Անագի և վոլֆրամի հանքաքարերի և պլաստերների հարստացում: Վոլֆրամի հանքաքարերի հարստացման հիմնական մեթոդի պահպանում և օժանդակ ջրազրկման գործընթացների կիրառում տեխնոլոգիական սխեմայում

Քիմիական տարրը վոլֆրամն է։

Նախքան վոլֆրամի արտադրությունը նկարագրելը, անհրաժեշտ է կարճ շեղում կատարել պատմության մեջ։ Այս մետաղի անունը գերմաներենից թարգմանվում է որպես «գայլի սերուցք», տերմինի ծագումը վերադառնում է ուշ միջնադար:

Տարբեր հանքաքարերից անագ ստանալիս նկատվել է, որ այն որոշ դեպքերում կորել է՝ անցնելով փրփրած խարամի՝ «որպես գայլի որսը խժռող»։

Փոխաբերությունը արմատացավ՝ անունը տալով ավելի ուշ ստացված մետաղին, այն ներկայումս օգտագործվում է աշխարհի շատ լեզուներով: Բայց անգլերենում, ֆրանսերենում և մի քանի այլ լեզուներում վոլֆրամն այլ կերպ է կոչվում՝ «ծանր քար» փոխաբերությունից (շվեդերեն վոլֆրամ): Բառի շվեդական ծագումը կապված է շվեդ հայտնի քիմիկոս Շելիի փորձերի հետ, ով առաջին անգամ վոլֆրամի օքսիդ ստացավ հետագայում իր անունով (շեյլիտ) հանքաքարից։

Շվեդ քիմիկոս Շելեն, ով հայտնաբերեց վոլֆրամը:

Վոլֆրամի մետաղի արդյունաբերական արտադրությունը կարելի է բաժանել 3 փուլի.

• հանքաքարի հարստացում և վոլֆրամ անհիդրիտի արտադրություն;
• նվազեցում դեպի փոշի մետաղ;
• միաձույլ մետաղի ստացում.

Հանքաքարի հարստացում

Վոլֆրամը բնության մեջ ազատ վիճակում չի հանդիպում, այն առկա է միայն տարբեր միացությունների բաղադրության մեջ։

• վոլֆրամիտ
• scheelites

Այս հանքաքարերը հաճախ պարունակում են փոքր քանակությամբ այլ նյութեր (ոսկի, արծաթ, անագ, սնդիկ և այլն), չնայած լրացուցիչ օգտակար հանածոների շատ ցածր պարունակությանը, երբեմն դրանց արդյունահանումը հարստացման ընթացքում տնտեսապես հնարավոր է:

1. Հարստացումը սկսվում է ժայռերի մանրացման և մանրացման հետ: Այնուհետեւ նյութն ուղարկվում է հետագա մշակման, որի մեթոդները կախված են հանքաքարի տեսակից։ Վոլֆրամիտի հանքաքարերի հարստացումը սովորաբար իրականացվում է գրավիտացիոն եղանակով, որի էությունը երկրագնդի ձգողականության և կենտրոնախույս ուժի համակցված ուժերի կիրառումն է, միներալները բաժանվում են քիմիական և ֆիզիկական հատկություններով՝ խտություն, մասնիկների չափսեր, թրջելիություն։ Այսպես է տարանջատվում թափոն ապարը, և խտանյութը մագնիսական տարանջատման միջոցով հասցվում է անհրաժեշտ մաքրության: Ստացված խտանյութում վոլֆրամիտի պարունակությունը տատանվում է 52-ից 85%:
2. Շելիտը, ի տարբերություն վոլֆրամիտի, մագնիսական միներալ չէ, ուստի մագնիսական տարանջատումը դրա վրա չի կիրառվում։ Շեյլիտի հանքաքարերի համար հարստացման ալգորիթմը տարբեր է: Հիմնական մեթոդը ֆլոտացիան է (մասնիկների բաժանման գործընթացը ջրային կախույթում), որին հաջորդում է էլեկտրաստատիկ տարանջատումը: Շեյլիտի կոնցենտրացիան կարող է լինել մինչև 90% վարդակից: Հանքաքարերը նույնպես բարդ են, որոնք պարունակում են միաժամանակ վոլֆրամիտներ և շելիտներ: Դրանց հարստացման համար օգտագործվում են մեթոդներ, որոնք համատեղում են ինքնահոս և ֆլոտացիոն սխեմաները։
   
   Եթե ​​անհրաժեշտ է խտանյութը հետագայում մաքրել սահմանված չափորոշիչներին համապատասխան, ապա կիրառվում են տարբեր ընթացակարգեր՝ կախված կեղտերի տեսակից: Ֆոսֆորի անմաքրությունը նվազեցնելու համար շելիտի խտանյութերը սառը վիճակում մշակվում են աղաթթվով, մինչդեռ կալցիտը և դոլոմիտը հանվում են: Պղինձը, մկնդեղը, բիսմութը հեռացնելու համար օգտագործվում է բովում, որից հետո բուժումը թթուներով։ Կան նաև մաքրման այլ մեթոդներ.

Վոլֆրամը խտանյութից լուծվող միացության վերածելու համար օգտագործվում են մի քանի տարբեր մեթոդներ։

1. Օրինակ, կոնցենտրատը ցողում են սոդայի ավելցուկով, այդպիսով ստացվում է նատրիումի վոլֆրամիտ:
2. Կարելի է կիրառել նաև մեկ այլ մեթոդ՝ տարրալվացում. վոլֆրամը արդյունահանվում է սոդայի լուծույթով բարձր ջերմաստիճանի տակ, որին հաջորդում են չեզոքացումը և տեղումները։
3. Մեկ այլ միջոց է խտանյութը գազային քլորով մշակել: Այս գործընթացում առաջանում է վոլֆրամի քլորիդ, որը սուբլիմացիայի միջոցով անջատվում է այլ մետաղների քլորիդներից։ Ստացված արտադրանքը կարող է վերածվել վոլֆրամի օքսիդի կամ ուղղակիորեն օգտագործվել տարրական մետաղի վերամշակման համար:

Հարստացման տարբեր մեթոդների հիմնական արդյունքը վոլֆրամի եռօքսիդի արտադրությունն է։ Ավելին, հենց նա է գնում մետաղական վոլֆրամի արտադրությանը։ Դրանից ստացվում է նաեւ վոլֆրամի կարբիդ, որը շատ կոշտ համաձուլվածքների հիմնական բաղադրիչն է։ Գոյություն ունի վոլֆրամի հանքաքարի խտանյութերի ուղղակի վերամշակման մեկ այլ արտադրանք՝ ֆերոտունֆրամ։ Այն սովորաբար հալեցնում են սեւ մետալուրգիայի կարիքների համար։

Վոլֆրամի վերականգնում

Ստացված վոլֆրամի եռօքսիդը (վոլֆրամի անհիդրիտ) հաջորդ փուլում պետք է հասցվի մետաղի վիճակի: Վերականգնումն առավել հաճախ իրականացվում է լայնորեն կիրառվող ջրածնային մեթոդով։ Վոլֆրամի եռօքսիդով շարժվող տարան (նավակ) սնվում է վառարան, ճանապարհին ջերմաստիճանը բարձրանում է, ջրածինը մատակարարվում է դեպի այն։ Քանի որ մետաղը նվազում է, նյութի զանգվածային խտությունը մեծանում է, բեռնարկղերի բեռնման ծավալը նվազում է ավելի քան կեսով, հետևաբար, գործնականում օգտագործվում է 2 փուլով վազք՝ տարբեր տեսակի վառարանների միջոցով:

1. Առաջին փուլում վոլֆրամի եռօքսիդից առաջանում է երկօքսիդ, երկրորդում՝ երկօքսիդից վոլֆրամի մաքուր փոշի։
2. Այնուհետև փոշին մաղում են ցանցի միջով, խոշոր մասնիկները լրացուցիչ մանրացնում են՝ տվյալ հատիկի չափով փոշի ստանալու համար։

Երբեմն ածխածինը օգտագործվում է վոլֆրամի նվազեցման համար: Այս մեթոդը որոշակիորեն հեշտացնում է արտադրությունը, սակայն պահանջում է ավելի բարձր ջերմաստիճան: Բացի այդ, ածուխը և դրա կեղտը փոխազդում են վոլֆրամի հետ՝ ձևավորելով տարբեր միացություններ, որոնք հանգեցնում են մետաղի աղտոտման։ Ամբողջ աշխարհում արտադրության մեջ օգտագործվում են մի շարք այլ մեթոդներ, սակայն պարամետրերի առումով ջրածնի կրճատումն ամենաբարձր կիրառելիությունն ունի։

Միաձույլ մետաղի ձեռքբերում

Եթե ​​վոլֆրամի արդյունաբերական արտադրության առաջին երկու փուլերը լավ հայտնի են մետալուրգներին և օգտագործվել են շատ երկար ժամանակ, ապա փոշուց մոնոլիտ ստանալու համար պահանջվում էր հատուկ տեխնոլոգիայի մշակում։ Մետաղների մեծ մասը ստացվում է պարզ հալման միջոցով, այնուհետև գցվում է կաղապարների մեջ՝ վոլֆրամով իր հիմնական հատկության՝ թրմելիության պատճառով, նման ընթացակարգ անհնար է: Փոշուց կոմպակտ վոլֆրամ ստանալու մեթոդը, որն առաջարկվել էր 20-րդ դարի սկզբին ամերիկյան Քուլիջի կողմից, մեր ժամանակներում դեռ օգտագործվում է տարբեր տատանումներով։ Մեթոդի էությունն այն է, որ փոշին էլեկտրական հոսանքի ազդեցությամբ վերածվում է միաձույլ մետաղի։ Մետաղական վոլֆրամ ստանալու համար սովորական հալման փոխարեն պետք է անցնել մի քանի փուլ։ Դրանցից առաջինում փոշին սեղմում են հատուկ ձողեր-ձողերի մեջ։ Այնուհետև այս ձողերը ենթարկվում են սինթրման գործընթացի, և դա կատարվում է երկու փուլով.

1. 1. Նախ, մինչև 1300ºС ջերմաստիճանի դեպքում, ձողը նախապես թրծվում է իր ամրությունը մեծացնելու համար: Ընթացակարգն իրականացվում է հատուկ կնքված վառարանում՝ ջրածնի շարունակական մատակարարմամբ: Ջրածինը օգտագործվում է լրացուցիչ նվազման համար, այն ներթափանցում է նյութի ծակոտկեն կառուցվածքի մեջ, իսկ բարձր ջերմաստիճանի լրացուցիչ ազդեցության դեպքում սինթրած ձողի բյուրեղների միջև առաջանում է զուտ մետաղական շփում։ Շտապիկը այս փուլից հետո զգալիորեն կոփվում է՝ կորցնելով մինչև 5% չափս։
   2. Այնուհետեւ անցեք հիմնական փուլին `եռակցման: Այս գործընթացն իրականացվում է մինչև 3 հազարºC ջերմաստիճանում: Սյունը ամրացվում է սեղմող կոնտակտներով, և դրա միջով էլեկտրական հոսանք է անցնում։ Ջրածինը նույնպես օգտագործվում է այս փուլում՝ այն անհրաժեշտ է օքսիդացումը կանխելու համար։ Օգտագործվող հոսանքը շատ բարձր է, 10x10 մմ խաչմերուկ ունեցող ձողերի համար պահանջվում է մոտ 2500 Ա հոսանք, իսկ 25x25 մմ հատվածի համար՝ մոտ 9000 Ա։ Օգտագործված լարումը համեմատաբար փոքր է՝ 10-ից 20։ V. Միաձույլ մետաղի յուրաքանչյուր խմբաքանակի համար նախ եռակցվում է փորձարկման ձող, այն օգտագործվում է եռակցման ռեժիմը չափաբերելու համար: Եռակցման տևողությունը կախված է ձողի չափից և սովորաբար տատանվում է 15 րոպեից մինչև մեկ ժամ: Այս փուլը, ինչպես առաջինը, նույնպես հանգեցնում է ձողի չափի կրճատմանը։

Ստացված մետաղի խտությունը և հատիկի չափը կախված են ձողի սկզբնական հատիկի չափից և եռակցման առավելագույն ջերմաստիճանից: Չափերի կորուստը երկու սինթրման փուլերից հետո հասնում է մինչև 18% երկարության: Վերջնական խտությունը 17–18,5 գ/սմ² է։

Բարձր մաքրության վոլֆրամ ստանալու համար օգտագործվում են տարբեր հավելումներ, որոնք գոլորշիանում են եռակցման ժամանակ, օրինակ՝ սիլիցիումի և ալկալային մետաղների օքսիդները։ Տաքանալիս այդ հավելումները գոլորշիանում են՝ իրենց հետ տանելով այլ կեղտեր։ Այս գործընթացը նպաստում է լրացուցիչ մաքրմանը: Ջերմաստիճանի ճիշտ ռեժիմի կիրառման և սինթրման ժամանակ ջրածնի մթնոլորտում խոնավության հետքերի բացակայության դեպքում, նման հավելումների օգնությամբ վոլֆրամի մաքրման աստիճանը կարող է ավելացվել մինչև 99,995%:

Վոլֆրամից արտադրանքի արտադրություն

Արտադրության նկարագրված երեք փուլերից հետո սկզբնական հանքաքարից ստացված միաձույլ վոլֆրամն ունի յուրահատուկ հատկություններ։ Բացի հրակայունությունից, այն ունի շատ բարձր ծավալային կայունություն, ուժի պահպանում բարձր ջերմաստիճաններում և ներքին սթրեսի բացակայություն: Վոլֆրամն ունի նաև լավ ճկունություն և ճկունություն: Հետագա արտադրությունը ամենից հաճախ բաղկացած է մետաղալարերի գծումից: Սրանք տեխնոլոգիական համեմատաբար պարզ գործընթացներ են:

1. Բլանկները մտնում են պտտվող դարբնոցային մեքենա, որտեղ նյութը կրճատվում է:
2. Այնուհետև, գծելով, ստացվում է տարբեր տրամագծերի մետաղալար (գծանկարը հատուկ սարքավորումների վրա ձող քաշելն է նեղացող անցքերի միջով): Այսպիսով, դուք կարող եք ստանալ ամենաբարակ վոլֆրամի մետաղալարը 99,9995% դեֆորմացիայի ընդհանուր աստիճանով, մինչդեռ դրա ուժը կարող է հասնել 600 կգ / մմ²:

Վոլֆրամը սկսել է օգտագործվել էլեկտրական լամպերի թելերի համար դեռևս ճկուն վոլֆրամի արտադրության մեթոդի մշակումից առաջ։ Ռուս գիտնական Լոդիգինը, ով նախկինում արտոնագրել էր լամպի համար թելիկ օգտագործելու սկզբունքը, 1890-ականներին առաջարկեց օգտագործել պարույրի մեջ ոլորված վոլֆրամի մետաղալար՝ որպես այդպիսի թել: Ինչպե՞ս է վոլֆրամը ստացվել նման լարերի համար: Նախ պատրաստեցին վոլֆրամի փոշու խառնուրդ ինչ-որ պլաստիկացնողի հետ (օրինակ՝ պարաֆին), այնուհետև այս խառնուրդից բարակ թել սեղմեցին տվյալ տրամագծի անցքով, չորացրին և կալցինացրին ջրածնի մեջ։ Ստացվել է բավականին փխրուն մետաղալար, որի ուղղագիծ հատվածները ամրացվել են լամպի էլեկտրոդներին։ Փորձեր են եղել ձեռք բերել կոմպակտ մետաղ այլ մեթոդներով, սակայն, բոլոր դեպքերում, թելերի փխրունությունը մնացել է կրիտիկական բարձր։ Քուլիջի և Ֆինկի աշխատանքից հետո վոլֆրամի մետաղալարերի արտադրությունը ձեռք բերեց ամուր տեխնոլոգիական հիմք, և վոլֆրամի արդյունաբերական օգտագործումը սկսեց արագ աճել:

Ռուս գիտնական Լոդիգինի հորինած շիկացած լամպը։

Վոլֆրամի համաշխարհային շուկա

Վոլֆրամի արտադրության ծավալները կազմում են տարեկան մոտ 50 հազար տոննա։ Արտադրության, ինչպես նաև սպառման ծավալով առաջատարը Չինաստանն է, այս երկիրը տարեկան արդյունահանում է մոտ 41 հազար տոննա (Ռուսաստանը, համեմատության համար, 3,5 հազար տոննա է արտադրում)։ Ներկայում կարևոր գործոն է երկրորդային հումքի, սովորաբար վոլֆրամի կարբիդի ջարդոնի, սափրվելու, թեփի և վոլֆրամի փոշիացված մնացորդների վերամշակումը, նման վերամշակումն ապահովում է վոլֆրամի համաշխարհային սպառման մոտ 30%-ը:

Այրված շիկացած լամպերի թելերը գործնականում չեն վերամշակվում:

Վոլֆրամի համաշխարհային շուկան վերջերս ցույց է տվել վոլֆրամի թելերի պահանջարկի անկում: Դա պայմանավորված է լուսավորության ոլորտում այլընտրանքային տեխնոլոգիաների մշակմամբ. լյումինեսցենտային և լուսադիոդային լամպերը ագրեսիվորեն փոխարինում են սովորական շիկացած լամպերը ինչպես առօրյա կյանքում, այնպես էլ արդյունաբերության մեջ: Փորձագետները կանխատեսում են, որ առաջիկա տարիներին այս ոլորտում վոլֆրամի օգտագործումը կնվազի տարեկան 5%-ով։ Ընդհանուր առմամբ վոլֆրամի պահանջարկը չի նվազում, մի հատվածում կիրառելիության անկումը փոխհատուցվում է մյուսների, ներառյալ նորարարական արդյունաբերության ոլորտների աճով:

Վոլֆրամի հանքանյութեր, հանքաքարեր և խտանյութեր

Վոլֆրամը հազվագյուտ տարր է, նրա միջին պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է Յու-4% (ըստ զանգվածի)։ Հայտնի է վոլֆրամի մոտ 15 միներալ, սակայն գործնական նշանակություն ունեն միայն վոլֆրամիտների խմբի և շեյլիտի միներալները։

Վոլֆրամիտը (Fe, Mn)WO4 երկաթի և մանգանի վոլֆրամների իզոմորֆ խառնուրդ է (պինդ լուծույթ): Եթե ​​հանքանյութում կա 80%-ից ավելի երկաթի վոլֆրամ, ապա հանքանյութը կոչվում է ֆերբերիտ, մանգանի վոլֆրամի գերակշռության դեպքում (ավելի քան 80%)՝ հյուբներիիտ։ Այս սահմանների միջև ընկած բաղադրության մեջ գտնվող խառնուրդները կոչվում են վոլֆրամիտներ: Վոլֆրամիտների խմբի միներալները գունավոր են սև կամ շագանակագույն, ունեն բարձր խտություն (7D-7,9 գ/սմ3) և կարծրություն՝ հանքաբանական մասշտաբով 5-5,5։ Հանքանյութը պարունակում է 76,3-76,8% W03։ Վոլֆրամիտը թույլ մագնիսական է:

Scheelite CaWOA-ն կալցիումի վոլֆրամ է: Հանքանյութի գույնը սպիտակ, մոխրագույն, դեղին, շագանակագույն է։ Խտությունը 5,9-6,1 գ/սմ3, կարծրությունը՝ ըստ հանքաբանական սանդղակի 4,5-5։ Scheelite-ը հաճախ պարունակում է powellite-ի իզոմորֆ խառնուրդ՝ CaMo04: Երբ ճառագայթվում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներով, շեյլիտը ֆլուորեսվում է կապույտ - կապույտ լույսով: 1%-ից ավելի մոլիբդենի պարունակության դեպքում ֆլուորեսցենտը դառնում է դեղին: Շեյլիտը ոչ մագնիսական է:

Վոլֆրամի հանքաքարերը սովորաբար աղքատ են վոլֆրամով: W03-ի նվազագույն պարունակությունը հանքաքարերում, որոնց շահագործումը շահավետ է, ներկայումս կազմում է 0,14-0,15% խոշոր հանքավայրերի և 0,4-0,5% փոքր հանքավայրերի համար:

Վոլֆրամի միներալների հետ հանքաքարերում հանդիպում են մոլիբդենիտ, կասիտիտ, պիրիտ, արսենոպիրիտ, խալկոպիրիտ, տանտալիտ կամ կոլումբիտ և այլն։

Ըստ հանքաբանական բաղադրության՝ առանձնանում են հանքավայրերի երկու տեսակ՝ վոլֆրամիտ և շեյլիտ, իսկ ըստ հանքային գոյացությունների ձևի՝ երակային և կոնտակտային տեսակներ։

Երակային հանքավայրերում վոլֆրամի միներալները հիմնականում հանդիպում են փոքր հաստության (0,3-1 մ) քվարցային երակներում։ Հանքավայրերի կոնտակտային տեսակը կապված է գրանիտե ապարների և կրաքարերի շփման գոտիների հետ: Բնորոշվում են շեյլիտ կրող սկարնի նստվածքներով (սկարները սիլիցիֆիկացված կրաքարեր են)։ Սկարնի տիպի հանքաքարերը ներառում են Տիրնի-Աուզսկոյե հանքավայրը, ամենամեծը ԽՍՀՄ-ում, Հյուսիսային Կովկասում։ Երակային նստվածքների եղանակային քայքայման ժամանակ կուտակվում են վոլֆրամիտը և շելիտը՝ առաջացնելով պլազերներ։ Վերջինիս մոտ վոլֆրամիտը հաճախ զուգակցվում է կազիտիտի հետ։

Վոլֆրամի հանքաքարերը հարստացվում են 55-65% W03 պարունակող ստանդարտ խտանյութեր ստանալու համար: Վոլֆրամիտի հանքաքարերի հարստացման բարձր աստիճանը ձեռք է բերվում տարբեր մեթոդների կիրառմամբ՝ ինքնահոս, ֆլոտացիա, մագնիսական և էլեկտրաստատիկ տարանջատում:

Շելիտի հանքաքարերը հարստացնելիս կիրառվում են ինքնահոս-ֆլոտացիոն կամ զուտ ֆլոտացիոն սխեմաներ։

Վոլֆրամի արդյունահանումը պայմանավորված խտանյութերի մեջ վոլֆրամի հանքաքարերի հարստացման ժամանակ տատանվում է 65-70%-ից մինչև 85-90%:

Բարդ բաղադրությամբ կամ դժվար հարստացվող հանքաքարերը հարստացնելիս երբեմն տնտեսապես ձեռնտու է քիմիական (հիդրոմետալուրգիական) վերամշակման համար հարստացման ցիկլից հանել 10–20% W03 պարունակությամբ միջուկները, ինչի արդյունքում «արհեստական ​​շելիտ» կամ տեխնիկական. ստացվում է վոլֆրամի եռօքսիդ։ Նման համակցված սխեմաները ապահովում են հանքաքարից վոլֆրամի բարձր արդյունահանում:

Պետական ​​ստանդարտը (ԳՕՍՏ 213-73) նախատեսում է W03-ի պարունակությունը 1-ին կարգի վոլֆրամի խտանյութերում ոչ պակաս, քան 65%, 2-րդ դասարանի պարունակությունը՝ ոչ պակաս, քան 60%: Դրանք սահմանափակում են P, S, As, Sn, Cu, Pb, Sb, Bi կեղտերի պարունակությունը տոկոսի հարյուրերորդականից մինչև 1,0%՝ կախված խտանյութի աստիճանից և նպատակից:

Վոլֆրամի ուսումնասիրված պաշարները 1981 թվականի դրությամբ գնահատվում են 2903 հազար տոննա, որից 1360 հազար տոննան գտնվում է ՉԺՀ-ում, ԽՍՀՄ-ը, Կանադան, Ավստրալիան, ԱՄՆ-ը, Հարավային և Հյուսիսային Կորեան, Բոլիվիան, Բրազիլիան, Պորտուգալիան զգալի պաշարներ ունեն։ Վոլֆրամի խտանյութերի արտադրությունը կապիտալիստական ​​և զարգացող երկրներում 1971-1985թթ. տատանվել է 20 - 25 հազար տոննայի սահմաններում (մետաղի պարունակությամբ)։

Վոլֆրամի խտանյութերի մշակման մեթոդներ

Վոլֆրամի խտանյութերի ուղղակի վերամշակման հիմնական արտադրանքը (ի լրումն սև մետալուրգիայի կարիքների համար հալված ֆերոտունֆրամից) վոլֆրամի եռօքսիդն է։ Այն ծառայում է որպես սկզբնական նյութ վոլֆրամի և վոլֆրամի կարբիդի համար՝ կոշտ համաձուլվածքների հիմնական բաղադրիչը։

Վոլֆրամի խտանյութերի վերամշակման արտադրության սխեմաները բաժանվում են երկու խմբի՝ կախված տարրալուծման ընդունված եղանակից.

Վոլֆրամի խտանյութերը սինթրում են սոդայի հետ կամ մշակվում են սոդայի ջրային լուծույթներով ավտոկլավներում: Վոլֆրամի խտանյութերը երբեմն քայքայվում են նատրիումի հիդրօքսիդի ջրային լուծույթներով։

Խտանյութերը քայքայվում են թթուներով։

Այն դեպքերում, երբ ալկալային ռեակտիվները օգտագործվում են տարրալուծման համար, ստացվում են նատրիումի վոլֆրամի լուծույթներ, որոնցից կեղտից մաքրվելուց հետո արտադրվում են վերջնական արտադրանքներ՝ ամոնիումի պարատունգստատ (PVA) կամ վոլֆստաթթու: 24

Երբ խտանյութը քայքայվում է թթուներով, ստացվում է տեխնիկական վոլֆսաթթվի նստեցում, որը մաքրվում է կեղտից հետագա գործողությունների ժամանակ:

Վոլֆրամի խտանյութերի տարրալուծում. ալկալային ռեակտիվներ, որոնք սինթրում են Na2C03-ով

Վոլֆրամիտի սինթրում Na2C03-ով: Վոլֆրամիտի փոխազդեցությունը սոդայի հետ թթվածնի առկայության դեպքում ակտիվորեն ընթանում է 800-900 C ջերմաստիճանում և նկարագրվում է հետևյալ ռեակցիաներով. (l) 3MnW04 + 3Na2C03 + l/202 = 3Na2W04 + Mn304 + 3C02: (2)

Այս ռեակցիաները ընթանում են Գիբսի էներգիայի մեծ կորստով և գործնականում անշրջելի են: Վոլֆրամիտում FeO:MnO = i:i AG ° 1001C = -260 կՋ / մոլ հարաբերակցությամբ: Na2C03-ի ավելցուկով լիցքավորման մեջ 10-15% ստոյխիոմետրիկ քանակից ավելին, ձեռք է բերվում խտանյութի ամբողջական տարրալուծում։ Երկաթի և մանգանի օքսիդացումն արագացնելու համար լիցքին երբեմն ավելացնում են 1-4% նիտրատ։

Կենցաղային ձեռնարկություններում վոլֆրամիտը Na2C03-ով սինթրեումն իրականացվում է կավե աղյուսներով պատված խողովակաձև պտտվող վառարաններում: Լիցքի հալոցքից և ավելի ցածր ջերմաստիճան ունեցող վառարանի գոտիներում նստվածքների (աճի) առաջացումից խուսափելու համար լիցքին ավելացվում են տորթերի տարրալվացումից (երկաթի և մանգանի օքսիդներ պարունակող) պոչեր՝ նվազեցնելով պարունակությունը։ W03-ից մինչև 20-22%:

20 մ երկարությամբ և 2,2 մ արտաքին տրամագծով վառարանը 0,4 ռ/րոպե արագությամբ և 3 թեքությամբ, լիցքավորման առումով ունի 25 տ/օր հզորություն։

Լիցքի բաղադրիչները (մանրացված խտանյութ, Na2C03, սելիտրա) ավտոմատ կշեռքների միջոցով սնվում են վազորդներից դեպի պտուտակավոր խառնիչ։ Խառնուրդը մտնում է վառարանի վազվզող, որից այն սնվում է վառարան: Վառարանից դուրս գալուց հետո սինթետիկ կտորներն անցնում են ջարդող գլանափաթեթների և թաց հղկման միջով, որից միջուկն ուղարկվում է վերին փայլեցնող սարք (նկ. 1):

Շեյլիտի սինթրում Na2C03-ով: 800-900 C ջերմաստիճանի դեպքում շեյլիտի փոխազդեցությունը Na2C03-ի հետ կարող է ընթանալ երկու ռեակցիայի համաձայն.

CaW04 + Na2CQ3 Na2W04 + CaCO3; (1.3)

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

Երկու ռեակցիաներն էլ ընթանում են Գիբսի էներգիայի համեմատաբար փոքր փոփոխությամբ:

Ռեակցիան (1.4) ընթանում է 850 C-ից բարձր զգալի չափով, երբ նկատվում է CaCO3-ի տարրալուծում: Կալցիումի օքսիդի առկայությունը սինթրիչում, երբ սինթրիչը ջրով տարրալվացվում է, հանգեցնում է վատ լուծվող կալցիումի վոլֆրամի ձևավորմանը, որը նվազեցնում է վոլֆրամի արդյունահանումը լուծույթի մեջ.

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

Լիցքավորման մեջ Na2CO3-ի մեծ ավելցուկով, այս ռեակցիան հիմնականում ճնշվում է Na2CO4-ի փոխազդեցությամբ Ca(OH)2-ի հետ՝ առաջացնելով CaCO3:

Na2C03-ի սպառումը նվազեցնելու և ազատ կալցիումի օքսիդի ձևավորումը կանխելու համար խառնուրդին ավելացվում է քվարց ավազ՝ կալցիումի օքսիդը չլուծվող սիլիկատների մեջ կապելու համար.

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

Այնուամենայնիվ, այս դեպքում նույնպես, լուծույթում վոլֆրամի արդյունահանման բարձր աստիճան ապահովելու համար, լիցքի մեջ պետք է ներմուծվի Na2CO3-ի զգալի ավելցուկ (ստոյխիոմետրիկ քանակի 50–100%)։

Շելիտի խտանյութի լիցքը Na2C03-ով և քվարցային ավազով սինթրեումն իրականացվում է թմբուկային վառարաններում, ինչպես վերը նկարագրված է վոլֆրամիտի համար 850–900°C ջերմաստիճանում: Հալվելը կանխելու համար տարրալվացման (հիմնականում կալցիումի սիլիկատ պարունակող) աղբատարները ավելացվում են լիցքին՝ W03-ի պարունակությունը մինչև 20-22% նվազեցնելու արագությամբ:

Սոդայի բծերի լվացում. Երբ թխվածքաբլիթները տարրալվացվում են ջրով, լուծույթի մեջ են անցնում նատրիումի վոլֆրամի և կեղտերի լուծվող աղերը (Na2Si03, Na2HP04, Na2HAs04, Na2Mo04, Na2S04), ինչպես նաև Na2C03-ի ավելցուկը։ Լվացքն իրականացվում է 80-90 ° C ջերմաստիճանում մեխանիկական հուզումով պողպատե ռեակտորներում, որոնք գործում են հիերիո-

Խտանյութեր սոդայի հետ.

Վերելակ, որը սնուցում է խտանյութը ջրաղացին; 2 - գնդիկավոր ջրաղաց, որը գործում է փակ ցիկլով օդային բաժանարարով; 3 - պտուտակ; 4 - օդային բաժանարար; 5 - տոպրակի ֆիլտր; 6 - ավտոմատ քաշի դիսպենսերներ; 7 - փոխանցող պտուտակ; 8 - պտուտակավոր խառնիչ; 9 - լիցքավորման վազվզող; 10 - սնուցող;

Թմբուկային վառարան; 12 - roll ջարդիչ; 13 - ձողային ջրաղաց-leacher; 14 - ռեակտոր խառնիչով

Վայրի ռեժիմ կամ շարունակական թմբուկի պտտվող հեղուկիչներ: Վերջիններս լցված են տորթի կտորները տրորելու համար ջարդող ձողերով։

Վոլֆրամի արդյունահանումը սինտերից լուծույթի մեջ կազմում է 98-99%: Թունդ լուծույթները պարունակում են 150-200 գ/լ W03:

Ավտոկլավ o-c Վոլֆրամի խտանյութերի տարրալուծման մեթոդ

Ավտոկլավ-սոդայի մեթոդը առաջարկվել և մշակվել է ԽՍՀՄ1-ում՝ շելիտային խտանյութերի և միջուկների մշակման հետ կապված։ Ներկայումս մեթոդը կիրառվում է մի շարք հայրենական գործարաններում և արտասահմանյան երկրներում։

Na2C03 լուծույթներով շելիտի տարրալուծումը հիմնված է փոխանակման ռեակցիայի վրա

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

200-225 °C ջերմաստիճանում և Na2C03-ի համապատասխան ավելցուկում, կախված խտանյութի բաղադրությունից, քայքայումն ընթանում է բավարար արագությամբ և ամբողջականությամբ։ Ռեակցիայի կոնցենտրացիայի հավասարակշռության հաստատունները (1.7) փոքր են, աճում են ջերմաստիճանի հետ և կախված են սոդայի համարժեքից (այսինքն՝ Na2C03 մոլերի քանակից 1 մոլ CaW04-ում):

1 և 2 սոդայի համարժեքով 225 C ջերմաստիճանում, հավասարակշռության հաստատունը (Kc = C / C cq) 1,56 է և

0,99 համապատասխանաբար: Սրանից հետևում է, որ 225 C ջերմաստիճանում սոդայի նվազագույն պահանջվող համարժեքը 2 է (այսինքն՝ Na2C03-ի ավելցուկը 100%)։ Na2C03-ի իրական ավելցուկն ավելի մեծ է, քանի որ գործընթացի արագությունը դանդաղում է, քանի որ հավասարակշռությունը մոտենում է: 225 C ջերմաստիճանում 45-55% W03 պարունակությամբ շեյլիտի խտանյութերի համար անհրաժեշտ է 2,6-3 համարժեք սոդայի: 15-20% W03 պարունակող միջին աճուկների համար պահանջվում է 4-4,5 մոլ Na2C03 1 մոլ CaW04-ի համար:

Շելիտի մասնիկների վրա ձևավորված CaCO3 թաղանթները ծակոտկեն են և մինչև 0,1-0,13 մմ հաստությամբ դրանց ազդեցությունը Na2CO3 լուծույթներով շելիտի տարրալուծման արագության վրա չի հայտնաբերվել: Ինտենսիվ խառնման դեպքում պրոցեսի արագությունը որոշվում է քիմիական փուլի արագությամբ, ինչը հաստատվում է ակնհայտ ակտիվացման էներգիայի բարձր արժեքով E = 75+84 կՋ/մոլ։ Սակայն հարելու անբավարար արագության դեպքում (որ

Տեղի է ունենում հորիզոնական պտտվող ավտոկլավներում), իրականացվում է միջանկյալ ռեժիմ՝ պրոցեսի արագությունը որոշվում է ինչպես ռեագենտի մակերեսին մատակարարման, այնպես էլ քիմիական փոխազդեցության արագությամբ։

0,2 0,3 0, այն 0,5 0,5 0,7 0,8

Ինչպես երևում է Նկար 2-ից, ռեակցիայի հատուկ արագությունը նվազում է մոտավորապես հակադարձ համեմատությամբ լուծույթում Na2W04:Na2C03 մոլային կոնցենտրացիաների հարաբերակցության աճին: Սա

Ռյաս. Նկ. 2. j ավտոկլավում սոդայի լուծույթով շելիտի տարրալուծման հատուկ արագության կախվածությունը լուծույթում Na2W04/Na2C03 կոնցենտրացիաների մոլային հարաբերակցությունից.

Առաջացնում է Na2C03-ի զգալի ավելցուկի անհրաժեշտություն պահանջվող նվազագույնի նկատմամբ, որը որոշվում է հավասարակշռության հաստատունի արժեքով: Na2C03-ի սպառումը նվազեցնելու համար իրականացվում է երկփուլ հակահոսանքի տարրալվացում: Այս դեպքում առաջին տարրալվացումից հետո պոչանքները, որոնցում վոլֆրամ քիչ է (բնօրինակի 15-20%-ը), մշակվում են Na2C03-ի մեծ ավելցուկ պարունակող թարմ լուծույթով։ Ստացված լուծույթը, որը շրջանառվում է, մտնում է տարրալվացման առաջին փուլ։

Ավտոկլավներում Na2C03 լուծույթներով տարրալուծումը օգտագործվում է նաև վոլֆրամիտի խտանյութերի համար, սակայն ռեակցիան այս դեպքում ավելի բարդ է, քանի որ այն ուղեկցվում է երկաթի կարբոնատի հիդրոլիտիկ տարրալուծմամբ (մանգանի կարբոնատը միայն մասամբ հիդրոլիզացված է): Վոլֆրամիտի տարրալուծումը 200-225 °C ջերմաստիճանում կարող է ներկայացվել հետևյալ ռեակցիաներով.

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)

Ստացված երկաթի օքսիդը FeO 200-225 ° C ջերմաստիճանում ենթարկվում է փոխակերպման՝ ըստ ռեակցիայի.

3FeO + H20 = Fe304 + H2:

Նատրիումի բիկարբոնատի առաջացումը հանգեցնում է լուծույթում Na2CO3-ի կոնցենտրացիայի նվազմանը և պահանջում է ռեագենտի մեծ ավելցուկ։

Վոլֆրամիտի խտանյութերի բավարար տարրալուծման հասնելու համար անհրաժեշտ է դրանք մանրացնել և ավելացնել Na2C03-ի սպառումը մինչև 3,5-4,5 գ-էկ՝ կախված խտանյութի բաղադրությունից։ Մանգանի բարձր պարունակությամբ վոլֆրամիտներն ավելի դժվար են քայքայվում։

NaOH-ի կամ CaO-ի ավելացումը ավտոկլավացված ցեխի մեջ (որը հանգեցնում է Na2C03-ի կաուստիկացման) բարելավում է տարրալուծման աստիճանը:

Վոլֆրամիտի տարրալուծման արագությունը կարող է աճել՝ թթվածին (օդ) ներդնելով ավտոկլավի միջուկ, որը օքսիդացնում է Fe (II) և Mil (II), ինչը հանգեցնում է արձագանքող մակերեսի վրա հանքանյութի բյուրեղային ցանցի ոչնչացմանը:

երկրորդական գոլորշի

Ռյաս. 3. Ավտոկլավի միավոր հորիզոնական պտտվող ավտոկլավով. 1 - ավտոկլավ; 2 - միջուկի բեռնման խողովակ (գոլորշին ներմուծվում է դրա միջոցով); 3 - pulp պոմպ; 4 - ճնշման չափիչ; 5 - pulp ռեակտոր-ջեռուցիչ; 6 - ինքնուրույն գոլորշիացնող; 7 - կաթիլային բաժանարար; 8 - միջուկի մուտքագրում ինքնագոլորշիչի մեջ; 9 - զրահապատ պողպատից պատրաստված չիպեր; 10 - խողովակ՝ միջուկի հեռացման համար; 11 - pulp collector

Լվացքն իրականացվում է պողպատե հորիզոնական պտտվող ավտոկլավներում, որոնք տաքացվում են կենդանի գոլորշով (նկ. 3) և ուղղահայաց շարունակական ավտոկլավներում՝ փրփրացող գոլորշով միջուկը խառնելով: Գործընթացի մոտավոր ռեժիմ. ջերմաստիճան 225 ճնշում ավտոկլավում ~ 2,5 ՄՊա, հարաբերակցությունը T: W = 1: (3,5 * 4), տեւողությունը յուրաքանչյուր փուլում 2-4 ժամ:

Նկար 4-ը ցույց է տալիս ավտոկլավի մարտկոցի դիագրամը: Ավտոկլավի սկզբնական միջուկը, որը տաքացվում է գոլորշու միջոցով մինչև 80-100 °C, մղվում է ավտոկլավների մեջ, որտեղ այն տաքացվում է մինչև

երկրորդական գոլորշի

Խրամատ. Նկար 4. Շարունակական ավտոկլավային կայանի սխեման. 2 - մխոցային պոմպ; 3 - ավտոկլավ; 4 - շնչափող; 5 - ինքնուրույն գոլորշիացնող; 6 - pulp collector

200-225 °C կենդանի գոլորշի. Շարունակական շահագործման դեպքում ավտոկլավում ճնշումը պահպանվում է շնչափողի միջոցով լիցքաթափման միջոցով (կալիբրացված կարբիդ լվացող սարք): Ցելյուլոզը մտնում է ինքնագոլորշիչ՝ 0,15-0,2 ՄՊա ճնշման տակ գտնվող անոթ, որտեղ ինտենսիվ գոլորշիացման պատճառով միջուկը արագ սառչում է: Շելիտային խտանյութերի ավտոկլավ-սոդայի տարրալուծման առավելությունները սինթրումից առաջ վառարանային գործընթացի բացառումն են և վոլֆրամի լուծույթներում (հատկապես ֆոսֆորի և մկնդեղի) կեղտերի մի փոքր ավելի ցածր պարունակությունը:

Մեթոդի թերությունները ներառում են Na2C03-ի մեծ սպառումը: Na2C03-ի ավելցուկի բարձր կոնցենտրացիան (80-120 գ/լ) հանգեցնում է լուծույթների չեզոքացման համար թթուների սպառման ավելացմանը և, համապատասխանաբար, թափոնների լուծույթների հեռացման բարձր ծախսերին:

վոլֆրամի քայքայումը կոնց.

Նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթները քայքայվում են վոլֆրամիտը փոխանակման ռեակցիայի համաձայն.

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

Որտեղ Ես երկաթ եմ, մանգան:

Այս ռեակցիայի կոնցենտրացիայի հաստատունի արժեքը Kc = 2 90, 120 և 150 °C ջերմաստիճաններում համապատասխանաբար հավասար է 0,68-ի; 2.23 և 2.27:

Ամբողջական տարրալուծումը (98-99%) ձեռք է բերվում նուրբ բաժանված խտանյութը մշակելով 25-40% նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթով 110-120°C ջերմաստիճանում: Ալկալիի պահանջվող ավելցուկը կազմում է 50% կամ ավելի: Քայքայումն իրականացվում է պողպատե հերմետիկ ռեակտորներում, որոնք հագեցած են խառնիչներով։ Օդի անցումը լուծույթ արագացնում է գործընթացը երկաթի (II) հիդրօքսիդի Fe (OH) 2-ի հիդրատացված երկաթի (III) օքսիդի Fe203-«H20-ի և մանգանի (II) հիդրօքսիդի Mn (OH) 2-ի հիդրատացված մանգանի օքսիդացման պատճառով: (IV) օքսիդ Mn02-lH20.

Ալկալիների լուծույթներով տարրալուծման օգտագործումը նպատակահարմար է միայն բարձրորակ վոլֆրամիտի խտանյութերի համար (65-70% W02) փոքր քանակությամբ սիլիցիումի և սիլիկատային կեղտերով: Ցածր խտանյութերի մշակման ժամանակ ստացվում են խիստ աղտոտված լուծույթներ և դժվար զտվող նստվածքներ։

Նատրիումի վոլֆրամի լուծույթների վերամշակում

80-150 գ/լ W03 պարունակող նատրիումի վոլֆրամի լուծույթները, պահանջվող մաքրության վոլֆրամի եռօքսիդ ստանալու համար, մինչ այժմ հիմնականում մշակվել են ավանդական սխեմայով, որը ներառում է՝ մաքրում կեղտոտ տարրերի միացություններից (Si, P, As, F, Mo); տեղումներ

Կալցիումի վոլֆրամ մագ (արհեստական ​​շելիտ)՝ թթուներով դրա հետագա տարրալուծմամբ և տեխնիկական վոլֆրամաթթվի ստացմամբ. վոլֆսաթթվի լուծարումը ամոնիակ ջրի մեջ, որին հաջորդում է լուծույթի գոլորշիացումը և ամոնիումի պարատունգստատի (PVA) բյուրեղացումը. PVA-ի կալցինացիա՝ մաքուր վոլֆրամի եռօքսիդ ստանալու համար:

Սխեմայի հիմնական թերությունը նրա բազմաստիճան բնույթն է, գործողությունների մեծ մասը պարբերական ռեժիմով իրականացնելը և մի շարք վերաբաշխումների տևողությունը։ Մշակվել է արդյունահանման և իոնափոխանակման տեխնոլոգիա՝ Na2W04 լուծույթները (NH4)2W04 լուծույթների վերածելու համար և արդեն կիրառվում է որոշ ձեռնարկություններում: Ավանդական սխեմայի հիմնական վերաբաշխումները և տեխնոլոգիայի արդյունահանման և իոնափոխանակման նոր տարբերակները համառոտ դիտարկված են ստորև:

Մաքրում կեղտից

Սիլիկոնային մաքրում. Երբ լուծույթներում Si02-ի պարունակությունը գերազանցում է W03-ի պարունակության 0,1%-ը, անհրաժեշտ է նախնական մաքրում սիլիցիումից: Մաքրումը հիմնված է Na2Si03-ի հիդրոլիտիկ տարրալուծման վրա՝ եռացնելով մինչև pH=8*9 չեզոքացված լուծույթը սիլիցիումի թթվի արտազատմամբ։

Լուծումները չեզոքացվում են աղաթթվով, բարակ հոսքով ավելացնում խառնելով (տեղական պերօքսիդացումից խուսափելու համար) նատրիումի վոլֆրամի տաքացված լուծույթին։

Ֆոսֆորի և մկնդեղի մաքրում: Ֆոսֆատի և արսենատի իոնները հեռացնելու համար օգտագործվում է ամոնիում-մագնեզիումի աղերի Mg (NH4) P04 6H20 և Mg (NH4) AsC) 4 6H20 նստեցման եղանակը։ Այս աղերի լուծելիությունը ջրի մեջ 20 C ջերմաստիճանում կազմում է համապատասխանաբար 0,058 և 0,038%։ Mg2+ և NH4 իոնների ավելցուկի առկայության դեպքում լուծելիությունն ավելի ցածր է։

Ֆոսֆորի և մկնդեղի կեղտերի տեղումներն իրականացվում են ցուրտ եղանակով.

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

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

Երկար մնալուց հետո (48 ժամ) լուծույթից նստում են ամոնիում-մագնեզիումի աղերի բյուրեղային նստվածքներ։

Մաքրում ֆտորիդ իոններից. Նախնական խտանյութում ֆտորիտի բարձր պարունակության դեպքում ֆտորի իոնների պարունակությունը հասնում է 5 գ/լ-ի։ Լուծումները մաքրվում են ֆտորիդ-իոններից՝ չեզոքացված լուծույթից մագնեզիումի ֆտորիդով նստեցման միջոցով, որին ավելացվում է MgCl2: Ֆտորի մաքրումը կարող է զուգակցվել սիլիցիումի թթվի հիդրոլիտիկ մեկուսացման հետ:

Մոլիբդենի մաքրում. Նատրիումի վոլֆրամի լուծույթները պետք է մաքրվեն մոլիբդենից, եթե դրա պարունակությունը գերազանցում է W03 պարունակության 0,1%-ը (այսինքն՝ 0,1-0,2 տ/լ): 5-10 գ/լ մոլիբդենի կոնցենտրացիայի դեպքում (օրինակ՝ շելիտի մշակման ժամանակ -powellite Tyrny-Auzsky խտանյութ), մոլիբդենի մեկուսացումը առանձնահատուկ նշանակություն ունի, քանի որ այն ուղղված է մոլիբդենի քիմիական խտանյութ ստանալուն:

Ընդհանուր մեթոդը լուծույթից քիչ լուծվող մոլիբդենի տրիսուլֆիդ MoS3-ի նստեցումն է:

Հայտնի է, որ երբ նատրիումի սուլֆիդը ավելացվում է վոլֆրամի կամ նատրիումի մոլիբդատի լուծույթներին, ձևավորվում են Na23S4 կամ Na23Sx04_x օքսոսուլֆասալեր (որտեղ E-ն Mo կամ W է).

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

Այս ռեակցիայի հավասարակշռության հաստատունը Na2Mo04-ի համար շատ ավելի մեծ է, քան Na2W04(^^0 »Kzr): Հետևաբար, եթե լուծույթին ավելացվում է Na2S քանակություն, որը բավարար է միայն Na2Mo04-ի հետ փոխազդեցության համար (թեթև ավելցուկով), ապա գերակշռում է առաջանում մոլիբդենի սուլֆոսաղտը։ Լուծույթի հետագա թթվայնացման դեպքում մինչև pH = 2,5 * 3,0, սուլֆասալը ոչնչացվում է մոլիբդենի տրիսուլֆիդի արտազատմամբ.

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

Օքսոսուլֆասալները քայքայվում են օքսոսուլֆիդների (օրինակ՝ MoSjO և այլն) արտազատմամբ։ Մոլիբդենի տրիսուլֆիդի հետ միասին նստեցվում է վոլֆրամի տրիսուլֆիդի որոշակի քանակություն: Սուլֆիդի նստվածքը սոդայի լուծույթում լուծելով և մոլիբդենի տրիսուլֆիդը նորից նստեցնելով, ստացվում է մոլիբդենի խտանյութ W03 պարունակությամբ ոչ ավելի, քան 2% կորստով: վոլֆրամ նախնական քանակի 0,3-0,5%-ը:

Մոլիբդենի տրիսուլֆիդի նստվածքի մասնակի օքսիդատիվ բովելուց հետո (450-500 ° C ջերմաստիճանում) ստացվում է մոլիբդենի քիմիական խտանյութ՝ 50-52% մոլիբդենի պարունակությամբ։

Տրիսուլֆիդի բաղադրության մեջ մոլիբդենի նստեցման մեթոդի թերությունը ջրածնի սուլֆիդի արտազատումն է ըստ ռեակցիայի (1.17), որը պահանջում է ծախսեր գազերի չեզոքացման համար (օգտագործում են H2S-ի կլանումը նատրիումի հիդրօքսիդով ոռոգվող մաքրիչում։ լուծում): Մոլիբդենի տրիսուլֆիդի ընտրությունը կատարվում է մինչև 75-80 C տաքացվող լուծույթից: Գործողությունն իրականացվում է փակ պողպատե ռեակտորներում՝ պատված կամ թթվակայուն էմալով պատված: Տրիսուլֆիդային նստվածքները լուծույթից առանձնացվում են ֆիլտրման մամլիչով զտման միջոցով:

Նատրիումի վոլֆրամի լուծույթներից վոլֆսաթթվի ստացում

Վոլֆստաթթուն կարող է ուղղակիորեն մեկուսացվել նատրիումի վոլֆրամի լուծույթից աղաթթվի կամ ազոտական ​​թթվի հետ: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը հազվադեպ է օգտագործվում նատրիումի իոններից նստվածքների լվացման դժվարության պատճառով, որոնց պարունակությունը վոլֆրամի եռօքսիդում սահմանափակ է:

Հիմնականում կալցիումի վոլֆրամը սկզբում նստվածք է ստանում լուծույթից, որն այնուհետ քայքայվում է թթուներով։ Կալցիումի վոլֆրամը նստեցվում է՝ ավելացնելով 80-90 C ջերմաստիճանում տաքացված CaCl2 լուծույթը 0,3-0,7% լուծույթի մնացորդային ալկալայնությամբ նատրիումի վոլֆրամի լուծույթին: Այս դեպքում սպիտակ, նուրբ բյուրեղային, հեշտությամբ նստեցվող նստվածքը թափվում է, նատրիումի իոնները մնում են մայրական լիկյորի մեջ, ինչը ապահովում է դրանց ցածր պարունակությունը վոլֆսաթթվի մեջ։ Լուծույթից նստում է 99-99,5% Վտ, մայրական լուծույթները պարունակում են 0,05-0,07 գ/լ W03։ Ջրով լվացված CaW04 նստվածքը մածուկի կամ միջուկի տեսքով մտնում է աղաթթվով տարրալուծման համար, երբ տաքացվում է մինչև 90 °.

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

Քայքայման ընթացքում պահպանվում է միջուկի վերջնական բարձր թթվայնությունը (90–100 գ/լ HCI), որն ապահովում է վոլֆսաթթվի առանձնացումը ֆոսֆորի, մկնդեղի և մասամբ մոլիբդենի միացությունների կեղտից (մոլիբդաթթուն լուծվում է աղաթթվի մեջ)։ Վոլֆստաթթվի նստվածքները պահանջում են մանրակրկիտ լվացում կեղտից (հատկապես կալցիումի աղերից)

և նատրիում): Վերջին տարիներին իմպուլսային սյուներում վոլֆսաթթվի շարունակական լվացումը յուրացվել է, ինչը մեծապես հեշտացրել է աշխատանքը։

ԽՍՀՄ ձեռնարկություններից մեկում նատրիումի վոլֆրամի լուծույթները մշակելիս աղաթթվի փոխարեն օգտագործում են ազոտական ​​թթու՝ լուծույթները չեզոքացնելու և CaW04 նստվածքները քայքայելու համար, իսկ վերջիններիս տեղումները կատարվում են Ca(N03)2 ներմուծելով։ լուծումները։ Այս դեպքում ազոտաթթվի մայրական լիկյորները հեռացվում են՝ ստանալով որպես պարարտանյութ օգտագործվող նիտրատային աղեր:

Տեխնիկական վոլֆրամաթթվի մաքրում և W03 ստացում

Վերը նկարագրված մեթոդով ստացված տեխնիկական վոլֆսաթթուն պարունակում է 0,2-0,3% կեղտեր։ 500-600 C-ում թթվային կալցինացիայի արդյունքում ստացվում է վոլֆրամի եռօքսիդ, որը հարմար է վոլֆրամի կարբիդի հիման վրա կոշտ համաձուլվածքների արտադրության համար։ Այնուամենայնիվ, վոլֆրամի արտադրությունը պահանջում է ավելի բարձր մաքրության եռօքսիդ՝ 0,05%-ից ոչ ավելի ընդհանուր կեղտոտ պարունակությամբ:

Ընդհանուր առմամբ ընդունված է վոլֆսաթթվի մաքրման ամոնիակային մեթոդը: Այն հեշտությամբ լուծվում է ամոնիակային ջրում, մինչդեռ կեղտերի մեծ մասը մնում է նստվածքում՝ սիլիցիումի, երկաթի և մանգանի հիդրօքսիդները և կալցիումը (CaW04-ի տեսքով): Այնուամենայնիվ, ամոնիակային լուծույթները կարող են պարունակել մոլիբդենի, ալկալիական մետաղների աղերի խառնուրդ:

Ամոնիակի լուծույթից գոլորշիացման և հետագա սառեցման արդյունքում մեկուսացվում է PVA-ի բյուրեղային նստվածք.

Գոլորշիացում

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

Արդյունաբերական պրակտիկայում PVA-ի բաղադրությունը հաճախ գրվում է օքսիդի տեսքով՝ 5(NH4)20-12W03-5H20, որը չի արտացոլում նրա քիմիական բնույթը՝ որպես իզոպոլաթթվի աղ:

Գոլորշիացումն իրականացվում է չժանգոտվող պողպատից պատրաստված խմբաքանակային կամ շարունակական սարքերով: Սովորաբար վոլֆրամի 75-80%-ը մեկուսացված է բյուրեղների մեջ։ Ավելի խորը բյուրեղացումը անցանկալի է բյուրեղների աղտոտումից խուսափելու համար: Հատկանշական է, որ մոլիբդենի խառնուրդի մեծ մասը (70-80%) մնում է մայրական լիկյորի մեջ։ Կեղտերով հարստացված մայր լիկյորից վոլֆրամը նստում է CaW04 կամ H2W04 ձևով, որը վերադարձվում է արտադրության սխեմայի համապատասխան փուլերին։

PVA բյուրեղները քամում են ֆիլտրի վրա, այնուհետև ցենտրիֆուգում, լվանում սառը ջրով և չորացնում:

Վոլֆրամի եռօքսիդը ստացվում է վոլֆրամաթթվի կամ PVA-ի ջերմային տարրալուծմամբ.

H2W04 \u003d «W03 + H20;

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

Հալեցումն իրականացվում է պտտվող էլեկտրական վառարաններում ջերմակայուն պողպատից 20X23H18 խողովակով։ Կալցինացիայի ռեժիմը կախված է վոլֆրամի եռօքսիդի նպատակից, դրա մասնիկների պահանջվող չափից: Այսպիսով, վոլֆրամի մետաղալարերի VA աստիճան ստանալու համար (տես ստորև), PVA-ն կալցինացվում է 500-550 ° C ջերմաստիճանում, մետաղալարերի VCh և VT դասարանները (վոլֆրամ առանց հավելումների)՝ 800-850 ° C:

Վոլֆսաթթուն կալցինացվում է 750-850 °C ջերմաստիճանում։ PVA-ից ստացված վոլֆրամի եռօքսիդն ավելի մեծ մասնիկներ ունի, քան վոլֆրամի թթվից ստացված եռօքսիդը: Վոլֆրամի եռօքսիդում, որը նախատեսված է վոլֆրամի արտադրության համար, W03-ի պարունակությունը պետք է լինի առնվազն 99,95% կոշտ համաձուլվածքների արտադրության համար՝ առնվազն 99,9%:

Նատրիումի վոլֆրամի լուծույթների վերամշակման արդյունահանման և իոնափոխանակման մեթոդներ

Նատրիումի վոլֆրամի լուծույթների վերամշակումը մեծապես պարզեցվում է, երբ վոլֆրամը լուծույթներից արդյունահանվում է օրգանական արդյունահանմամբ, որին հաջորդում է օրգանական փուլից ամոնիակի լուծույթով վերարտադրում՝ PVA-ն ամոնիակի լուծույթից առանձնացնելով:

Քանի որ pH=7,5+2,0 լայն տիրույթում վոլֆրամը հանդիպում է պոլիմերային անիոնների տեսքով լուծույթներում, արդյունահանման համար օգտագործվում են անիոնափոխանակիչներ՝ ամինների կամ չորրորդական ամոնիումային հիմքերի աղեր։ Մասնավորապես, արդյունաբերական պրակտիկայում օգտագործվում է տրիոկտիլամինի (i?3NH)HS04 (որտեղ R-ը С8Н17) սուլֆատային աղը։ Վոլֆրամի արդյունահանման ամենաբարձր ցուցանիշները դիտվում են pH=2*4-ում։

Արդյունահանումը նկարագրվում է հավասարմամբ.

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

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

Ամինը լուծվում է կերոսինի մեջ, որին ավելացնում են պոլիհիդրային սպիրտների (C7 - C9) տեխնիկական խառնուրդ՝ պինդ փուլի տեղումները կանխելու համար (կերոսինում ամինային աղերի ցածր լուծելիության պատճառով)։ Օրգանական փուլի մոտավոր բաղադրությունը՝ ամիններ 10%, սպիրտներ 15%, կերոսին - մնացածը։

Մրլիբդենից մաքրված լուծույթները, ինչպես նաև ֆոսֆորի, մկնդեղի, սիլիցիումի և ֆտորի կեղտերը ուղարկվում են արդյունահանման:

Վոլֆրամը օրգանական փուլից կրկին արդյունահանվում է ամոնիակային ջրով (3-4% NH3)՝ ստանալով ամոնիումի վոլֆրամի լուծույթներ, որոնցից գոլորշիացման և բյուրեղացման միջոցով անջատվում է ՊՎԱ։ Արդյունահանումն իրականացվում է խառնիչ-տեղաբաշխիչ տիպի ապարատներում կամ փաթեթավորմամբ պուլսացիոն սյուներում։

Նատրիումի վոլֆրամի լուծույթների արդյունահանման մշակման առավելություններն ակնհայտ են. կրճատվել է տեխնոլոգիական սխեմայի գործառնությունները, հնարավոր է շարունակական գործընթաց իրականացնել նատրիումի վոլֆրամի լուծույթներից ամոնիումի վոլֆրամի լուծույթների ստացման համար, կրճատվել են արտադրական տարածքները։

Արդյունահանման գործընթացի կեղտաջրերը կարող են պարունակել 80-100 մգ/լ ամինների խառնուրդ, ինչպես նաև բարձրագույն սպիրտների և կերոսինի խառնուրդներ: Էկոլոգիապես վնասակար այս կեղտերը հեռացնելու համար օգտագործվում են փրփուրի ֆլոտացիա և կլանումը ակտիվացված ածխածնի վրա:

Արդյունահանման տեխնոլոգիան օգտագործվում է օտարերկրյա ձեռնարկություններում և կիրառվում է նաև հայրենական գործարաններում:

Իոնափոխանակման խեժերի օգտագործումը նատրիումի վոլֆրամի լուծույթների մշակման համար արդյունահանման հետ մրցակցող ուղղություն է։ Այդ նպատակով օգտագործվում են ամին խմբեր (հաճախ երրորդական ամիններ) կամ կարբոքսիլ և ամին խմբեր պարունակող ամֆոտերային խեժեր (ամֆոլիտներ) պարունակող անիոնափոխանակիչներ՝ ցածր հիմքով։ pH=2,5+3,5 դեպքում վոլֆրամի պոլիանիոնները ներծծվում են խեժերի վրա, իսկ որոշ խեժերի ընդհանուր հզորությունը կազմում է 1700-1900 մգ W03 1 գ խեժի դիմաց։ 8C>5~ ձևով խեժի դեպքում կլանումը և էլյուցիան նկարագրվում են համապատասխանաբար հավասարումներով.

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

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

Իոնափոխանակման մեթոդը մշակվել և կիրառվել է ԽՍՀՄ ձեռնարկություններից մեկում։ Խեժի լուծույթի հետ շփման պահանջվող ժամանակը 8-12 ժամ է։Գործընթացն իրականացվում է իոնափոխանակման սյուների կասկադում՝ կախովի խեժի շերտով, շարունակական ռեժիմով։ Բարդացնող հանգամանք է ՊՎԱ բյուրեղների մասնակի տարանջատումը էլյուցիայի փուլում, որը պահանջում է դրանց անջատում խեժի մասնիկներից։ Էլյուցիայի արդյունքում ստացվում են 150–170 գ/լ W03 պարունակող լուծույթներ, որոնք սնվում են ՊՎԱ-ի գոլորշիացմանը և բյուրեղացմանը։

Իոնափոխանակման տեխնոլոգիայի թերությունը արդյունահանման համեմատ անբարենպաստ կինետիկան է (կոնտակտային ժամանակը 8-12 ժամ արդյունահանման 5-10 րոպեի դիմաց): Միևնույն ժամանակ, իոնափոխանակիչների առավելությունները ներառում են օրգանական կեղտեր պարունակող թափոնների լուծույթների բացակայությունը, ինչպես նաև խեժերի հրդեհային անվտանգությունը և ոչ թունավորությունը:

Շեյլիտի խտանյութերի տարրալուծումը թթուներով

Արդյունաբերական պրակտիկայում, հիմնականում բարձր կարգի շելիտային խտանյութերի (70-75% W03) մշակման ժամանակ օգտագործվում է շելիտի ուղղակի տարրալուծումը աղաթթվով։

Քայքայման ռեակցիա.

CaW04 + 2HC1 = W03H20 + CoCl2 (1.24)

Գրեթե անշրջելի. Այնուամենայնիվ, թթվային սպառումը շատ ավելի բարձր է, քան ստոիխիոմետրիկորեն պահանջվողը (250–300%), քանի որ գործընթացն արգելակում է վոլֆսաթթվային թաղանթները շելիտի մասնիկների վրա:

Քայքայումն իրականացվում է հարիչով կնքված ռեակտորներում, որոնք պատված են թթվակայուն էմալով և տաքացվում են շոգեպատով: Գործընթացն իրականացվում է 100-110 C ջերմաստիճանում: Քայքայման տևողությունը տատանվում է 4-6-ից մինչև 12 ժամ, որը կախված է մանրացման աստիճանից, ինչպես նաև խտանյութի ծագումից (տարբեր նստվածքների շելիտները տարբերվում են ռեակտիվությամբ):

Միանվագ բուժումը միշտ չէ, որ հանգեցնում է ամբողջական բացման: Այս դեպքում ամոնիակ ջրի մեջ վոլֆսաթթուն լուծելուց հետո մնացորդը նորից մշակվում է աղաթթվով։

4-5% մոլիբդենի պարունակությամբ շելիտ-պուելիտ խտանյութերի տարրալուծման ժամանակ մոլիբդենի մեծ մասն անցնում է աղաթթվի լուծույթի մեջ, ինչը բացատրվում է աղաթթվի մեջ մոլիբդաթթվի բարձր լուծելիությամբ։ Այսպիսով, 20 C 270 գ/լ HC1-ում H2Mo04-ի և H2WO4-ի լուծելիությունը համապատասխանաբար կազմում է 182 և 0,03 գ/լ: Չնայած դրան, մոլիբդենի ամբողջական տարանջատում չի իրականացվում։ Վոլֆաստաթթվի նստվածքները պարունակում են 0,2-0,3% մոլիբդեն, որը հնարավոր չէ արդյունահանել աղաթթվով վերամշակման միջոցով։

Թթվային մեթոդը տարբերվում է շելիտի տարրալուծման ալկալային մեթոդներից տեխնոլոգիական սխեմայի ավելի փոքր թվով գործողություններով։ Այնուամենայնիվ, W03-ի համեմատաբար ցածր պարունակությամբ (50-55%) խտանյութեր մշակելիս՝ կեղտերի զգալի պարունակությամբ, պայմանական ամոնիումի պարատունգստատ ստանալու համար պետք է իրականացվեն վոլֆստաթթվի երկու կամ երեք ամոնիակային զտումներ, ինչը ոչ տնտեսական է։ . Հետևաբար, աղաթթվով տարրալուծումը հիմնականում օգտագործվում է հարուստ և մաքուր շելիտային խտանյութերի մշակման ժամանակ։

Աղաթթվով տարրալուծման մեթոդի թերություններն են թթվի մեծ սպառումը, կալցիումի քլորիդի թափոնների լուծույթների մեծ ծավալը և դրանց հեռացման բարդությունը։

Թափոններից զերծ տեխնոլոգիաների ստեղծման խնդիրների լույսի ներքո հետաքրքրություն է ներկայացնում շելիտային խտանյութերի տարրալուծման ազոտաթթվի մեթոդը։ Այս դեպքում մայրական լուծույթները հեշտ է տնօրինել՝ ստանալով նիտրատային աղեր։

Վոլֆրամը ամենահրակայուն մետաղն է, որի հալման ջերմաստիճանը 3380°C է: Եվ սա որոշում է դրա շրջանակը: Անհնար է նաև էլեկտրոնիկա կառուցել առանց վոլֆրամի, նույնիսկ լամպի թելիկը վոլֆրամ է:

Եվ, իհարկե, մետաղի հատկությունները որոշում են այն ստանալու դժվարությունները ...

Նախ, դուք պետք է գտնեք հանքաքարը: Սրանք ընդամենը երկու հանքանյութ են՝ շեյլիտը (կալցիումի վոլֆրամ CaWO 4) և վոլֆրամիտը (երկաթ և մանգան վոլֆրամ՝ FeWO 4 կամ MnWO 4): Վերջինս հայտնի է 16-րդ դարից «գայլի փրփուր»՝ լատիներեն «Spuma lupi» կամ գերմաներեն «Wolf Rahm» անվամբ։ Այս միներալը ուղեկցում է անագի հանքաքարերին և խանգարում է անագի ձուլմանը, այն վերածելով խարամի։ Ուստի հնարավոր է այն գտնել արդեն հնության մեջ։ Վոլֆրամի հարուստ հանքաքարերը սովորաբար պարունակում են 0,2 - 2% վոլֆրամ: Իրականում վոլֆրամը հայտնաբերվել է 1781 թ.

Այնուամենայնիվ, սա գտնելը ամենապարզ բանն է վոլֆրամի արդյունահանման մեջ:
Հաջորդը - հանքաքարը պետք է հարստացվի: Կան մի շարք մեթոդներ, և դրանք բոլորը բավականին բարդ են: Նախ, իհարկե։ Այնուհետև՝ մագնիսական տարանջատում (եթե ունենք վոլֆրամիտ՝ երկաթե վոլֆրամիտով)։ Հաջորդը գրավիտացիոն տարանջատումն է, քանի որ մետաղը շատ ծանր է, և հանքաքարը կարելի է լվանալ, ինչպես ոսկու արդյունահանման ժամանակ: Այժմ նրանք դեռ օգտագործում են էլեկտրաստատիկ տարանջատում, բայց քիչ հավանական է, որ մեթոդը օգտակար լինի մարդասպանին։

Այսպիսով, մենք առանձնացրել ենք հանքաքարը թափոն ապարից։ Եթե ​​մենք ունենք շեյլիտ (CaWO 4), ապա հաջորդ քայլը կարելի է բաց թողնել, իսկ եթե վոլֆրամիտը, ապա պետք է այն վերածել շեյլիտի: Դրա համար վոլֆրամը արդյունահանվում է սոդայի լուծույթով ճնշման տակ և բարձր ջերմաստիճանում (գործընթացը տեղի է ունենում ավտոկլավում), որին հաջորդում է չեզոքացումը և տեղումները արհեստական ​​շեյլիտի տեսքով, այսինքն. կալցիումի վոլֆրամ.
Կարելի է նաև սոդայի ավելցուկով թրծել վոլֆրամիտը, այնուհետև մենք ստանում ենք ոչ թե կալցիում, այլ նատրիումի վոլֆրամ, որն այնքան էլ էական չէ մեր նպատակների համար (4FeWO 4 + 4Na 2 CO 3 + O 2 = 4Na 2 WO 4 + 2Fe 2 O 3 + 4CO 2).

Հաջորդ երկու քայլերն են CaWO 4 -> H 2 WO 4-ի ջրով տարրալվացումը և տաք թթվի տարրալուծումը:
Դուք կարող եք վերցնել տարբեր թթուներ՝ հիդրոքլորային (Na 2 WO 4 + 2HCl \u003d H 2 WO 4 + 2NaCl) կամ ազոտային:
Արդյունքում վոլֆրամի թթուն մեկուսացված է: Վերջինս կալցինացվում կամ լուծվում է NH 3 ջրային լուծույթում, որից գոլորշիացման միջոցով բյուրեղանում է պարատունգստատը։
Արդյունքում հնարավոր է լինում ստանալ վոլֆրամի արտադրության հիմնական հումքը՝ WO 3 եռօքսիդը լավ մաքրությամբ։

Իհարկե, կա նաև քլորիդների միջոցով WO 3 ստանալու մեթոդ, երբ վոլֆրամի խտանյութը բարձր ջերմաստիճանում մշակվում է քլորով, բայց մարդասպանի համար այս մեթոդը պարզ չի լինի:

Վոլֆրամի օքսիդները կարող են օգտագործվել մետալուրգիայում՝ որպես համաձուլվածքային հավելում։

Այսպիսով, մենք ունենք վոլֆրամի եռօքսիդ և մնում է մեկ փուլ՝ վերածումը դեպի մետաղ։
Այստեղ երկու եղանակ կա՝ ջրածնի նվազեցում և ածխածնի նվազեցում։ Երկրորդ դեպքում ածուխը և նրա մեջ միշտ պարունակվող կեղտերը փոխազդում են վոլֆրամի հետ՝ առաջացնելով կարբիդներ և այլ միացություններ։ Հետևաբար, վոլֆրամը դուրս է գալիս «կեղտոտ», փխրուն, իսկ էլեկտրոնիկայի համար այն շատ ցանկալի է մաքուր, քանի որ ունենալով միայն 0,1% երկաթ, վոլֆրամը դառնում է փխրուն և անհնար է դրանից հանել թելերի համար ամենաբարակ մետաղալարը։
Ածուխի հետ տեխնիկական գործընթացը ունի ևս մեկ թերություն՝ բարձր ջերմաստիճան՝ 1300 - 1400 ° C:

Այնուամենայնիվ, ջրածնի նվազեցմամբ արտադրությունը նույնպես նվեր չէ:
Կրճատման գործընթացը տեղի է ունենում հատուկ խողովակային վառարաններում, որոնք ջեռուցվում են այնպես, որ խողովակի երկայնքով շարժվելիս WO3-ով «նավակը» անցնում է ջերմաստիճանի մի քանի գոտիներով: Չոր ջրածնի հոսք է հոսում դեպի այն։ Վերականգնումը տեղի է ունենում ինչպես «սառը» (450 ... 600 ° C), այնպես էլ «տաք» (750 ... 1100 ° C) գոտիներում; «ցրտին»՝ մինչև WO 2 ամենացածր օքսիդը, ապա՝ տարրական մետաղին։ Կախված «տաք» գոտում ռեակցիայի ջերմաստիճանից և տեւողությունից՝ փոխվում է «նավակի» պատերին արձակված փոշոտ վոլֆրամի հատիկների մաքրությունն ու չափը։

Այսպիսով, մենք ստացանք մաքուր մետաղական վոլֆրամ ամենափոքր փոշու տեսքով։
Բայց սա դեռ մետաղի ձուլակտոր չէ, որից կարելի է ինչ-որ բան պատրաստել։ Մետաղը ստացվում է փոշու մետալուրգիայի միջոցով։ Այսինքն, այն սկզբում սեղմվում է, սինդրոմում ջրածնային մթնոլորտում 1200-1300 ° C ջերմաստիճանում, ապա դրա միջով անցնում է էլեկտրական հոսանք։ Մետաղը տաքացվում է մինչև 3000 °C, և տեղի է ունենում սինթեզում միաձույլ նյութի մեջ։

Այնուամենայնիվ, մեզ ավելի շուտ պետք է ոչ թե ձուլակտորներ կամ նույնիսկ ձողեր, այլ բարակ վոլֆրամային մետաղալար:
Ինչպես հասկանում եք, այստեղ կրկին ամեն ինչ այնքան էլ պարզ չէ։
Լարերի գծագրումն իրականացվում է գործընթացի սկզբում 1000°C և վերջում 400-600°C ջերմաստիճանում: Այս դեպքում ոչ միայն մետաղալարն է ջեռուցվում, այլեւ մեռնում: Ջեռուցումն իրականացվում է գազի այրիչի բոցով կամ էլեկտրական տաքացուցիչով։
Միաժամանակ, գծելուց հետո վոլֆրամի մետաղալարը պատվում է գրաֆիտային քսուքով։ Լարի մակերեսը պետք է մաքրվի: Մաքրումն իրականացվում է հալման, քիմիական կամ էլեկտրոլիտիկ փորագրման, էլեկտրոլիտիկ փայլեցման միջոցով։

Ինչպես տեսնում եք, պարզ վոլֆրամի թելիկ ստանալու խնդիրն այնքան էլ պարզ չէ, որքան թվում է: Եվ այստեղ նկարագրված են միայն հիմնական մեթոդները, իհարկե, որոգայթները շատ են:
Եվ, իհարկե, նույնիսկ հիմա վոլֆրամը թանկարժեք մետաղ է։ Հիմա մեկ կիլոգրամ վոլֆրամն արժե ավելի քան 50 դոլար, նույն մոլիբդենը գրեթե երկու անգամ էժան է։

Իրականում, վոլֆրամի մի քանի օգտագործում կա:
Իհարկե, հիմնականները ռադիո և էլեկտրատեխնիկան են, որտեղ գնում է վոլֆրամի մետաղալարը:

Հաջորդը լեգիրված պողպատների արտադրությունն է, որոնք առանձնանում են իրենց հատուկ կարծրությամբ, առաձգականությամբ և ամրությամբ։ Քրոմի հետ միասին երկաթին ավելացնելով, այն տալիս է այսպես կոչված արագընթաց պողպատներ, որոնք պահպանում են իրենց կարծրությունն ու սրությունը նույնիսկ տաքացնելիս: Դրանցից պատրաստում են կտրիչներ, գայլիկոններ, կտրիչներ, ինչպես նաև այլ կտրող և հորատող գործիքներ (ընդհանուր առմամբ, հորատման գործիքի մեջ վոլֆրամը շատ է)։
Ռենիումով վոլֆրամի հետաքրքիր համաձուլվածքներ. դրանից պատրաստվում են բարձր ջերմաստիճանի ջերմազույգեր, որոնք գործում են 2000 ° C-ից բարձր ջերմաստիճանում, թեև միայն իներտ մթնոլորտում:

Դե, ևս մեկ հետաքրքիր կիրառություն էլեկտրական եռակցման վոլֆրամի եռակցման էլեկտրոդներ են: Նման էլեկտրոդները սպառվող չեն, և անհրաժեշտ է մեկ այլ մետաղալար մատակարարել եռակցման վայր՝ եռակցման լողավազան ապահովելու համար: Վոլֆրամի էլեկտրոդները օգտագործվում են արգոնային աղեղով եռակցման մեջ՝ գունավոր մետաղների եռակցման համար, ինչպիսիք են մոլիբդենը, տիտանը, նիկելը, ինչպես նաև բարձր լեգիրված պողպատները:

Ինչպես տեսնում եք, վոլֆրամի արտադրությունը հնագույն ժամանակների համար չէ։
Իսկ ինչո՞ւ կա վոլֆրամ:
Վոլֆրամը կարելի է ձեռք բերել միայն էլեկտրատեխնիկայի կառուցմամբ՝ էլեկտրատեխնիկայի օգնությամբ և էլեկտրատեխնիկայի համար:
Էլեկտրաէներգիա չկա, վոլֆրամ չկա, բայց դա ձեզ նույնպես պետք չէ:

Կազիտիտ SnO 2- անագի հիմնական արդյունաբերական միներալը, որն առկա է անագ պարունակող պլաստերներում և հիմնաքարային հանքաքարերում։ Անագի պարունակությունը դրանում կազմում է 78,8%։ Կասիտիտը ունի 6900…7100 կգ/տ խտություն և 6…7 կարծրություն: Կասիտիտի հիմնական կեղտերն են երկաթը, տանտալը, նիոբիումը, ինչպես նաև տիտանը, մանգանը, խոզերը, սիլիցիումը, վոլֆրամը և այլն: Կասիտիտի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները, օրինակ՝ մագնիսական զգայունությունը և դրա ֆլոտացիոն ակտիվությունը կախված են այդ կեղտերից:

Stannin Cu 2 S FeS SnS 4- անագի սուլֆիդային հանքանյութը, թեև այն կասիտիտից հետո ամենատարածված հանքանյութն է, բայց չունի արդյունաբերական արժեք, նախ, քանի որ այն ունի ցածր անագի պարունակություն (27 ... 29,5%), և երկրորդ, դրա մեջ պղնձի և երկաթի սուլֆիդների առկայություն: բարդացնում է խտանյութերի մետալուրգիական մշակումը և, երրորդ, շրջանակի ֆլոտացիոն հատկությունների մոտությունը սուլֆիդներին դժվարացնում է դրանց առանձնացումը ֆլոտացիայի ժամանակ: Խտացնող բույսերում ստացված անագի խտանյութերի բաղադրությունը տարբեր է. Ինքնահոս խտանյութերը, որոնք պարունակում են միայն 60% անագ, ազատվում են հարուստ թիթեղից, իսկ տիղմի խտանյութերը, որոնք ստացվում են ինչպես ինքնահոս, այնպես էլ ֆլոտացիոն մեթոդներով, կարող են պարունակել 15-ից 5% անագ:

Անագ կրող հանքավայրերը բաժանվում են տեղակայման և առաջնային: Ալյուվիալ անագի հանքավայրերը համաշխարհային անագի արդյունահանման հիմնական աղբյուրն են: Համաշխարհային անագի պաշարների մոտ 75%-ը կենտրոնացած է պլազերների մեջ։ Բնիկ Անագի հանքավայրերն ունեն բարդ նյութական բաղադրություն, որից կախված դրանք բաժանվում են քվարց-կազիտրիտ, սուլֆիդ-քվարց-կազիտրիտ և սուլֆիդ-կազիտրիտ:

Քվարց-կազիտրիտային հանքաքարերը սովորաբար բարդ անագ-վոլֆրամ են: Կասիտիտը այս հանքաքարերում ներկայացված է քվարցում կոպիտ, միջին և նուրբ տարածված բյուրեղներով (0,1-ից մինչև 1 մմ կամ ավելի): Բացի քվարցից և կազիտիտից, այս հանքաքարերը սովորաբար պարունակում են ֆելդսպաթ, տուրմալին, միկա, վոլֆրամիտ կամ շելիտ և սուլֆիդներ։ Սուլֆիդ-կազիտրիտ հանքաքարերում գերակշռում են սուլֆիդները՝ պիրիտը, պիրրոտիտը, արսենոպիրիտը, գալենան, սֆալերիտը և ստանինը: Այն նաև պարունակում է երկաթի հանքանյութեր, քլորիտ և տուրմալին:

Անագի տեղադրիչները և հանքաքարերը հարստացվում են հիմնականում ինքնահոս մեթոդներով, օգտագործելով ջիգինգ մեքենաներ, համակենտրոնացման սեղաններ, պտուտակային բաժանիչներ և կողպեքներ: Տեղաբաշխիչները սովորաբար շատ ավելի հեշտ է հարստացնել ինքնահոս մեթոդներով, քան առաջնային հանքավայրերի հանքաքարերը, քանի որ. դրանք չեն պահանջում թանկարժեք մանրացման և մանրացման գործընթացներ: Կոպիտ ձգողականության խտանյութերի ճշգրտումն իրականացվում է մագնիսական, էլեկտրական և այլ մեթոդներով:

Կողպեքներում հարստացումն օգտագործվում է այն դեպքում, երբ կասիտիտի հատիկի չափը 0,2 մմ-ից ավելի է, քանի որ. ավելի փոքր հատիկները վատ են բռնում կողպեքների վրա, և դրանց արդյունահանումը չի գերազանցում 50 ... 60% -ը: Ավելի արդյունավետ սարքեր են ջիգինգ մեքենաները, որոնք տեղադրվում են առաջնային հարստացման համար և թույլ են տալիս արդյունահանել մինչև 90% կազիտիտ: Կոպիտ խտանյութերի ճշգրտումը կատարվում է համակենտրոնացման աղյուսակների վրա (նկ. 217):

Նկ.217. Թիթեղյա տեղադրիչների հարստացման սխեմա

Պլասերների առաջնային հարստացումն իրականացվում է նաև փորվածքների վրա, ներառյալ ծովային փորվածքները, որտեղ ավազով լվանալու համար տեղադրվում են 6–25 մմ չափի անցքերով թմբուկային էկրաններ՝ կախված կազիտիտի բաշխվածությունից՝ ըստ չափի դասի և ավազի լվացման հնարավորության: Էկրանների փոքր չափսերի արտադրանքը հարստացնելու համար օգտագործվում են տարբեր դիզայնի ջիգինգ մեքենաներ, սովորաբար արհեստական ​​մահճակալով: Տեղադրված են նաև դարպասներ։ Առաջնային կոնցենտրատները ենթարկվում են մաքրման աշխատանքների ջիգինգ մեքենաների վրա: Հարդարումը, որպես կանոն, իրականացվում է ափամերձ հարդարման կայաններում։ Կազիտիտի արդյունահանումը պլաստերներից սովորաբար կազմում է 90…95%:

Անագի առաջնային հանքաքարերի հարստացումը, որոնք առանձնանում են նյութի բաղադրության բարդությամբ և կազիտիտի անհավասար տարածմամբ, իրականացվում է ավելի բարդ բազմաստիճան սխեմաների համաձայն՝ օգտագործելով ոչ միայն ինքնահոս մեթոդները, այլև ֆլոտացիոն գրավիտացիան, ֆլոտացիոն և մագնիսական տարանջատումը:

Անագի հանքաքարերը հարստացման համար պատրաստելիս անհրաժեշտ է հաշվի առնել կասիտիտի չափսերի պատճառով տիղմելու հատկությունը։ Հարստացման ընթացքում անագի կորստի ավելի քան 70%-ը բաժին է ընկնում տիղմված կազիտիտին, որը տարվում է ինքնահոս սարքերից արտահոսքերով: Ուստի անագի հանքաքարերի հղկումն իրականացվում է ձողային գործարաններում, որոնք աշխատում են փակ ցիկլով էկրաններով։ Որոշ գործարաններում գործընթացի սկզբում օգտագործվում է ծանր կախոցներով հարստացում, ինչը հնարավորություն է տալիս հյուրընկալող ապարների հանքանյութերի մինչև 30 ... 35%-ը տարանջատել աղբավայրերի պոչամբարների մեջ, նվազեցնել հղկման ծախսերը և մեծացնել անագի վերականգնումը:

Գործընթացի գլխում կոպիտ հատիկավոր կոսմիտերիտը մեկուսացնելու համար օգտագործվում է ժիգինգ՝ 2…3-ից մինչև 15…20 մմ սնուցման չափով: Երբեմն, ջիգինգ մեքենաների փոխարեն, մինուս 3 + 0,1 մմ նյութի չափով, տեղադրվում են պտուտակային բաժանարարներ, իսկ 2 ... 0,1 մմ չափսերով նյութը հարստացնելիս օգտագործվում են համակենտրոնացման աղյուսակներ:

Կազիտիտի անհավասար տարածում ունեցող հանքաքարերի համար օգտագործվում են բազմաստիճան սխեմաներ՝ ոչ միայն պոչամբարների, այլև վատ խտանյութերի և միջին պոչերի հաջորդական վերամշակմամբ: Անագի հանքաքարում, որը հարստացված է նկ. 218-ում ներկայացված սխեմայի համաձայն, կասիտիտը ունի 0,01-ից 3 մմ մասնիկի չափ:

Բրինձ. 218. Անագի առաջնային հանքաքարերի գրավիտացիոն հարստացման սխեմա

Հանքաքարը պարունակում է նաև երկաթի օքսիդներ, սուլֆիդներ (արսենոպիրիտ, խալկոպիրիտ, պիրիտ, ստանին, գալենա), վոլֆրամիտ։ Ոչ մետաղական մասը ներկայացված է քվարցով, տուրմալինով, քլորիտով, սերիցիտով և ֆտորիտով։

Հարստացման առաջին փուլն իրականացվում է 90% մինուս 10 մմ հանքաքարի չափսերով ջիգինգ մեքենաներում՝ կոպիտ անագի խտանյութի արտազատմամբ։ Այնուհետև հարստացման առաջին փուլի պոչամբարները և հիդրոտեխնիկական դասակարգումն ըստ հավասար անկման վերամշակելուց հետո հարստացումն իրականացվում է համակենտրոնացման աղյուսակների վրա։ Այս սխեմայի համաձայն ստացված անագի խտանյութը պարունակում է 19 ... 20% անագ 70 ... 85% արդյունահանմամբ և ուղարկվում է հարդարման:

Հարդարման ժամանակ կոպիտ անագի խտանյութերից հանվում են սուլֆիդային միներալները՝ ընդունող ապարների միներալները, ինչը հնարավորություն է տալիս անագի պարունակությունը հասցնել ստանդարտին:

Կոպիտ տարածված սուլֆիդային միներալները՝ 2…4 մմ մասնիկի չափսով, հեռացվում են ֆլոտացիոն գրավիտացիայի միջոցով կոնցենտրացիայի սեղանների վրա, որից առաջ խտանյութերը մշակվում են ծծմբաթթվով (1,2…1,5 կգ/տ), քսանտատով (0,5 կգ/տ) և կերոսինով ( 1…2 կգ/տ) տ):

Կասիտիտը վերականգնվում է ինքնահոս կոնցենտրացիայի տիղմից ֆլոտացիայի միջոցով՝ օգտագործելով ընտրովի կոլեկտորներ և դեպրեսանտներ: Բարդ հանքային բաղադրության հանքաքարերի համար, որոնք պարունակում են զգալի քանակությամբ տուրմալին, երկաթի հիդրօքսիդներ, ճարպաթթուների կոլեկտորների օգտագործումը հնարավորություն է տալիս ստանալ 2–3% անագից ոչ ավելի պարունակող անագի վատ խտանյութեր: Հետևաբար, կազիտիտի ֆլոտացիայի ժամանակ օգտագործվում են այնպիսի ընտրովի կոլեկտորներ, ինչպիսիք են Asparal-F կամ aerosol-22 (succinamates), ֆոսֆոնաթթուները և ռեակտիվ IM-50 (ալկիլհիդրոքսամաթթուները և դրանց աղերը): Ջրի ապակի և օքսալաթթու օգտագործվում են հյուրընկալող ապարների հանքանյութերը ճնշելու համար:

Կազիտիտի ֆլոտացիայից առաջ տիղմից հանվում է մինուս 10–15 մկմ մասնիկի չափս ունեցող նյութը, այնուհետև սուլֆիդները ֆլոտացվում են, որոնց պոչանքներից pH 5-ում, երբ օքսալաթթուն, հեղուկ ապակին և Asparal-F ռեագենտը (140–150): գ/տ) սնվում են որպես կոլեկցիոներ, կազիտիտը լողում է (նկ. 219): Ստացված ֆլոտացիոն խտանյութը պարունակում է մինչև 12% անագ՝ վիրահատությունից մինչև 70...75% անագ հանելիս:

Bartles-Moseley ուղեծրային կողպեքները և Bartles-Crosbelt կոնցենտրատորները երբեմն օգտագործվում են տիղմից կազիտրիտ հանելու համար: Այս սարքերի վրա ձեռք բերված կոպիտ խտանյութերը, որոնք պարունակում են 1 ... 2,5% անագի, ուղարկվում են հարդարման համար ցեխի կոնցենտրացիայի աղյուսակներ՝ առևտրային ցեխի անագի խտանյութերի արտադրությամբ:

Վոլֆրամհանքաքարերում այն ​​ներկայացված է արդյունաբերական նշանակության օգտակար հանածոների ավելի լայն տեսականիով, քան անագը։ Ներկայումս հայտնի 22 վոլֆրամի միներալներից չորսը հիմնականն են՝ վոլֆրամիտը (Fe,Mn)WO 4(խտությունը 6700 ... 7500 կգ / մ 3), hubnerite MnWO 4(խտությունը 7100 կգ / մ 3), ֆերբերիտ FeWO 4(խտությունը 7500 կգ / մ 3) և շեյլիտ CaWO 4(խտությունը 5800 ... 6200 կգ / մ 3): Բացի այդ միներալներից, գործնական նշանակություն ունի մոլիբդոշեելիտը, որը շելիտ է և մոլիբդենի իզոմորֆ խառնուրդ (6...16%)։ Վոլֆրամիտը, հյուբներիտը և ֆերբերիտը թույլ մագնիսական հանքանյութեր են, դրանք պարունակում են մագնեզիում, կալցիում, տանտալ և նիոբիում որպես կեղտ: Վոլֆրամիտը հաճախ հանդիպում է հանքաքարերում՝ կազիտիտի, մոլիբդենիտի և սուլֆիդային միներալների հետ միասին։

Վոլֆրամ պարունակող հանքաքարերի արդյունաբերական տեսակներն են երակավոր քվարց-վոլֆրամիտը և քվարց-կազիտրիտ-վոլֆրամիտը, պաշարները, սկարնը և ալյուվիալը: Ավանդներում երակ տիպ պարունակում են վոլֆրամիտ, հուբներիիտ և շեյլիտ, ինչպես նաև մոլիբդենի միներալներ, պիրիտ, խալկոպիրիտ, անագ, մկնդեղ, բիսմութ և ոսկի հանքանյութեր։ AT պահեստային աշխատանք Ավանդներում վոլֆրամի պարունակությունը 5 ... 10 անգամ պակաս է, քան երակային հանքավայրերում, սակայն դրանք ունեն մեծ պաշարներ։ AT սկարնհանքաքարերը վոլֆրամի հետ միասին, որոնք ներկայացված են հիմնականում շելիտով, պարունակում են մոլիբդեն և անագ։ Ալյուվիալվոլֆրամի հանքավայրերը փոքր պաշարներ ունեն, բայց դրանք էական դեր են խաղում վոլֆրամի արդյունահանման գործում: Վոլֆրամի եռօքսիդի արդյունաբերական պարունակությունը պլաստերներում (0,03 ... 0,1%) շատ ավելի ցածր է, քան առաջնային հանքաքարերում, բայց դրանց զարգացումը շատ ավելի պարզ է և տնտեսապես: ավելի շահավետ: Այս պլացերները, վոլֆրամիտի և շեյլիտի հետ միասին, պարունակում են նաև կազիտիտ:

Վոլֆրամի խտանյութերի որակը կախված է հարստացված հանքաքարի նյութական բաղադրությունից և պահանջներից, որոնք կիրառվում են դրանց նկատմամբ, երբ օգտագործվում են տարբեր ոլորտներում: Այսպիսով, ֆերոտունֆրամի արտադրության համար խտանյութը պետք է պարունակի առնվազն 63% WO3, վոլֆրամիտ-հուեբներիտի խտանյութը կոշտ համաձուլվածքների արտադրության համար պետք է պարունակի առնվազն 60% WO3. Scheelite խտանյութերը սովորաբար պարունակում են 55% WO3. Վոլֆրամի խտանյութերի հիմնական վնասակար կեղտերն են սիլիցիումը, ֆոսֆորը, ծծումբը, մկնդեղը, անագը, պղինձը, կապարը, անտիմոնը և բիսմութը:

Վոլֆրամի տեղադրիչները և հանքաքարերը հարստացվում են, ինչպես թիթեղյաները, երկու փուլով` առաջնային գրավիտացիոն հարստացում և կոպիտ խտանյութերի մաքրում տարբեր մեթոդներով: Հանքաքարում վոլֆրամի եռօքսիդի ցածր պարունակությամբ (0,1 ... 0,8%) և խտանյութերի որակի բարձր պահանջներով հարստացման ընդհանուր աստիճանը կազմում է 300-ից մինչև 600: Հարստացման այս աստիճանը հնարավոր է ձեռք բերել միայն տարբեր մեթոդների համադրմամբ: , ձգողականությունից մինչև ֆլոտացիա։

Բացի այդ, վոլֆրամիտի տեղադրիչները և առաջնային հանքաքարերը սովորաբար պարունակում են այլ ծանր հանքանյութեր (կազիտիտ, տանտալիտ-կոլումբիտ, մագնետիտ, սուլֆիդներ), հետևաբար, առաջնային ինքնահոս հարստացման ժամանակ թողարկվում է կոլեկտիվ խտանյութ, որը պարունակում է 5-ից 20% WO 3: Այս կոլեկտիվ խտանյութերը ավարտելիս ստացվում են ստանդարտ մոնոմիներալ խտանյութեր, որոնց համար օգտագործվում են ֆլոտացիոն գրավիտացիա և սուլֆիդների ֆլոտացիա, մագնետիտի և վոլֆրամիտի մագնիսական տարանջատում։ Հնարավոր է նաև օգտագործել էլեկտրական տարանջատում, հարստացում կոնցենտրացիայի աղյուսակների վրա և նույնիսկ տեղահանված ապարներից հանածոների ֆլոտացիա:

Վոլֆրամի միներալների բարձր խտությունը հնարավորություն է տալիս արդյունավետորեն օգտագործել գրավիտացիոն հարստացման մեթոդները դրանց արդյունահանման համար՝ ծանր կախոցներում, ջիգինգ մեքենաների, կոնցենտրացիայի սեղանների, պտուտակային և ռեակտիվ բաժանարարների վրա: Հարստացման և հատկապես կոլեկտիվ գրավիտացիոն խտանյութերի զտման մեջ լայնորեն կիրառվում է սագնիտի տարանջատումը։ Վոլֆրամիտը ունի մագնիսական հատկություններ և, հետևաբար, առանձնանում է ուժեղ մագնիսական դաշտում, օրինակ, ոչ մագնիսական կազիտիտից:

Բնօրինակ վոլֆրամի հանքաքարը, ինչպես նաև անագի հանքաքարը, մանրացված են մինչև մինուս 12 + 6 մմ մասնիկների չափը և հարստացվում են ջիգինգով, որտեղ կոպիտ տարածված վոլֆրամիտը և վոլֆրամի եռօքսիդի պոչամբարի մի մասը ազատվում են: Հալեցումից հետո հանքաքարը հղկման համար սնվում է ձողային աղացներ, որոնցում այն ​​մանրացվում է մինչև մինուս 2+ 0,5 մմ: Ավելորդ տիղմի գոյացումից խուսափելու համար մանրացումը կատարվում է երկու փուլով. Մանրացումից հետո հանքաքարը ենթարկվում է հիդրավլիկ դասակարգման՝ տիղմի արտազատմամբ և ավազային ֆրակցիաների հարստացմամբ կոնցենտրացիայի աղյուսակների վրա: Սեղանների վրա ստացված միջին և պոչամբարները մանրացված են և ուղարկվում են համակենտրոնացման աղյուսակներ: Պոչամբարները նույնպես հետագայում մանրացվում և հարստացվում են համակենտրոնացման աղյուսակների վրա: Հարստացման պրակտիկան ցույց է տալիս, որ վոլֆրամիտի, հյուբներիտի և ֆերբերիտի արդյունահանումը ինքնահոս մեթոդներով հասնում է 85%-ի, մինչդեռ տիղմին հակված շեյլիտը ինքնահոս մեթոդներով արդյունահանվում է միայն 55 ... 70%-ով։

Միայն 0,05 ... 0,1% վոլֆրամի եռօքսիդ պարունակող նուրբ տարածված վոլֆրամիտի հանքաքարերը հարստացնելիս օգտագործվում է ֆլոտացիա։

Ֆլոտացիան հատկապես լայնորեն օգտագործվում է սկարնի հանքաքարերից շելիտ արդյունահանելու համար, որոնք պարունակում են կալցիտ, դոլոմիտ, ֆտորիտ և բարիտ, որոնք լողում են նույն կոլեկտորներով, ինչ շելիտը:

Շելիտի հանքաքարերի ֆլոտացիայի մեջ կոլեկտորները օլեինային տիպի ճարպաթթուներ են, որոնք օգտագործվում են առնվազն 18 ... 20 ° C ջերմաստիճանի դեպքում փափուկ ջրի մեջ պատրաստված էմուլսիայի տեսքով: Հաճախ օլեինաթթուն սապոնացվում է սոդայի մոխրի տաք լուծույթում 1:2 հարաբերակցությամբ, նախքան գործընթացի մեջ մտնելը: Օլեինաթթվի փոխարեն օգտագործվում են նաև բարձր յուղ, նաֆթենական թթուներ և այլն։

Կալցիում, բարիում և երկաթի օքսիդներ պարունակող կալցիումի, բարիումի և երկաթի օքսիդներ պարունակող հողալկալիական հանքանյութերից շելիտը շատ դժվար է ֆլոտացիայի միջոցով: Շելիտը, ֆտորիտը, ապատիտը և կալցիտը բյուրեղային ցանցում պարունակում են կալցիումի կատիոններ, որոնք ապահովում են ճարպաթթուների կոլեկցիոների քիմիական կլանումը: Հետևաբար, այս հանքանյութերի սելեկտիվ ֆլոտացիան շելիտից հնարավոր է նեղ pH միջակայքում՝ օգտագործելով դեպրեսանտներ, ինչպիսիք են հեղուկ ապակին, նատրիումի սիլիկոֆտորիդը, սոդան, ծծմբային և հիդրոֆլորաթթուն:

Հեղուկ ապակու ճնշող ազդեցությունը կալցիում պարունակող հանքանյութերի օլեինաթթվով ֆլոտացիայի ժամանակ բաղկացած է հանքանյութերի մակերեսին առաջացած կալցիումային օճառների կլանումից: Միևնույն ժամանակ, շեյլիտի լողունակությունը չի փոխվում, մինչդեռ կալցիում պարունակող այլ հանքանյութերի լողունակությունը կտրուկ վատանում է: Ջերմաստիճանի բարձրացումը մինչև 80...85°C նվազեցնում է միջուկի շփման ժամանակը հեղուկ ապակու լուծույթի հետ 16 ժամից մինչև 30...60 րոպե։ Հեղուկ ապակու սպառումը կազմում է մոտ 0,7 կգ/տ: Ընտրովի շեյլիտի ֆլոտացիայի գործընթացը, որը ցույց է տրված նկ. 220-ում, օգտագործելով հեղուկ ապակիով գոլորշիացման գործընթացը, կոչվում է Պետրովի մեթոդ:

Բրինձ. 220. Վոլֆրամ-մոլիբդենային հանքաքարերից շելիտային ֆլոտացիայի սխեման օգտագործելով.

ճշգրտում Պետրովի մեթոդի համաձայն

Հիմնական շեյլիտի ֆլոտացիայի խտանյութը, որն իրականացվում է 20°C ջերմաստիճանում օլեինաթթվի առկայությամբ, պարունակում է 4...6% վոլֆրամի եռօքսիդ և 38...45% կալցիումի օքսիդ՝ կալցիտի տեսքով, ֆտորիտ և ապատիտ: Խտանյութը շոգեխաշելուց առաջ խտացնում են մինչև 50-60% պինդ: Շոգեխաշումն իրականացվում է հաջորդաբար երկու անոթների մեջ հեղուկ ապակու 3% լուծույթում 80 ... 85 ° C ջերմաստիճանում 30 ... 60 րոպե: Շոգեխաշելուց հետո մաքրման աշխատանքները կատարվում են 20 ... 25 ° C ջերմաստիճանում: Ստացված շեյլիտի խտանյութը կարող է պարունակել մինչև 63...66% վոլֆրամի եռօքսիդ, որի վերականգնումը կազմում է 82...83%:

Մեր երկրում վոլֆրամի հանքաքարերը մշակվել են խոշոր ԳՕԿ-ներում (Օրլովսկի, Լերմոնտովսկի, Տիրնաուզսկի, Պրիմորսկի, Ջիդինսկի Վ.Մ.Կ.) համաձայն այժմ դասական տեխնոլոգիական սխեմաների՝ բազմաստիճան մանրացման և նյութի հարստացման, որը բաժանված է նեղ չափի դասերի, որպես կանոն, երկու մասի: ցիկլեր. առաջնային գրավիտացիոն հարստացում և կոպիտ խտանյութերի ճշգրտում տարբեր մեթոդներով: Դա պայմանավորված է վերամշակված հանքաքարերում վոլֆրամի ցածր պարունակությամբ (0,1-0,8% WO3) և խտանյութերի բարձր որակի պահանջներով: Խոշոր ցրված հանքաքարերի (մինուս 12+6 մմ) առաջնային հարստացումն իրականացվել է ջիգինգով, իսկ միջին, մանր և մանր ցրված հանքաքարերի համար (մինուս 2+0,04 մմ) օգտագործվել են տարբեր մոդիֆիկացիաների և չափերի պտուտակային սարքեր։

2001 թվականին Ջիդա վոլֆրամ-մոլիբդենային գործարանը (Բուրյաթիա, Զակամենսկ) դադարեցրեց իր գործունեությունը, որից հետո կուտակեց Բարուն-Նարին տեխնոգեն վոլֆրամի հանքավայրը, ավազի ծավալով բազմամիլիոնանոց: 2011 թվականից «Զակամենսկ» ՓԲԸ-ն այս հանքավայրը վերամշակում է մոդուլային վերամշակման գործարանում:

Տեխնոլոգիական սխեման հիմնված էր Knelson կենտրոնախույս համակենտրոնացման երկու փուլով հարստացման վրա (CVD-42 հիմնական շահագործման և CVD-20 մաքրման համար), միջին ծանրության խտանյութի վերամշակման և ֆլոտացիայի վրա՝ KVGF կարգի խտանյութ ստանալու համար: Շահագործման ընթացքում նշվել են մի շարք գործոններ Knelson խտացուցիչների շահագործման մեջ, որոնք բացասաբար են անդրադառնում ավազի մշակման տնտեսական գործունեության վրա, մասնավորապես.

Գործառնական բարձր ծախսեր, ներառյալ. էներգիայի ծախսերը և պահեստամասերի արժեքը, որոնք, հաշվի առնելով արտադրական հզորություններից արտադրության հեռավորությունը և էլեկտրաէներգիայի թանկացումը, այս գործոնը առանձնահատուկ նշանակություն ունի.

Վոլֆրամի հանքանյութերի արդյունահանման ցածր աստիճանը ինքնահոս խտանյութի մեջ (գործողության մոտ 60%-ը);

Հարստացված հումքի նյութական բաղադրության տատանումներով կենտրոնախույս խտացուցիչները պահանջում են միջամտություն գործընթացում և գործառնական պարամետրերում (հեղուկացնող ջրի ճնշման փոփոխություն, հարստացման ամանի պտտման արագություն), ինչը հանգեցնում է ստացված ինքնահոս խտանյութերի որակական բնութագրերի տատանումների.

Արտադրողի զգալի հեռավորությունը և, որպես հետևանք, պահեստամասերի երկար սպասման ժամանակ:

Գրավիտացիոն կոնցենտրացիայի այլընտրանքային մեթոդ փնտրելու համար Spirit-ը տեխնոլոգիայի լաբորատոր փորձարկումներ է անցկացրել պտուտակային բաժանումօգտագործելով արդյունաբերական պտուտակային բաժանարարներ SVM-750 և SVSH-750, որոնք արտադրվում են ՍՊԸ PK Spirit-ի կողմից: Հարստացումը տեղի է ունեցել երկու գործողությամբ՝ հիմնական և հսկիչ՝ հարստացման երեք ապրանքների՝ խտանյութի, միջին և պոչամբարի ստացմամբ։ Փորձի արդյունքում ստացված բոլոր հարստացման արտադրանքները վերլուծվել են ZAO Zakamensk-ի լաբորատորիայում: Լավագույն արդյունքները ներկայացված են աղյուսակում: մեկ.

Աղյուսակ 1. Պտուտակների բաժանման արդյունքները լաբորատոր պայմաններում

Ստացված տվյալները ցույց են տվել առաջնային հարստացման գործողության մեջ Knelson խտացուցիչների փոխարեն պտուտակային անջատիչներ օգտագործելու հնարավորությունը:

Հաջորդ քայլը հարստացման գործող սխեմայի վերաբերյալ կիսաարդյունաբերական փորձարկումների անցկացումն էր։ Պիլոտային կիսաարդյունաբերական գործարանը հավաքվել է SVSH-2-750 պտուտակավոր սարքերով, որոնք տեղադրվել են Knelson CVD-42 հարստացուցիչ սարքերին զուգահեռ։ Հարստացումն իրականացվել է մեկ գործողությամբ, արդյունքում ստացված արտադրանքը հետագայում ուղարկվել է գործող հարստացման գործարանի սխեմայի համաձայն, իսկ նմուշառումն իրականացվել է անմիջապես հարստացման գործընթացից՝ առանց սարքավորումների շահագործումը դադարեցնելու: Կիսաարդյունաբերական թեստերի ցուցանիշները ներկայացված են աղյուսակում: 2.

Աղյուսակ 2. Պտուտակային ապարատների և կենտրոնախույս խտացուցիչների համեմատական ​​կիսաարդյունաբերական փորձարկումների արդյունքներըԿնելսոնը

Ցուցանիշներ	Աղբյուրի սնուցում	Կենտրոնանալ
Վերականգնում, %

Արդյունքները ցույց են տալիս, որ ավազների հարստացումն ավելի արդյունավետ է պտուտակային ապարատի վրա, քան կենտրոնախույս խտացուցիչների վրա: Սա նշանակում է ավելի ցածր խտանյութի եկամտաբերություն (16,87% ընդդեմ 32,26%), ինչպես նաև վերականգնման (83,13% ընդդեմ 67,74%) վոլֆրամի հանքային խտանյութի ավելացում: Սա հանգեցնում է ավելի բարձր որակի WO3 խտանյութի (0.9% ընդդեմ 0.42%),