über. Das Auslaugen erfolgt bei 80-90 ° C in Stahlreaktoren mit mechanischer Bewegung, die in Hierio-

Konzentrate mit Soda:

Aufzug, der das Konzentrat der Mühle zuführt; 2 - Kugelmühle, die in einem geschlossenen Kreislauf mit einem Luftabscheider arbeitet; 3 - Schnecke; 4 - Luftabscheider; 5 - Taschenfilter; 6 - automatische Gewichtsspender; 7 - Förderschnecke; 8 - Schneckenmischer; 9 - Ladetrichter; 10 - Zubringer;

Trommelofen; 12 - Walzenbrecher; 13 - Stangenmühlenlaugung; 14 - Reaktor mit Rührer

Wildmodus oder kontinuierlich rotierende Auslauggeräte. Letztere sind mit Brechstäben zum Zerkleinern von Kuchenstücken gefüllt.

Die Extraktion von Wolfram aus dem Sinter in die Lösung beträgt 98-99 %. Starke Lösungen enthalten 150-200 g/l W03.

Autoklav o-c Eine Methode zur Zersetzung von Wolframkonzentraten

Das Autoklav-Soda-Verfahren wurde in der UdSSR1 in Bezug auf die Verarbeitung von Scheelit-Konzentraten und Futtermehl vorgeschlagen und entwickelt. Derzeit wird das Verfahren in einer Reihe von inländischen Fabriken und im Ausland eingesetzt.

Die Zersetzung von Scheelit mit Na2C03-Lösungen beruht auf der Austauschreaktion

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

Bei 200-225 °C und dem entsprechenden Überschuss an Na2C03, je nach Zusammensetzung des Konzentrats, verläuft die Zersetzung mit ausreichender Geschwindigkeit und Vollständigkeit. Die Konzender Reaktion (1.7) sind klein, steigen mit der Temperatur und hängen vom Sodaäquivalent ab (d. h. der Anzahl der Mole Na2C03 pro 1 Mol CaW04).

Mit einem Soda-Äquivalent von 1 und 2 bei 225 C beträgt die Gleichgewichtskonstante (Kc = C / C cq) 1,56 und

0,99 bzw. Daraus folgt, dass bei 225 C das mindestens erforderliche Sodaäquivalent 2 ist (d. h. der Überschuss an Na2C03 beträgt 100 %). Der tatsächliche Überschuss an Na2C03 ist höher, da sich die Geschwindigkeit des Prozesses verlangsamt, wenn man sich dem Gleichgewicht nähert. Für Scheelitkonzentrate mit einem Gehalt von 45-55 % W03 bei 225 C wird ein Sodaäquivalent von 2,6-3 benötigt. Für Futtermittel mit 15-20 % W03 sind 4-4,5 Mol Na2C03 pro 1 Mol CaW04 erforderlich.

Auf Scheelitpartikeln gebildete CaCO3-Filme sind porös und bis zu einer Dicke von 0,1–0,13 mm wurde ihr Einfluss auf die Geschwindigkeit der Scheelitzersetzung durch Na2CO3-Lösungen nicht gefunden. Bei intensivem Rühren wird die Geschwindigkeit des Prozesses durch die Geschwindigkeit der chemischen Stufe bestimmt, was durch den hohen Wert der scheinbaren Aktivierungsenergie E = 75+84 kJ/mol bestätigt wird. Bei ungenügender Rührgeschwindigkeit (bzw

Tritt in horizontal rotierenden Autoklaven auf), wird ein Zwischenregime verwirklicht: Die Geschwindigkeit des Prozesses wird sowohl durch die Zufuhrgeschwindigkeit des Reagens an die Oberfläche als auch durch die Geschwindigkeit der chemischen Wechselwirkung bestimmt.

0,2 0,3 0, es 0,5 0,5 0,7 0,8

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, nimmt die spezifische Reaktionsgeschwindigkeit etwa umgekehrt proportional zur Zunahme des Verhältnisses der molaren Konzentrationen von Na2W04:Na2C03 in Lösung ab. Das

Ryas. Abb. 2. Abhängigkeit der spezifischen Geschwindigkeit des Scheelitabbaus durch eine Sodalösung in einem Autoklaven j vom molaren Verhältnis der Na2W04/Na2C03-Konzentrationen in der Lösung at

Verursacht die Notwendigkeit eines erheblichen Überschusses an Na2C03 gegenüber dem erforderlichen Minimum, das durch den Wert der Gleichgewichtskonstante bestimmt wird. Um den Verbrauch an Na2C03 zu reduzieren, wird eine zweistufige Gegenstromlaugung durchgeführt. In diesem Fall werden die Tailings nach der ersten Laugung, in denen wenig Wolfram (15-20 % des Originals) vorhanden ist, mit einer frischen Lösung behandelt, die einen großen Überschuss an Na2C03 enthält. Die resultierende Lösung, die zirkuliert, tritt in die erste Stufe der Auslaugung ein.

Für Wolframitkonzentrate wird auch der Aufschluss mit Na2C03-Lösungen im Autoklaven verwendet, allerdings ist die Reaktion hier komplizierter, da sie von einer hydrolytischen Zersetzung von Eisencarbonat begleitet wird (Mangancarbonat wird nur teilweise hydrolysiert). Die Zersetzung von Wolframit bei 200-225 °C kann durch folgende Reaktionen dargestellt werden:

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)

Das resultierende Eisenoxid FeO bei 200-225 ° C wird gemäß der Reaktion umgewandelt:

3FeO + H20 = Fe304 + H2.

Die Bildung von Natriumbicarbonat führt zu einer Abnahme der Na2CO3-Konzentration in der Lösung und erfordert einen großen Überschuss des Reagenzes.

Um einen zufriedenstellenden Abbau von Wolframit-Konzentraten zu erreichen, ist es notwendig, sie fein zu mahlen und den Verbrauch an Na2C03 je nach Zusammensetzung des Konzentrats auf 3,5-4,5 g-eq zu erhöhen. Wolframite mit hohem Mangangehalt sind schwieriger zu zersetzen.

Die Zugabe von NaOH oder CaO zur autoklavierten Aufschlämmung (was zu einer Verätzung von Na2C03 führt) verbessert den Zersetzungsgrad.

Die Zersetzungsgeschwindigkeit von Wolframit kann erhöht werden, indem Sauerstoff (Luft) in den Autoklavenbrei eingebracht wird, der Fe (II) und Mil (II) oxidiert, was zur Zerstörung des Kristallgitters des Minerals an der reagierenden Oberfläche führt.

Sekundärdampf

Ryas. 3. Autoklaveneinheit mit einem horizontal rotierenden Autoklaven: 1 - Autoklav; 2 - Laderohr für den Zellstoff (Dadurch wird Dampf eingeführt); 3 - Zellstoffpumpe; 4 - Manometer; 5 - Zellstoffreaktor-Heizung; 6 - Selbstverdampfer; 7 - Tropfenabscheider; 8 - Zellstoffeintrag in den Selbstverdampfer; 9 - Häcksler aus Panzerstahl; 10 - Rohr zur Zellstoffentfernung; 11 - Zellstoffsammler

Die Laugung erfolgt in horizontalen Rotationsautoklaven aus Stahl, die mit Frischdampf (Abb. 3) beheizt werden, und vertikalen Durchlaufautoklaven unter Rühren des Zellstoffs mit sprudelndem Dampf. Ungefähre Verfahrensführung: Temperatur 225, Druck im Autoklaven ~ 2,5 MPa, Verhältnis T: W = 1: (3,5 * 4), Dauer bei jeder Stufe 2-4 Stunden.

Abbildung 4 zeigt ein Diagramm einer Autoklavenbatterie. Der durch Dampf auf 80-100 °C erhitzte anfängliche Autoklavenbrei wird in Autoklaven gepumpt, wo er erhitzt wird

Sekundärdampf

Graben. Abb. 4. Schema einer kontinuierlichen Autoklavenanlage: 1 - Reaktor zum Erhitzen des Ausgangsbreis; 2 - Kolbenpumpe; 3 - Autoklav; 4 - Drosselklappe; 5 - Selbstverdampfer; 6 - Zellstoffsammler

200-225 °C Frischdampf. Im Dauerbetrieb wird der Druck im Autoklaven durch Ablassen der Aufschlämmung über eine Drossel (kalibrierter Hartmetallwäscher) aufrechterhalten. Der Zellstoff gelangt in den Selbstverdampfer - ein Gefäß unter einem Druck von 0,15-0,2 MPa, in dem der Zellstoff durch intensive Verdampfung schnell abgekühlt wird. Die Vorteile des Autoklaven-Soda-Aufschlusses von Scheelitkonzentraten vor dem Sintern sind der Ausschluss des Ofenprozesses und ein etwas geringerer Gehalt an Verunreinigungen in Wolframlösungen (insbesondere Phosphor und Arsen).

Zu den Nachteilen des Verfahrens gehört ein großer Verbrauch an Na2C03. Eine hohe Konzentration an überschüssigem Na2C03 (80-120 g/l) zieht einen erhöhten Säureverbrauch für die Neutralisation von Lösungen und dementsprechend hohe Kosten für die Entsorgung von Abfalllösungen nach sich.

Zersetzung von Wolframat konz.

Natronlaugen zersetzen Wolframit nach der Austauschreaktion:

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

Wo Me ist Eisen, Mangan.

Der Wert der Konzentrationskonstante dieser Reaktion Kc = 2 bei Temperaturen von 90, 120 und 150 °C ist jeweils gleich 0,68; 2.23 und 2.27.

Ein vollständiger Abbau (98-99 %) wird durch Behandeln des feinteiligen Konzentrats mit 25-40 %iger Natronlauge bei 110-120 °C erreicht. Der erforderliche Alkaliüberschuss beträgt 50 % oder mehr. Die Zersetzung wird in stahlversiegelten Reaktoren durchgeführt, die mit Rührern ausgestattet sind. Der Durchgang von Luft in die Lösung beschleunigt den Prozess aufgrund der Oxidation von Eisen (II) -hydroxid Fe (OH) 2 zu hydratisiertem Eisen (III) -oxid Fe203-«H20 und Mangan (II) -hydroxid Mn (OH) 2 zu hydratisiertem Mangan (IV) Oxid MnO2-1H20.

Der Einsatz des Aufschlusses mit Alkalilösungen ist nur bei hochwertigen Wolframitkonzentraten (65-70 % W02) mit geringen Kieselsäure- und Silikatverunreinigungen sinnvoll. Bei der Verarbeitung minderwertiger Konzentrate fallen stark verunreinigte Lösungen und schwer filtrierbare Niederschläge an.

Verarbeitung von Natriumwolframat-Lösungen

Lösungen von Natriumwolframat, die 80-150 g/l W03 enthalten, um Wolframtrioxid der erforderlichen Reinheit zu erhalten, wurden bisher hauptsächlich nach dem traditionellen Schema verarbeitet, das Folgendes umfasst: Reinigung von Verbindungen von Verunreinigungselementen (Si, P, As, F, Mo); Niederschlag

Calcium-Wolfram-Mag (künstlicher Scheelit) mit anschließender Zersetzung mit Säuren und Gewinnung von technischer Wolframsäure; Auflösen von Wolframsäure in Ammoniakwasser, gefolgt von Eindampfen der Lösung und Kristallisation von Ammoniumparawolframat (PVA); Calcinierung von PVA, um reines Wolframtrioxid zu erhalten.

Der Hauptnachteil des Schemas ist sein mehrstufiger Charakter, bei dem die meisten Operationen in einem periodischen Modus ausgeführt werden, und die Dauer einer Reihe von Umverteilungen. Eine Extraktions- und Ionenaustauschtechnologie zur Umwandlung von Na2W04-Lösungen in (NH4)2W04-Lösungen wurde entwickelt und wird bereits in einigen Unternehmen eingesetzt. Die wichtigsten Umverteilungen des traditionellen Schemas und neue Extraktions- und Ionenaustauschvarianten der Technologie werden im Folgenden kurz betrachtet.

Reinigung von Verunreinigungen

Silikonreinigung. Wenn der SiO2-Gehalt in Lösungen 0,1 % des W03-Gehalts übersteigt, ist eine Vorreinigung von Silizium erforderlich. Die Reinigung beruht auf der hydrolytischen Zersetzung von Na2SiO3 durch Kochen einer auf pH=8*9 neutralisierten Lösung unter Freisetzung von Kieselsäure.

Die Lösungen werden mit Salzsäure neutralisiert, die in einem dünnen Strahl unter Rühren (um lokale Peroxidation zu vermeiden) zu einer erhitzten Lösung von Natriumwolframat gegeben wird.

Reinigung von Phosphor und Arsen. Zur Entfernung von Phosphat- und Arsenationen wird das Verfahren der Fällung von Ammonium-Magnesium-Salzen Mg (NH4) P04 6H20 und Mg (NH4) AsC) 4 6H20 verwendet. Die Löslichkeit dieser Salze in Wasser bei 20 °C beträgt 0,058 bzw. 0,038 %. Bei einem Überschuss an Mg2+- und NH4-Ionen ist die Löslichkeit geringer.

Die Ausfällung von Phosphor- und Arsenverunreinigungen erfolgt in der Kälte:

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

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

Nach längerem Stehen (48 Stunden) fallen aus der Lösung kristalline Niederschläge von Ammonium-Magnesium-Salzen aus.

Reinigung von Fluoridionen. Bei einem hohen Fluoritgehalt im Originalkonzentrat erreicht der Gehalt an Fluoridionen 5 g/l. Lösungen werden von Fluorid-Ionen durch Fällung mit Magnesiumfluorid aus einer neutralisierten Lösung gereinigt, der MgCl2 zugesetzt wird. Die Reinigung von Fluor kann mit der hydrolytischen Isolierung von Kieselsäure kombiniert werden.

Reinigung mit Molybdän. Natriumwolframatlösungen „müssen von Molybdän gereinigt werden, wenn ihr Gehalt 0,1 % des W03-Gehalts übersteigt (also 0,1–0,2 t/l). Bei einer Molybdänkonzentration von 5–10 g/l (z. B. bei der Verarbeitung von Scheelit- Powellite Tyrny-Auzsky-Konzentrate) ist die Isolierung von Molybdän von besonderer Bedeutung, da sie darauf abzielt, ein chemisches Molybdänkonzentrat zu erhalten.

Eine gängige Methode ist die Ausfällung des schwerlöslichen Molybdäntrisulfids MoS3 aus einer Lösung.

Es ist bekannt, dass bei Zugabe von Natriumsulfid zu Lösungen von Wolframat oder Natriummolybdat Sulfosalze Na23S4 oder Oxosulfosalze Na23Sx04_x (wobei E Mo oder W ist) entstehen:

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

Die Gleichgewichtskonstante dieser Reaktion ist für Na2Mo04 viel größer als für Na2W04(^^0 » Kzr). Wird der Lösung also eine Menge Na2S zugesetzt, die nur für die Wechselwirkung mit Na2Mo04 ausreicht (mit leichtem Überschuss), dann wird überwiegend Molybdänsulfosalz gebildet. Beim anschließenden Ansäuern der Lösung auf pH = 2,5 * 3,0 wird das Sulfosalz unter Freisetzung von Molybdäntrisulfid zerstört:

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

Oxosulfosalze zersetzen sich unter Freisetzung von Oxosulfiden (z. B. MoSjO usw.). Zusammen mit Molybdäntrisulfid fällt eine gewisse Menge Wolframtrisulfid mit aus.Durch Auflösen des Sulfidniederschlags in einer Sodalösung und erneutes Ausfällen von Molybdäntrisulfid erhält man ein Molybdänkonzentrat mit einem W03-Gehalt von nicht mehr als 2 % mit einem Verlust von Wolfram 0,3-0,5% der ursprünglichen Menge.

Nach partieller oxidativer Röstung des Niederschlags von Molybdäntrisulfid (bei 450–500°C) wird ein chemisches Molybdänkonzentrat mit einem Gehalt von 50–52 % Molybdän erhalten.

Der Nachteil der Molybdänfällungsmethode in der Zusammensetzung von Trisulfid ist die Freisetzung von Schwefelwasserstoff gemäß Reaktion (1.17), was Kosten für die Neutralisierung von Gasen erfordert (sie verwenden die Absorption von H2S in einem mit Natriumhydroxid bewässerten Wäscher Lösung). Die Selektion von Molybdäntrisulfid erfolgt aus einer auf 75–80°C erhitzten Lösung. Der Betrieb erfolgt in versiegelten Stahlreaktoren, gummiert oder mit säurebeständigem Email beschichtet. Die Trisulfidniederschläge werden von der Lösung durch Filtration auf einer Filterpresse abgetrennt.

Gewinnung von Wolframsäure aus Lösungen von Natriumwolframat

Wolframsäure kann direkt aus einer Lösung von Natriumwolframat mit Salz- oder Salpetersäure isoliert werden. Dieses Verfahren wird jedoch selten verwendet, da es schwierig ist, Niederschläge von Natriumionen zu waschen, deren Gehalt in Wolframtrioxid begrenzt ist.

Aus der Lösung wird zum größten Teil zunächst Calciumwolframat ausgefällt, das dann mit Säuren zersetzt wird. Calciumwolframat wird durch Zugabe einer auf 80–90°C erhitzten CaCl2-Lösung zu einer Natriumwolframatlösung mit einer Restalkalität der Lösung von 0,3–0,7 % ausgefällt. Dabei fällt ein weißer feinkristalliner, leicht absetzbarer Niederschlag aus, Natriumionen verbleiben in der Mutterlauge, was deren geringen Gehalt an Wolframsäure gewährleistet. 99-99,5 % W fallen aus der Lösung aus, Mutterlösungen enthalten 0,05-0,07 g/l W03. Der mit Wasser gewaschene CaW04-Niederschlag in Form einer Paste oder Pulpe tritt beim Erhitzen auf 90 ° mit Salzsäure zur Zersetzung ein:

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

Während der Zersetzung wird eine hohe Endsäure des Zellstoffs aufrechterhalten (90–100 g/l HCl), die die Trennung von Wolframsäure von Verunreinigungen aus Phosphor-, Arsen- und teilweise Molybdänverbindungen (Molybdänsäure löst sich in Salzsäure) gewährleistet. Niederschläge von Wolframsäure müssen gründlich von Verunreinigungen (insbesondere von Calciumsalzen) gewaschen werden

und Natrium). In den letzten Jahren wurde das kontinuierliche Waschen von Wolframsäure in pulsierenden Kolonnen beherrscht, was den Betrieb stark vereinfachte.

In einem der Unternehmen in der UdSSR wird bei der Verarbeitung von Natriumwolframatlösungen anstelle von Salzsäure Salpetersäure verwendet, um die Lösungen zu neutralisieren und CaW04-Präzipitate zu zersetzen, und die Ausfällung der letzteren erfolgt durch Einführen von Ca(N03)2 in Die Lösungen. In diesem Fall werden die Salpetersäure-Mutterlaugen entsorgt, wobei Nitratsalze gewonnen werden, die als Düngemittel verwendet werden.

Reinigung von technischer Wolframsäure und Gewinnung von W03

Technische Wolframsäure, erhalten nach dem oben beschriebenen Verfahren, enthält 0,2–0,3 % Verunreinigungen. Als Ergebnis der Säurekalzinierung bei 500–600 C wird Wolframtrioxid erhalten, das für die Herstellung von Hartlegierungen auf der Basis von Wolframcarbid geeignet ist. Die Herstellung von Wolfram erfordert jedoch Trioxid höherer Reinheit mit einem Gesamtverunreinigungsgehalt von nicht mehr als 0,05 %.

Das Ammoniakverfahren zur Reinigung von Wolframsäure ist allgemein anerkannt. Es ist leicht in Ammoniakwasser löslich, während die meisten Verunreinigungen im Sediment verbleiben: Kieselsäure, Eisen- und Manganhydroxide und Kalzium (in Form von CaW04). Ammoniaklösungen können jedoch eine Beimischung von Molybdän-Alkalimetallsalzen enthalten.

Aus der Ammoniaklösung wird durch Verdampfen und anschließendes Abkühlen ein kristalliner Niederschlag von PVA isoliert:

Verdunstung

12(NH4)2W04 * (NH4)10H2W12O42 4Н20 + 14NH3 +

In der industriellen Praxis wird die Zusammensetzung von PVA oft in der Oxidform geschrieben: 5(NH4)20-12W03-5H20, was nicht seine chemische Natur als Isopolysäuresalz widerspiegelt.

Die Eindampfung erfolgt in Batch- oder kontinuierlichen Geräten aus Edelstahl. Normalerweise werden 75-80 % des Wolframs in Kristalle isoliert. Eine tiefere Kristallisation ist unerwünscht, um eine Verunreinigung der Kristalle mit Verunreinigungen zu vermeiden. Es ist signifikant, dass der größte Teil der Molybdänverunreinigung (70–80 %) in der Mutterlauge verbleibt. Aus der mit Verunreinigungen angereicherten Mutterlauge wird Wolfram in Form von CaW04 bzw. H2W04 ausgefällt, das den entsprechenden Stufen des Produktionsschemas wieder zugeführt wird.

PVA-Kristalle werden auf einem Filter ausgedrückt, dann in einer Zentrifuge, mit kaltem Wasser gewaschen und getrocknet.

Wolframtrioxid wird durch thermische Zersetzung von Wolframsäure oder PVA gewonnen:

H2W04 \u003d "W03 + H20;

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

Die Kalzinierung erfolgt in Drehelektroöfen mit einem Rohr aus hitzebeständigem Stahl 20X23H18. Der Kalzinierungsmodus hängt vom Zweck des Wolframtrioxids und der erforderlichen Größe seiner Partikel ab. Um also Wolframdraht der Sorte VA (siehe unten) zu erhalten, wird PVA bei 500-550 ° C kalziniert, Drahtsorten VCh und VT (Wolfram ohne Zusätze) - bei 800-850 ° C.

Wolframsäure wird bei 750–850 °C kalziniert. Von PVA abgeleitetes Wolframtrioxid hat größere Teilchen als Trioxid, das von Wolframsäure abgeleitet ist. In Wolframtrioxid, das für die Herstellung von Wolfram bestimmt ist, muss der Gehalt an W03 für die Herstellung von Hartlegierungen mindestens 99,95 % betragen - mindestens 99,9 %.

Extraktions- und Ionenaustauschverfahren zur Verarbeitung von Lösungen von Natriumwolframat

Die Aufarbeitung von Natriumwolframatlösungen wird stark vereinfacht, wenn Wolfram aus Lösungen durch Extraktion mit einem organischen Extraktionsmittel extrahiert wird, gefolgt von einer Reextraktion aus der organischen Phase mit einer Ammoniaklösung unter Abtrennung von PVA aus einer Ammoniaklösung.

Da Wolfram in einem weiten Bereich von pH = 7,5 + 2,0 in Lösungen in Form von polymeren Anionen vorkommt, werden zur Extraktion Aniverwendet: Salze von Aminen oder quaternäre Ammoniumbasen. Insbesondere das Sulfatsalz von Trioctylamin (i?3NH)HS04 (wobei R С8Н17 ist) wird in der industriellen Praxis verwendet. Die höchsten Wolframextraktionsraten werden bei pH=2*4 beobachtet.

Die Extraktion wird durch die Gleichung beschrieben:

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

Ї \u003d ї (D3GSh) 4H4 \ U12O40 (org) + 4H80; (aq.). (l.2l)

Das Amin wird in Kerosin gelöst, dem ein technisches Gemisch aus mehrwertigen Alkoholen (C7 - C9) zugesetzt wird, um die Ausfällung einer festen Phase zu verhindern (aufgrund der geringen Löslichkeit von Aminsalzen in Kerosin). Die ungefähre Zusammensetzung der organischen Phase: Amine 10%, Alkohole 15%, Kerosin - der Rest.

Von mrlibden gereinigte Lösungen sowie Verunreinigungen von Phosphor, Arsen, Silizium und Fluor werden zur Extraktion geschickt.

Wolfram wird aus der organischen Phase mit Ammoniakwasser (3-4 % NH3) reextrahiert, wobei Lösungen von Ammoniumwolframat erhalten werden, aus denen PVA durch Eindampfen und Kristallisation isoliert wird. Die Extraktion wird in Apparaturen vom Mixer-Settler-Typ oder in pulsierenden Kolonnen mit Füllkörpern durchgeführt.

Die Vorteile der Extraktionsverarbeitung von Natriumwolframatlösungen liegen auf der Hand: Die Anzahl der Operationen des technologischen Schemas wird reduziert, es ist möglich, ein kontinuierliches Verfahren zur Gewinnung von Ammoniumwolframatlösungen aus Natriumwolframatlösungen durchzuführen, und Produktionsflächen werden reduziert.

Abwasser aus dem Extraktionsprozess kann eine Beimischung von 80–100 mg/l Amine sowie Verunreinigungen von höheren Alkoholen und Kerosin enthalten. Zur Entfernung dieser umweltschädlichen Verunreinigungen werden Schaumflotation und Adsorption an Aktivkohle eingesetzt.

Die Extraktionstechnologie wird in ausländischen Unternehmen eingesetzt und auch in inländischen Anlagen implementiert.

Die Verwendung von Ionenaustauscherharzen ist eine Richtung des Schemas zur Verarbeitung von Natriumwolframatlösungen, die mit der Extraktion konkurriert. Hierzu werden niederbasische Anionenaustauscher mit Amingruppen (häufig tertiäre Amine) oder amphotere Harze (Ampholyte) mit Carboxyl- und Amingruppen verwendet. Bei pH = 2,5 + 3,5 werden Wolframpolyanionen an Harzen sorbiert, und für einige Harze beträgt die Gesamtkapazität 1700–1900 mg W03 pro 1 g Harz. Bei Harzen in der 8C>5~-Form werden Sorption und Elution jeweils durch die Gleichungen beschrieben:

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

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

Die Ionenaustauschmethode wurde in einem der Unternehmen der UdSSR entwickelt und angewendet. Die erforderliche Kontaktzeit des Harzes mit der Lösung beträgt 8–12 Std. Das Verfahren wird in einer Kaskade von Ionenaustauschsäulen mit einem suspendierten Harzbett in einem kontinuierlichen Modus durchgeführt. Ein erschwerender Umstand ist die teilweise Isolierung von PVA-Kristallen im Stadium der Elution, was ihre Trennung von den Harzpartikeln erfordert. Als Ergebnis der Elution werden Lösungen mit 150–170 g/l W03 erhalten, die der Eindampfung und Kristallisation von PVA zugeführt werden.

Der Nachteil der Ionenaustauschtechnologie gegenüber der Extraktion ist die ungünstigere Kinetik (Kontaktzeit 8-12 Stunden gegenüber 5-10 Minuten für die Extraktion). Zu den Vorteilen von Ionenaustauschern gehören gleichzeitig das Fehlen von Abfalllösungen mit organischen Verunreinigungen sowie die Brandsicherheit und Ungiftigkeit von Harzen.

Zersetzung von Scheelitkonzentraten mit Säuren

In der industriellen Praxis wird vor allem bei der Verarbeitung hochwertiger Scheelit-Konzentrate (70-75 % W03) die direkte Zersetzung von Scheelit mit Salzsäure eingesetzt.

Zersetzungsreaktion:

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

Nahezu irreversibel. Der Säureverbrauch ist jedoch aufgrund der Hemmung des Prozesses durch Wolframsäurefilme auf Scheelitpartikeln viel höher als der stöchiometrisch erforderliche (250–300%).

Die Zersetzung erfolgt in verschlossenen Reaktoren mit Rührwerk, ausgekleidet mit säurebeständigem Lack und beheizt durch einen Dampfmantel. Der Prozess wird bei 100-110 C durchgeführt. Die Zersetzungsdauer variiert zwischen 4-6 und 12 Stunden, was vom Mahlgrad sowie der Herkunft des Konzentrats abhängt (Scheelite verschiedener Lagerstätten unterscheiden sich in ihrer Reaktivität).

Eine einmalige Behandlung führt nicht immer zu einer vollständigen Öffnung. In diesem Fall wird nach Auflösen von Wolframsäure in Ammoniakwasser der Rückstand erneut mit Salzsäure behandelt.

Bei der Zersetzung von Scheelit-Powellit-Konzentraten mit einem Gehalt von 4-5 % Molybdän geht das meiste Molybdän in die Salzsäurelösung über, was durch die hohe Löslichkeit von Molybdänsäure in Salzsäure erklärt wird. Bei 20 °C in 270 g/l HCl betragen die Löslichkeiten von H2Mo04 und H2WO4 182 bzw. 0,03 g/l. Trotzdem wird eine vollständige Abtrennung von Molybdän nicht erreicht. Ausfällungen von Wolframsäure enthalten 0,2–0,3 % Molybdän, das nicht durch erneute Behandlung mit Salzsäure extrahiert werden kann.

Das saure Verfahren unterscheidet sich von den alkalischen Verfahren der Scheelitzersetzung durch eine geringere Anzahl von Arbeitsgängen des technologischen Schemas. Bei der Verarbeitung von Konzentraten mit relativ niedrigem W03-Gehalt (50–55%) mit einem erheblichen Gehalt an Verunreinigungen müssen jedoch zwei oder drei Ammoniakreinigungen von Wolframsäure durchgeführt werden, um konditioniertes Ammoniumparawolframat zu erhalten, was unwirtschaftlich ist . Daher wird bei der Verarbeitung von reichhaltigen und reinen Scheelit-Konzentraten meist der Aufschluss mit Salzsäure eingesetzt.

Die Nachteile der Aufschlussmethode mit Salzsäure sind der hohe Säureverbrauch, die große Menge an Abfalllösungen von Calciumchlorid und der Aufwand für deren Entsorgung.

Im Hinblick auf die Aufgaben zur Schaffung abfallfreier Technologien ist das Salpetersäureverfahren zum Aufschluss von Scheelitkonzentraten von Interesse. In diesem Fall sind die Mutterlösungen einfach zu entsorgen, wobei Nitratsalze erhalten werden.

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Staatshaushaltsfachmann

Bildungseinrichtung der Republik Karelien

"Kostomuksha Polytechnic College"

Stellvertreter Direktor für ML __________________ T. S. Kubar

"_____" _________________________________ 2019

ABSCHLIESSENDE QUALIFIZIERUNGSARBEIT

Gegenstand: "Beibehaltung der Hauptmethode zur Anreicherung von Wolframerzen und Verwendung von Hilfsentwässerungsprozessen im technologischen Schema von Primorsky GOK"

Schüler der Gruppe: Kuzich S.E.

4 Kurs, Gruppe OPI-15 (41С)

Spezialität 21.02.18

"Mineralische Anreicherung"

Leiter der WRC: Volkovich O.V.

besondere Lehrerin Disziplinen

Kostomukscha

2019

Einführung ........................................................................................................ ... 3

1. Technologischer Teil………………………………………………………………6

1.1 Allgemeine Eigenschaften von Wolframerzen ………………………………….6

1.2 Wirtschaftliche Bewertung von Wolframerzen…………………………...……10

1. Technologisches Schema der Anreicherung von Wolframerzen am Beispiel von Primorsky GOK…………………………………………………………..……11

2. Austrocknung von Anreicherungsprodukten…………………………………......17

2.1. Das Wesen von Dehydratisierungsprozessen……………………………………..….17

2.2. Zentrifugation…………………………………………………..…….24

3. Organisation sicherer Arbeitsbedingungen……………………………………….30

3.1. Anforderungen an die Schaffung sicherer Arbeitsbedingungen am Arbeitsplatz…………………………………………………………………..…...30

3.2. Anforderungen zur Aufrechterhaltung der Sicherheit am Arbeitsplatz.…….…..32

3.3. Sicherheitsanforderungen für Mitarbeiter des Unternehmens …………32

Fazit ……………………………………………………………….…..…..34

Verzeichnis der verwendeten Quellen und Literatur……………………....…...36

Einführung

Mineralische Anreicherung - ist eine Industrie, die feste Mineralien mit der Absicht verarbeitet, Konzentrate zu erhalten, d.h. Produkte, deren Qualität höher ist als die Qualität der Rohstoffe und die Anforderungen für ihre weitere Verwendung in der Volkswirtschaft erfüllt.Mineralien sind die Grundlage der Volkswirtschaft, und es gibt keine einzige Branche, in der Mineralien oder Produkte ihrer Verarbeitung nicht verwendet werden.

Eines dieser Mineralien ist Wolfram – ein Metall mit einzigartigen Eigenschaften. Es hat den höchsten Siede- und Schmelzpunkt unter den Metallen und den niedrigsten Wärmeausdehnungskoeffizienten. Zudem ist es eines der härtesten, schwersten, stabilsten und dichtesten Metalle: Die Dichte von Wolfram ist vergleichbar mit der Dichte von Gold und Uran und 1,7-mal höher als die von Blei.Die wichtigsten Wolframminerale sind Scheelit, Hübnerit und Wolframit. Abhängig von der Art der Mineralien können Erze in zwei Arten unterteilt werden; Scheelit und Wolframit. Bei der Verarbeitung von wolframhaltigen Erzen werden Gravitations-, Flotations-, magnetische und auch elektrostatische,hydrometallurgische und andere Methoden.

In den letzten Jahren wurden Cermet-Hartlegierungen auf der Basis von Wolframcarbid weit verbreitet verwendet. Solche Legierungen werden als Schneidwerkzeuge, zur Herstellung von Bohrern, Matrizen zum Kaltdrahtziehen, Matrizen, Federn, Teilen von pneumatischen Werkzeugen, Ventilen von Verbrennungsmotoren, hitzebeständigen Teilen von Mechanismen verwendet, die bei hohen Temperaturen arbeiten. Наплавочные твердые сплавы (стеллиты), состоящие из вольфрама (3- 15%), хрома (25-35%) и кобальта (45-65%) с небольшим количеством углерода, применяются для покрытий быстро изнашивающихся деталей механизмов (лопастей турбин, экскаваторного оборудования usw.). Legierungen aus Wolfram mit Nickel und Kupfer werden zur Herstellung von Schutzschirmen vor Gammastrahlen in der Medizin verwendet.

Metallisches Wolfram wird in der Elektrotechnik, Funktechnik, Röntgentechnik verwendet: zur Herstellung von Glühfäden in elektrischen Lampen, Heizungen für Hochtemperatur-Elektroöfen, Gegenkathoden und Kathoden von Röntgenröhren, Vakuumgeräten und vielem mehr. Wolframverbindungen werden als Farbstoffe verwendet, um Stoffen Feuerfestigkeit und Wasserfestigkeit zu verleihen, in der Chemie - als empfindliches Reagenz für Alkaloide, Nikotin, Protein, als Katalysator bei der Herstellung von Benzin mit hoher Oktanzahl.

Wolfram wird auch häufig bei der Herstellung von Militär- und Raumfahrttechnik (Panzerplatten, Panzertürme, Gewehr- und Kanonenrohre, Raketenkerne usw.) verwendet.

Die Struktur des Wolframverbrauchs in der Welt ändert sich ständig. Aus einigen Branchen wird es durch andere Materialien ersetzt, aber es entstehen neue Anwendungsgebiete. So wurden in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts bis zu 90 % des Wolframs zum Legieren von Stählen verwendet. Derzeit wird die Industrie von der Produktion von Wolframcarbid dominiert, und die Verwendung von Wolframmetall gewinnt zunehmend an Bedeutung. In letzter Zeit wurden neue Möglichkeiten zur Verwendung von Wolfram als umweltfreundliches Material eröffnet. Wolfram kann Blei bei der Herstellung verschiedener Munition ersetzen und findet auch Anwendung bei der Herstellung von Sportgeräten, insbesondere Golfschlägern und Bällen. Entwicklungen in diesen Bereichen sind in den Vereinigten Staaten im Gange. Wolfram soll künftig abgereichertes Uran bei der Herstellung von großkalibriger Munition ersetzen. In den 1970er Jahren, als die Wolframpreise bei etwa 170 $ lagen. pro 1% WO-Gehalt 3 Pro 1 Tonne Produkt ersetzten die Vereinigten Staaten und dann einige NATO-Länder Wolfram in schwerer Munition durch abgereichertes Uran, das bei gleichen technischen Eigenschaften erheblich billiger war.

Wolfram gehört als chemisches Element zur Gruppe der Schwermetalle und gehört aus Umweltsicht zu den mäßig toxischen (Klasse II-III). Quellen der Umweltbelastung mit Wolfram sind derzeit die Prozesse der Exploration, Gewinnung und Verarbeitung (Anreicherung und Metallurgie) von wolframhaltigen mineralischen Rohstoffen. Als Ergebnis der Verarbeitung sind solche Quellen ungenutzter fester Abfall, Abwasser, Staub und wolframhaltige Feinpartikel. Bei der Anreicherung von Wolframerzen entstehen feste Abfälle in Form von Deponien und verschiedenen Tailings. Das Abwasser aus den Verarbeitungsanlagen wird durch Abraumhalden repräsentiert, die als recyceltes Wasser in den Mahl- und Flotationsprozessen verwendet werden.

Der Zweck der abschließenden Qualifikationsarbeit: das technologische Schema der Anreicherung von Wolframerzen am Beispiel von Primorsky GOK und das Wesen der Dehydratisierungsprozesse in diesem technologischen Schema zu untermauern.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur aufwendigen Aufbereitung von Tailings zur Anreicherung von wolframhaltigen Erzen. Das Verfahren umfasst deren Klassierung in feine und grobe Fraktionen, Schneckenabtrennung der feinen Fraktion zur Gewinnung eines Wolframprodukts und dessen erneute Reinigung. Gleichzeitig wird eine erneute Reinigung auf einem Schneckenseparator durchgeführt, um ein rohes Wolframkonzentrat zu erhalten, das einer Veredelung auf Konzentrationstischen unterzogen wird, um ein Gravitations-Wolframkonzentrat zu erhalten, das einer Flotation unterzogen wird, um ein hochgradig konditioniertes Wolframkonzentrat zu erhalten und ein sulfidhaltiges Produkt. Die Enden des Schneckenabscheiders und des Konzentrationstisches werden vereinigt und einer Eindickung unterzogen. Gleichzeitig wird der nach der Eindickung erhaltene Abfluss der Klassierung von Tailings zur Anreicherung von wolframhaltigen Erzen zugeführt und das eingedickte Produkt einer Anreicherung auf einem Schneckenseparator unterzogen, um sekundäre Tailings und ein Wolframprodukt zu erhalten, das versandt wird zur Reinigung. Das technische Ergebnis ist die Erhöhung der Aufbereitungstiefe von Tailings zur Anreicherung wolframhaltiger Erze. 1 z.B. f-ly, 1 Tab., 1 Abb.

Die Erfindung betrifft die Anreicherung von Mineralien und kann bei der Aufbereitung von Tailings zur Anreicherung von wolframhaltigen Erzen eingesetzt werden.

Bei der Verarbeitung von wolframhaltigen Erzen sowie von Rückständen zu deren Anreicherung werden Schwerkraft, Flotation, magnetische sowie elektrostatische, hydrometallurgische und andere Methoden verwendet (siehe beispielsweise Burt P.O. unter Beteiligung von K. Mills. Gravitational Anreicherungstechnologie Aus dem Englischen übersetzt - M.: Nedra, 1990). So werden für die vorläufige Konzentration nützlicher Komponenten (mineralische Rohstoffe) photometrische und lumometrische Sortierung (z. B. die Verarbeitungsanlagen Mount Carbine und King Island), Anreicherung in schweren Medien (z. B. die portugiesische Panasquera-Fabrik und die Engländer) verwendet Hemerdan-Werk).

Für die Verarbeitung von wolframhaltigem Schlamm ist es bekannt, Flotation zu verwenden, insbesondere Wolframit in der VR China und in der kanadischen Fabrik Mount Plisad, und in einigen Fabriken ersetzte die Flotation vollständig die Schwerkraftanreicherung (z. B. die Jokberg-Fabriken, Schweden und Mittersil, Österreich).

Es ist auch bekannt, für die Anreicherung von wolframhaltigen Erzen, Althalden, Althalden und Schlämmen Schneckenabscheider und Schneckenschleusen einzusetzen.

So wurde beispielsweise bei der Aufbereitung von Althalden aus Wolframerz im Werk Cherdoyak (Kasachstan) das anfängliche Haldenmaterial nach dem Brechen und Mahlen auf eine Feinheit von 3 mm in Setzmaschinen angereichert, dessen Unterkorn anschließend auf einer a Konzentrationstabelle. Das technologische Schema umfasste auch die Anreicherung auf Schneckenseparatoren, auf denen 75–77 % WO 3 mit einem Ausstoß an Anreicherungsprodukten von 25–30 % extrahiert wurden. Die Schneckentrennung ermöglichte es, die Extraktion von WO 3 um 3-4% zu steigern (siehe zum Beispiel Anikin M.F., Ivanov V.D., Pevzner M.L. „Screw separators for ore dressing“, Moskau, Verlag „Nedra“, 1970, 132 p.).

Die Nachteile des technologischen Schemas zur Aufbereitung von Althalden sind die hohe Belastung am Kopf des Prozesses für den Setzvorgang, die nicht ausreichend hohe Extraktion von WO 3 und die erhebliche Ausbeute an Anreicherungsprodukten.

Ein bekanntes Verfahren zur begleitenden Gewinnung von Wolframkonzentrat ist die Aufbereitung der Tailings der Molybdänit-Flotation (Fabrik "Climax Molybdenum", Kanada). Wolframhaltige Tailings werden mittels Schneckenseparation in Tailings für Wolframschlamm (Leichtfraktion), primäres Wolframit-Kassiterit-Konzentrat getrennt. Letzteres wird einem Hydrozyklon unterzogen und der Schlammaustrag wird zu den Rückständen geleitet, und die Sandfraktion wird zur Flotationstrennung von Pyritkonzentrat, das 50 % S (Sulfide) enthält, und seinem Austrag zu den Rückständen geschickt. Das Kammerprodukt der Sulfidflotation wird mittels einer Schneckenabscheidung und/oder Konen gereinigt, um pyrithaltige Abraumhalden und ein Wolframit-Kassiterit-Konzentrat zu erhalten, das auf Konzentrationstabellen verarbeitet wird. Gleichzeitig werden Wolframit-Kassiterit-Konzentrat und Tailings gewonnen. Das Rohkonzentrat nach der Entwässerung wird sequentiell erneut gereinigt, indem es mittels Magnetabscheidung von Eisen befreit wird, Flotation Monazit daraus entfernt (Phosphatflotation) und dann entwässert, getrocknet, klassiert und mittels stufenweiser Magnetabscheidung in ein Konzentrat mit einem Gehalt von 65 getrennt wird % WO 3 nach Stufe I und 68 % WO 3 nach Stufe II. Besorgen Sie sich auch ein nicht magnetisches Produkt – Zinn (Kasiterit)-Konzentrat mit ~35 % Zinn.

Diese Verarbeitungsmethode ist durch Nachteile gekennzeichnet - Komplexität und Mehrstufigkeit sowie hohe Energieintensität.

Es gibt ein bekanntes Verfahren zur zusätzlichen Gewinnung von Wolfram aus den Tailings der Schwerkraftanreicherung (Fabrik "Boulder", USA). Die Tailings der Schwerkraftanreicherung werden zerkleinert, in einem Klassierer entschleimt, dessen Sande auf hydraulischen Klassierern abgeschieden werden. Die resultierenden Klassen werden separat auf Konzentrationstabellen angereichert. Grobkörnige Tailings werden in den Mahlkreislauf zurückgeführt, und feine Tailings werden auf Slurry-Tischen eingedickt und wieder angereichert, um ein fertiges Konzentrat, Mittelprodukt zum erneuten Mahlen und Tailings zur Flotation zu erhalten. Das gröbere Flotationskonzentrat wird einer Reinigung unterzogen. Das ursprüngliche Erz enthält 0,3–0,5 % WO 3 ; Die Gewinnung von Wolfram erreicht 97 %, wobei etwa 70 % des Wolframs durch Flotation zurückgewonnen werden. Der Gehalt an Wolfram im Flotationskonzentrat ist jedoch gering (ca. 10 % WO 3 ) (siehe Polkin S.I., Adamov E.V. Enrichment of non-ferrous metal ores. Lehrbuch für Universitäten. M., Nedra, 1983, 213 pp.)

Die Nachteile des technologischen Schemas für die Verarbeitung von Tailings der Schwerkraftanreicherung sind die hohe Belastung am Kopf des Prozesses auf dem Anreicherungsbetrieb auf Konzentrationstischen, Mehrfachbetrieb, geringe Qualität des resultierenden Konzentrats.

Ein bekanntes Verfahren zur Aufbereitung von scheelithaltigen Tailings zur Entfernung von Schadstoffen aus diesen sowie zur Aufbereitung von ungefährlichen und erzhaltigen Mineralien mit einem verbesserten Trennverfahren (Separation) (KR 20030089109, SNAE et al., 21.11.2003). Das Verfahren umfasst die Stufen Homogenisierendes Mischen von Scheelit-haltigem Tailings, Einbringen des Zellstoffs in den Reaktor, „Filtrieren“ des Zellstoffs mit einem Sieb zum Entfernen verschiedener Fremdstoffe, anschließendes Abtrennen des Zellstoffs durch Schneckenseparation, Eindicken und Entwässern nichtmetallische Mineralien, um einen Kuchen zu erhalten, Trocknen des Kuchens in einem Rotationstrockner, Zerkleinern des trockenen Kuchens mit einer Hammermühle, die in einem geschlossenen Kreislauf mit Sieb arbeitet, Trennung von zerkleinerten Mineralien mit einem „Mikrometer“ -Separator in Fraktionen von kleinen und groben Körnern (Granulat) sowie magnetische Trennung einer grobkörnigen Fraktion zur Gewinnung magnetischer Mineralien und einer nichtmagnetischen Fraktion, die Scheelit enthält. Der Nachteil dieses Verfahrens ist der Mehrvorgang, die Verwendung einer energieintensiven Trocknung von nassem Kuchen.

Es gibt ein bekanntes Verfahren zur zusätzlichen Gewinnung von Wolfram aus den Rückständen der Verarbeitungsanlage der Ingichka-Mine (siehe A.B. Ezhkov, Kh.T. v.1, MISiS, M., 2001). Das Verfahren umfasst die Aufbereitung des Zellstoffs und seine Entschleimung in einem Hydrozyklon (Klassenentfernung – 0,05 mm), anschließende Trennung des entschleimten Zellstoffs in einem Konusseparator, zweistufige Nachreinigung des Konusseparatorkonzentrats auf Konzentrationstabellen, um ein Konzentrat zu erhalten, das 20,6 enthält % WO 3 , mit einer durchschnittlichen Ausbeute von 29,06 %. Die Nachteile dieses Verfahrens sind die geringe Qualität des resultierenden Konzentrats und eine nicht ausreichend hohe Extraktion von WO 3 .

Die Ergebnisse von Studien zur gravitativen Anreicherung der Tailings der Anreicherungsanlage Ingichkinskaya werden beschrieben (siehe S.V. » // Mining Bulletin of Uzbekistan, 2008, Nr. 3).

Am nächsten an der patentierten technischen Lösung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Wolfram aus abgestandenen Rückständen der Anreicherung von wolframhaltigen Erzen (Artemova O.S. Entwicklung einer Technologie zur Gewinnung von Wolfram aus abgestandenen Rückständen der Dzhida VMK. Zusammenfassung der Diplomarbeit eines Kandidaten für technische Naturwissenschaften, Staatliche Technische Universität Irkutsk, Irkutsk, 2004 - Prototyp).

Die Technologie zum Extrahieren von Wolfram aus abgestandenen Abraumhalden gemäß diesem Verfahren umfasst die Arbeitsschritte zum Gewinnen eines rohen wolframhaltigen Konzentrats und eines Zwischenprodukts, eines goldhaltigen Produkts und sekundärer Abraumhalden unter Verwendung von Gravitationsmethoden der Nassanreicherung – Schnecken- und Zentrifugaltrennung – und anschließender Veredelung des erhaltenen Rohkonzentrats und Mittelprodukts unter Verwendung von Schwerkraft-(Zentrifugal-)Anreicherung und magnetischer Trennung, um ein Standard-Wolframkonzentrat zu erhalten, das 62,7 % WO 3 enthält, mit der Extraktion von 49,9 % WO 3 .

Nach diesem Verfahren werden abgestandene Schwänze einer primären Klassifizierung mit der Freisetzung von 44,5% der Masse unterzogen. in sekundäre Tailings in Form einer Fraktion von +3 mm. Die -3 mm Tailings-Fraktion wird in die Klassen -0,5 und +0,5 mm eingeteilt, aus letzterer werden mittels Schneckenabscheidung ein Grobkonzentrat und Tailings gewonnen. Die Fraktion -0,5 mm wird in die Klassen -0,1 und +0,1 mm eingeteilt. Aus der Klasse +0,1 mm wird durch Zentrifugaltrennung ein grobes Konzentrat isoliert, das wie das grobe Schneckentrennkonzentrat einer Zentrifugaltrennung unterzogen wird, um ein rohes Wolframkonzentrat und ein goldhaltiges Produkt zu erhalten. Die Tailings der Schnecken- und Zentrifugalabscheidung werden in einem geschlossenen Kreislauf mit Klassierung auf -0,1 mm zerkleinert und anschließend in die Klassen -0,1 + 0,02 und -0,02 mm eingeteilt. Die -0,02-mm-Klasse wird als sekundäre Abfallrückstände aus dem Prozess entfernt. Klasse -0,1+0,02 mm wird durch Zentrifugalabscheidung angereichert, um Sekundärabfälle und Wolframmehle zu erhalten, die zur Veredelung durch Magnetabscheidung zusammen mit Zgeschickt werden, fein gemahlen auf -0,1 mm. In diesem Fall werden ein Wolframkonzentrat (magnetische Fraktion) und Futtermittel (nicht magnetische Fraktion) erhalten. Letzteres wird der Magnetseparation II unter Freisetzung einer nichtmagnetischen Fraktion in sekundäre Tailings und ein Wolframkonzentrat (magnetische Fraktion) unterzogen, das nacheinander durch zentrifugale, magnetische und nochmals zentrifugale Trennung angereichert wird, um ein konditioniertes Wolframkonzentrat mit einem Gehalt zu erhalten von 62,7 % WO 3 bei einem Output von 0,14 % und einer Ausbeute von 49,9 %. In diesem Fall werden die Rückstände der Zentrifugalabscheidungen und die nicht-magnetische Fraktion zu den sekundären Abfallrückständen geleitet, deren Gesamtausstoß in der Phase der Veredelung des rohen Wolframkonzentrats 3,28 % mit einem Gehalt von 2,1 % WO 3 darin beträgt .

Nachteilig an diesem Verfahren ist der Mehroperationsprozess, der 6 Klassieroperationen, 2 Nachmahloperationen sowie 5 Zentrifugaloperationen und 3 Magnetseparationsoperationen mit relativ teuren Apparaturen umfasst. Gleichzeitig ist die Veredelung des Wolfram-Rohkonzentrats zum Standard mit der Produktion von sekundären Tailings mit relativ hohem Gehalt an Wolfram (2,1 % WO 3 ) verbunden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Verfahren zur Verarbeitung von Rückständen, einschließlich Abraumrückständen zur Anreicherung von wolframhaltigen Erzen, zu verbessern, um ein hochgradiges Wolframkonzentrat und ein sulfidhaltiges Produkt zusammen mit einer Verringerung des Gehalts an Wolfram zu erhalten in sekundären Tailings.

Das patentierte Verfahren zur aufwendigen Aufbereitung von Tailings zur Anreicherung wolframhaltiger Erze umfasst die Klassierung der Tailings in Fein- und Grobfraktion, Schneckenabscheidung der Feinfraktion zur Gewinnung eines Wolframprodukts, Nachreinigung des Wolframprodukts und Veredelung zur Gewinnung ein hochgradiges Wolframkonzentrat, ein sulfidhaltiges Produkt und Sekundärabfälle.

Das Verfahren unterscheidet sich dadurch, dass das resultierende Wolframprodukt einer erneuten Reinigung auf einem Schneckenseparator unterzogen wird, um ein grobes Konzentrat und Rückstände zu erhalten, und ein grobes Konzentrat einer Veredelung auf Konzentrationstischen unterzogen wird, um ein Gravitations-Wolframkonzentrat und Rückstände zu erhalten. Die Enden des Konzentrationstisches und des Reinigungsschneckenseparators werden kombiniert und einer Eindickung unterzogen, dann wird der Eindickungsaustrag der Klassierstufe am Kopf des technologischen Schemas zugeführt, und das eingedickte Produkt wird auf einem Schneckenseparator angereichert, um Sekundärabfall zu erhalten Rückstände und ein Wolframprodukt, das zur Reinigung geschickt wird. Schwerkraft-Wolframkonzentrat wird einer Flotation unterzogen, um ein hochwertiges Standard-Wolframkonzentrat (62 % WO 3 ) und ein sulfidhaltiges Produkt zu erhalten, das nach bekannten Verfahren verarbeitet wird.

Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Tailings in Fraktionen klassifiziert werden, hauptsächlich +8 mm und -8 mm.

Das technische Ergebnis des patentierten Verfahrens besteht darin, die Verarbeitungstiefe zu erhöhen und gleichzeitig die Anzahl der technologischen Vorgänge und deren Belastung durch die Trennung des Großteils der anfänglichen Rückstände (mehr als 90%) im Kopf des Prozesses zu verringern sekundäre Tailings, unter Verwendung einer einfacheren Konstruktion und eines einfacheren Betriebs einer energiesparenden Schneckenseparationstechnologie. Dadurch werden die Belastung nachfolgender Anreicherungsvorgänge sowie Kapital- und Betriebskosten drastisch reduziert, was die Optimierung des Anreicherungsprozesses sicherstellt.

Die Wirksamkeit des patentierten Verfahrens wird am Beispiel der komplexen Verarbeitung von Tailings der Anreicherungsanlage Ingichkinskaya gezeigt (siehe Zeichnung).

Die Aufbereitung beginnt mit der Klassierung von Tailings in kleine und große Fraktionen mit der Abtrennung von sekundären Tailings in Form einer großen Fraktion. Die feine Fraktion der Tailings wird einer Schneckentrennung unterzogen, wobei im Kopf des technologischen Prozesses die Trennung des Großteils der ursprünglichen Tailings (mehr als 90%) in sekundäre Tailings erfolgt. Dadurch können die Belastung der Folgeoperationen, die Kapitalkosten und die Betriebskosten entsprechend drastisch reduziert werden.

Das resultierende Wolframprodukt wird einer erneuten Reinigung auf einem Schneckenseparator unterzogen, um ein Rohkonzentrat und Rückstände zu erhalten. Das Rohkonzentrat wird anhand von Konzentrationstabellen einer Veredelung unterzogen, um Schwerkraft-Wolframkonzentrat und Rückstände zu erhalten.

Die Tailings des Eindickungstisches und des Wendelreinigungsabscheiders werden zusammengeführt und beispielsweise in einem Eindicker, mechanischen Sichter, Hydrozyklon und anderen Apparaten einer Eindickung unterzogen. Der Eindickungsabfluss wird der Klassifizierungsstufe am Kopf des technologischen Schemas zugeführt, und das eingedickte Produkt wird auf einem Schneckenabscheider angereichert, um Sekundärrückstände und ein Wolframprodukt zu erhalten, das zur Reinigung geschickt wird.

Schwerkraftwolframkonzentrat wird durch Flotation zu hochgradigem konditioniertem Wolframkonzentrat (62 % WO 3 ) gebracht, um ein sulfidhaltiges Produkt zu erhalten.

Somit wird hochgradiges (62 % WO 3 ) konditioniertes Wolframkonzentrat aus wolframhaltigen Rückständen isoliert, wenn eine relativ hohe WO 3 -Gewinnung von ~49 % und ein relativ niedriger Wolframgehalt (0,04 % WO 3 ) in sekundären Abfallrückständen erreicht wird.

Das anfallende sulfidhaltige Produkt wird in bekannter Weise weiterverarbeitet, beispielsweise zur Herstellung von Schwefelsäure und Schwefel, aber auch als Korrekturzusatz bei der Herstellung von Zementen verwendet.

Hochgradig konditioniertes Wolframkonzentrat ist ein hochliquides marktfähiges Produkt.

Wie aus den Ergebnissen der Umsetzung des patentierten Verfahrens am Beispiel von Althalden zur Anreicherung von wolframhaltigen Erzen des Ingichkinskaya-Konzentrators hervorgeht, wird seine Wirksamkeit im Vergleich zum Prototypverfahren gezeigt (siehe Tabelle). WIRKUNG: Zusätzliche Gewinnung eines sulfidhaltigen Produkts, Verringerung des Frischwasserverbrauchs durch Schaffung eines Wasserkreislaufs. Es schafft die Möglichkeit, deutlich schlechtere Tailings (0,09 % WO 3) zu verarbeiten, eine deutliche Reduzierung des Gehalts an Wolfram in den sekundären Tailings (bis zu 0,04 % WO 3). Darüber hinaus wurde die Anzahl der technologischen Operationen reduziert und die Belastung der meisten von ihnen durch die Trennung des Großteils der anfänglichen Rückstände (mehr als 90%) im Kopf des technologischen Prozesses in sekundäre Rückstände reduziert eine einfachere und weniger energieintensive Schneckentrenntechnologie, die die Kapitalkosten für den Kauf von Ausrüstung und die Betriebskosten senkt.

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur aufwendigen Aufbereitung von Tailings zur Anreicherung wolframhaltiger Erze, einschließlich deren Klassierung in Fein- und Grobfraktion, Schneckenabtrennung der Feinfraktion zur Gewinnung eines Wolframprodukts, dessen Reinigung und Veredelung zur Gewinnung eines hochwertigen Erzes Wolframkonzentrat, ein sulfidhaltiges Produkt und Sekundärrückstände, dadurch gekennzeichnet, dass das nach Schneckenabscheidung erhaltene Wolframprodukt einer Nachreinigung auf einem Schneckenabscheider unterzogen wird, um ein Wolframrohkonzentrat zu erhalten, das erhaltene Wolframrohkonzentrat einer Nachkonzentrierung unterzogen wird Um ein Schwerkraft-Wolframkonzentrat zu erhalten, das einer Flotation unterzogen wird, um ein hochgradig konditioniertes Wolframkonzentrat und ein sulfidhaltiges Produkt zu erhalten, werden die Abgänge eines Schneckenabscheiders und ein Konzentrationstisch kombiniert und einer Eindickung unterzogen, wobei der nach der Eindickung erhaltene Abfluss erhalten wird der Klassierung von Tailings zur Anreicherung von wolframhaltigen Erzen zugeführt werden, und die einer Anreicherung auf einem Schneckenabscheider unterzogen, um Sekundärrückstände und ein Wolframprodukt zu erhalten, das zur Reinigung geschickt wird.