Volframa ieguve no pārstrādes rūpnīcu atsārņiem. Vāji magnētisku minerālu ieguve uz augstas intensitātes magnētiskā separatora no krāsaino, retzemju un cēlmetālu rūdām pēc AS "Irgiredmet", Kovdorsky GOK piemēra. Pasaules volframa tirgus

Magnētiskās metodes plaši izmanto melno, krāsaino un reto metālu rūdu bagātināšanā un citās rūpniecības jomās, tostarp pārtikā. Tos izmanto dzelzs, mangāna, vara-niķeļa volframa rūdu bagātināšanai, kā arī reto metālu rūdu koncentrātu apdarei, feromagnētisko svaru reģenerācijai iekārtās atdalīšanai smagās suspensijās, dzelzs piemaisījumu atdalīšanai no kvarca smiltīm, pirīta no ogles utt.

Visiem minerāliem ir atšķirīga īpatnējā magnētiskā jutība, un vāji magnētisku minerālu ieguvei separatora darba zonā ir nepieciešami lauki ar augstiem magnētiskiem raksturlielumiem.

Reto metālu rūdās, jo īpaši volframā un niobijā un tantalā, galvenajiem minerāliem volframīta un kolumbīta-tantalīta formā ir magnētiskas īpašības, un ir iespējams izmantot augsta gradienta magnētisko atdalīšanu, ekstrahējot rūdas minerālus magnētiskajā frakcijā.

Magnētiskās bagātināšanas metožu laboratorijā NPO ERGA tika veikti testi ar Spoykoininsky un Orlovski atradņu volframa un niobija-tantala rūdu. Sausajai magnētiskajai atdalīšanai tika izmantots NPO ERGA ražotais rullīšu separators SMVI.

Volframa un niobija-tantala rūdas atdalīšana tika veikta saskaņā ar shēmu Nr. Rezultāti ir parādīti tabulā.

Pamatojoties uz darba rezultātiem, var izdarīt šādus secinājumus:

Derīgo komponentu saturs atdalīšanas astēs ir: WO3 pēc pirmās atdalīšanas shēmas - 0,031±0,011%, pēc otrās - 0,048±0,013%; Ta 2 O 5 un Nb 2 O 5 -0,005±0,003%. Tas liecina, ka indukcija separatora darba zonā ir pietiekama, lai magnētiskajā frakcijā iegūtu vāji magnētiskus minerālus, un SMVI tipa magnētiskais separators ir piemērots atsārņu iegūšanai.

Tika veikti arī SMVI magnētiskā separatora testi ar baddeleitīta rūdu, lai atslāņojumos ekstrahētu vāji magnētiskos dzelzs minerālus (hematītu) un attīrītu cirkonija koncentrātu.

Atdalīšanas rezultātā dzelzs saturs nemagnētiskajā produktā samazinājās no 5,39% līdz 0,63% ar atgūšanu par 93%. Cirkonija saturs koncentrātā palielinājās par 12%.

Atdalītāja darbības shēma ir parādīta attēlā. viens

Magnētiskā separatora SMVI izmantošana ir atradusi plašu pielietojumu dažādu rūdu bagātināšanā. SMVI var kalpot gan kā galvenā bagātināšanas iekārta, gan kā koncentrātu attīrīšanas iekārta. To apstiprina veiksmīgi šo iekārtu daļēji rūpnieciskie testi.

Ķīmiskais elements ir volframs.

Pirms volframa ražošanas apraksta ir jāveic neliela atkāpe vēsturē. Šī metāla nosaukums ir tulkots no vācu valodas kā “vilku krēms”, termina izcelsme meklējama vēlajos viduslaikos.

Iegūstot alvu no dažādām rūdām, tika novērots, ka atsevišķos gadījumos tā tika pazaudēta, pārejot putojošā sārņā, "kā vilks aprij savu laupījumu".

Metafora iesakņojās, piešķirot nosaukumu vēlāk saņemtajam metālam, šobrīd to lieto daudzās pasaules valodās. Bet angļu, franču un dažās citās valodās volframs tiek saukts savādāk, nekā metafora "smagais akmens" (volframa zviedru valodā). Vārda zviedru izcelsme ir saistīta ar slavenā zviedru ķīmiķa Šēla eksperimentiem, kurš vispirms ieguva volframa oksīdu no rūdas, kas vēlāk tika nosaukta viņa vārdā (šeelīts).

Zviedru ķīmiķis Šēle, kurš atklāja volframu.

Volframa metāla rūpniecisko ražošanu var iedalīt 3 posmos:

• rūdas bagātināšana un volframa anhidrīta ražošana;
• reducēšana uz pulvermetālu;
• monolīta metāla iegūšana.

Rūdas bagātināšana

Volframs dabā nav sastopams brīvā stāvoklī, tas ir tikai dažādu savienojumu sastāvā.

• volframīts
• šelīti

Šīs rūdas bieži satur nelielu daudzumu citu vielu (zeltu, sudrabu, alvu, dzīvsudrabu u.c.), neskatoties uz ļoti zemo papildu minerālvielu saturu, dažkārt to ieguve bagātināšanas laikā ir ekonomiski izdevīga.

1. Bagātināšana sākas ar iežu sasmalcināšanu un slīpēšanu. Pēc tam materiāls nonāk tālākai apstrādei, kuras metodes ir atkarīgas no rūdas veida. Volframīta rūdu bagātināšana parasti tiek veikta ar gravitācijas metodi, kuras būtība ir zemes gravitācijas un centrbēdzes spēka apvienoto spēku izmantošana, minerālus atdala ķīmiskās un fizikālās īpašības - blīvums, daļiņu izmērs, mitrināmība. Tādā veidā atkritumi tiek atdalīti, un koncentrāts tiek sasniegts vajadzīgajā tīrībā, izmantojot magnētisko atdalīšanu. Volframīta saturs iegūtajā koncentrātā svārstās no 52 līdz 85%.
2. Šēelīts, atšķirībā no volframīta, nav magnētisks minerāls, tāpēc magnētiskā atdalīšana tam netiek piemērota. Šeelīta rūdām bagātināšanas algoritms ir atšķirīgs. Galvenā metode ir flotācija (daļiņu atdalīšanas process ūdens suspensijā), kam seko elektrostatiskās atdalīšanas izmantošana. Šeelīta koncentrācija izejā var būt līdz 90%. Rūdas ir arī sarežģītas, tajās vienlaikus ir gan volframīti, gan šeelīti. To bagātināšanai tiek izmantotas metodes, kas apvieno gravitācijas un flotācijas shēmas.
   
   Ja nepieciešama turpmāka koncentrāta attīrīšana atbilstoši noteiktajiem standartiem, atkarībā no piemaisījumu veida izmanto dažādas procedūras. Lai samazinātu fosfora piemaisījumus, šelīta koncentrātus aukstumā apstrādā ar sālsskābi, bet kalcītu un dolomītu atdala. Vara, arsēna, bismuta noņemšanai izmanto grauzdēšanu, kam seko apstrāde ar skābēm. Ir arī citas tīrīšanas metodes.

Lai pārvērstu volframu no koncentrāta par šķīstošu savienojumu, tiek izmantotas vairākas dažādas metodes.

1. Piemēram, koncentrātu saķepina ar sodas pārpalikumu, tādējādi iegūstot nātrija volframītu.
2. Var izmantot citu metodi - izskalošanu: volframu ekstrahē ar sodas šķīdumu zem spiediena augstā temperatūrā, kam seko neitralizācija un nogulsnēšana.
3. Vēl viens veids ir koncentrāta apstrāde ar gāzveida hloru. Šajā procesā veidojas volframa hlorīds, kas pēc tam sublimācijas ceļā tiek atdalīts no citu metālu hlorīdiem. Iegūto produktu var pārvērst volframa oksīdā vai tieši pārstrādāt elementārā metālā.

Galvenais dažādu bagātināšanas metožu rezultāts ir volframa trioksīda ražošana. Turklāt tas ir tas, kurš nodarbojas ar metāla volframa ražošanu. No tā iegūst arī volframa karbīdu, kas ir daudzu cieto sakausējumu galvenā sastāvdaļa. Ir vēl viens volframa rūdas koncentrātu tiešās apstrādes produkts - ferovolframs. Parasti to kausē melnās metalurģijas vajadzībām.

Volframa atgūšana

Iegūtais volframa trioksīds (volframa anhidrīts) nākamajā posmā ir jāsamazina līdz metāla stāvoklim. Restaurācija visbiežāk tiek veikta ar plaši izmantoto ūdeņraža metodi. Kurtuvē tiek ievadīts kustīgs konteiners (laiva) ar volframa trioksīdu, pa ceļam paaugstinās temperatūra, pret to tiek padots ūdeņradis. Samazinoties metālam, palielinās materiāla tilpuma blīvums, vairāk nekā uz pusi samazinās konteineru iekraušanas apjoms, tāpēc praksē tiek izmantota 2 posmos, caur dažāda veida krāsnīm.

1. Pirmajā posmā no volframa trioksīda veidojas dioksīds, otrajā posmā no dioksīda iegūst tīru volframa pulveri.
2. Pēc tam pulveri izsijā caur sietu, lielas daļiņas papildus samaļ, lai iegūtu pulveri ar noteiktu graudu izmēru.

Dažreiz volframa samazināšanai izmanto oglekli. Šī metode nedaudz vienkāršo ražošanu, bet prasa augstāku temperatūru. Turklāt ogles un to piemaisījumi reaģē ar volframu, veidojot dažādus savienojumus, kas noved pie metāla piesārņojuma. Ražošanā tiek izmantotas vairākas citas metodes visā pasaulē, taču pēc parametriem ūdeņraža reducēšanai ir visaugstākā pielietojamība.

Monolītā metāla iegūšana

Ja pirmie divi volframa rūpnieciskās ražošanas posmi metalurgiem ir labi zināmi un izmantoti ļoti ilgu laiku, tad monolīta iegūšanai no pulvera bija nepieciešama īpaša tehnoloģija. Lielāko daļu metālu iegūst ar vienkāršu kausēšanu un pēc tam izmet veidnēs, ar volframu tā galvenās īpašības – nekausējamības – dēļ šāda procedūra nav iespējama. Metode kompakta volframa iegūšanai no pulvera, ko 20. gadsimta sākumā ierosināja amerikānis Coolidge, ar dažādām variācijām joprojām tiek izmantota arī mūsu laikā. Metodes būtība ir tāda, ka pulveris elektriskās strāvas ietekmē pārvēršas par monolītu metālu. Parastās kausēšanas vietā, lai iegūtu metālisku volframu, ir jāiziet vairāki posmi. Pirmajā no tiem pulveris tiek saspiests īpašos stieņos-stieņos. Pēc tam šie stieņi tiek pakļauti saķepināšanas procedūrai, un to veic divos posmos:

1. 1. Pirmkārt, temperatūrā līdz 1300ºС stienis tiek iepriekš saķepināts, lai palielinātu tā izturību. Procedūra tiek veikta īpašā noslēgtā krāsnī ar nepārtrauktu ūdeņraža padevi. Papildu reducēšanai tiek izmantots ūdeņradis, tas iekļūst materiāla porainajā struktūrā, un, papildus pakļaujot augstas temperatūras iedarbībai, starp saķepinātā stieņa kristāliem tiek izveidots tīri metālisks kontakts. Štabiks pēc šī posma ir ievērojami sacietējis, zaudējot līdz 5% lieluma.
   2. Pēc tam pārejiet uz galveno posmu - metināšanu. Šo procesu veic temperatūrā līdz 3 tūkstošiemºC. Stats ir nostiprināts ar savilkšanas kontaktiem, un caur to tiek laista elektriskā strāva. Šajā posmā tiek izmantots arī ūdeņradis - tas ir nepieciešams, lai novērstu oksidēšanos. Izmantotā strāva ir ļoti liela, stieņiem ar šķērsgriezumu 10x10 mm nepieciešama aptuveni 2500 A strāva, bet 25x25 mm šķērsgriezumam - aptuveni 9000 A. Izmantotais spriegums ir salīdzinoši neliels, no 10 līdz 20 V. Katrai monolīta metāla partijai vispirms tiek metināts testa stienis, to izmanto metināšanas režīma kalibrēšanai. Metināšanas ilgums ir atkarīgs no stieņa izmēra un parasti svārstās no 15 minūtēm līdz stundai. Šis posms, tāpat kā pirmais, arī noved pie stieņa izmēra samazināšanās.

Iegūtā metāla blīvums un graudu izmērs ir atkarīgs no stieņa sākotnējā graudu izmēra un no maksimālās metināšanas temperatūras. Izmēru zudums pēc diviem saķepināšanas posmiem ir līdz 18% garumā. Galīgais blīvums ir 17–18,5 g/cm².

Augstas tīrības pakāpes volframa iegūšanai tiek izmantotas dažādas piedevas, kas metināšanas laikā iztvaiko, piemēram, silīcija un sārmu metālu oksīdi. Karsējot šīs piedevas iztvaiko, līdzi ņemot citus piemaisījumus. Šis process veicina papildu attīrīšanu. Izmantojot pareizo temperatūras režīmu un mitruma pēdu neesamību ūdeņraža atmosfērā saķepināšanas laikā, ar šādu piedevu palīdzību volframa attīrīšanas pakāpi var palielināt līdz 99,995%.

Izstrādājumu ražošana no volframa

Monolītam volframam, kas iegūts no oriģinālās rūdas pēc aprakstītajiem trīs ražošanas posmiem, ir unikāls īpašību kopums. Papildus ugunsizturībai tai ir ļoti augsta izmēru stabilitāte, izturības saglabāšana augstā temperatūrā un iekšējā sprieguma trūkums. Volframam ir arī laba elastība un elastība. Turpmākā ražošana visbiežāk sastāv no stieples vilkšanas. Tie ir tehnoloģiski samērā vienkārši procesi.

1. Sagataves nonāk rotācijas kalšanas mašīnā, kur materiāls tiek samazināts.
2. Pēc tam, velkot, tiek iegūta dažāda diametra stieple (zīmējums ir stieņa vilkšana uz īpašas iekārtas caur konusveida caurumiem). Tātad jūs varat iegūt plānāko volframa stiepli ar kopējo deformācijas pakāpi 99,9995%, savukārt tā stiprība var sasniegt 600 kg / mm².

Volframu sāka izmantot elektrisko spuldžu kvēldiegiem pat pirms tika izstrādāta kaļamā volframa ražošanas metode. Krievu zinātnieks Lodigins, kurš iepriekš bija patentējis kvēldiega izmantošanas principu lampai, 1890. gados ierosināja izmantot spirālē savītu volframa stiepli kā šādu kvēldiegu. Kā tika iegūts volframs šādiem vadiem? Vispirms tika sagatavots volframa pulvera maisījums ar kādu plastifikatoru (piemēram, parafīnu), pēc tam caur noteikta diametra atveri no šī maisījuma tika izspiests plāns pavediens, žāvēts un kalcinēts ūdeņražā. Tika iegūts diezgan trausls vads, kura taisnie segmenti tika piestiprināti pie lampas elektrodiem. Bija mēģinājumi iegūt kompaktu metālu ar citām metodēm, tomēr visos gadījumos diegu trauslums saglabājās kritiski augsts. Pēc Coolidge un Fink darba volframa stiepļu ražošana ieguva stabilu tehnoloģisko bāzi, un volframa rūpnieciskā izmantošana sāka strauji augt.

Kvēlspuldze, ko izgudroja krievu zinātnieks Lodigins.

Pasaules volframa tirgus

Volframa ražošanas apjomi ir aptuveni 50 tūkstoši tonnu gadā. Līdere ražošanā, kā arī patēriņā ir Ķīna, šī valsts saražo ap 41 tūkstoti tonnu gadā (Krievija, salīdzinājumam, saražo 3,5 tūkst.t). Šobrīd svarīgs faktors ir otrreizējo izejvielu, parasti volframa karbīda lūžņu, skaidu, zāģu skaidu un pulverveida volframa atlikumu apstrāde, šāda apstrāde nodrošina aptuveni 30% no pasaules volframa patēriņa.

Kvēldiegas no izdegušām kvēlspuldzēm praktiski netiek pārstrādātas.

Pasaules volframa tirgus pēdējā laikā ir uzrādījis pieprasījuma samazināšanos pēc volframa pavedieniem. Tas saistīts ar alternatīvo tehnoloģiju attīstību apgaismojuma jomā - dienasgaismas un LED spuldzes agresīvi nomaina parastās kvēlspuldzes gan ikdienā, gan rūpniecībā. Speciālisti prognozē, ka turpmākajos gados volframa izmantošana šajā nozarē samazināsies par 5% gadā. Pieprasījums pēc volframa kopumā nesamazinās, pielietojamības kritumu vienā nozarē kompensē izaugsme citās, tostarp inovatīvās nozarēs.

Volframa minerāli, rūdas un koncentrāti

Volframs ir rets elements, tā vidējais saturs zemes garozā ir Yu-4% (pēc masas). Ir zināmi aptuveni 15 volframa minerāli, taču praktiska nozīme ir tikai volframītu grupas minerāliem un šeelītam.

Volframīts (Fe, Mn)WO4 ir izomorfs dzelzs un mangāna volframātu maisījums (cietais šķīdums). Ja minerālā ir vairāk nekā 80% dzelzs volframāta, minerālu sauc par ferberītu, mangāna volframāta pārsvara gadījumā (vairāk nekā 80%) - par hübnerītu. Maisījumus, kas sastāvā atrodas starp šīm robežām, sauc par volframītiem. Volframītu grupas minerāli ir krāsoti melnā vai brūnā krāsā, un tiem ir augsts blīvums (7D-7,9 g/cm3) un cietība 5-5,5 pēc mineraloģijas skalas. Minerāls satur 76,3-76,8% W03. Volframīts ir vāji magnētisks.

Scheelite CaWOA ir kalcija volframāts. Minerāla krāsa ir balta, pelēka, dzeltena, brūna. Blīvums 5,9-6,1 g/cm3, cietība pēc mineraloģiskās skalas 4,5-5. Šēelīts bieži satur izomorfu povelīta CaMo04 piejaukumu. Apstarojot ar ultravioletajiem stariem, šeelīts fluorescē zili zilā gaismā. Ja molibdēna saturs pārsniedz 1%, fluorescence kļūst dzeltena. Šeelīts ir nemagnētisks.

Volframa rūdas parasti ir vājas volframa. Minimālais W03 saturs rūdās, pie kurām to ieguve ir izdevīga, pašlaik ir 0,14-0,15% lielām un 0,4-0,5% mazām atradnēm.

Kopā ar volframa minerāliem rūdās sastopams molibdenīts, kasiterīts, pirīts, arsenopirīts, halkopirīts, tantalīts jeb kolumbīts u.c.

Pēc mineraloģiskā sastāva izšķir divus iegulu veidus - volframītu un šeelītu, un pēc rūdas veidojumu formas - dzīslu un saskares tipus.

Vēnu nogulumos volframa minerāli pārsvarā sastopami neliela biezuma (0,3-1 m) kvarca dzīslās. Nogulumu saskares veids ir saistīts ar granīta iežu un kaļķakmeņu saskares zonām. Tiem ir raksturīgi šeelītu saturoša skarna nogulumi (skarni ir silifikēti kaļķakmeņi). Pie skarnveida rūdām pieder Ziemeļkaukāzā lielākā PSRS atradne Tyrny-Auzskoje. Vēnu nosēdumu dēdēšanas laikā uzkrājas volframīts un šelīts, veidojot placerus. Pēdējā volframītu bieži apvieno ar kasiterītu.

Volframa rūdas tiek bagātinātas, lai iegūtu standarta koncentrātus, kas satur 55–65% W03. Augsta volframīta rūdu bagātināšanas pakāpe tiek panākta, izmantojot dažādas metodes: gravitācijas, flotācijas, magnētiskās un elektrostatiskās atdalīšanas.

Bagātinot šelīta rūdas, tiek izmantotas gravitācijas flotācijas vai tīri flotācijas shēmas.

Volframa ekstrakcija kondicionētos koncentrātos volframa rūdu bagātināšanas laikā svārstās no 65-70% līdz 85-90%.

Bagātinot sarežģītas vai grūti bagātināmas rūdas, dažkārt ir ekonomiski izdevīgi no bagātināšanas cikla izņemt starpproduktus ar 10-20% W03 saturu ķīmiskai (hidrometalurģiskai) apstrādei, kā rezultātā veidojas "mākslīgais šeelīts" vai tiek iegūts tehniskais volframa trioksīds. Šādas kombinētās shēmas nodrošina augstu volframa ieguvi no rūdām.

Valsts standarts (GOST 213-73) paredz W03 saturu 1. klases volframa koncentrātos ne mazāk kā 65%, 2. šķiras - ne mazāk kā 60%. Tie ierobežo piemaisījumu P, S, As, Sn, Cu, Pb, Sb, Bi saturu robežās no procenta simtdaļām līdz 1,0%, atkarībā no koncentrāta kategorijas un mērķa.

Uz 1981. gadu izpētītās volframa rezerves tiek lēstas 2903 tūkst.t apmērā, no kurām 1360 tūkst.t atrodas ĶTR.Nozīmīgas rezerves ir PSRS, Kanādai, Austrālijai, ASV, Dienvidkorejai un Ziemeļkorejai, Bolīvijai, Brazīlijai, Portugālei. . Volframa koncentrātu ražošana kapitālistiskās un jaunattīstības valstīs laika posmā no 1971. līdz 1985. gadam svārstījās 20 - 25 tūkst.t robežās (metāla satura ziņā).

Volframa koncentrātu apstrādes metodes

Galvenais volframa koncentrātu tiešās apstrādes produkts (papildus ferovolframam, kas kausēts melnās metalurģijas vajadzībām) ir volframa trioksīds. Tas kalpo kā izejmateriāls volframam un volframa karbīdam, kas ir galvenā cieto sakausējumu sastāvdaļa.

Ražošanas shēmas volframa koncentrātu apstrādei ir sadalītas divās grupās atkarībā no pieņemtās sadalīšanas metodes:

Volframa koncentrātus saķepina ar sodu vai apstrādā ar sodas ūdens šķīdumiem autoklāvos. Volframa koncentrātus dažreiz sadala ar nātrija hidroksīda ūdens šķīdumiem.

Koncentrātus sadala skābes.

Gadījumos, kad sadalīšanai izmanto sārmainus reaģentus, tiek iegūti nātrija volframāta šķīdumi, no kuriem pēc attīrīšanas no piemaisījumiem iegūst galaproduktus - amonija paravolframātu (PVS) vai volframskābi. 24

Koncentrātu sadalot ar skābēm, iegūst tehniskās volframskābes nogulsnes, kas turpmākajās darbībās tiek attīrīta no piemaisījumiem.

Volframa koncentrātu sadalīšanās. sārmaini reaģenti Saķepināšana ar Na2C03

Volframīta saķepināšana ar Na2C03. Volframīta mijiedarbība ar sodu skābekļa klātbūtnē notiek aktīvi 800-900 C temperatūrā, un to raksturo šādas reakcijas: 2FeW04 + 2Na2C03 + l/202 = 2Na2W04 + Fe203 + 2C02; (l) 3MnW04 + 3Na2C03 + l/202 = 3Na2W04 + Mn304 + 3C02. (2)

Šīs reakcijas notiek ar lielu Gibsa enerģijas zudumu un ir praktiski neatgriezeniskas. Ar attiecību volframītā FeO:MnO = i:i AG ° 1001C = -260 kJ / mol. Ar Na2C03 pārpalikumu lādiņā par 10-15%, kas pārsniedz stehiometrisko daudzumu, tiek panākta pilnīga koncentrāta sadalīšanās. Lai paātrinātu dzelzs un mangāna oksidēšanos, dažreiz lādiņai pievieno 1-4% nitrāta.

Volframīta saķepināšana ar Na2C03 mājas uzņēmumos tiek veikta cauruļveida rotācijas krāsnīs, kas izklāta ar šamota ķieģeļiem. Lai izvairītos no lādiņa kušanas un nosēdumu (izaugumu) veidošanās kurtuves zonās ar zemāku temperatūru, lādiņai tiek pievienotas kūku izskalošanās atliekas (satur dzelzs un mangāna oksīdus), samazinot saturu. no W03 tajā līdz 20-22%.

Krāsns, kuras garums ir 20 m un ārējais diametrs ir 2,2 m, pie griešanās ātruma 0,4 apgr./min un slīpums 3, lādēšanas izteiksmē ir 25 t/diennaktī.

Lādiņa sastāvdaļas (sasmalcināts koncentrāts, Na2C03, salpeteris) tiek padotas no piltuvēm uz skrūvju maisītāju, izmantojot automātiskos svarus. Maisījums nonāk krāsns tvertnē, no kuras tas tiek ievadīts krāsnī. Pēc iziešanas no krāsns saķepināšanas gabali iziet cauri drupināšanas ruļļiem un mitrās malšanas dzirnavām, no kurām celuloze tiek nosūtīta uz augšējo pulēšanas iekārtu (1. att.).

Šēelīta saķepināšana ar Na2C03. 800-900 C temperatūrā šeelīta mijiedarbība ar Na2C03 var notikt saskaņā ar divām reakcijām:

CaW04 + Na2CQ3 Na2W04 + CaCO3; (1.3)

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

Abas reakcijas notiek ar salīdzinoši nelielām Gibsa enerģijas izmaiņām.

Reakcija (1.4) norisinās ievērojami virs 850 C, kad tiek novērota CaCO3 sadalīšanās. Kalcija oksīda klātbūtne saķepinātājā, kad aglomerāts tiek izskalots ar ūdeni, veidojas slikti šķīstošs kalcija volframāts, kas samazina volframa ekstrakciju šķīdumā:

Na2W04 + Ca(OH)2 = CaW04 + 2NaOH. (1,5)

Ja lādiņā ir liels Na2CO3 pārpalikums, šo reakciju lielā mērā nomāc Na2CO4 mijiedarbība ar Ca(OH)2, veidojot CaCO3.

Lai samazinātu Na2C03 patēriņu un novērstu brīvā kalcija oksīda veidošanos, maisījumam pievieno kvarca smiltis, lai kalcija oksīds saistītu nešķīstošos silikātos:

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

Tomēr arī šajā gadījumā, lai nodrošinātu augstu volframa ekstrakcijas pakāpi šķīdumā, lādiņā jāievada ievērojams Na2CO3 pārpalikums (50–100% no stehiometriskā daudzuma).

Šeelīta koncentrāta lādiņa saķepināšanu ar Na2C03 un kvarca smiltīm veic bungu krāsnīs, kā aprakstīts iepriekš attiecībā uz volframītu 850–900 °C temperatūrā. Lai novērstu kušanu, lādiņai pievieno izskalošanās izgāztuves (kas satur galvenokārt kalcija silikātu), samazinot W03 saturu līdz 20-22%.

Sodas plankumu izskalošanās. Kad kūkas tiek izskalotas ar ūdeni, šķīdumā nonāk nātrija volframāts un piemaisījumu šķīstošie sāļi (Na2Si03, Na2HP04, Na2HAs04, Na2Mo04, Na2S04), kā arī Na2C03 pārpalikums. Izskalošana tiek veikta 80-90 ° C temperatūrā tērauda reaktoros ar mehānisku maisīšanu, kas darbojas hiero-

Koncentrāti ar sodu:

Lifts, kas padod koncentrātu uz dzirnavām; 2 - lodīšu dzirnavas, kas darbojas slēgtā ciklā ar gaisa separatoru; 3 - svārpsts; 4 - gaisa separators; 5 - maisa filtrs; 6 - automātiskie svara dozatori; 7 - transportēšanas svārpsts; 8 - skrūvju maisītājs; 9 - uzlādes tvertne; 10 - padevējs;

Bungu krāsns; 12 - ruļļu drupinātājs; 13 - stieņu dzirnavas-izskalotājs; 14 - reaktors ar maisītāju

Savvaļas režīms vai nepārtrauktas bungu rotācijas liksiviatori. Pēdējie ir piepildīti ar drupināšanas stieņiem, lai sasmalcinātu kūkas gabalus.

Volframa ekstrakcija no aglomerāta šķīdumā ir 98-99%. Spēcīgi šķīdumi satur 150-200 g/l W03.

Autoklāvs o-c Viena volframa koncentrātu sadalīšanas metode

Autoklāva-sodas metode tika ierosināta un izstrādāta PSRS1 saistībā ar šeelīta koncentrātu un iemaisījumu apstrādi. Pašlaik metodi izmanto vairākās vietējās rūpnīcās un ārvalstīs.

Šeelīta sadalīšanās ar Na2C03 šķīdumiem balstās uz apmaiņas reakciju

CaW04CrB)+Na2C03(pacTB)^Na2W04(pacTB)+CaC03(TB). (1,7)

Pie 200-225 °C un atbilstošā Na2C03 pārpalikuma atkarībā no koncentrāta sastāva sadalīšanās notiek pietiekami ātri un pilnībā. Reakcijas koncentrācijas līdzsvara konstantes (1.7) ir mazas, pieaug līdz ar temperatūru un ir atkarīgas no sodas ekvivalenta (t.i., Na2C03 molu skaita uz 1 molu CaW04).

Ja sodas ekvivalents ir 1 un 2 225 C temperatūrā, līdzsvara konstante (Kc = C / C cq) ir 1,56 un

attiecīgi 0,99. No tā izriet, ka pie 225 C minimālais nepieciešamais sodas ekvivalents ir 2 (t.i., Na2C03 pārpalikums ir 100%). Faktiskais Na2C03 pārpalikums ir lielāks, jo, tuvojoties līdzsvaram, procesa ātrums palēninās. Šeelīta koncentrātiem ar 45-55% W03 saturu 225 C temperatūrā nepieciešams sodas ekvivalents 2,6-3. Vidējiem maisījumiem, kas satur 15–20% W03, ir nepieciešami 4–4,5 moli Na2C03 uz 1 molu CaW04.

Uz šelīta daļiņām izveidojušās CaCO3 plēves ir porainas un līdz 0,1-0,13 mm biezumam to ietekme uz šeelīta sadalīšanās ātrumu ar Na2CO3 šķīdumiem netika konstatēta. Intensīvi maisot, procesa ātrumu nosaka ķīmiskās stadijas ātrums, ko apliecina šķietamās aktivācijas enerģijas augstā vērtība E = 75+84 kJ/mol. Tomēr nepietiekama maisīšanas ātruma gadījumā (kas

Rodas horizontālos rotējošos autoklāvos), tiek realizēts starprežīms: procesa ātrumu nosaka gan reaģenta padeves ātrums virsmai, gan ķīmiskās mijiedarbības ātrums.

0,2 0,3 0, tas 0,5 0,5 0,7 0,8

Kā redzams 2. attēlā, īpatnējais reakcijas ātrums samazinās aptuveni apgriezti proporcionāli Na2W04:Na2C03 molāro koncentrāciju attiecības pieaugumam šķīdumā. Tas ir

Ryas. 2. att. Šeelīta īpatnējā sadalīšanās ātruma ar sodas šķīdumu autoklāvā j atkarība no Na2W04/Na2C03 koncentrāciju molārās attiecības šķīdumā plkst.

Izraisa nepieciešamību pēc ievērojama Na2C03 pārpalikuma pret minimālo nepieciešamo, ko nosaka līdzsvara konstantes vērtība. Lai samazinātu Na2C03 patēriņu, tiek veikta divpakāpju pretstrāvas izskalošana. Šajā gadījumā atliekas pēc pirmās izskalošanās, kurā ir maz volframa (15-20% no sākotnējā), apstrādā ar svaigu šķīdumu, kas satur lielu Na2C03 pārpalikumu. Iegūtais šķīdums, kas cirkulē, nonāk pirmajā izskalošanās stadijā.

Sadalīšana ar Na2C03 šķīdumiem autoklāvos tiek izmantota arī volframīta koncentrātiem, tomēr reakcija šajā gadījumā ir sarežģītāka, jo to pavada dzelzs karbonāta hidrolītiskā sadalīšanās (mangāna karbonāts tikai daļēji hidrolizējas). Volframīta sadalīšanos 200–225 °C temperatūrā var attēlot ar šādām reakcijām:

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)

Iegūtais dzelzs oksīds FeO 200–225 ° C temperatūrā tiek pārveidots atbilstoši reakcijai:

3FeO + H20 = Fe304 + H2.

Nātrija bikarbonāta veidošanās noved pie Na2CO3 koncentrācijas samazināšanās šķīdumā un prasa lielu reaģenta pārpalikumu.

Lai panāktu apmierinošu volframīta koncentrātu sadalīšanos, nepieciešams tos smalki samalt un palielināt Na2C03 patēriņu līdz 3,5-4,5 g-ekv, atkarībā no koncentrāta sastāva. Volframīti ar augstu mangāna saturu ir grūtāk sadalāmi.

NaOH vai CaO pievienošana autoklāvētajai vircai (kas noved pie Na2C03 kausticizācijas) uzlabo sadalīšanās pakāpi.

Volframīta sadalīšanās ātrumu var palielināt, ievadot skābekli (gaisu) autoklāva mīkstumā, kas oksidē Fe (II) un Mil (II), kas noved pie minerāla kristāliskā režģa iznīcināšanas uz reaģējošās virsmas.

sekundārais tvaiks

Ryas. 3. Autoklāva iekārta ar horizontāli rotējošu autoklāvu: 1 - autoklāvs; 2 - celulozes iekraušanas caurule (caur to tiek ievadīts tvaiks); 3 - celulozes sūknis; 4 - manometrs; 5 - celulozes reaktors-sildītājs; 6 - paštvaicētājs; 7 - pilienu atdalītājs; 8 - celulozes ievade pašiztvaicētājā; 9 - šķeldotājs no bruņu tērauda; 10 - caurule celulozes noņemšanai; 11 - celulozes savācējs

Izskalošana tiek veikta tērauda horizontālos rotējošos autoklāvos, kas karsēti ar dzīvu tvaiku (3. att.) un vertikālos nepārtrauktos autoklāvos, maisot celulozi ar burbuļojošu tvaiku. Aptuvenais procesa režīms: temperatūra 225 spiediens autoklāvā ~ 2,5 MPa, attiecība T: W = 1: (3,5 * 4), ilgums katrā posmā 2-4 stundas.

4. attēlā parādīta autoklāva akumulatora diagramma. Sākotnējā autoklāva masa, kas uzkarsēta ar tvaiku līdz 80-100 °C, tiek iesūknēta autoklāvos, kur tiek uzkarsēta līdz

sekundārais tvaiks

Grāvis. 4. att. Nepārtrauktas autoklāva iekārtas shēma: 1 - reaktors sākotnējās celulozes sildīšanai; 2 - virzuļa sūknis; 3 - autoklāvs; 4 - droseļvārsts; 5 - paštvaicētājs; 6 - celulozes savācējs

200-225 °C dzīvs tvaiks. Nepārtrauktā darbībā spiediens autoklāvā tiek uzturēts, izvadot vircu caur droseļvārstu (kalibrētu karbīda mazgātāju). Celuloze nonāk pašiztvaicētājā - traukā zem 0,15-0,2 MPa spiediena, kur intensīvas iztvaikošanas rezultātā celuloze tiek strauji atdzesēta. Šeelīta koncentrātu sadalīšanas autoklāvā-sodas priekšrocības pirms saķepināšanas ir krāsns procesa izslēgšana un nedaudz mazāks piemaisījumu saturs volframa šķīdumos (īpaši fosfora un arsēna).

Metodes trūkumi ietver lielu Na2C03 patēriņu. Augsta Na2C03 pārpalikuma koncentrācija (80-120 g/l) nozīmē palielinātu skābju patēriņu šķīdumu neitralizēšanai un attiecīgi lielas izmaksas par atkritumu šķīdumu iznīcināšanu.

Volframāta konc.

Nātrija hidroksīda šķīdumi sadala volframītu atbilstoši apmaiņas reakcijai:

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

Kur Es ir dzelzs, mangāns.

Šīs reakcijas koncentrācijas konstantes vērtība Kc = 2 90, 120 un 150 °C temperatūrā ir attiecīgi vienāda ar 0,68; 2.23 un 2.27.

Pilnīgu sadalīšanos (98-99%) panāk, apstrādājot smalki sadalīto koncentrātu ar 25-40% nātrija hidroksīda šķīdumu 110-120°C temperatūrā. Nepieciešamais sārmu pārpalikums ir 50% vai vairāk. Sadalīšanu veic tērauda noslēgtos reaktoros, kas aprīkoti ar maisītājiem. Gaisa iekļūšana šķīdumā paātrina procesu, jo dzelzs (II) hidroksīds Fe (OH) 2 oksidējas par hidratētu dzelzs (III) oksīdu Fe203-«H20 un mangāna (II) hidroksīds Mn (OH) 2 par hidratētu mangānu. (IV) oksīds Mn02-1H20.

Sadalīšanu ar sārmu šķīdumiem ieteicams izmantot tikai augstas kvalitātes volframīta koncentrātiem (65-70% W02) ar nelielu daudzumu silīcija dioksīda un silikātu piemaisījumu. Apstrādājot zemas kvalitātes koncentrātus, tiek iegūti ļoti piesārņoti šķīdumi un grūti filtrējamas nogulsnes.

Nātrija volframāta šķīdumu apstrāde

Nātrija volframāta šķīdumi, kas satur 80-150 g/l W03, lai iegūtu vajadzīgās tīrības volframa trioksīdu, līdz šim galvenokārt tika apstrādāti pēc tradicionālās shēmas, kas ietver: attīrīšanu no piemaisījumu elementu savienojumiem (Si, P, As, F, Mo); nokrišņi

Kalcija volframa mag (mākslīgais šeelīts) ar sekojošu sadalīšanos ar skābēm un iegūstot tehnisko volframskābi; volframskābes šķīdināšana amonjaka ūdenī, kam seko šķīduma iztvaicēšana un amonija paravolframāta (PVA) kristalizācija; PVS kalcinēšana, lai iegūtu tīru volframa trioksīdu.

Shēmas galvenais trūkums ir tās daudzpakāpju raksturs, kas lielāko daļu darbību veic periodiskā režīmā, un vairāku pārdalījumu ilgums. Ir izstrādāta ekstrakcijas un jonu apmaiņas tehnoloģija Na2W04 šķīdumu pārvēršanai par (NH4)2W04 šķīdumiem, un to jau izmanto dažos uzņēmumos. Tālāk īsumā apskatīti galvenie tradicionālās shēmas pārdale un jauni ekstrakcijas un jonu apmaiņas varianti.

Piemaisījumu attīrīšana

Silikona tīrīšana. Ja Si02 saturs šķīdumos pārsniedz 0,1% no W03 satura, ir nepieciešama iepriekšēja attīrīšana no silīcija. Attīrīšanas pamatā ir Na2Si03 hidrolītiskā sadalīšanās, vārot šķīdumu, kas neitralizēts līdz pH=8*9 ar silīcijskābes izdalīšanos.

Šķīdumus neitralizē ar sālsskābi, tievā plūsmā maisot (lai izvairītos no lokālas peroksidācijas) pievieno sakarsētam nātrija volframāta šķīdumam.

Fosfora un arsēna attīrīšana. Fosfātu un arsenāta jonu atdalīšanai izmanto amonija-magnija sāļu Mg (NH4) P04 6H20 un Mg (NH4) AsC) 4 6H20 izgulsnēšanas metodi. Šo sāļu šķīdība ūdenī 20 C temperatūrā ir attiecīgi 0,058 un 0,038%. Mg2+ un NH4 jonu pārpalikuma klātbūtnē šķīdība ir mazāka.

Fosfora un arsēna piemaisījumu nogulsnēšana tiek veikta aukstumā:

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

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

Pēc ilgstošas ​​stāvēšanas (48 stundas) no šķīduma izgulsnējas amonija-magnija sāļu kristāliskas nogulsnes.

Attīrīšana no fluora joniem. Ar augstu fluorīta saturu sākotnējā koncentrātā fluora jonu saturs sasniedz 5 g/l. Šķīdumus attīra no fluora joniem, izgulsnējot ar magnija fluorīdu no neitralizēta šķīduma, kuram pievieno MgCl2. Fluora attīrīšanu var apvienot ar silīcijskābes hidrolītisko izolāciju.

Molibdēna tīrīšana. Nātrija volframāta šķīdumi" ir jāattīra no molibdēna, ja tā saturs pārsniedz 0,1% no W03 satura (t.i., 0,1-0,2 t / l). Molibdēna koncentrācijā 5-10 g / l (piemēram, apstrādājot šeelītu -powellite Tyrny-Auzsky koncentrāti), molibdēna izolēšana ir īpaši svarīga, jo tās mērķis ir iegūt molibdēna ķīmisko koncentrātu.

Izplatīta metode ir vāji šķīstošā molibdēna trisulfīda MoS3 izgulsnēšana no šķīduma.

Ir zināms, ka, pievienojot nātrija sulfīdu volframāta vai nātrija molibdāta šķīdumiem, veidojas sulfosāļi Na23S4 vai oksosulfosāļi Na23Sx04_x (kur E ir Mo vai W):

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

Šīs reakcijas līdzsvara konstante Na2Mo04 ir daudz lielāka nekā Na2W04 (^^0 »Kzr). Tāpēc, ja šķīdumam pievieno tādu Na2S daudzumu, kas ir pietiekams tikai mijiedarbībai ar Na2Mo04 (ar nelielu pārpalikumu), tad pārsvarā veidojas molibdēna sulfosāls. Pēc tam paskābinot šķīdumu līdz pH = 2,5 * 3,0, sulfosāls tiek iznīcināts, izdalot molibdēna trisulfīdu:

Na2MoS4 + 2HC1 = MoS3 j + 2NaCl + H2S. (1,17)

Oksosulfosāļi sadalās, izdaloties oksosulfīdiem (piemēram, MoSjO utt.). Kopā ar molibdēna trisulfīdu līdzizgulsnējas noteikts daudzums volframa trisulfīda Izšķīdinot sulfīda nogulsnes sodas šķīdumā un atkārtoti izgulsnējot molibdēna trisulfīdu, tiek iegūts molibdēna koncentrāts ar W03 saturu ne vairāk kā 2% ar zudumiem volframs 0,3-0,5% no sākotnējā daudzuma.

Pēc molibdēna trisulfīda nogulšņu daļējas oksidatīvās grauzdēšanas (450–500 ° C temperatūrā) iegūst molibdēna ķīmisko koncentrātu ar 50–52% molibdēna saturu.

Molibdēna izgulsnēšanas metodes trūkums trisulfīda sastāvā ir sērūdeņraža izdalīšanās pēc reakcijas (1.17), kas prasa izdevumus gāzu neitralizācijai (tiek izmantota H2S absorbcija skruberī, kas apūdeņots ar nātrija hidroksīdu risinājums). Molibdēna trisulfīda selekciju veic no šķīduma, kas uzkarsēts līdz 75-80 C. Darbību veic slēgtos tērauda reaktoros, sveķotos vai pārklātos ar skābes izturīgu emalju. Trisulfīda nogulsnes no šķīduma atdala, filtrējot uz filtrpreses.

Volframskābes iegūšana no nātrija volframāta šķīdumiem

Volframskābi var tieši izolēt no nātrija volframāta šķīduma ar sālsskābi vai slāpekļskābi. Tomēr šo metodi izmanto reti, jo ir grūti mazgāt nogulsnes no nātrija joniem, kuru saturs volframa trioksīdā ir ierobežots.

Lielākoties no šķīduma sākotnēji tiek izgulsnēts kalcija volframāts, kas pēc tam tiek sadalīts ar skābēm. Kalcija volframātu izgulsnē, pievienojot līdz 80-90 C uzkarsētu CaCl2 šķīdumu nātrija volframāta šķīdumam ar šķīduma atlikušo sārmainību 0,3-0,7%. Šajā gadījumā izkrīt baltas, smalki kristāliskas, viegli nostādināmas nogulsnes, nātrija joni paliek mātes šķidrumā, kas nodrošina to zemo volframskābes saturu. No šķīduma izgulsnējas 99-99,5% W, mātes šķīdumi satur 0,05-0,07 g/l W03. CaW04 nogulsnes, kas mazgātas ar ūdeni pastas vai celulozes veidā, karsējot līdz 90 °, sadalās ar sālsskābi:

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

Sadalīšanās laikā tiek uzturēts augsts celulozes gala skābums (90–100 g/l HCl), kas nodrošina volframskābes atdalīšanu no fosfora, arsēna un daļēji molibdēna savienojumu piemaisījumiem (molibdīnskābe izšķīst sālsskābē). Volframskābes nogulsnes ir rūpīgi jānomazgā no piemaisījumiem (īpaši no kalcija sāļiem

un nātrijs). Pēdējos gados ir apgūta nepārtraukta volframskābes mazgāšana pulsējošās kolonnās, kas ievērojami vienkāršoja darbību.

Vienā no PSRS uzņēmumiem, apstrādājot nātrija volframāta šķīdumus, sālsskābes vietā šķīdumu neitralizācijai un CaW04 nogulšņu sadalīšanai izmanto slāpekļskābi, un pēdējo nogulsnēšanu veic, ievadot Ca(N03)2. risinājumus. Šajā gadījumā slāpekļskābes mātesšķidrumus apglabā, iegūstot nitrātu sāļus, ko izmanto kā mēslojumu.

Tehniskās volframskābes attīrīšana un W03 iegūšana

Tehniskā volframskābe, kas iegūta ar iepriekš aprakstīto metodi, satur 0,2-0,3% piemaisījumu. Skābās kalcinēšanas rezultātā 500-600 C temperatūrā tiek iegūts volframa trioksīds, kas piemērots cieto sakausējumu ražošanai uz volframa karbīda bāzes. Tomēr volframa ražošanai nepieciešams augstākas tīrības pakāpes trioksīds ar kopējo piemaisījumu saturu ne vairāk kā 0,05%.

Amonjaka metode volframskābes attīrīšanai ir vispārpieņemta. Tas viegli šķīst amonjaka ūdenī, savukārt lielākā daļa piemaisījumu paliek nogulsnēs: silīcija dioksīds, dzelzs un mangāna hidroksīdi un kalcijs (CaW04 formā). Tomēr amonjaka šķīdumi var saturēt molibdēna, sārmu metālu sāļu piejaukumu.

No amonjaka šķīduma iztvaicēšanas un sekojošas dzesēšanas rezultātā tiek izdalītas PVS kristāliskas nogulsnes:

Iztvaikošana

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

Rūpnieciskajā praksē PVS sastāvs bieži tiek rakstīts oksīda formā: 5(NH4)20-12W03-5H20, kas neatspoguļo tā ķīmisko raksturu kā izopolskābes sāls.

Iztvaicēšana tiek veikta sērijveida vai nepārtrauktās ierīcēs, kas izgatavotas no nerūsējošā tērauda. Parasti 75-80% volframa tiek izolēti kristālos. Dziļāka kristalizācija nav vēlama, lai izvairītos no kristālu piesārņošanas ar piemaisījumiem. Zīmīgi, ka lielākā daļa molibdēna piemaisījumu (70-80%) paliek mātes šķidrumā. No mātes šķīduma, kas bagātināts ar piemaisījumiem, volframs tiek izgulsnēts CaW04 vai H2W04 formā, kas tiek atgriezts attiecīgajās ražošanas shēmas stadijās.

PVS kristālus izspiež uz filtra, pēc tam centrifūgā, mazgā ar aukstu ūdeni un žāvē.

Volframa trioksīdu iegūst, termiski sadalot volframa skābi vai PVS:

H2W04 \u003d "W03 + H20;

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

Kalcinēšana tiek veikta rotācijas elektriskajās krāsnīs ar cauruli, kas izgatavota no karstumizturīga tērauda 20X23H18. Kalcinēšanas režīms ir atkarīgs no volframa trioksīda mērķa, vajadzīgā tā daļiņu izmēra. Tātad, lai iegūtu VA klases volframa stiepli (skatīt zemāk), PVA tiek kalcinēts 500–550 ° C temperatūrā, bet VCh un VT (volframa bez piedevām) stieples - 800–850 ° C temperatūrā.

Volframskābi kalcinē 750-850 °C temperatūrā. Volframa trioksīdam, kas iegūts no PVS, ir lielākas daļiņas nekā trioksīdam, kas iegūts no volframa skābes. Volframa trioksīdā, kas paredzēts volframa ražošanai, W03 saturam jābūt vismaz 99,95% cieto sakausējumu ražošanai - vismaz 99,9%.

Ekstrakcijas un jonu apmaiņas metodes nātrija volframāta šķīdumu apstrādei

Nātrija volframāta šķīdumu apstrāde ir ievērojami vienkāršota, ja volframu ekstrahē no šķīdumiem, ekstrahējot ar organisko ekstraktoru, kam seko atkārtota ekstrakcija no organiskās fāzes ar amonjaka šķīdumu, atdalot PVS no amonjaka šķīduma.

Tā kā plašā pH=7,5+2,0 diapazonā volframs ir atrodams šķīdumos polimēru anjonu veidā, ekstrahēšanai izmanto anjonu apmaiņas ekstraktorus: amīnu sāļus vai kvaternāro amonija bāzi. Jo īpaši rūpnieciskajā praksē tiek izmantots trioktilamīna (i?3NH)HS04 sulfāta sāls (kur R ir С8Н17). Vislielākie volframa ekstrakcijas rādītāji tiek novēroti pie pH=2*4.

Ekstrakciju apraksta ar vienādojumu:

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

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

Amīnu izšķīdina petrolejā, kam pievieno daudzvērtīgo spirtu (C7 - C9) tehnisko maisījumu, lai novērstu cietās fāzes nogulsnēšanos (jo amīnu sāļu šķīdība petrolejā ir zema). Aptuvenais organiskās fāzes sastāvs: amīni 10%, spirti 15%, petroleja - pārējais.

Ekstrakcijai tiek nosūtīti no mrlibden attīrīti šķīdumi, kā arī fosfora, arsēna, silīcija un fluora piemaisījumi.

Volframu no organiskās fāzes atkārtoti ekstrahē ar amonjaka ūdeni (3-4% NH3), iegūstot amonija volframāta šķīdumus, no kuriem iztvaicējot un kristalizējot tiek izdalīts PVS. Ekstrakciju veic maisītāja-setler tipa aparātos vai pulsējošās kolonnās ar pildījumu.

Nātrija volframāta šķīdumu ekstrakcijas apstrādes priekšrocības ir acīmredzamas: tiek samazināts tehnoloģiskās shēmas darbību skaits, iespējams veikt nepārtrauktu procesu amonija volframāta šķīdumu iegūšanai no nātrija volframāta šķīdumiem, samazinātas ražošanas platības.

Ekstrakcijas procesa notekūdeņi var saturēt 80-100 mg/l amīnu piejaukumu, kā arī augstāko spirtu un petrolejas piemaisījumus. Lai noņemtu šos videi kaitīgos piemaisījumus, tiek izmantota putu flotācija un adsorbcija uz aktīvās ogles.

Ekstrakcijas tehnoloģija tiek izmantota ārvalstu uzņēmumos un tiek ieviesta arī vietējās rūpnīcās.

Jonu apmaiņas sveķu izmantošana ir nātrija volframāta šķīdumu apstrādes shēmas virziens, kas konkurē ar ekstrakciju. Šim nolūkam izmanto zemas bāzes anjonu apmainītājus, kas satur amīnu grupas (bieži vien terciāros amīnus) vai amfoteros sveķus (amfolītus), kas satur karboksilgrupas un amīnu grupas. Pie pH=2,5+3,5 volframa polianjoni tiek sorbēti uz sveķiem, un dažiem sveķiem kopējā jauda ir 1700-1900 mg W03 uz 1 g sveķu. Ja sveķi ir 8C>5~ formā, sorbciju un eluēšanu apraksta attiecīgi ar vienādojumiem:

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

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

Jonu apmaiņas metode tika izstrādāta un pielietota vienā no PSRS uzņēmumiem. Nepieciešamais sveķu saskares laiks ar šķīdumu ir 8-12 stundas Process tiek veikts jonu apmaiņas kolonnu kaskādē ar suspendētu sveķu slāni nepārtrauktā režīmā. Sarežģīts apstāklis ​​ir PVS kristālu daļēja izolācija eluēšanas stadijā, kas prasa to atdalīšanu no sveķu daļiņām. Eluēšanas rezultātā tiek iegūti 150–170 g/l W03 saturoši šķīdumi, kurus ievada PVS iztvaicēšanai un kristalizācijai.

Jonu apmaiņas tehnoloģijas trūkums salīdzinājumā ar ekstrakciju ir nelabvēlīgā kinētika (kontakta laiks 8-12 stundas pret 5-10 minūtēm ekstrakcijai). Tajā pašā laikā jonu apmaiņas ierīču priekšrocības ietver organiskus piemaisījumus saturošu atkritumu šķīdumu neesamību, kā arī sveķu ugunsdrošību un netoksicitāti.

Šeelīta koncentrātu sadalīšanās ar skābēm

Rūpnieciskajā praksē, galvenokārt augstas kvalitātes šelīta koncentrātu (70-75% W03) apstrādē, tiek izmantota tieša šeelīta sadalīšana ar sālsskābi.

Sadalīšanās reakcija:

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

Gandrīz neatgriezeniski. Tomēr skābes patēriņš ir daudz lielāks nekā stehiometriski nepieciešamais (250–300%), jo procesu kavē volframskābes plēves uz šelīta daļiņām.

Sadalīšanu veic noslēgtos reaktoros ar maisītājiem, kas pārklāti ar skābes izturīgu emalju un karsēti caur tvaika apvalku. Process tiek veikts 100-110 C. Sadalīšanās ilgums svārstās no 4-6 līdz 12 stundām, kas ir atkarīgs no malšanas pakāpes, kā arī koncentrāta izcelsmes (dažādu nogulumu šelīti atšķiras pēc reaktivitātes).

Viena apstrāde ne vienmēr noved pie pilnīgas atvēršanas. Šajā gadījumā pēc volframskābes izšķīdināšanas amonjaka ūdenī atlikumu atkārtoti apstrādā ar sālsskābi.

Šeelīta-povelīta koncentrātu ar 4-5% molibdēna saturu sadalīšanās laikā lielākā daļa molibdēna nonāk sālsskābes šķīdumā, kas izskaidrojams ar molibdīnskābes augsto šķīdību sālsskābē. Tātad 20 C temperatūrā 270 g/l HC1 H2Mo04 un H2WO4 šķīdība ir attiecīgi 182 un 0,03 g/l. Neskatoties uz to, pilnīga molibdēna atdalīšana nav panākta. Volframskābes nogulsnes satur 0,2-0,3% molibdēna, ko nevar ekstrahēt, atkārtoti apstrādājot ar sālsskābi.

Skābā metode atšķiras no sārmainās šelīta sadalīšanas metodēm ar mazāku tehnoloģiskās shēmas darbību skaitu. Taču, apstrādājot koncentrātus ar salīdzinoši zemu W03 saturu (50-55%) ar ievērojamu piemaisījumu saturu, lai iegūtu kondicionētu amonija paravolframātu, ir jāveic divas vai trīs volframskābes amonjaka attīrīšanas, kas ir neekonomiski. . Tāpēc sadalīšanu ar sālsskābi pārsvarā izmanto bagātīgu un tīru šelīta koncentrātu apstrādē.

Sadalīšanas ar sālsskābi metodes trūkumi ir liels skābes patēriņš, liels kalcija hlorīda atkritumu šķīdumu daudzums un to iznīcināšanas sarežģītība.

Ņemot vērā bezatkritumu tehnoloģiju izveides uzdevumus, interese ir par slāpekļskābes metodi scheelīta koncentrātu sadalīšanai. Šajā gadījumā mātes šķīdumus ir viegli atbrīvoties, iegūstot nitrātu sāļus.

1. lapa no 25

Valsts budžeta speciālists

Karēlijas Republikas izglītības iestāde

"Kostomušas Politehniskā koledža"

vietnieks ML direktors __________________ T.S. Kubars

"_____" __________________________________________ 2019. gads

NOBEIGUMA KVALIFIKĀCIJAS DARBS

Temats: "Galvenās volframa rūdu bagātināšanas metodes un dehidratācijas palīgprocesu izmantošanas saglabāšana Primorsky GOK tehnoloģiskajā shēmā"

Grupas audzēknis: Kuzich S.E.

4 kursu, grupa OPI-15 (41С)

Specialitāte 21.02.18

"Minerālu bagātināšana"

WRC vadītājs: Volkovičs O.V.

īpašais skolotājs disciplīnās

Kostamuša

2019

Ievads…………………………………………………………………………………3

1. Tehnoloģiskā daļa…………………………………………………………………6

1.1. Volframa rūdu vispārīgās īpašības…………………………………….6

1.2. Volframa rūdu ekonomiskais novērtējums…………………………………10

1. Volframa rūdu bagātināšanas tehnoloģiskā shēma uz Primorsky GOK piemēra………………………………………………………..……11

2. Bagātināšanas produktu dehidratācija……………………………………….

2.1. Dehidratācijas procesu būtība………………………………………..17

2.2. Centrifugēšana……………………………………………………..…….24

3. Drošu darba apstākļu organizēšana………………………………………….30

3.1. Prasības drošu darba apstākļu radīšanai darba vietā………………………………………………………………………………..30

3.2. Prasības drošības uzturēšanai darba vietā.…….…..32

3.3. Drošības prasības uzņēmuma darbiniekiem…………32

Secinājums………………………………………………………………….…..…..34

Izmantoto avotu un literatūras saraksts……………………………..36

Ievads

Minerālu bagātināšana - ir nozare, kas apstrādā cietos minerālus ar nolūku iegūt koncentrātus, t.i. produktus, kuru kvalitāte ir augstāka par izejvielu kvalitāti un atbilst prasībām to turpmākai izmantošanai tautsaimniecībā.Minerāli ir valsts ekonomikas pamats, un nav nevienas nozares, kurā netiktu izmantoti derīgie izrakteņi vai to pārstrādes produkti.

Viens no šiem minerāliem ir volframs – metāls ar unikālām īpašībām. Tam ir visaugstākā viršanas un kušanas temperatūra starp metāliem, bet tam ir zemākais termiskās izplešanās koeficients. Turklāt tas ir viens no cietākajiem, smagākajiem, stabilākajiem un blīvākajiem metāliem: volframa blīvums ir salīdzināms ar zelta un urāna blīvumu un ir 1,7 reizes lielāks nekā svinam.Galvenie volframa minerāli ir šelīts, hübnerīts un volframīts. Atkarībā no minerālu veida rūdas var iedalīt divos veidos; šelīts un volframīts. Apstrādājot volframu saturošas rūdas, gravitācijas, flotācijas, magnētiskās un arī elektrostatiskās,hidrometalurģijas un citas metodes.

Pēdējos gados plaši tiek izmantoti metālkeramikas cietie sakausējumi, kuru pamatā ir volframa karbīds. Šādus sakausējumus izmanto kā griezējus, urbju izgatavošanai, presformas aukstās stieples vilkšanai, presformas, atsperes, pneimatisko instrumentu daļas, iekšdedzes dzinēju vārsti, karstumizturīgās daļas no mehānismiem, kas darbojas augstā temperatūrā. Mehānismu ātri dilstošo detaļu pārklāšanai tiek izmantoti virsmas pārklājuma cietie sakausējumi (stelīti), kas sastāv no volframa (3-15%), hroma (25-35%) un kobalta (45-65%) ar nelielu oglekļa daudzumu. turbīnu lāpstiņas, ekskavatoru iekārtas utt.). Volframa sakausējumus ar niķeli un varu izmanto medicīnā aizsargājošu ekrānu ražošanā no gamma stariem.

Metāla volframu izmanto elektrotehnikā, radiotehnikā, rentgena inženierijā: kvēldiegu ražošanai elektriskajās lampās, augstas temperatūras elektrisko krāšņu sildītāju, rentgenstaru lampu antikatodu un katodu, vakuuma iekārtu un daudz ko citu. Volframa savienojumus izmanto kā krāsvielas, lai audumiem nodrošinātu ugunsizturību un ūdensizturību, ķīmijā - kā jutīgu reaģentu alkaloīdiem, nikotīnam, olbaltumvielām, kā katalizatoru benzīna ar augstu oktānskaitli ražošanā.

Volframs tiek plaši izmantots arī militāro un kosmosa tehnoloģiju ražošanā (bruņu plāksnes, tanku torņi, šautenes un lielgabalu stobri, raķešu serdeņi utt.).

Volframa patēriņa struktūra pasaulē pastāvīgi mainās. Dažās nozarēs tas tiek aizstāts ar citiem materiāliem, taču parādās jaunas tā pielietojuma jomas. Tātad 20. gadsimta pirmajā pusē līdz 90% volframa tika iztērēti tēraudu leģēšanai. Šobrīd nozarē dominē volframa karbīda ražošana, un arvien svarīgāka kļūst volframa metāla izmantošana. Pēdējā laikā pavērušās jaunas iespējas izmantot volframu kā videi draudzīgu materiālu. Volframs var aizstāt svinu dažādas munīcijas ražošanā, kā arī atrast pielietojumu sporta aprīkojuma, jo īpaši golfa nūju un bumbiņu, ražošanā. Amerikas Savienotajās Valstīs notiek attīstība šajās jomās. Nākotnē volframam būtu jāaizstāj noplicinātais urāns liela kalibra munīcijas ražošanā. 1970. gados, kad volframa cenas bija aptuveni 170 USD. uz 1% WO satura 3 uz 1 tonnu produkta ASV un pēc tam dažas NATO valstis smagajā munīcijā volframu aizstāja ar noplicinātu urānu, kas ar tādiem pašiem tehniskajiem parametriem bija ievērojami lētāks.

Volframs kā ķīmiskais elements ir iekļauts smago metālu grupā un no vides viedokļa pieder vidēji toksiskam (II-III klase). Šobrīd vides piesārņojuma avoti ar volframu ir volframu saturošu minerālu izejvielu izpētes, ieguves un pārstrādes (bagātināšanas un metalurģijas) procesi. Apstrādes rezultātā šādi avoti ir neizmantoti cietie atkritumi, notekūdeņi, putekļi, volframu saturošas smalkas daļiņas. Volframa rūdu bagātināšanas laikā veidojas cietie atkritumi izgāztuvju un dažādu atkritumu veidā. Pārstrādes rūpnīcu notekūdeņus pārstāv atkritumu izgāztuves, kuras tiek izmantotas kā otrreizējās pārstrādes ūdens malšanas un flotācijas procesos.

Galīgā kvalifikācijas darba mērķis: pamatot volframa rūdu bagātināšanas tehnoloģisko shēmu uz Primorsky GOK piemēra un dehidratācijas procesu būtību šajā tehnoloģiskajā shēmā.

Izgudrojums attiecas uz metodi atsārņu kompleksai apstrādei volframu saturošu rūdu bagātināšanai. Metode ietver to iedalīšanu smalkajās un rupjās frakcijās, smalkās frakcijas skrūvju atdalīšanu, lai iegūtu volframa produktu un tā atkārtotu attīrīšanu. Tajā pašā laikā tiek veikta atkārtota attīrīšana uz skrūves separatora, lai iegūtu neapstrādātu volframa koncentrātu, kas tiek apstrādāts uz koncentrācijas tabulām, lai iegūtu gravitācijas volframa koncentrātu, kas tiek pakļauts flotācijai, lai iegūtu augstas kvalitātes kondicionētu volframa koncentrātu un sulfīdus saturošs produkts. Skrūves separatora un koncentrācijas tabulas astes ir apvienotas un pakļautas sabiezēšanai. Tajā pašā laikā pēc sabiezēšanas iegūtā noteka tiek ievadīta atsārņu klasifikācijā volframu saturošu rūdu bagātināšanai, un sabiezinātais produkts tiek pakļauts bagātināšanai uz skrūves separatora, lai iegūtu sekundāro atsārņu un volframa produktu, kas tiek nosūtīts. tīrīšanai. Tehniskais rezultāts ir palielināt atsārņu apstrādes dziļumu volframu saturošu rūdu bagātināšanai. 1 z.p. f-ly, 1 tab., 1 ill.

Izgudrojums attiecas uz minerālu bagātināšanu, un to var izmantot volframu saturošu rūdu atsārņu bagātināšanā.

Apstrādājot volframu saturošas rūdas, kā arī atkritumus to bagātināšanai izmanto gravitācijas, flotācijas, magnētiskās, kā arī elektrostatiskās, hidrometalurģiskās un citas metodes (sk., piemēram, Burt P.O., piedaloties K. Mills. Gravitational bagātināšanas tehnoloģija.Tulkots no angļu valodas.- M.: Nedra, 1990). Tātad noderīgo komponentu (minerālu izejvielu) iepriekšējai koncentrācijai tiek izmantota fotometriskā un lumometriskā šķirošana (piemēram, Mount Carbine un King Island pārstrādes rūpnīcas), bagātināšana smagajos barotnēs (piemēram, Portugāles Panasquera rūpnīca un angļu Hemerdanas rūpnīca). ), jigging (īpaši sliktas izejvielas), magnētiskā atdalīšana vājā magnētiskajā laukā (piemēram, lai izolētu pirītu, pirotītu) vai augstas intensitātes magnētiskā atdalīšana (lai atdalītu volframītu un kasiterītu).

Volframu saturošu dūņu apstrādei ir zināms, ka ĶTR un Kanādas Mount Plisad rūpnīcā tiek izmantota flotācija, jo īpaši volframīts, un dažās rūpnīcās flotācija ir pilnībā aizstājusi gravitācijas bagātināšanu (piemēram, Jokberg rūpnīcās, Zviedrijā un Mittersila, Austrija).

Ir zināms arī skrūvju separatoru un skrūvju slēdzeņu izmantošana volframu saturošu rūdu, vecu izgāztuvju, novecojušu atkritumu un dūņu bagātināšanai.

Tā, piemēram, apstrādājot vecās volframa rūdas izgāztuves Cherdoyak rūpnīcā (Kazahstāna), sākotnējais izgāztuves materiāls pēc sasmalcināšanas un sasmalcināšanas līdz 3 mm tika bagātināts džigas mašīnās, kuru mazizmēra produkts pēc tam tika notīrīts uz koncentrācijas tabula. Tehnoloģiskā shēma ietvēra arī bagātināšanu uz skrūvju separatoriem, uz kuriem tika iegūti 75-77% WO 3 ar bagātināšanas produktu izlaidi 25-30%. Skrūvju atdalīšana ļāva palielināt WO 3 ieguvi par 3-4% (sk., piemēram, Anikin M.F., Ivanov V.D., Pevzner M.L. "Skrūvju separatori rūdas apstrādei", Maskava, izdevniecība "Nedra", 1970, 132 lpp.).

Veco izgāztuvju apstrādes tehnoloģiskās shēmas trūkumi ir lielā slodze procesa sākumā džigas operācijā, nepietiekami augstā WO 3 ekstrakcija un ievērojamā bagātināšanas produktu iznākums.

Zināma metode saistītai volframa koncentrāta ražošanai, apstrādājot molibdenīta flotācijas atliekas (rūpnīca "Climax molybdenum", Kanāda). Atslāņošanās, kas satur volframu, tiek atdalītas ar skrūvju atdalīšanu volframa atslāņošanās (vieglajā frakcijā), primārajā volframīta - kasiterīta koncentrātā. Pēdējais tiek pakļauts hidrociklonam, un dūņu novadīšana tiek nosūtīta uz atkritumiem, bet smilšu frakcija tiek nosūtīta uz pirīta koncentrāta, kas satur 50% S (sulfīdus), flotācijas separāciju un tā izvadīšanu uz atsārņiem. Sulfīdu flotācijas kameras produkts tiek attīrīts, izmantojot skrūvju atdalīšanu un/vai konusus, lai iegūtu pirītu saturošas atliekas un volframīta-kasiterīta koncentrātu, kas tiek apstrādāts uz koncentrācijas tabulām. Tajā pašā laikā tiek iegūts volframīta-kasiterīta koncentrāts un atliekas. Neapstrādāts koncentrāts pēc dehidratācijas tiek secīgi attīrīts, attīrot to no dzelzs, izmantojot magnētisko atdalīšanu, ar flotācijas palīdzību no tā atdalot monazītu (fosfātu flotācija), un pēc tam dehidrē, žāvē, klasificē un atdala, izmantojot pakāpenisku magnētisko atdalīšanu, veidojot koncentrātu ar saturu 65. % WO 3 pēc I posma un 68 % WO 3 pēc II posma. Iegūstiet arī nemagnētisku produktu - alvas (kasiterīta) koncentrātu, kas satur ~35% alvas.

Šai apstrādes metodei raksturīgi trūkumi - sarežģītība un daudzpakāpju, kā arī augsta enerģijas intensitāte.

Ir zināma metode volframa papildu ekstrakcijai no gravitācijas bagātināšanas atsārņiem (rūpnīca "Boulder", ASV). Gravitācijas bagātināšanas atliekas tiek sasmalcinātas, atkaļķotas klasifikatorā, kura smiltis tiek atdalītas uz hidrauliskajiem klasifikatoriem. Iegūtās klases tiek atsevišķi papildinātas koncentrācijas tabulās. Rupjgraudainās atliekas tiek atgrieztas malšanas ciklā, un smalkās atliekas tiek sabiezinātas un atkārtoti bagātinātas uz vircas galdiem, lai iegūtu gatavu koncentrātu, vidēju produktu atkārtotai slīpēšanai un atliekas, kas tiek nosūtītas flotācijai. Rupjāks flotācijas koncentrāts tiek pakļauts vienai tīrīšanai. Sākotnējā rūda satur 0,3-0,5% WO 3; volframa ieguve sasniedz 97%, un aptuveni 70% volframa tiek atgūti flotācijas ceļā. Taču volframa saturs flotācijas koncentrātā ir zems (apmēram 10% WO 3) (sk., Polkin S.I., Adamov E.V. Enrichment of krāsaino metālu rūdas. Mācību grāmata universitātēm. M., Nedra, 1983, 213 lpp.)

Gravitācijas bagātināšanas atsārņu apstrādes tehnoloģiskās shēmas trūkumi ir lielā slodze procesa sākumā bagātināšanas operācijā uz koncentrācijas tabulām, daudzkārtēja darbība, iegūtā koncentrāta zemā kvalitāte.

Zināma metode šelītu saturošu atsārņu pārstrādei, lai no tām atdalītu bīstamos materiālus un apstrādātu nebīstamos un rūdas minerālus, izmantojot uzlabotu separācijas procesu (atdalīšanu) (KR 20030089109, SNAE et al., 21.11.2003.). Metode ietver seelītu saturošu atsārņu homogenizējošās sajaukšanas, celulozes ievadīšanas reaktorā, celulozes “filtrēšanas” ar sietu dažādu svešķermeņu atdalīšanas posmus, sekojošu celulozes atdalīšanu ar skrūvju atdalīšanu, sabiezēšanu un dehidratāciju. nemetāliskie minerāli kūkas iegūšanai, kūkas žāvēšana rotācijas kaltē, sausās kūkas sasmalcināšana ar āmuru dzirnavām, kas darbojas slēgtā ciklā ar sietu, sasmalcinātu minerālu atdalīšana, izmantojot “mikronu” separatoru, mazo un rupjo graudu frakcijās. (granulas), kā arī rupjgraudainas frakcijas magnētiskā atdalīšana, lai iegūtu magnētiskos minerālus un nemagnētisko frakciju, kas satur šeelītu. Šīs metodes trūkums ir vairākkārtēja darbība, energoietilpīgas slapjas kūkas žāvēšanas izmantošana.

Ir zināma metode volframa papildu ekstrakcijai no Ingichkas raktuves pārstrādes rūpnīcas atsārņiem (sk. A.B.Ežkov, Kh.T. v.1, MISiS, M., 2001). Metode ietver celulozes sagatavošanu un tās atkaļķošanu hidrociklonā (klases noņemšana - 0,05 mm), sekojošu atkaļķotās celulozes atdalīšanu konusveida separatorā, konusa separatora koncentrāta divpakāpju attīrīšanu uz koncentrācijas tabulām, lai iegūtu koncentrātu, kas satur 20,6 % WO 3, ar vidējo atgūšanu 29,06%. Šīs metodes trūkumi ir iegūtā koncentrāta zemā kvalitāte un nepietiekami augsta WO 3 ekstrakcija.

Aprakstīti Ingichkinskaya bagātināšanas rūpnīcas atsārņu gravitācijas bagātināšanas pētījumu rezultāti (sk. S.V. » // Uzbekistānas Mining Bulletin, 2008, Nr. 3).

Patentētajam tehniskajam risinājumam vistuvākā ir volframa iegūšanas metode no novecojušām volframu saturošu rūdu bagātināšanas atsārņiem (Artemova O.S. Tehnoloģijas izstrāde volframa ieguvei no novecojušām Džidas VMK atkritumiem. Tehniskā zinātņu kandidāta darba kopsavilkums zinātnes, Irkutskas Valsts tehniskā universitāte, Irkutska, 2004 - prototips).

Tehnoloģija volframa ekstrakcijai no novecojušām atsārņošanām saskaņā ar šo metodi ietver neapstrādāta volframu saturoša koncentrāta un vidēja produkta, zeltu saturoša produkta un sekundāro atsārņu iegūšanas darbības, izmantojot gravitācijas mitrās bagātināšanas metodes - skrūves un centrbēdzes atdalīšanu - un sekojošu apdari. no iegūtā rupjā koncentrāta un vidēja produkta, izmantojot gravitācijas (centrbēdzes) bagātināšanu un magnētisko atdalīšanu, lai iegūtu standarta volframa koncentrātu, kas satur 62,7% WO 3, ekstrahējot 49,9% WO 3.

Saskaņā ar šo metodi novecojušās astes tiek pakļautas primārajai klasifikācijai, atbrīvojot 44,5% no masas. sekundārajās sārņās +3 mm frakcijas veidā. -3 mm atsārņu frakcija tiek iedalīta klasēs -0,5 un +0,5 mm, un no pēdējās, izmantojot skrūvju atdalīšanu, iegūst rupju koncentrātu un astes. Frakcija -0,5 mm ir sadalīta klasēs -0,1 un +0,1 mm. No +0,1 mm klases ar centrbēdzes separāciju tiek izdalīts rupjais koncentrāts, kas, tāpat kā rupjās skrūves separācijas koncentrāts, tiek pakļauts centrbēdzes separācijai, lai iegūtu neapstrādātu volframa koncentrātu un zeltu saturošu produktu. Skrūves un centrbēdzes separācijas atliekas tiek sasmalcinātas līdz -0,1 mm slēgtā ciklā ar klasifikāciju un pēc tam sadalītas klasēs -0,1 + 0,02 un -0,02 mm. -0,02 mm klase tiek izņemta no procesa kā otrreizējās atkritumu atliekas. Klase -0,1+0,02 mm tiek bagātināta ar centrbēdzes separāciju, lai iegūtu otrreizējās atkritumu atliekas un volframa atšķaidījumus, kas nosūtīti rafinēšanai ar magnētisko separāciju kopā ar centrbēdzes separācijas koncentrātu, smalki samaltu līdz -0,1 mm. Šajā gadījumā tiek iegūts volframa koncentrāts (magnētiskā frakcija) un viduvēji (nemagnētiskā frakcija). Pēdējais tiek pakļauts magnētiskai atdalīšanai II, izdalot nemagnētisku frakciju sekundārajās atslāņojumos un volframa koncentrātu (magnētisko frakciju), ko secīgi bagātina ar centrbēdzes, magnētisko un vēlreiz centrbēdzes atdalīšanu, lai iegūtu kondicionētu volframa koncentrātu ar saturu. 62,7% WO 3 ar 0,14% izlaidi un 49,9% atgūšanu. Tajā pašā laikā centrbēdzes separācijas atliekas un nemagnētiskā frakcija tiek nosūtīta uz sekundāro atkritumu atsārņiem, kuru kopējā izlaide neapstrādāta volframa koncentrāta apdares stadijā ir 3,28% ar WO 3 saturu 2,1% viņiem.

Šīs metodes trūkumi ir daudzoperāciju process, kas ietver 6 klasifikācijas darbības, 2 pārslīpēšanas darbības, kā arī 5 centrbēdzes darbības un 3 magnētiskās atdalīšanas darbības, izmantojot salīdzinoši dārgu aparātu. Tajā pašā laikā neapstrādāta volframa koncentrāta pilnveidošana līdz standartam ir saistīta ar sekundāro sārņu ražošanu ar salīdzinoši augstu volframa saturu (2,1% WO 3).

Šī izgudrojuma mērķis ir uzlabot atsārņu pārstrādes metodi, ieskaitot novecojušo atkritumu izgāztuvi volframu saturošu rūdu bagātināšanai, lai iegūtu augstas kvalitātes volframa koncentrātu un sulfīdus saturošu produktu, samazinot volframa saturu. sekundārajās sārņās.

Patentētā atsārņu kompleksās apstrādes metode volframu saturošu rūdu bagātināšanai ietver atsārņu klasificēšanu smalkās un rupjās frakcijās, smalkās frakcijas atdalīšanu ar skrūvēm, lai iegūtu volframa produktu, volframa produkta atkārtotu attīrīšanu un apdari, lai iegūtu. augstas kvalitātes volframa koncentrāts, sulfīdus saturošs produkts un sekundārās atkritumu atliekas.

Metode atšķiras ar to, ka iegūtais volframa izstrādājums tiek pakļauts atkārtotai attīrīšanai uz skrūves separatora, lai iegūtu rupju koncentrātu un atliekas, rupju koncentrātu pakļauj apdarei uz koncentrācijas tabulām, lai iegūtu gravitācijas volframa koncentrātu un atliekas. Koncentrācijas tabulas un tīrīšanas skrūves separatora atliekas tiek apvienotas un pakļautas sabiezēšanai, pēc tam sabiezēšanas izplūde tiek ievadīta klasifikācijas stadijā tehnoloģiskās shēmas sākumā un sabiezinātais produkts tiek bagātināts uz skrūvju separatora, lai iegūtu sekundāros atkritumus. atliekas un volframa izstrādājumu, kas tiek nosūtīts tīrīšanai. Gravitācijas volframa koncentrāts tiek pakļauts flotācijai, lai iegūtu augstas kvalitātes standarta volframa koncentrātu (62% WO 3) un sulfīdus saturošu produktu, ko apstrādā ar zināmām metodēm.

Metodi var raksturot ar to, ka atslāņošanās tiek klasificēta frakcijās, galvenokārt +8 mm un -8 mm.

Patentētās metodes tehniskais rezultāts ir palielināt apstrādes dziļumu, vienlaikus samazinot tehnoloģisko operāciju skaitu un noslogojumu uz tām, jo ​​procesa galvā tiek atdalīta lielākā daļa no sākotnējās atsārņošanas (vairāk nekā 90%). sekundārās atslāņošanās, izmantojot vienkāršāku konstrukciju un enerģiju taupošas skrūvju atdalīšanas tehnoloģijas darbību. Tas krasi samazina turpmāko bagātināšanas darbību slodzi, kā arī kapitāla un ekspluatācijas izmaksas, kas nodrošina bagātināšanas procesa optimizāciju.

Patentētās metodes efektivitāte ir parādīta Ingichkinskaya bagātināšanas rūpnīcas atsārņu kompleksās apstrādes piemērā (sk. zīmējumu).

Apstrāde sākas ar atsārņu klasificēšanu mazās un lielajās frakcijās ar sekundāro atsārņu atdalīšanu lielas frakcijas veidā. Smalkā atsārņu frakcija tiek pakļauta skrūvju separācijai ar atdalīšanu tehnoloģiskā procesa galvā sekundārajās atsārņojumos no oriģinālo atsārņu lielākās daļas (vairāk nekā 90%). Tas ļauj krasi samazināt turpmāko darbību slodzi, attiecīgi kapitāla izmaksas un ekspluatācijas izmaksas.

Iegūtais volframa produkts tiek atkārtoti attīrīts uz skrūvju separatora, lai iegūtu neapstrādātu koncentrātu un atliekas. Neapstrādātais koncentrāts tiek precizēts uz koncentrācijas tabulām, lai iegūtu gravitācijas volframa koncentrātu un atliekas.

Koncentrācijas tabulas un tīrīšanas skrūvju separatora atliekas tiek apvienotas un pakļautas sabiezēšanai, piemēram, biezinātājā, mehāniskajā klasifikatorā, hidrociklonā un citos aparātos. Sabiezēšanas noteka tehnoloģiskās shēmas galvgalī tiek ievadīta klasifikācijas stadijā, bet sabiezinātais produkts tiek bagātināts uz skrūvju separatora, lai iegūtu sekundārās atliekas un volframa produktu, kas tiek nosūtīts tīrīšanai.

Gravitācijas volframa koncentrāts flotācijas ceļā tiek iegūts augstas kvalitātes nosacītā volframa koncentrātā (62% WO 3 ), lai iegūtu sulfīdus saturošu produktu.

Tādējādi augstas kvalitātes (62% WO 3 ) kondicionēts volframa koncentrāts tiek izolēts no volframu saturošām atsārņiem, sasniedzot relatīvi augstu WO 3 reģenerāciju ~ 49% un relatīvi zemu volframa saturu (0,04% WO 3 ) sekundāro atkritumu sārņās.

Iegūto sulfīdus saturošo produktu apstrādā zināmā veidā, piemēram, no tā iegūst sērskābi un sēru, kā arī izmanto kā koriģējošu piedevu cementu ražošanā.

Augstas kvalitātes kondicionēts volframa koncentrāts ir ļoti likvīds tirgojams produkts.

Kā izriet no patentētās metodes ieviešanas rezultātiem Ingichkinskaya koncentratora volframu saturošu rūdu bagātināšanai novecojušo atkritumu piemērā, tās efektivitāte ir parādīta salīdzinājumā ar prototipa metodi (skatīt tabulu). IEDARBĪBA: tiek nodrošināta sulfīdus saturoša produkta papildu iegūšana, patērētā saldūdens apjoma samazināšanās, pateicoties ūdens cirkulācijas radīšanai. Tas rada iespēju pārstrādāt ievērojami nabadzīgākas atliekas (0,09% WO 3), ievērojami samazina volframa saturu sekundārajās atslāņojumos (līdz 0,04% WO 3). Turklāt ir samazināts tehnoloģisko operāciju skaits un lielākajai daļai no tām samazināta slodze, pateicoties tehnoloģiskā procesa galvgalī esošās sākotnējās atsārņu masas (vairāk nekā 90%) atdalīšanai sekundārajās atsārņās, izmantojot vienkāršāka un mazāk energoietilpīga skrūvju atdalīšanas tehnoloģija, kas samazina kapitāla izmaksas iekārtu iegādei un ekspluatācijas izmaksas.

1. Metode atsārņu kompleksai apstrādei volframu saturošu rūdu bagātināšanai, ieskaitot to iedalīšanu smalkās un rupjās frakcijās, smalkās frakcijas skrūvju atdalīšanu, lai iegūtu volframa izstrādājumu, tās attīrīšanu un apdari, lai iegūtu augstas kvalitātes rūdu. volframa koncentrāts, sulfīdus saturošs produkts un sekundārās atslāņošanās, kas raksturīgs ar to, ka pēc skrūves atdalīšanas iegūtais volframa produkts tiek pakļauts atkārtotai attīrīšanai uz skrūves separatora, lai iegūtu neapstrādātu volframa koncentrātu, iegūtais neapstrādāts volframa koncentrāts tiek pakļauts koncentrēšanai. tabulas, lai iegūtu gravitācijas volframa koncentrātu, kas tiek pakļauts flotācijai, lai iegūtu augstas kvalitātes kondicionētu volframa koncentrātu un sulfīdus saturošu produktu, skrūves separatora un koncentrācijas tabulas astes apvienotas un pakļautas sabiezēšanai, pēc sabiezēšanas iegūtā drena tiek veikta tiek ievadīts volframu saturošu rūdu bagātināšanai paredzēto atkritumu klasifikācijā, un pakļauj bagātināšanai uz skrūvju separatora, lai iegūtu sekundāro atslāņošanos un volframa izstrādājumu, kas tiek nosūtīts tīrīšanai.