Volframin uuttaminen käsittelylaitosten rikastusjätteistä. Heikosti magneettisten mineraalien uuttaminen korkean intensiteetin magneettierottimella ei-rautametallien, harvinaisten maametallien ja jalometallien malmeista Irgiredmet OJSC:n, Kovdorsky GOK:n esimerkissä. Maailman volframimarkkinat

25.11.2019

Magneettisia menetelmiä käytetään laajasti rautametallien, ei-rautametallien ja harvinaisten metallien malmien rikastamisessa sekä muilla teollisuuden aloilla, mukaan lukien elintarviketeollisuus. Niitä käytetään raudan, mangaanin, kupari-nikkeli-volframimalmien rikastamiseen sekä harvinaisten metallimalmien rikasteiden viimeistelyyn, ferromagneettisten painoaineiden regenerointiin erotuslaitoksissa raskaissa suspensioissa, rautaepäpuhtauksien poistamiseen kvartsihiekasta, rikkikiisua kivihiilestä. , jne.

Kaikki mineraalit ovat magneettisesti erilaisia, ja heikosti magneettisten mineraalien erottamiseksi tarvitaan erottimen työskentelyalueelle kenttiä, joilla on korkeat magneettiset ominaisuudet.

Harvinaisten metallien malmeissa, erityisesti volframissa ja niobiumissa ja tantaalissa, päämineraaleilla, jotka ovat volframiitin ja kolumbiitti-tantaliitin muodossa, on magneettisia ominaisuuksia ja on mahdollista käyttää korkeagradienttia magneettierotusta uuttamalla malmimineraaleja magneettiseen fraktioon.

Magneettisten rikastusmenetelmien laboratoriossa NPO ERGA suoritettiin kokeita Spoykoininsky- ja Orlovsky-esiintymien volframi- ja niobium-tantaalimalmille. Kuivaan magneettierotukseen käytettiin NPO ERGA:n valmistamaa rullaerotinta SMVI.

Volframi- ja niobi-tantaalimalmin erotus suoritettiin kaavion nro 1 mukaisesti. Tulokset on esitetty taulukossa.

Työn tulosten perusteella voidaan tehdä seuraavat johtopäätökset:

Käyttökelpoisten komponenttien pitoisuus erotuspyrstöissä on: W03 ensimmäisen erotuskaavion mukaan - 0,031 ± 0,011 %, toisen mukaan - 0,048 ± 0,013 %; Ta205 ja Nb205 -0,005 ± 0,003 %. Tämä viittaa siihen, että induktio erottimen työvyöhykkeellä on riittävä erottamaan heikosti magneettisia mineraaleja magneettiseen fraktioon ja SMVI-tyyppinen magneettierotin soveltuu rikastushiekan saamiseen.

SMVI-magneettierottimen kokeita tehtiin myös baddeleyiittimalmilla heikosti magneettisten rautamineraalien (hematiitti) uuttamiseksi rikastushiekkaan ja zirkoniumrikasteen puhdistamiseksi.

Erotus johti ei-magneettisen tuotteen rautapitoisuuden alenemiseen 5,39 %:sta 0,63 %:iin talteenoton ollessa 93 %. Konsentraatin zirkoniumpitoisuus nousi 12 %.

Erottimen toimintakaavio on esitetty kuvassa. yksi

SMVI-magneettierottimen käyttö on löytänyt laajaa käyttöä erilaisten malmien rikastamisessa. SMVI voi toimia sekä päärikastuslaitteistona että rikasteiden jalostajana. Tämän vahvistavat tämän laitteen onnistuneet puoliteolliset testit.

Kemiallinen alkuaine on volframi.

Ennen kuin kuvaat volframin tuotantoa, on tarpeen tehdä lyhyt poikkeama historiaan. Tämän metallin nimi on käännetty saksasta "susikerma", termin alkuperä juontaa juurensa myöhään keskiajalle.

Kun tinaa hankittiin erilaisista malmeista, havaittiin, että joissakin tapauksissa se katosi ja muuttui vaahtoiseksi kuonaksi, "kuin susi söi saaliinsa".

Metafora juurtui ja antoi nimen myöhemmin vastaanotetulle metallille, jota käytetään tällä hetkellä monilla maailman kielillä. Mutta englannissa, ranskassa ja joissakin muissa kielissä volframia kutsutaan eri tavalla kuin metafora "raskas kivi" (ruotsiksi volframi). Sanan ruotsinkielinen alkuperä liittyy kuuluisan ruotsalaisen kemistin Scheelen kokeisiin. Hän sai ensin volframioksidia myöhemmin hänen mukaansa nimetystä malmista (scheelite).

Ruotsalainen kemisti Scheele, joka löysi volframin.

Volframimetallin teollinen tuotanto voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen:

malmin rikastus ja volframianhydriitin tuotanto;
pelkistys jauhemetalliksi;
monoliittisen metallin saaminen.

Malmin rikastaminen

Volframia ei esiinny luonnossa vapaassa tilassa, sitä on vain erilaisten yhdisteiden koostumuksessa.

wolframiitit
scheeliitit

Nämä malmit sisältävät usein pieniä määriä muita aineita (kultaa, hopeaa, tinaa, elohopeaa jne.), vaikka lisämineraalien pitoisuus on erittäin alhainen, joskus niiden talteenotto rikastamisen aikana on taloudellisesti kannattavaa.

Rikastus alkaa kiven murskaamisesta ja jauhamisesta. Sitten materiaali menee jatkokäsittelyyn, jonka menetelmät riippuvat malmin tyypistä. Volframiittimalmien rikastaminen tapahtuu yleensä gravitaatiomenetelmällä, jonka ydin on maan painovoiman ja keskipakovoiman yhdistettyjen voimien käyttö, mineraalit erotetaan toisistaan kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksien - tiheys, hiukkaskoko, kostuvuus - perusteella. Näin jätekivi erotetaan ja rikaste saatetaan vaadittuun puhtauteen magneettierotuksen avulla. Tuloksena olevan rikasteen volframiitin pitoisuus vaihtelee välillä 52 - 85 %.
Scheeliitti, toisin kuin wolframiitti, ei ole magneettinen mineraali, joten siihen ei sovelleta magneettista erotusta. Scheeliittimalmien rikastusalgoritmi on erilainen. Päämenetelmä on vaahdotus (prosessi, jossa hiukkaset erotetaan vesisuspensiossa), jota seuraa sähköstaattisen erotuksen käyttö. Scheeliitin pitoisuus voi olla jopa 90 % ulostulossa. Malmit ovat myös monimutkaisia ja sisältävät samanaikaisesti volframiitteja ja scheeliittejä. Niiden rikastamiseen käytetään menetelmiä, joissa yhdistyvät painovoima- ja kelluntakaaviot.

Jos tiivisteen lisäpuhdistusta vaaditaan vakiintuneiden standardien mukaisesti, käytetään erilaisia menetelmiä epäpuhtauksien tyypistä riippuen. Fosforin epäpuhtauksien vähentämiseksi scheeliittirikasteet käsitellään kylmässä suolahapolla, kun taas kalsiitti ja dolomiitti poistetaan. Kuparin, arseenin, vismutin poistamiseen käytetään paahtamista, jonka jälkeen käsitellään hapoilla. On myös muita puhdistusmenetelmiä.

Volframin muuttamiseksi rikasteesta liukoiseksi yhdisteeksi käytetään useita erilaisia menetelmiä.

Esimerkiksi konsentraatti sintrataan ylimäärällä soodaa, jolloin saadaan natriumvolframiittia.
Voidaan käyttää myös toista menetelmää - liuotusta: volframi uutetaan soodaliuoksella paineen alaisena korkeassa lämpötilassa, minkä jälkeen neutraloidaan ja saostetaan.
Toinen tapa on käsitellä tiiviste kaasumaisella kloorilla. Tässä prosessissa muodostuu volframikloridia, joka sitten erotetaan muiden metallien klorideista sublimaatiolla. Tuloksena oleva tuote voidaan muuntaa volframioksidiksi tai prosessoida suoraan alkuainemetalliksi.

Erilaisten rikastusmenetelmien päätulos on volframitrioksidin tuotanto. Lisäksi hän siirtyy metallisen volframin tuotantoon. Siitä saadaan myös volframikarbidia, joka on monien kovien metalliseosten pääkomponentti. On olemassa toinen volframimalmirikasteiden suoran käsittelyn tuote - ferrotungsten. Se sulatetaan yleensä rautametalurgian tarpeisiin.

Volframin talteenotto

Tuloksena oleva volframitrioksidi (volframianhydriitti) on seuraavassa vaiheessa pelkistettävä metallin tilaan. Restaurointi suoritetaan useimmiten laajalti käytetyllä vetymenetelmällä. Uuniin syötetään liikkuva säiliö (vene), jossa on volframitrioksidia, lämpötila nousee matkan varrella, vetyä syötetään sitä kohti. Metallin pienentyessä materiaalin irtotiheys kasvaa, kontin lastauksen tilavuus pienenee yli puoleen, joten käytännössä käytetään 2-vaiheista ajoa erityyppisten uunien läpi.

Ensimmäisessä vaiheessa volframitrioksidista muodostetaan dioksidia, toisessa vaiheessa dioksidista saadaan puhdasta volframijauhetta.
Sitten jauhe seulotaan verkon läpi, suuret hiukkaset jauhetaan lisäksi jauheen saamiseksi, jolla on tietyn raekoko.

Joskus hiiltä käytetään volframin vähentämiseen. Tämä menetelmä yksinkertaistaa jonkin verran tuotantoa, mutta vaatii korkeampia lämpötiloja. Lisäksi kivihiili ja sen epäpuhtaudet reagoivat volframin kanssa muodostaen erilaisia yhdisteitä, jotka johtavat metallikontaminaatioon. Tuotannossa käytetään useita muita menetelmiä ympäri maailmaa, mutta parametreilla mitattuna vetypelkistys on käyttökelpoisin.

Monoliittisen metallin saaminen

Jos volframin teollisen tuotannon kaksi ensimmäistä vaihetta ovat metallurgien hyvin tuntemia ja niitä on käytetty hyvin pitkään, niin monoliitin saamiseksi jauheesta vaadittiin erityisteknologian kehittäminen. Useimmat metallit saadaan yksinkertaisella sulatuksella ja valetaan sitten muotteihin, joissa volframi sen pääominaisuuden - sulamattomuuden - vuoksi, tällainen menettely on mahdoton. Amerikkalaisen Coolidgen 1900-luvun alussa ehdottama menetelmä kompaktin volframin saamiseksi jauheesta on edelleen käytössä monin muunnelmin meidän aikanamme. Menetelmän ydin on, että jauhe muuttuu monoliittiseksi metalliksi sähkövirran vaikutuksesta. Tavanomaisen sulatuksen sijaan metallisen volframin saamiseksi on läpäistävä useita vaiheita. Ensimmäisessä niistä jauhe puristetaan erityisiksi tankoiksi. Sitten nämä tangot sintrataan, ja tämä tehdään kahdessa vaiheessa:

1. Ensinnäkin, enintään 1300ºС lämpötiloissa, sauva esisintrataan lujuuden lisäämiseksi. Toimenpide suoritetaan erityisessä suljetussa uunissa, jossa on jatkuva vetysyöttö. Vetyä käytetään lisäpelkistykseen, se tunkeutuu materiaalin huokoiseen rakenteeseen, ja korkealle lämpötilalle lisättynä syntyy puhtaasti metallinen kosketus sintratun tangon kiteiden välille. Tämän vaiheen jälkeen shtabik kovettuu merkittävästi ja menettää jopa 5% koosta.
2. Siirry sitten päävaiheeseen - hitsaukseen. Tämä prosessi suoritetaan enintään 3 tuhannen asteen lämpötiloissa. Pylväs kiinnitetään puristuskoskettimilla ja sen läpi johdetaan sähkövirtaa. Tässä vaiheessa käytetään myös vetyä - sitä tarvitaan hapettumisen estämiseen. Käytetty virta on erittäin korkea, sauvoille, joiden poikkileikkaus on 10x10 mm, tarvitaan noin 2500 A virta ja 25x25 mm:n poikkileikkaukselle noin 9000 A. Käytetty jännite on suhteellisen pieni, 10-20 V. Jokaiselle monoliittisen metallin erälle hitsataan ensin testitanko, jota käytetään hitsaustilan kalibrointiin. Hitsauksen kesto riippuu tangon koosta ja vaihtelee yleensä 15 minuutista tuntiin. Tämä vaihe, kuten ensimmäinen, johtaa myös tangon koon pienenemiseen.

Tuloksena olevan metallin tiheys ja raekoko riippuvat tangon alkuperäisestä raekoosta ja hitsauksen maksimilämpötilasta. Mittojen menetys kahden sintrausvaiheen jälkeen on pituudeltaan jopa 18 %. Lopullinen tiheys on 17–18,5 g/cm².

Erittäin puhtaan volframin saamiseksi käytetään erilaisia lisäaineita, jotka haihtuvat hitsauksen aikana, esimerkiksi piin ja alkalimetallien oksideja. Kuumentaessaan nämä lisäaineet haihtuvat ja vievät mukanaan muita epäpuhtauksia. Tämä prosessi edistää lisäpuhdistusta. Kun käytetään oikeaa lämpötilajärjestelmää ja kosteusjäämien puuttumista vetyilmakehässä sintrauksen aikana, tällaisten lisäaineiden avulla volframin puhdistusaste voidaan nostaa 99,995 prosenttiin.

Tuotteiden valmistus volframista

Alkuperäisestä malmista kuvattujen kolmen tuotantovaiheen jälkeen saadulla monoliittisella volframilla on ainutlaatuinen joukko ominaisuuksia. Tulenkestävyyden lisäksi sillä on erittäin korkea mittastabiilius, lujuuden säilyvyys korkeissa lämpötiloissa ja sisäisen jännityksen puuttuminen. Volframilla on myös hyvä sitkeys ja sitkeys. Jatkotuotanto koostuu useimmiten langan vetämisestä. Nämä ovat teknisesti suhteellisen yksinkertaisia prosesseja.

Aihiot menevät pyörivään taontakoneeseen, jossa materiaali pelkistetään.
Sitten vetämällä saadaan halkaisijaltaan erilainen lanka (piirtäminen on sauvan vetämistä erikoislaitteisiin kapenevien reikien läpi). Joten saat ohuimman volframilangan, jonka kokonaismuodonmuutosaste on 99,9995%, kun taas sen lujuus voi olla 600 kg / mm².

Volframia alettiin käyttää sähkölamppujen filamenteissa jo ennen kuin kehitettiin menetelmä muovattavan volframin valmistamiseksi. Venäläinen tiedemies Lodygin, joka oli aiemmin patentoinut periaatteen käyttää hehkulankaa lampussa, ehdotti 1890-luvulla spiraaliksi kierretyn volframilangan käyttämistä sellaisenaan. Miten tällaisia johtoja varten saatiin volframia? Ensin valmistettiin volframijauheen seos jonkin pehmittimen (esimerkiksi parafiini) kanssa, sitten tästä seoksesta puristettiin ohut lanka tietyn halkaisijan omaavan reiän läpi, kuivattiin ja kalsinoitiin vedyssä. Saatiin melko hauras lanka, jonka suoraviivaiset segmentit kiinnitettiin lamppuelektrodeihin. Kompaktia metallia yritettiin saada muillakin menetelmillä, mutta kaikissa tapauksissa lankojen hauraus säilyi kriittisesti korkeana. Coolidgen ja Finkin työn jälkeen volframilangan valmistus sai vankan teknologisen pohjan ja volframin teollinen käyttö alkoi kasvaa nopeasti.

Venäläisen tiedemiehen Lodyginin keksimä hehkulamppu.

Maailman volframimarkkinat

Volframin tuotantomäärät ovat noin 50 tuhatta tonnia vuodessa. Johtaja tuotannossa ja kulutuksessa on Kiina, tämä maa tuottaa noin 41 tuhatta tonnia vuodessa (Vertailuksi Venäjä tuottaa 3,5 tuhatta tonnia). Tärkeä tekijä on tällä hetkellä uusioraaka-aineiden, yleensä volframikarbidiromun, lastujen, sahanpurun ja jauhetun volframijäännöksen jalostus. Tällainen käsittely tuottaa noin 30 % maailman volframin kulutuksesta.

Palaneiden hehkulamppujen filamentteja ei käytännössä kierrätetä.

Maailmanlaajuiset volframimarkkinat ovat viime aikoina osoittaneet volframifilamenttien kysynnän laskua. Tämä johtuu vaihtoehtoisten tekniikoiden kehittämisestä valaistuksen alalla - loistelamput ja LED-lamput korvaavat aggressiivisesti tavanomaisia hehkulamppuja sekä jokapäiväisessä elämässä että teollisuudessa. Asiantuntijat ennustavat, että volframin käyttö tällä alalla vähenee 5 % vuodessa tulevina vuosina. Volframin kysyntä ei kokonaisuutena ole vähenemässä, sovellettavuuden heikkenemistä yhdellä sektorilla kompensoi kasvu muilla, mukaan lukien innovatiivisilla toimialoilla.

Volframimineraalit, malmit ja rikasteet

Volframi on harvinainen alkuaine, sen keskimääräinen pitoisuus maankuoressa on Yu-4 % (massasta). Volframimineraaleja tunnetaan noin 15, mutta käytännössä vain volframiittiryhmän ja scheeliitin mineraalit ovat tärkeitä.

Wolframiitti (Fe, Mn)WO4 on isomorfinen seos (kiinteä liuos) rauta- ja mangaanivolframaattia. Jos mineraalissa on yli 80 % rautavolframaattia, mineraalia kutsutaan ferberiitiksi, kun kyseessä on mangaanivolframaatti (yli 80 %) - hübneriitti. Seoksia, jotka ovat koostumukseltaan näiden rajojen välissä, kutsutaan volframiiteiksi. Volframiittiryhmän mineraalit ovat väriltään mustia tai ruskeita ja niiden tiheys on korkea (7D-7,9 g/cm3) ja kovuus 5-5,5 mineralogisella asteikolla. Mineraali sisältää 76,3-76,8 % W03:a. Wolframiitti on heikosti magneettinen.

Scheelite CaWOA on kalsiumvolframaattia. Mineraalin väri on valkoinen, harmaa, keltainen, ruskea. Tiheys 5,9-6,1 g/cm3, kovuus mineralogisen asteikon mukaan 4,5-5. Scheelite sisältää usein isomorfisen powelliitin, CaMo04:n, seoksen. Ultraviolettisäteillä säteilytettynä scheeliitti fluoresoi sini-sinistä valoa. Kun molybdeenipitoisuus on yli 1 %, fluoresenssi muuttuu keltaiseksi. Scheelite on ei-magneettinen.

Volframimalmit ovat yleensä huonosti volframia. W03:n vähimmäispitoisuus malmissa, jolla niiden hyödyntäminen on kannattavaa, on tällä hetkellä 0,14-0,15 % suurilla ja 0,4-0,5 % pienillä esiintymillä.

Yhdessä volframimineraalien kanssa malmeista löytyy molybdeniittiä, kasiteriittia, rikkikiisua, arsenopyriittiä, kalkopyriittiä, tantaliittia tai kolumbiittia jne.

Minerologisen koostumuksen mukaan erotetaan kahden tyyppisiä esiintymiä - wolframiitti ja scheeliitti, ja malmimuodostelmien muodon mukaan - suoni- ja kosketustyypit.

Suonistoissa volframimineraaleja esiintyy enimmäkseen pienissä (0,3-1 m) kvartsilaskimoissa. Esiintymien kontaktityyppi liittyy graniittikivien ja kalkkikivien välisiin kosketusvyöhykkeisiin. Niille on ominaista scheeliittiä sisältävän skarnin (skarnit ovat silikoituneita kalkkikiviä) kerrostumat. Skarn-tyyppisiä malmeja ovat Tyrny-Auzskoje-esiintymä, joka on Neuvostoliiton suurin Pohjois-Kaukasiassa. Suonikerrostumien sään aikana wolframiittia ja scheeliittiä kerääntyy muodostaen kiinnittimiä. Jälkimmäisessä volframiitti yhdistetään usein kasiteriittiin.

Volframimalmeja rikastetaan standardirikasteiden saamiseksi, jotka sisältävät 55-65 % W03:a. Volframiittimalmien korkea rikastusaste saavutetaan käyttämällä erilaisia menetelmiä: painovoima, vaahdotus, magneettinen ja sähköstaattinen erotus.

Rikastettaessa scheeliittimalmeja käytetään painovoima-flotaatio- tai puhtaasti vaahdotusmenetelmiä.

Volframin uuttaminen käsitellyiksi rikasteiksi volframimalmien rikastamisen aikana vaihtelee välillä 65-70 % - 85-90 %.

Rikastettaessa malmeja, joiden koostumus on monimutkainen tai rikastettava, on joskus taloudellisesti edullista poistaa rikastussyklistä kemiallista (hydrometallurgista) prosessointia varten 10–20 % W03:a sisältäviä rehuja, jonka seurauksena "keinotekoinen scheeliitti" tai tekninen saadaan volframitrioksidia. Tällaiset yhdistetyt järjestelmät tarjoavat korkean volframin uuttamisen malmeista.

Valtion standardi (GOST 213-73) määrää W03-pitoisuuden 1. luokan volframirikasteissa vähintään 65%, 2. luokan - vähintään 60%. Ne rajoittavat epäpuhtauksien P, S, As, Sn, Cu, Pb, Sb, Bi pitoisuutta prosentin sadasosista 1,0 prosenttiin rikasteen laadusta ja käyttötarkoituksesta riippuen.

Tutkitut volframivarat vuonna 1981 ovat arviolta 2903 tuhatta tonnia, josta Kiinan kansantasavallassa on 1360 tuhatta tonnia. Neuvostoliitolla, Kanadalla, Australialla, USA:lla, Etelä- ja Pohjois-Korealla, Bolivialla, Brasilialla ja Portugalilla on merkittäviä varantoja. Volframirikasteiden tuotanto kapitalistisissa ja kehitysmaissa vuosina 1971-1985 vaihteli 20 - 25 tuhannen tonnin välillä (metallipitoisuudessa mitattuna).

Menetelmät volframirikasteiden käsittelyyn

Volframirikasteiden suoran käsittelyn päätuote (rautametallin tarpeisiin sulatetun ferrotvolframin lisäksi) on volframitrioksidi. Se toimii lähtöaineena volframille ja volframikarbidille, jotka ovat kovien metalliseosten pääainesosa.

Tuotantosuunnitelmat volframirikasteiden käsittelyä varten on jaettu kahteen ryhmään hyväksytystä hajoamismenetelmästä riippuen:

Volframikonsentraatit sintrataan soodalla tai käsitellään soodan vesiliuoksilla autoklaaveissa. Volframikonsentraatit hajotetaan joskus natriumhydroksidin vesiliuoksilla.

Konsentraatit hajoavat happojen vaikutuksesta.

Tapauksissa, joissa hajotukseen käytetään alkalisia reagensseja, saadaan natriumvolframaattiliuoksia, joista tuotetaan epäpuhtauksista puhdistuksen jälkeen lopputuotteita - ammoniumparavolframaattia (PVA) tai volframihappoa. 24

Kun konsentraatti hajotetaan hapoilla, saadaan teknistä volframihappoa, joka puhdistetaan epäpuhtauksista myöhemmissä toimenpiteissä.

Volframirikasteiden hajoaminen. alkaliset reagenssit Sintraus Na2C03:lla

Volframiitin sintraus Na2C03:lla. Volframiitin vuorovaikutus soodan kanssa hapen läsnä ollessa etenee aktiivisesti 800-900 C:ssa ja sitä kuvaavat seuraavat reaktiot: 2FeW04 + 2Na2C03 + l/202 = 2Na2W04 + Fe203 + 2C02; (l) 3MnW04 + 3Na2C03 + l/202 = 3Na2W04 + Mn304 + 3C02. (2)

Nämä reaktiot etenevät suurella Gibbsin energiahäviöllä ja ovat käytännössä peruuttamattomia. Suhteella volframiitissä FeO:MnO = i:i AG ° 1001C = -260 kJ / mol. Kun panoksessa oleva Na2C03-ylimäärä on 10-15 % yli stoikiometrisen määrän, saavutetaan konsentraatin täydellinen hajoaminen. Raudan ja mangaanin hapettumisen nopeuttamiseksi panokseen lisätään joskus 1-4 % nitraattia.

Volframiitin sintraus Na2C03:lla kotimaisissa yrityksissä suoritetaan putkimaisissa kiertouuneissa, jotka on vuorattu fireclay-tiileillä. Panoksen sulamisen ja saostumien (kasvien) muodostumisen välttämiseksi uunin alhaisemman lämpötilan vyöhykkeille lisätään panokseen kakkujen (sisältää rauta- ja mangaanioksideja) huuhtoutumisesta syntyvää jätettä, mikä vähentää pitoisuutta W03:sta 20-22 %:iin.

Uunin pituus 20 m, ulkohalkaisija 2,2 m, pyörimisnopeus 0,4 rpm ja kaltevuus 3, kapasiteetti on 25 t/vrk panoksella mitattuna.

Panoksen komponentit (murskarikaste, Na2C03, salpetteri) syötetään suppiloista ruuvisekoittimeen automaattivaa'alla. Seos menee uunin suppiloon, josta se syötetään uuniin. Uunista poistumisen jälkeen sintrauspalat kulkevat murskaustelojen ja märkäjauhatusmyllyn läpi, josta massa lähetetään ylempään kiillotuskoneeseen (kuva 1).

Scheelite sintraus Na2C03:lla. 800-900 C lämpötiloissa scheeliitin vuorovaikutus Na2C03:n kanssa voi tapahtua kahdella reaktiolla:

CaW04 + Na2CQ3 Na2W04 + CaCO3; (1.3)

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

Molemmat reaktiot etenevät suhteellisen pienellä muutoksella Gibbsin energiassa.

Reaktio (1.4) etenee huomattavasti yli 850 C:ssa, kun havaitaan CaCO3:n hajoamista. Kalsiumoksidin läsnäolo sintterissä johtaa, kun sintteri uutetaan vedellä, huonosti liukenevan kalsiumvolframaatin muodostumiseen, mikä vähentää volframin uuttamista liuokseen:

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

Kun varauksessa on suuri ylimäärä Na2CO3:a, tämä reaktio tukahdutetaan suurelta osin Na2CO4:n ja Ca(OH)2:n vuorovaikutuksessa CaCO3:n muodostamiseksi.

Na2C03:n kulutuksen vähentämiseksi ja vapaan kalsiumoksidin muodostumisen estämiseksi seokseen lisätään kvartsihiekkaa kalsiumoksidin sitomiseksi liukenemattomiksi silikaateiksi:

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

Kuitenkin myös tässä tapauksessa, jotta varmistetaan korkea volframin talteenotto liuokseen, panokseen on syötettävä huomattava ylimäärä Na2CO3:a (50–100 % stoikiometrisesta määrästä).

Scheeliittirikasteen sintraus Na2C03:lla ja kvartsihiekalla suoritetaan rumpuuuneissa, kuten edellä on kuvattu volframiitille 850–900°C:ssa. Sulamisen estämiseksi panokseen lisätään liuotuskaatosajia (jotka sisältävät pääasiassa kalsiumsilikaattia) nopeudella, joka pienentää W03:n pitoisuutta 20-22 %:iin.

Sodapilkkujen huuhtoutuminen. Kun kakut uutetaan vedellä, natriumvolframaatti ja epäpuhtauksien liukoiset suolat (Na2Si03, Na2HP04, Na2HAs04, Na2Mo04, Na2S04) sekä ylimäärä Na2C03:a siirtyvät liuokseen. Liuotus suoritetaan 80-90 °C:ssa teräsreaktoreissa mekaanisella sekoituksella, joka toimii hiero-

Konsentraatit soodalla:

Hissi, joka syöttää rikasteen tehtaalle; 2 - kuulamylly, joka toimii suljetussa syklissä ilmanerottimella; 3 - kaira; 4 - ilmanerotin; 5 - pussisuodatin; 6 - automaattiset paino-annostelijat; 7 - kuljetusruuvi; 8 - ruuvisekoitin; 9 - lataussuppilo; 10 - syöttölaite;

Drum uuni; 12 - telamurskain; 13 - sauvamylly-uutin; 14 - reaktori sekoittimella

Villi tila tai jatkuva rumpu pyörivät lixiviaattorit. Jälkimmäiset on täytetty murskaustangoilla kakunpalojen murskaamiseksi.

Volframin uutto sintteristä liuokseen on 98-99 %. Vahvat liuokset sisältävät 150-200 g/l W03.

Autoklaavi o-c Yksi menetelmä volframirikasteiden hajottamiseen

Autoklaavi-sooda-menetelmää ehdotettiin ja kehitettiin Neuvostoliitossa1 liittyen scheeliittirikasteiden ja rehuseosten käsittelyyn. Tällä hetkellä menetelmää käytetään useissa kotimaisissa tehtaissa ja ulkomailla.

Skeeliitin hajoaminen Na2C03-liuoksilla perustuu vaihtoreaktioon

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

200-225 °C:ssa ja vastaavassa Na2C03-ylimäärässä, rikasteen koostumuksesta riippuen, hajoaminen etenee riittävän nopeasti ja täydellisesti. Reaktion (1.7) konsentraatiotasapainovakiot ovat pieniä, nousevat lämpötilan myötä ja riippuvat soodaekvivalentista (eli Na2C03-moolien määrästä 1 moolia CaW04:a kohti).

Kun soodaekvivalentti on 1 ja 2 225 C:ssa, tasapainovakio (Kc = C / C cq) on 1,56 ja

0,99 vastaavasti. Tästä seuraa, että 225 C:ssa vaadittu minimisoodaekvivalentti on 2 (eli Na2C03-ylimäärä on 100 %). Na2C03:n todellinen ylimäärä on suurempi, koska prosessin nopeus hidastuu tasapainoa lähestyttäessä. Scheeliittikonsentraateille, joiden W03-pitoisuus on 45-55 % 225 C:ssa, vaaditaan soodaekvivalentti 2,6-3. 15-20 % W03:a sisältäville väliaineille vaaditaan 4-4,5 moolia Na2C03:a 1 moolia CaW04:ää kohti.

Scheeliittihiukkasten päälle muodostuneet CaCO3-kalvot ovat huokoisia, eikä niiden vaikutusta Na2CO3-liuosten aiheuttamaan scheeliitin hajoamisnopeuteen 0,1-0,13 mm:n paksuuteen asti havaittu. Intensiivisellä sekoittamisella prosessin nopeus määräytyy kemiallisen vaiheen nopeuden mukaan, minkä vahvistaa näennäisen aktivaatioenergian korkea arvo E = 75+84 kJ/mol. Kuitenkin, jos sekoitusnopeus ei ole riittävä (joka

Esiintyy vaakasuorassa pyörivissä autoklaaveissa), välivaihe toteutuu: prosessin nopeus määräytyy sekä reagenssin syöttönopeuden että kemiallisen vuorovaikutuksen nopeuden perusteella.

0,2 0,3 0, se 0,5 0,5 0,7 0,8

Kuten kuviosta 2 voidaan nähdä, ominaisreaktionopeus laskee suunnilleen käänteisesti suhteessa Na2W04:Na2C03:n moolipitoisuuksien suhteen kasvuun liuoksessa. Tämä on

Ryas. Kuva 2. Autoklaavissa olevan soodaliuoksen aiheuttaman scheeliitin ominaishajoamisnopeuden riippuvuus liuoksen Na2W04/Na2C03-pitoisuuksien moolisuhteesta klo.

Aiheuttaa merkittävän ylimäärän Na2C03:a verrattuna vaadittavaan vähimmäismäärään, joka määräytyy tasapainovakion arvon perusteella. Na2C03:n kulutuksen vähentämiseksi suoritetaan kaksivaiheinen vastavirtaliuotus. Tässä tapauksessa ensimmäisen liuotuksen jälkeinen rikastushiekka, jossa on vähän volframia (15-20 % alkuperäisestä), käsitellään tuoreella liuoksella, joka sisältää suuren ylimäärän Na2C03:a. Syntynyt liuos, joka kiertää, siirtyy liuottamisen ensimmäiseen vaiheeseen.

Hajottamista Na2C03-liuoksilla autoklaaveissa käytetään myös volframiittirikasteissa, mutta reaktio on tässä tapauksessa monimutkaisempi, koska siihen liittyy rautakarbonaatin hydrolyyttinen hajoaminen (mangaanikarbonaatti hydrolysoituu vain osittain). Volframiitin hajoaminen 200-225 °C:ssa voidaan esittää seuraavilla reaktioilla:

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)

Tuloksena oleva rautaoksidi FeO 200-225 °C:ssa muuttuu reaktion mukaan:

3FeO + H20 = Fe304 + H2.

Natriumbikarbonaatin muodostuminen johtaa Na2CO3-pitoisuuden laskuun liuoksessa ja vaatii suuren ylimäärän reagenssia.

Wolframiittirikasteiden tyydyttävän hajoamisen saavuttamiseksi on tarpeen jauhaa ne hienoksi ja lisätä Na2C03:n kulutusta 3,5-4,5 g-ekv. rikasteen koostumuksesta riippuen. Paljon mangaanipitoisia volframiittejä on vaikeampi hajottaa.

NaOH:n tai CaO:n lisääminen autoklavoituun lietteeseen (joka johtaa Na2C03:n kaustisoitumiseen) parantaa hajoamisastetta.

Volframiitin hajoamisnopeutta voidaan lisätä syöttämällä autoklaavimassaan happea (ilmaa), joka hapettaa Fe (II) ja Mil (II), mikä johtaa mineraalin kidehilan tuhoutumiseen reagoivalla pinnalla.

toissijainen höyry

Ryas. 3. Autoklaaviyksikkö vaakatasossa pyörivällä autoklaavilla: 1 - autoklaavi; 2 - massan latausputki (sen läpi johdetaan höyryä); 3 - massapumppu; 4 - painemittari; 5 - massareaktorin lämmitin; 6 - itsehaihdutin; 7 - pisaraerotin; 8 - massan syöttö itsehaihduttimeen; 9 - panssaroidusta teräksestä valmistettu hakkuri; 10 - putki massan poistoon; 11 - massankerääjä

Liuotus suoritetaan teräksissä vaakasuuntaisissa pyörivissä autoklaaveissa, jotka on lämmitetty elävällä höyryllä (kuva 3) ja pystysuorassa jatkuvassa autoklaaveissa sekoittaen massaa kuplivan höyryn kanssa. Likimääräinen prosessitila: lämpötila 225 paine autoklaavissa ~2,5 MPa, suhde T:W=1:(3,5*4), kesto kussakin vaiheessa 2-4 tuntia.

Kuva 4 esittää kaaviota autoklaaviparistosta. Alkuperäinen autoklaavimassa, joka on lämmitetty höyryllä 80-100 °C:seen, pumpataan autoklaaveihin, joissa se kuumennetaan

toissijainen höyry

Oja. Kuva 4. Jatkuvan autoklaavilaitoksen kaavio: 1 - reaktori alkuperäisen massan lämmittämiseksi; 2 - mäntäpumppu; 3 - autoklaavi; 4 - kaasu; 5 - itsehaihdutin; 6 - massankerääjä

200-225 °C elävää höyryä. Jatkuvassa käytössä autoklaavin painetta ylläpidetään poistamalla liete kuristimen (kalibroitu karbidipesuri) läpi. Massa menee itsehaihduttimeen - 0,15-0,2 MPa:n paineen alaisen astiaan, jossa massa jäähtyy nopeasti intensiivisen haihdutuksen vuoksi. Scheeliittirikasteiden autoklaavi-soodahajottamisen etuja ennen sintrausta ovat uuniprosessin poissulkeminen ja hieman pienempi epäpuhtauksien pitoisuus volframiliuoksissa (erityisesti fosfori ja arseen).

Menetelmän haittoja ovat suuri Na2C03:n kulutus. Ylimääräisen Na2C03:n suuri pitoisuus (80-120 g/l) merkitsee lisääntynyttä happojen kulutusta liuosten neutraloinnissa ja vastaavasti suuria jäteliuosten hävittämiskustannuksia.

Volframaattikons.

Natriumhydroksidiliuokset hajottavat volframiitin vaihtoreaktion mukaisesti:

Me WC>4 + 2Na0Hi=tNa2W04 + Me(0 H)2, (1,13)

Missä Minä on rauta, mangaani.

Tämän reaktion pitoisuusvakion arvo Kc = 2 lämpötiloissa 90, 120 ja 150 °C on vastaavasti 0,68; 2,23 ja 2,27.

Täydellinen hajoaminen (98-99%) saavutetaan käsittelemällä hienojakoinen konsentraatti 25-40-prosenttisella natriumhydroksidiliuoksella 110-120°C:ssa. Vaadittu alkaliylimäärä on 50 % tai enemmän. Hajotus suoritetaan terässuljetuissa reaktoreissa, jotka on varustettu sekoittimilla. Ilman kulkeutuminen liuokseen nopeuttaa prosessia, koska rauta(II)hydroksidi Fe (OH) 2 hapettuu hydratoiduksi rauta(III)oksidiksi Fe203-«H20 ja mangaani (II)hydroksidi Mn (OH) 2 hydratoiduksi mangaaniksi (IV) oksidi Mn02-1H20.

Hajotus alkaliliuoksilla on suositeltavaa vain korkealaatuisille volframiittikonsentraateille (65-70 % W02), joissa on pieni määrä piidioksidi- ja silikaattiepäpuhtauksia. Heikkolaatuisia tiivisteitä käsiteltäessä saadaan erittäin saastuneita liuoksia ja vaikeasti suodatettavia saostumia.

Natriumvolframaattiliuosten käsittely

Natriumvolframaattiliuoksia, jotka sisältävät 80-150 g/l W03:a, vaaditun puhtauden omaavan volframitrioksidin saamiseksi on tähän asti prosessoitu pääasiassa perinteisen kaavion mukaan, joka sisältää: puhdistuksen epäpuhtausalkuaineyhdisteistä (Si, P, As, F, Mo); sademäärä

Kalsiumvolframimag (keinotekoinen scheeliitti), jonka myöhempi hajoaminen hapoilla ja teknisen volframihapon saaminen; volframihapon liuottaminen ammoniakkiveteen, mitä seuraa liuoksen haihdutus ja ammoniumparatungstaatin (PVA) kiteytyminen; PVA:n kalsinointi puhtaan volframitrioksidin saamiseksi.

Järjestelmän suurin haittapuoli on sen monivaiheinen luonne, joka suorittaa useimmat toiminnot jaksollisessa tilassa, ja useiden uudelleenjakojen kesto. Uutto- ja ioninvaihtotekniikka Na2W04-liuosten muuntamiseksi (NH4)2W04-ratkaisuiksi on kehitetty ja on jo käytössä joissakin yrityksissä. Perinteisen järjestelmän tärkeimpiä uudelleenjakeluja ja teknologian uusia uutto- ja ioninvaihtomuunnelmia tarkastellaan lyhyesti alla.

Epäpuhtauksien puhdistus

Silikonin puhdistus. Kun Si02-pitoisuus liuoksissa ylittää 0,1 % W03-pitoisuudesta, on esipuhdistus piistä tarpeen. Puhdistus perustuu Na2Si03:n hydrolyyttiseen hajoamiseen keittämällä liuosta, joka on neutraloitu pH-arvoon 8*9, jolloin vapautuu piihappoa.

Liuokset neutraloidaan kloorivetyhapolla, lisätään ohuena virtana sekoittaen (paikallisen peroksidoinnin välttämiseksi) kuumennettuun natriumvolframaattiliuokseen.

Fosforin ja arseenin puhdistus. Fosfaatti- ja arsenaatti-ionien poistamiseksi käytetään ammonium-magnesium-suolojen Mg (NH4) P04 6H20 ja Mg (NH4) AsC) 4 6H20 saostusmenetelmää. Näiden suolojen liukoisuus veteen 20 °C:ssa on 0,058 ja 0,038 %, vastaavasti. Mg2+- ja NH4-ionien ylimäärän läsnä ollessa liukoisuus on pienempi.

Fosforin ja arseenin epäpuhtauksien saostus suoritetaan kylmässä:

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

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

Pitkän seisotuksen (48 tuntia) jälkeen liuoksesta saostuu kiteisiä ammonium-magnesiumsuoloja.

Puhdistus fluoridi-ioneista. Alkuperäisen rikasteen korkealla fluoriittipitoisuudella fluori-ionien pitoisuus saavuttaa 5 g/l. Liuokset puhdistetaan fluoridi-ioneista saostamalla magnesiumfluoridilla neutraloidusta liuoksesta, johon lisätään MgCl2:ta. Fluorin puhdistus voidaan yhdistää piihapon hydrolyyttiseen eristykseen.

Molybdeenin puhdistus. Natriumvolframaattiliuokset "on puhdistettava molybdeenistä, jos sen pitoisuus ylittää 0,1 % W03-pitoisuudesta (eli 0,1-0,2 t / l). Molybdeenipitoisuudella 5-10 g / l (esimerkiksi scheeliittien käsittelyssä) powellite Tyrny-Auzsky -rikasteet), molybdeenin eristäminen on erityisen tärkeää, koska sen tarkoituksena on saada molybdeenikemiallinen konsentraatti.

Yleinen menetelmä on saostaa niukkaliukoinen molybdeenitrisulfidi MoS3 liuoksesta.

Tiedetään, että kun natriumsulfidia lisätään volframaatti- tai natriummolybdaattiliuoksiin, muodostuu sulfosuoloja Na23S4 tai oksosulfosuoloja Na23Sx04_x (jossa E on Mo tai W):

Na2304 + 4NaHS = Na23S4 + 4NaOH. (1,16)

Tämän reaktion tasapainovakio Na2Mo04:lle on paljon suurempi kuin Na2W04(^^0 »Kzr). Siksi, jos liuokseen lisätään määrä Na2S:a, joka riittää vain vuorovaikutukseen Na2Mo04:n kanssa (pienellä ylimäärällä), muodostuu pääasiassa molybdeenisulfosuolaa. Kun liuos happamoitetaan pH-arvoon 2,5 * 3,0, sulfosuola tuhoutuu vapauttamalla molybdeenitrisulfidia:

Na2MoS4 + 2HC1 = MoS3j + 2NaCl + H2S. (1,17)

Oksosulfosuolat hajoavat vapauttamalla oksosulfideja (esim. MoSjO jne.). Yhdessä molybdeenitrisulfidin kanssa saostuu tietty määrä volframitrisulfidia. Liuottamalla sulfidisakka soodaliuokseen ja saostamalla uudelleen molybdeenitrisulfidi saadaan molybdeenikonsentraatti, jonka W03-pitoisuus on enintään 2 % häviöllä volframia 0,3-0,5 % alkuperäisestä määrästä.

Molybdeenitrisulfidisakan osittaisen hapettavan pasutuksen jälkeen (450-500 °C:ssa) saadaan molybdeenikemiallinen konsentraatti, jonka molybdeenipitoisuus on 50-52 %.

Molybdeenin saostusmenetelmän haittana trisulfidin koostumuksessa on rikkivedyn vapautuminen reaktion (1.17) mukaisesti, mikä vaatii kustannuksia kaasujen neutraloinnista (ne käyttävät H2S:n absorptiota natriumhydroksidilla kastetussa pesurissa ratkaisu). Molybdeenitrisulfidin valinta suoritetaan 75-80 C:een kuumennetusta liuoksesta. Toimenpide suoritetaan suljetuissa teräsreaktoreissa, jotka on kumoitu tai päällystetty haponkestävällä emalilla. Trisulfidisakka erotetaan liuoksesta suodattamalla suodatinpuristimessa.

Volframihapon saaminen natriumvolframaattiliuoksista

Volframihappo voidaan eristää suoraan natriumvolframaattiliuoksesta suola- tai typpihapon kanssa. Tätä menetelmää käytetään kuitenkin harvoin, koska natriumioneista on vaikea pestä saostumia, joiden pitoisuus volframitrioksidissa on rajallinen.

Suurin osa kalsiumvolframaattia saostuu aluksi liuoksesta, joka sitten hajotetaan hapoilla. Kalsiumvolframaatti saostetaan lisäämällä 80-90 C:een kuumennettua CaCl2-liuosta natriumvolframaattiliuokseen, jonka liuoksen jäännösemäksisyys on 0,3-0,7 %. Tällöin ulos putoaa valkoinen hienokiteinen, helposti laskeutunut sakka, natriumionit jäävät emäliuokseen, mikä varmistaa niiden alhaisen volframihappopitoisuuden. Liuoksesta saostuu 99-99,5 % W, emäliuokset sisältävät 0,05-0,07 g/l W03:a. CaW04-sakka, joka on pesty vedellä tahnan tai massan muodossa, hajoaa kloorivetyhapolla kuumennettaessa 90 °C:seen:

CaW04 + 2HC1 = H2W04i + CaCl2. (1,18)

Hajottamisen aikana säilyy massan korkea lopullinen happamuus (90–100 g/l HCl), mikä varmistaa volframihapon erottamisen epäpuhtauksista fosforista, arseenista ja osittain molybdeeniyhdisteistä (molybdeenihappo liukenee suolahappoon). Volframihapon saostumat vaativat perusteellisen pesun epäpuhtauksista (erityisesti kalsiumsuoloista).

ja natrium). Viime vuosina on hallittu jatkuva volframihapon pesu sykkivissä kolonneissa, mikä yksinkertaisti toimintaa huomattavasti.

Yhdessä Neuvostoliiton yrityksissä natriumvolframaattiliuoksia prosessoitaessa kloorivetyhapon sijasta typpihappoa käytetään liuosten neutraloimiseen ja CaW04-saostumien hajottamiseen, ja jälkimmäisten saostus suoritetaan lisäämällä Ca(N03)2:ta ratkaisuja. Tässä tapauksessa typpihappoemäliuokset hävitetään, jolloin saadaan lannoitteena käytettäviä nitraattisuoloja.

Teknisen volframihapon puhdistus ja W03:n saaminen

Tekninen volframihappo, joka on saatu yllä kuvatulla menetelmällä, sisältää 0,2-0,3 % epäpuhtauksia. 500-600 C:ssa happokalsinoinnin tuloksena saadaan volframitrioksidia, joka soveltuu volframikarbidiin perustuvien kovien metalliseosten valmistukseen. Volframin tuotanto vaatii kuitenkin puhtaamman trioksidin, jonka kokonaisepäpuhtauspitoisuus on enintään 0,05 %.

Ammoniakkimenetelmä volframihapon puhdistamiseksi on yleisesti hyväksytty. Se liukenee helposti ammoniakkiveteen, kun taas suurin osa epäpuhtauksista jää sedimenttiin: piidioksidi, rauta- ja mangaanihydroksidit sekä kalsium (CaW04:n muodossa). Ammoniakkiliuokset voivat kuitenkin sisältää molybdeenin, alkalimetallisuolojen seoksen.

Ammoniakkiliuoksesta eristetään haihduttamisen ja myöhemmän jäähdytyksen seurauksena kiteinen PVA:n sakka:

Haihtuminen

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

Teollisessa käytännössä PVA:n koostumus kirjoitetaan usein oksidimuodossa: 5(NH4)20-12W03-5H20, mikä ei heijasta sen kemiallista luonnetta isopolyhapposuolana.

Haihdutus suoritetaan ruostumattomasta teräksestä valmistetuissa erä- tai jatkuvatoimisissa laitteissa. Yleensä 75-80 % volframista eristetään kiteiksi. Syvempi kiteytyminen ei ole toivottavaa, jotta vältetään kiteiden saastuminen epäpuhtauksilla. Merkittävää on, että suurin osa molybdeeniepäpuhtaudesta (70-80 %) jää emäliuokseen. Epäpuhtauksilla rikastetusta emäliuoksesta saostetaan volframia CaW04:n tai H2W04:n muodossa, joka palautetaan tuotantojärjestelmän asianmukaisiin vaiheisiin.

PVA-kiteet puristetaan ulos suodattimella, sitten sentrifugissa, pestään kylmällä vedellä ja kuivataan.

Volframitrioksidia saadaan volframihapon tai PVA:n lämpöhajotuksella:

H2W04 \u003d "W03 + H20;

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

Kalsinointi suoritetaan pyörivissä sähköuuneissa putkella, joka on valmistettu lämmönkestävästä teräksestä 20X23H18. Kalsinointitapa riippuu volframitrioksidin tarkoituksesta, sen hiukkasten vaaditusta koosta. Joten volframilankalaadun VA (katso alla) saamiseksi PVA kalsinoidaan 500-550 ° C:ssa, lankalaadut VCh ja VT (volframi ilman lisäaineita) - 800-850 ° C:ssa.

Volframihappo kalsinoidaan 750-850 °C:ssa. PVA:sta johdetussa volframitrioksidissa on suurempia hiukkasia kuin volframihaposta saadussa trioksidissa. Volframin valmistukseen tarkoitetussa volframitrioksidissa W03-pitoisuuden on oltava vähintään 99,95 % kovien metalliseosten valmistuksessa - vähintään 99,9 %.

Uutto- ja ioninvaihtomenetelmät natriumvolframaattiliuosten käsittelyyn

Natriumvolframaattiliuosten prosessointi yksinkertaistuu huomattavasti, kun volframi uutetaan liuoksista uuttamalla orgaanisella uuttoaineella, minkä jälkeen uuttamalla uudelleen orgaanisesta faasista ammoniakkiliuoksella ja erottamalla PVA ammoniakkiliuoksesta.

Koska volframia löytyy laajalla pH-alueella 7,5+2,0 liuoksissa polymeeristen anionien muodossa, uuttamiseen käytetään anioninvaihto-uuttoaineita: amiinien suoloja tai kvaternaarisia ammoniumemäksiä. Erityisesti trioktyyliamiinin sulfaattisuolaa (i'3NH)HS04 (jossa R on С8Н17) käytetään teollisessa käytännössä. Suurin volframin uuttamisnopeus havaitaan pH-arvolla 2*4.

Poistoa kuvaa yhtälö:

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

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

Amiini liuotetaan kerosiiniin, johon lisätään moniarvoisten alkoholien (C7-C9) teknistä seosta kiinteän faasin saostumisen estämiseksi (johtuen amiinisuolojen heikosta liukoisuudesta kerosiiniin). Orgaanisen faasin likimääräinen koostumus: amiinit 10%, alkoholit 15%, kerosiini - loput.

Mrlibdenista puhdistetut liuokset sekä fosforin, arseenin, piin ja fluorin epäpuhtaudet lähetetään uuttamiseen.

Volframi uutetaan uudelleen orgaanisesta faasista ammoniakkivedellä (3-4 % NH3), jolloin saadaan ammoniumvolframaattiliuoksia, joista PVA eristetään haihduttamalla ja kiteyttämällä. Uutto suoritetaan sekoitin-selvittäjätyyppisissä laitteissa tai sykkivissä täytteissä olevissa kolonneissa.

Natriumvolframaattiliuosten uuttokäsittelyn edut ovat ilmeiset: teknologisen järjestelmän toimintojen määrä vähenee, on mahdollista suorittaa jatkuva prosessi ammoniumvolframaattiliuosten saamiseksi natriumvolframaattiliuoksista ja tuotantoalueet pienenevät.

Uuttoprosessin jätevesi voi sisältää 80-100 mg/l amiiniseosta sekä korkeampien alkoholien ja kerosiinin epäpuhtauksia. Näiden ympäristölle haitallisten epäpuhtauksien poistamiseksi käytetään vaahdotusta ja adsorptiota aktiivihiilelle.

Uuttotekniikkaa käytetään ulkomaisissa yrityksissä ja sitä käytetään myös kotimaisissa tehtaissa.

Ioninvaihtohartsien käyttö on natriumvolframaattiliuosten käsittelyjärjestelmän suunta, joka kilpailee uuttamisen kanssa. Tätä tarkoitusta varten käytetään matalaemäksisiä anioninvaihtimia, jotka sisältävät amiiniryhmiä (usein tertiäärisiä amiineja) tai amfoteerisia hartseja (amfolyyttejä), jotka sisältävät karboksyyli- ja amiiniryhmiä. pH:ssa 2,5+3,5 volframipolyanionit sorboituvat hartseille ja joidenkin hartsien kokonaiskapasiteetti on 1700-1900 mg W03 per 1 g hartsia. 8C>5~-muodossa olevan hartsin tapauksessa sorptio ja eluointi kuvataan yhtälöillä, vastaavasti:

2tf2S04 + H4W12044; 5^"4H4W12O40 + 2SOf; (1,22)

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

Ioninvaihtomenetelmä kehitettiin ja sitä sovellettiin yhdessä Neuvostoliiton yrityksistä. Hartsin vaadittava kosketusaika liuoksen kanssa on 8-12 tuntia Prosessi suoritetaan jatkuvatoimisesti ioninvaihtokolonnisarjassa, jossa on suspendoitu hartsipedi. Monimutkaisempi seikka on PVA-kiteiden osittainen eristäminen eluointivaiheessa, mikä edellyttää niiden erottamista hartsihiukkasista. Eluoinnin tuloksena saadaan 150–170 g/l W03:a sisältäviä liuoksia, jotka syötetään PVA:n haihduttamiseen ja kiteytymiseen.

Ioninvaihtoteknologian haittana uuttamiseen verrattuna on epäsuotuisa kinetiikka (kosketusaika 8-12 tuntia vs. uutto 5-10 minuuttia). Samanaikaisesti ioninvaihtimien etuja ovat orgaanisia epäpuhtauksia sisältävien jäteliuosten puuttuminen sekä hartsien paloturvallisuus ja myrkyttömyys.

Scheeliittirikasteiden hajottaminen hapoilla

Teollisessa käytännössä, pääasiassa korkealaatuisten scheeliittirikasteiden (70-75 % W03) käsittelyssä, käytetään scheeliittien suoraa hajottamista suolahapolla.

Hajoamisreaktio:

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

Melkein peruuttamaton. Hapon kulutus on kuitenkin paljon suurempi kuin stoikiometrisesti vaadittu (250–300 %), koska scheeliittihiukkasten päällä olevat volframihappokalvot estävät prosessia.

Hajotus suoritetaan suljetuissa reaktoreissa, joissa on sekoittimet, jotka on vuorattu haponkestävällä emalilla ja kuumennetaan höyryvaipan läpi. Prosessi suoritetaan 100 - 110 C:ssa. Hajoamisen kesto vaihtelee 4 - 6 - 12 tuntia, mikä riippuu jauhatusasteesta sekä rikasteen alkuperästä (erilaisten kerrostumien scheeliitit eroavat reaktiivisuudeltaan).

Yksi hoitokerta ei aina johda täydelliseen avautumiseen. Tässä tapauksessa, kun volframihappo on liuotettu ammoniakkiveteen, jäännös käsitellään uudelleen kloorivetyhapolla.

4-5 % molybdeeniä sisältävien scheeliitti-powelliittikonsentraattien hajoamisen aikana suurin osa molybdeenistä siirtyy kloorivetyhappoliuokseen, mikä selittyy molybdeenihapon suurella liukoisuudella suolahappoon. Joten 20 C:ssa 270 g/l HCl:ssä H2Mo04:n ja H2WO4:n liukoisuus on 182 ja 0,03 g/l, vastaavasti. Tästä huolimatta molybdeenin täydellistä erotusta ei saavuteta. Volframihapon sakat sisältävät 0,2-0,3 % molybdeeniä, jota ei voida uuttaa uudelleenkäsittelyllä suolahapolla.

Happomenetelmä eroaa scheeliitin hajotuksen alkalisista menetelmistä pienemmällä määrällä teknologisen kaavion operaatioita. Kuitenkin, kun käsitellään tiivisteitä, joissa on suhteellisen alhainen W03-pitoisuus (50-55 %) ja joissa on huomattava epäpuhtauspitoisuus, jotta saataisiin käsiteltyä ammoniumparavolframaattia, on suoritettava kaksi tai kolme ammoniakkipuhdistusta volframihaposta, mikä on epätaloudellista. . Siksi kloorivetyhapolla hajottamista käytetään enimmäkseen runsaiden ja puhtaiden scheeliittirikasteiden käsittelyssä.

Kloorivetyhapolla hajoamismenetelmän haittoja ovat hapon suuri kulutus, suuri määrä kalsiumkloridin jäteliuoksia ja niiden hävittämisen monimutkaisuus.

Jätteettömien teknologioiden luomistehtävien valossa typpihappomenetelmä scheeliittirikasteiden hajottamiseksi on kiinnostava. Tässä tapauksessa emoliuokset on helppo hävittää, jolloin saadaan nitraattisuoloja.

Sivu 1/25

Valtion budjetin ammattilainen

Karjalan tasavallan oppilaitos

"Kostamuksen ammattikorkeakoulu"

Sijainen ML:n johtaja __________________ T.S. Kubar

"_____" __________________________________________ 2019

LOPULLINEN PÄTEVYTYS

Aihe: "Volframimalmien pääasiallisen rikastusmenetelmän ylläpitäminen ja apukuivausprosessien käyttö Primorsky GOK:n teknisessä järjestelmässä"

Ryhmän opiskelija: Kuzich S.E.

4 kurssin ryhmä OPI-15 (41С)

Erikoisala 21.02.18

"Mineraalirikastus"

WRC:n johtaja: Volkovich O.V.

erikoisopettaja tieteenaloilla

Kostamus

2019

Johdanto…………………………………………………………………………………3

Tekninen osa…………………………………………………………………6

1.1 Volframimalmien yleiset ominaisuudet……………………………………….6

1.2 Volframimalmien taloudellinen arviointi……………………………………10

Volframimalmien rikastamisen tekninen kaavio Primorsky GOK:n esimerkissä…………………………………………………………..……11

2. Rikastustuotteiden kuivaus……………………………………………………………………

2.1. Kuivumisprosessien ydin………………………………………..17

2.2. Sentrifugointi……………………………………………………..……….24

3. Turvallisten työolojen järjestäminen………………………………………….30

3.1. Vaatimukset turvallisten työolojen luomiselle työpaikalla………………………………………………………………………………..30

3.2. Työpaikan turvallisuuden ylläpitoa koskevat vaatimukset…….…..32

3.3. Yrityksen työntekijöiden turvallisuusvaatimukset…………32

Johtopäätös………………………………………………………………….…..…..34

Luettelo käytetyistä lähteistä ja kirjallisuudesta……………………………..36

Johdanto

Mineraalirikastus - on teollisuus, joka prosessoi kiinteitä mineraaleja tarkoituksenaan saada rikasteita, ts. tuotteet, joiden laatu on korkeampi kuin raaka-aineiden laatu ja täyttää vaatimukset niiden jatkokäytölle kansantaloudessa.Mineraalit ovat kansantalouden perusta, eikä ole yhtä toimialaa, jossa mineraaleja tai niiden jalostustuotteita ei käytettäisi.

Yksi näistä mineraaleista on volframi - metalli, jolla on ainutlaatuiset ominaisuudet. Sillä on metallien korkein kiehumis- ja sulamispiste, samalla kun sillä on pienin lämpölaajenemiskerroin. Lisäksi se on yksi kovimmista, raskaimmista, stabiileimmista ja tiheimmistä metalleista: volframin tiheys on verrattavissa kullan ja uraanin tiheyteen ja on 1,7 kertaa suurempi kuin lyijyn.Tärkeimmät volframimineraalit ovat scheeliitti, hübneriitti ja volframiitti. Mineraalityypistä riippuen malmit voidaan jakaa kahteen tyyppiin; scheeliitti ja wolframiitti. Kun käsitellään volframia sisältäviä malmeja, painovoima-, vaahdotus-, magneetti- ja myös sähköstaattinen,hydrometallurgiset ja muut menetelmät.

Viime vuosina kovametalliseoksia, jotka perustuvat volframikarbidiin, on käytetty laajalti. Tällaisia seoksia käytetään jyrsijöinä, poranterien, kylmälangan vetämiseen tarkoitettujen muottien, muottien, jousien, pneumaattisten työkalujen osien, polttomoottoreiden venttiileiden, korkeissa lämpötiloissa toimivien mekanismien kuumuutta kestävien osien valmistukseen. Pinnoitettavia kovia metalliseoksia (stelliittejä), jotka koostuvat volframista (3-15 %), kromista (25-35 %) ja koboltista (45-65 %) pienellä määrällä hiiltä, käytetään mekanismien nopeasti kuluvien osien pinnoittamiseen ( turbiinien siivet, kaivinkonelaitteet jne.). Volframiseoksia nikkelin ja kuparin kanssa käytetään lääketieteen gammasäteilyltä suojaavien näyttöjen valmistukseen.

Metallivolframia käytetään sähkötekniikassa, radiotekniikassa, röntgentekniikassa: sähkölamppujen filamenttien valmistukseen, korkean lämpötilan sähköuunien lämmittimiin, röntgenputkien antikatodeihin ja katodeihin, tyhjiölaitteisiin ja paljon muuta. Volframiyhdisteitä käytetään väriaineina, palonkestävyyden ja vedenkestävyyden lisäämiseksi kankaille, kemiassa - herkänä reagenssina alkaloideille, nikotiinille, proteiinille, katalysaattorina korkeaoktaanisen bensiinin tuotannossa.

Volframia käytetään laajalti myös sotilas- ja avaruusteknologian tuotannossa (panssarilevyt, panssaritornit, kiväärin ja aseen piiput, raketin ytimet jne.).

Maailman volframin kulutuksen rakenne muuttuu jatkuvasti. Joillakin teollisuudenaloilla se on korvattu muilla materiaaleilla, mutta uusia käyttöalueita on syntymässä. Joten 1900-luvun ensimmäisellä puoliskolla jopa 90% volframista käytettiin terästen seostukseen. Tällä hetkellä alaa hallitsee volframikarbidin tuotanto, ja volframimetallin käyttö on yhä tärkeämpää. Viime aikoina on avattu uusia mahdollisuuksia käyttää volframia ympäristöystävällisenä materiaalina. Volframi voi korvata lyijyä erilaisten ampumatarvikkeiden valmistuksessa ja löytää käyttökohteen myös urheiluvälineiden, erityisesti golfmailojen ja pallojen valmistuksessa. Kehitys näillä alueilla on käynnissä Yhdysvalloissa. Tulevaisuudessa volframin pitäisi korvata köyhdytetty uraani suurikaliiperisten ammusten tuotannossa. 1970-luvulla, jolloin volframin hinnat olivat noin 170 dollaria. 1 % WO-pitoisuutta kohti 3 1 tuotetonnia kohden Yhdysvallat ja sitten jotkut Nato-maat korvasivat volframin raskaassa ammuksissa köyhdytetyllä uraanilla, joka oli samoilla teknisillä ominaisuuksilla huomattavasti halvempaa.

Volframi kemiallisena alkuaineena kuuluu raskasmetallien ryhmään ja kuuluu ympäristön kannalta kohtalaisen myrkylliseen (II-III luokka). Tällä hetkellä volframin aiheuttaman ympäristön saastumisen lähteitä ovat volframia sisältävien mineraalien raaka-aineiden etsintä-, louhinta- ja käsittelyprosessit (rikastus ja metallurgia). Käsittelyn seurauksena tällaisia lähteitä ovat käyttämättömät kiinteät jätteet, jätevedet, pöly volframipitoiset hienojakoiset hiukkaset. Volframimalmien rikastamisen yhteydessä muodostuu kiinteitä kaatopaikkojen ja erilaisten rikastushiekkaiden muodossa olevia jätteitä. Jalostuslaitosten jätevettä edustavat rikastusjätteen kaatopaikat, joita käytetään kierrätysvedenä jauhatus- ja vaahdotusprosesseissa.

Lopputyön tarkoitus: perustella volframimalmien rikastamisen teknologinen kaavio Primorsky GOK:n esimerkillä ja dehydratointiprosessien olemus tässä teknisessä kaaviossa.

Keksintö koskee menetelmää rikastusjätteen monimutkaiseksi prosessoimiseksi volframia sisältävien malmien rikastamiseksi. Menetelmään kuuluu niiden luokittelu hienojakeisiin ja karkeisiin jakeisiin, hienojakeiden ruuvierotus volframituotteen saamiseksi ja sen uudelleenpuhdistus. Samanaikaisesti puhdistus suoritetaan ruuvierottimella, jotta saadaan raakaa volframirikastetta, joka viimeistellään rikastuspöydillä gravitaatiovolframirikasteen saamiseksi, joka vaahdotetaan korkealaatuisen käsitellyn volframikonsentraatin saamiseksi ja sulfidia sisältävä tuote. Ruuvierottimen ja tiivistystaulukon pyrstö yhdistetään ja paksunnetaan. Samalla sakeuttamisen jälkeen saatu viemäri syötetään rikastushiekkaiden luokitukseen volframia sisältävien malmien rikastamista varten ja sakeutettu tuote rikastetaan ruuvinerottimella, jotta saadaan toissijainen rikastushiekka ja volframituote, joka lähetetään. puhdistamista varten. Teknisenä tuloksena on rikastushiekan käsittelysyvyyden lisääminen volframipitoisten malmien rikastamiseksi. 1 z.p. f-ly, 1 välilehti, 1 ill.

Keksintö koskee mineraalien rikastamista ja sitä voidaan käyttää volframipitoisten malmien rikastushiekka-aineen käsittelyssä.

Kun käsitellään volframia sisältäviä malmeja sekä rikastushiekkaita niiden rikastamista varten, käytetään painovoimaa, vaahdotus-, magneettisia sekä sähköstaattisia, hydrometallurgisia ja muita menetelmiä (katso esimerkiksi Burt P.O., mukana K. Mills. Gravitational rikastustekniikka Käännetty englannista - M.: Nedra, 1990). Joten hyödyllisten komponenttien (mineraalien raaka-aineiden) alustavaan väkevöintiin käytetään fotometristä ja lumometristä lajittelua (esimerkiksi Mount Carbinen ja King Islandin käsittelylaitokset), rikastamista raskaissa väliaineissa (esimerkiksi portugalilainen Panasqueran tehdas ja englantilainen tehdas). Hemerdanin tehdas). ), jiggaus (erityisesti huonot raaka-aineet), magneettinen erotus heikon magneettikentässä (esim. rikkikiisu, pyrrotiitin eristämiseksi) tai voimakas magneettierotus (volframiitin ja kassiteriitin erottamiseksi).

Volframia sisältävän lietteen käsittelyssä tunnetaan Kiinan kansantasavallassa ja Kanadan Mount Plisadin tehtaalla käytettävän flotaatiota, erityisesti wolframiittia, ja joissakin tehtaissa vaahdotus korvasi painovoimarikastuksen kokonaan (esim. Jokbergin tehtaat, Ruotsi ja Mittersil, Itävalta).

On myös tunnettua käyttää ruuvierottimia ja ruuvilukkoja volframipitoisten malmien, vanhojen kaatopaikkojen, vanhentuneiden rikastusjätteiden ja lietteen rikastamiseen.

Joten esimerkiksi käsiteltäessä vanhoja volframimalmin kaatopaikkoja Cherdoyak-tehtaalla (Kazakstan), alkuperäinen kaatomateriaali murskauksen ja 3 mm:n hienoksi jauhamisen jälkeen rikastettiin jiggauskoneissa, joiden alakokoinen tuote puhdistettiin sitten keskittymistaulukko. Teknologinen suunnitelma sisälsi myös rikastuksen ruuvierottimilla, joista 75-77 % WO 3 uutettiin 25-30 % rikastustuotteiden tuotolla. Ruuvierotus mahdollisti WO 3:n uuttamisen lisäämisen 3-4 % (katso esim. Anikin M.F., Ivanov V.D., Pevzner M.L. "Ruuveparottimet malminkäsittelyyn", Moskova, kustantamo "Nedra", 1970, 132 p.).

Vanhojen kaatopaikkojen käsittelyn teknologisen järjestelmän haittoja ovat korkea kuormitus prosessin kärjessä jigging-operaatiossa, riittämättömän korkea WO 3:n uuttaminen ja rikastustuotteiden merkittävä saanto.

Tunnettu menetelmä volframirikasteen liittämiseksi tuotantoon prosessoimalla moly(tehdas "Climax molybdenum", Kanada). Volframia sisältävät rikastusjätteet erotetaan ruuvierottelulla volframijätteeksi (kevyt fraktio), primaarinen wolframiitti-kasiteriittirikaste. Jälkimmäinen altistetaan hydrosyklonille ja lietteen poisto johdetaan rikastusjätteeseen ja hiekkafraktio 50 % S (sulfideja) sisältävän rikkikiisurikasteen vaahdotuserotukseen ja sen ulostulo rikastusjätteeseen. Sulfidivaahdotuksen kammiotuote puhdistetaan ruuvierottelulla ja/tai kartioilla, jolloin saadaan rikkikiisupitoista jätettä ja wolframiitti-kasiteriittirikastetta, joka käsitellään konsentraatiopöydillä. Samalla saadaan volframiitti-kasiteriittirikastetta ja rikastushiekkantaa. Raakakonsentraatti puhdistetaan uudelleen peräkkäin puhdistamalla se raudasta magneettierotuksen avulla, poistamalla siitä monatsiitti vaahdotuksella (fosfaattivaahdotus) ja sitten dehydratoidaan, kuivataan, luokitellaan ja erotetaan vaiheittaisella magneettierottelulla tiivisteeksi, jonka pitoisuus on 65 g. % WO 3 vaiheen I jälkeen ja 68 % WO 3 vaiheen II jälkeen. Hanki myös ei-magneettinen tuote - tina(kasiteriitti)tiiviste, joka sisältää ~35% tinaa.

Tälle käsittelymenetelmälle on ominaista haitat - monimutkaisuus ja monivaiheisuus sekä korkea energiaintensiteetti.

On olemassa tunnettu menetelmä volframin lisäuutolle painovoimarikastuksen rikastusjätteestä (tehdas "Boulder", USA). Painovoimarikastuksen rikastushiekka murskataan, poistetaan kalkinpoistosta luokittimessa, jonka hiekka erotetaan hydraulisilla luokittelijoilla. Tuloksena saadut luokat rikastetaan erikseen pitoisuustaulukoissa. Karkea rikastushiekka palautetaan jauhatuskiertoon, ja hienojakoinen rikastushiekka sakeutetaan ja rikastetaan uudelleen lietepöydillä valmiin rikasteen saamiseksi, rikastushiekka uudelleen jauhamista varten ja rikastushiekka, joka lähetetään vaahdotukseen. Karkeampi vaahdotustiiviste puhdistetaan kerran. Alkuperäinen malmi sisältää 0,3-0,5 % WO3:a; volframin uutto saavuttaa 97 %, ja noin 70 % volframista otetaan talteen vaahdottamalla. Volframipitoisuus vaahdotusrikasteessa on kuitenkin alhainen (noin 10 % WO 3:a) (katso Polkin S.I., Adamov E.V. Enrichment of non-ferrous metal ores. Oppikirja yliopistoille. M., Nedra, 1983, 213 s.)

Painovoimarikastusrikastushiekan käsittelyn teknologisen järjestelmän haittoja ovat prosessin kärjessä oleva suuri kuormitus rikastusoperaatiossa väkevöitystaulukoilla, monikäyttö, tuloksena olevan rikasteen huono laatu.

Tunnettu menetelmä scheeliittiä sisältävien rikastushiekkojen käsittelemiseksi vaarallisten aineiden poistamiseksi niistä ja vaarattomien ja malmimineraalien käsittelemiseksi parannetulla erotusprosessilla (erottelu) (KR 20030089109, SNAE et al., 21.11.2003). Menetelmä sisältää vaiheet: scheeliittiä sisältävien rikastushiekkojen homogenisoiva sekoitus, massan syöttäminen reaktoriin, massan "suodatus" seulalla erilaisten vieraiden aineiden poistamiseksi, sen jälkeen massan erottaminen ruuvierottelulla, sakeutus ja kuivaus. ei-metalliset mineraalit kakun saamiseksi, kakun kuivaaminen pyörivässä kuivaimessa, kuivakakun murskaus vasaramyllyllä, joka toimii suljetussa syklissä seulalla, murskattujen mineraalien erottaminen mikronerottimella pienten ja karkeiden jyvien fraktioiksi (rakeet) sekä karkearakeisen jakeen magneettinen erotus magneettisten mineraalien ja scheeliittiä sisältävän ei-magneettisen jakeen saamiseksi. Tämän menetelmän haittana on monikäyttöisyys, märän kakun energiaintensiivisen kuivauksen käyttö.

On tunnettu menetelmä volframin lisäämiseksi uuttamiseen Ingichkan kaivoksen käsittelylaitoksen rikastusjätteestä (katso A.B. Ezhkov, Kh.T. v.1, MISiS, M., 2001). Menetelmä sisältää massan valmistuksen ja sen kalkinpoiston hydrosyklonissa (luokan poisto - 0,05 mm), sen jälkeen kalkinpoiston erotuksen kartioerottimessa, kartioerotinkonsentraatin kaksivaiheisen uudelleenpuhdistuksen konsentraatiotaulukoilla, jolloin saadaan tiiviste, joka sisältää 20,6 % WO3, keskimääräinen saanto 29,06 %. Tämän menetelmän haittoja ovat tuloksena olevan konsentraatin heikko laatu ja riittämätön WO3:n uutto.

Ingichkinskajan rikastuslaitoksen rikastushiekan gravitaatiorikastamista koskevien tutkimusten tulokset kuvataan (katso S.V. » // Mining Bulletin of Uzbekistan, 2008, nro 3).

Lähin patentoitua teknistä ratkaisua on menetelmä volframin erottamiseksi vanhentuneesta rikastusjätteestä volframia sisältävien malmien rikastamiseksi (Artemova O.S. Teknologian kehittäminen Dzhida VMK:n vanhentuneesta rikastusjätteestä. Tiivistelmä teknisen kandidaatin opinnäytetyöstä tieteet, Irkutskin valtion teknillinen yliopisto, Irkutsk, 2004 - prototyyppi).

Tämän menetelmän mukainen teknologia volframin erottamiseksi vanhentuneesta rikastusrikasteesta sisältää karkean volframia sisältävän rikasteen ja keskituotteen, kultapitoisen tuotteen ja sekundäärisen rikastushiekan saamiseksi gravitaatiomenetelmillä märkärikastusmenetelmällä - ruuvi- ja keskipakoerotus - ja myöhemmän viimeistelyn. saadusta karkeasta konsentraatista ja keskipakotuotteesta käyttämällä painovoimarikastusta (keskipako) ja magneettierotusta, jotta saadaan standardi volframikonsentraatti, joka sisältää 62,7 % WO 3:a ja uuttamalla 49,9 % WO 3:a.

Tämän menetelmän mukaan vanhentuneet hännät luokitellaan ensisijaisesti siten, että 44,5 % massasta vapautuu. sekundääriseen rikastusjätteeseen +3 mm:n osuuden muodossa. -3 mm rikastushiekkajae jaetaan -0,5 ja +0,5 mm luokkiin, joista jälkimmäisestä saadaan ruuvierottelulla karkea rikaste ja jätteet. Jake -0,5 mm jaetaan luokkiin -0,1 ja +0,1 mm. Luokasta +0,1 mm erotetaan keskipakoerottelulla karkea rikaste, jolle, kuten karkealle ruuvierotustiivisteelle, suoritetaan keskipakoerotus, jolloin saadaan raakaa volframirikastetta ja kultapitoista tuotetta. Ruuvi- ja keskipakoerotuksen rikastusjätteet murskataan -0,1 mm:iin suljetussa syklissä luokittelulla ja jaetaan sitten luokkiin -0,1 + 0,02 ja -0,02 mm. Luokka -0,02 mm poistetaan prosessista sekundäärijätteenä. Luokka -0,1+0,02 mm on rikastettu keskipakoerottelulla, jolloin saadaan sekundäärijätteen rikastushiekka ja volframijauhe, joka lähetetään puhdistettaviksi magneettierottelulla yhdessä keskipakoerotustiivisteen kanssa, joka on jauhettu hienoksi -0,1 mm:iin. Tässä tapauksessa saadaan volframirikaste (magneettinen fraktio) ja väliaineet (ei-magneettinen fraktio). Jälkimmäiselle suoritetaan magneettinen erotus II vapauttamalla ei-magneettinen fraktio sekundääriseen rikastushiekkaan ja volframirikaste (magneettinen fraktio), jota rikastetaan peräkkäin keskipako-, magneetti- ja jälleen keskipakoerottelulla, jolloin saadaan käsitelty volframirikaste, jonka sisältö on 62,7 % WO 3:a teholla 0,14 % ja talteenotolla 49,9 %. Samanaikaisesti keskipakoerottelujen rikastushiekka ja ei-magneettinen fraktio lähetetään toisiojätteisiin, joiden kokonaistuotanto raakavolframirikasteen viimeistelyvaiheessa on 3,28 % ja WO 3 -pitoisuus niissä 2,1 %. .

Tämän menetelmän haittoja ovat monitoimiprosessi, joka sisältää 6 luokitusoperaatiota, 2 uudelleenhiontatoimintoa sekä 5 keskipakooperaatiota ja 3 magneettierotusoperaatiota suhteellisen kalliilla laitteistoilla. Samaan aikaan raa'an volframirikasteen jalostaminen standardiin liittyy suhteellisen korkean volframipitoisuuden (2,1 % WO 3) sekundäärisen rikastusjätteen tuotantoon.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena on parantaa rikastusrikastushiekan käsittelymenetelmää, mukaan lukien vanhentuneet kaatojätteet volframipitoisten malmien rikastamiseksi, korkealaatuisen volframirikasteen ja sulfidipitoisen tuotteen saamiseksi volframipitoisuuden vähentämisen ohella. toissijaisissa rikastusjätteissä.

Patentoitu menetelmä rikastushiekkaiden monimutkaiseen käsittelyyn volframipitoisten malmien rikastamiseksi sisältää rikastushiekan luokittelun hienojakeisiin ja karkeisiin jakeisiin, hienojakeiden ruuvierottelun volframituotteen saamiseksi, volframituotteen uudelleenpuhdistuksen ja viimeistelyn, jotta saadaan aikaan. korkealaatuinen volframirikaste, sulfidipitoinen tuote ja sekundaarijätteen rikastushiekka.

Menetelmä eroaa siinä, että tuloksena oleva volframituote puhdistetaan uudelleen ruuvierottimella karkean rikasteen ja rikastushiekan saamiseksi, karkealle tiivisteelle viimeistellään rikastuspöydillä gravitaatiovolframirikasteen ja rikastusjätteen saamiseksi. Konsentraatiotaulukon ja puhdistusruuvierottimen pyrstö yhdistetään ja alistetaan sakeuttamiselle, sitten sakeutuspurkaus syötetään luokitteluvaiheeseen teknologisen kaavion kärjessä ja sakeutettu tuote rikastetaan ruuvierottimella toissijaisen jätteen saamiseksi. rikastushiekka ja volframituote, joka lähetetään puhdistukseen. Grsuoritetaan vaahdotus, jotta saadaan korkealaatuinen standardi volframikonsentraatti (62 % WO 3) ja sulfidipitoinen tuote, joka prosessoidaan tunnetuilla menetelmillä.

Menetelmälle on tunnusomaista se, että rikastushiekka luokitellaan jakeisiin, pääasiassa +8 mm ja -8 mm.

Patentoidun menetelmän tekninen tulos on lisätä käsittelyn syvyyttä ja vähentää samalla teknisten toimenpiteiden määrää ja niihin kohdistuvaa kuormitusta, koska prosessin päähän erottuu suurin osa alkujätteestä (yli 90 %). toissijainen rikastushiekka käyttämällä yksinkertaisempaa suunnittelua ja energiaa säästävää ruuvierotustekniikkaa. Tämä vähentää dramaattisesti myöhempien rikastusoperaatioiden kuormitusta sekä pääoma- ja käyttökustannuksia, mikä varmistaa rikastusprosessin optimoinnin.

Patentoidun menetelmän tehokkuus näkyy esimerkissä Ingichkinskajan rikastuslaitoksen rikastushiekan monimutkaisesta käsittelystä (katso piirustus).

Jalostus alkaa rikastushiekan luokittelulla pieniin ja suuriin jakeisiin, jolloin sekundääririkastus erotetaan suuren jakeen muodossa. Rikastushiekan hienojae ruuvierotetaan siten, että se erotetaan teknologisen prosessin päässä suurimman osan alkuperäisestä rikastusrikasteesta (yli 90 %) toissijaisiin rikastushiekkaihin. Näin voidaan merkittävästi vähentää myöhempien toimintojen kuormitusta, pääomakustannuksia ja käyttökustannuksia vastaavasti.

Tuloksena oleva volframituote puhdistetaan uudelleen ruuvierottimella raakarikasteen ja rikastusjätteen saamiseksi. Raakarikaste jalostetaan väkevöintitaulukoilla painovoimaisen volframirikasteen ja rikastushiekan saamiseksi.

Väkevöintipöydän ja kierteisen puhdistuserottimen rikastusjätteet yhdistetään ja sakeutetaan esimerkiksi sakeuttajassa, mekaanisessa luokittimessa, hydrosyklonissa ja muissa laitteissa. Sakeutusviemäri syötetään luokitteluvaiheeseen teknologisen kaavion kärjessä ja sakeutettua tuotetta rikastetaan ruuvinerottimella, jolloin saadaan toissijainen rikastushiekka ja volframituote, joka lähetetään puhdistukseen.

Painovoimainen volframikonsentraatti tuodaan vaahdottamalla korkealaatuiseksi ehdolliseen volframikonsentraatiksi (62 % WO 3) sulfidia sisältävän tuotteen saamiseksi.

Siten korkealaatuinen (62 % WO 3 ) käsitelty volframirikaste eristetään volframia sisältävistä rikasteista, kun se saavuttaa suhteellisen korkean WO 3:n talteenoton, noin 49 %, ja suhteellisen alhaisen volframipitoisuuden (0,04 % WO 3 ) sekundäärijätteen rikastusjätteissä.

Syntynyt sulfidipitoinen tuote käsitellään tunnetulla tavalla, siitä valmistetaan esimerkiksi rikkihappoa ja rikkiä, ja sitä käytetään myös korjaavana lisäaineena sementtien valmistuksessa.

Korkealaatuinen käsitelty volframikonsentraatti on erittäin nestemäinen myyntikelpoinen tuote.

Kuten patentoidun menetelmän toteutuksen tuloksista seuraa Ingichkinskaya-rikastimen volframia sisältävien malmien rikastamiseen tarkoitettujen vanhentuneiden rikastushiekkaiden esimerkissä, sen tehokkuus on osoitettu prototyyppimenetelmään verrattuna (katso taulukko). VAIKUTUS: sulfidipitoisen tuotteen lisäsaanti, kulutetun makean veden määrä vähenee vesikierron luomisen vuoksi. Se luo mahdollisuuden käsitellä huomattavasti huonompia rikastushiekkareita (0,09 % WO 3) ja vähentää merkittävästi volframipitoisuutta sekundäärijätteissä (jopa 0,04 % WO 3). Lisäksi teknisten toimintojen määrää on vähennetty ja useimpien niistä kuormitusta on vähennetty johtuen teknologisen prosessin pääosassa olevan alkurikasteen (yli 90 %) erotuksesta toissijaiseksi rikastusrikasteeksi yksinkertaisempi ja vähemmän energiaa kuluttava ruuvierotustekniikka, joka alentaa laitteiden hankinta- ja käyttökustannuksia.

1. Menetelmä rikastushiekkaiden monimutkaiseen käsittelyyn volframia sisältävien malmien rikastamiseksi, mukaan lukien niiden luokittelu hienojakeisiin ja karkeisiin jakeisiin, hienojakeiden ruuvierotus volframituotteen saamiseksi, sen puhdistus ja viimeistely korkealaatuisen tuotteen saamiseksi volframirikaste, sulfidipitoinen tuote ja sekundääriset rikastusjätteet, tunnettu siitä, että ruuvierotuksen jälkeen saatu volframituote puhdistetaan uudelleen ruuvierottimella raaka volframirikasteen saamiseksi, tuloksena oleva raakavolframirikaste viimeistellään väkevöitäessä. taulukot painovoimaisen volframikonsentraatin saamiseksi, joka vaahdotetaan korkealaatuisen käsitellyn volframikonsentraatin ja sulfidipitoisen tuotteen saamiseksi, ruuvierottimen ja väkevöintipöydän päät yhdistetään ja sakeutetaan, sakeuttamisen jälkeen saatu valuma on syötetään volframia sisältävien malmien rikastamiseen tarkoitettujen rikastushiekkojen luokitukseen, ja rikastetaan ruuvierottimella, jotta saadaan toissijainen rikastusjäännös ja volframituote, joka lähetetään puhdistukseen.