Wydobycie wolframu z odpadów zakładów przetwórczych. Wydobywanie słabo magnetycznych minerałów na wysokointensywnym separatorze magnetycznym z rud metali nieżelaznych, metali ziem rzadkich i szlachetnych na przykładzie JSC "Irgiredmet", Kovdorsky GOK. Światowy rynek wolframu

25.11.2019

Metody magnetyczne są szeroko stosowane przy wzbogacaniu rud metali żelaznych, nieżelaznych i rzadkich oraz w innych dziedzinach przemysłu, w tym w przemyśle spożywczym. Służą do wzbogacania rud żelaza, manganu, wolframu miedziowo-niklowego, a także do wykańczania koncentratów rud metali rzadkich, regeneracji wag ferromagnetycznych w instalacjach separacyjnych w zawiesinach ciężkich, do usuwania zanieczyszczeń żelazowych z piasków kwarcowych, pirytu z węgla itp.

Wszystkie minerały różnią się specyficzną podatnością magnetyczną, a do wydobycia minerałów słabo magnetycznych wymagane są pola o wysokiej charakterystyce magnetycznej w strefie roboczej separatora.

W rudach metali rzadkich, w szczególności wolframu i niobu oraz tantalu główne minerały w postaci wolframitu i kolumbitu-tantalitu mają właściwości magnetyczne i możliwe jest zastosowanie wysokogradientowej separacji magnetycznej z wydobyciem minerałów kruszcowych do frakcji magnetycznej.

W laboratorium metod wzbogacania magnetycznego NPO ERGA przeprowadzono badania na rudzie wolframowej i niobowo-tantalowej ze złóż Spoykoininsky i Orlovsky. Do suchej separacji magnetycznej zastosowano separator rolkowy SMVI produkcji NPO ERGA.

Oddzielenie rudy wolframu i niobu-tantalu przeprowadzono według schematu nr 1. Wyniki przedstawiono w tabeli.

Na podstawie wyników pracy można wyciągnąć następujące wnioski:

Zawartość składników użytecznych w ogonach separacji wynosi: WO3 według pierwszego schematu separacji - 0,031±0,011%, według drugiego - 0,048±0,013%; Ta2O5 i Nb2O5 -0,005±0,003%. Sugeruje to, że indukcja w strefie roboczej separatora jest wystarczająca do wydobycia minerałów słabo magnetycznych do frakcji magnetycznej, a separator magnetyczny typu SMVI nadaje się do pozyskiwania odpadów poflotacyjnych.

Przeprowadzono również testy separatora magnetycznego SMVI na rudzie baddeleyitu w celu wydobycia słabo magnetycznych minerałów żelaza (hematytu) do odpadów poflotacyjnych i oczyszczenia koncentratu cyrkonu.

Separacja spowodowała zmniejszenie zawartości żelaza w produkcie niemagnetycznym z 5,39% do 0,63% z odzyskiem 93%. Zawartość cyrkonu w koncentracie wzrosła o 12%.

Schemat działania separatora pokazano na ryc. jeden

Zastosowanie separatora magnetycznego SMVI znalazło szerokie zastosowanie we wzbogacaniu różnych rud. SMVI może służyć zarówno jako główne urządzenie do wzbogacania, jak i jako uszlachetnianie koncentratów. Potwierdzają to udane półprzemysłowe testy tego sprzętu.

Pierwiastkiem chemicznym jest wolfram.

Zanim opiszemy produkcję wolframu, trzeba zrobić krótką dygresję do historii. Nazwa tego metalu jest tłumaczona z niemieckiego jako „krem wilczy”, pochodzenie tego terminu sięga późnego średniowiecza.

Pozyskując cynę z różnych rud zauważono, że w niektórych przypadkach gubiła się, przechodząc w pienisty żużel, „jak wilk pożerający swoją zdobycz”.

Metafora zakorzeniła się, nadając nazwę otrzymanemu później metalowi, jest on obecnie używany w wielu językach świata. Ale w języku angielskim, francuskim i niektórych innych językach wolfram nazywa się inaczej, niż metafora „ciężki kamień” (wolfram po szwedzku). Szwedzkie pochodzenie tego słowa związane jest z eksperymentami słynnego szwedzkiego chemika Scheele, który jako pierwszy uzyskał tlenek wolframu z rudy nazwanej później jego imieniem (scheelite).

Szwedzki chemik Scheele, który odkrył wolfram.

Przemysłową produkcję wolframu można podzielić na 3 etapy:

wzbogacanie rud i produkcja anhydrytu wolframu;
redukcja do proszku metalicznego;
uzyskanie metalu monolitycznego.

Wzbogacanie rudy

Wolfram nie występuje w naturze w stanie wolnym, występuje jedynie w składzie różnych związków.

wolframit
scheelitów

Rudy te często zawierają niewielkie ilości innych substancji (złoto, srebro, cyna, rtęć itp.), pomimo bardzo niskiej zawartości dodatkowych minerałów, czasami ich wydobycie podczas wzbogacania jest ekonomicznie opłacalne.

Wzbogacanie zaczyna się od kruszenia i mielenia skały. Następnie materiał trafia do dalszej obróbki, której metody zależą od rodzaju rudy. Wzbogacanie rud wolframitu odbywa się zwykle metodą grawitacyjną, której istotą jest wykorzystanie połączonych sił ziemskiej grawitacji i siły odśrodkowej, minerały rozdzielane są właściwościami chemicznymi i fizycznymi – gęstością, wielkością cząstek, zwilżalnością. W ten sposób oddzielana jest skała płonna, a koncentrat doprowadzany jest do wymaganej czystości za pomocą separacji magnetycznej. Zawartość wolframitu w otrzymanym koncentracie waha się od 52 do 85%.
Scheelit, w przeciwieństwie do wolframitu, nie jest minerałem magnetycznym, więc nie stosuje się do niego separacji magnetycznej. W przypadku rud schelitowych algorytm wzbogacania jest inny. Główną metodą jest flotacja (proces separacji cząstek w zawiesinie wodnej), a następnie zastosowanie separacji elektrostatycznej. Stężenie schelitu może dochodzić do 90% na wylocie. Rudy są również złożone, zawierają jednocześnie wolframity i schelit. Do ich wzbogacania stosuje się metody łączące schematy grawitacyjne i flotacyjne.

Jeżeli wymagane jest dalsze oczyszczanie koncentratu do ustalonych standardów, stosuje się różne procedury w zależności od rodzaju zanieczyszczeń. Aby zredukować zanieczyszczenia fosforem, koncentraty schelitu są traktowane na zimno kwasem solnym, a kalcyt i dolomit są usuwane. Aby usunąć miedź, arsen, bizmut, stosuje się prażenie, a następnie obróbkę kwasami. Istnieją również inne metody czyszczenia.

W celu przekształcenia wolframu z koncentratu w związek rozpuszczalny stosuje się kilka różnych metod.

Na przykład koncentrat spieka się z nadmiarem sody, otrzymując w ten sposób wolframit sodu.
Można również zastosować inną metodę - ługowanie: wolfram jest ekstrahowany roztworem sody pod ciśnieniem w wysokiej temperaturze, a następnie neutralizowany i wytrącany.
Innym sposobem jest potraktowanie koncentratu gazowym chlorem. W procesie tym powstaje chlorek wolframu, który jest następnie oddzielany od chlorków innych metali przez sublimację. Otrzymany produkt można przekształcić w tlenek wolframu lub bezpośrednio przetworzyć na metal pierwiastkowy.

Głównym wynikiem różnych metod wzbogacania jest produkcja trójtlenku wolframu. Co więcej, to on idzie do produkcji metalicznego wolframu. Pozyskiwany jest z niego również węglik wolframu, który jest głównym składnikiem wielu twardych stopów. Istnieje inny produkt bezpośredniego przerobu koncentratów rudy wolframu - żelazowolfram. Wytapiany jest zwykle na potrzeby hutnictwa żelaza.

Odzyskiwanie wolframu

Powstały trójtlenek wolframu (anhydryt wolframu) w następnym etapie musi zostać zredukowany do stanu metalu. Restaurację najczęściej prowadzi się szeroko stosowaną metodą wodorową. Do pieca wprowadzany jest ruchomy pojemnik (łódź) z trójtlenkiem wolframu, po drodze temperatura wzrasta, w jego kierunku podawany jest wodór. W miarę zmniejszania się metalu zwiększa się gęstość nasypowa materiału, objętość załadunku kontenera zmniejsza się o ponad połowę, dlatego w praktyce stosuje się przebieg w 2 etapach, przez różne typy pieców.

W pierwszym etapie z trójtlenku wolframu powstaje dwutlenek, w drugim z dwutlenku wolframu otrzymuje się czysty proszek wolframu.
Następnie proszek przesiewa się przez siatkę, dodatkowo rozdrabnia się duże cząstki w celu uzyskania proszku o określonej wielkości ziarna.

Czasami do redukcji wolframu używa się węgla. Ta metoda nieco upraszcza produkcję, ale wymaga wyższych temperatur. Ponadto węgiel i jego zanieczyszczenia reagują z wolframem, tworząc różne związki, które prowadzą do zanieczyszczenia metalami. W produkcji na świecie stosuje się szereg innych metod, jednak pod względem parametrów największą możliwą do zastosowania jest redukcja wodoru.

Uzyskiwanie metalu monolitycznego

Jeśli pierwsze dwa etapy przemysłowej produkcji wolframu są dobrze znane metalurgom i stosowane od bardzo dawna, to do uzyskania monolitu z proszku konieczne było opracowanie specjalnej technologii. Większość metali uzyskuje się przez proste topienie, a następnie odlewanie do form, z wolframem ze względu na swoją główną właściwość - nietopliwość - taki zabieg jest niemożliwy. Metoda otrzymywania zwartego wolframu z proszku, zaproponowana na początku XX wieku przez amerykańskiego Coolidge'a, jest nadal stosowana z różnymi odmianami w naszych czasach. Istotą metody jest to, że proszek pod wpływem prądu elektrycznego zamienia się w monolityczny metal. Zamiast zwykłego topienia, aby uzyskać metaliczny wolfram, należy przejść kilka etapów. W pierwszym z nich proszek jest prasowany w specjalne pręty-pręty. Następnie pręty te poddawane są procesowi spiekania, który odbywa się w dwóch etapach:

1. Najpierw w temperaturze do 1300ºС pręt jest wstępnie spiekany w celu zwiększenia jego wytrzymałości. Zabieg przeprowadzany jest w specjalnym szczelnym piecu z ciągłym dopływem wodoru. Do dodatkowej redukcji wykorzystywany jest wodór, który wnika w porowatą strukturę materiału, a przy dodatkowej ekspozycji na wysoką temperaturę powstaje czysto metaliczny kontakt pomiędzy kryształami spieku. Shtabik po tym etapie jest znacznie utwardzony, tracąc do 5% wielkości.
2. Następnie przejdź do głównego etapu - spawania. Proces ten odbywa się w temperaturach do 3 tys.ºC. Słupek jest mocowany za pomocą styków zaciskowych i przepływa przez niego prąd elektryczny. Na tym etapie wykorzystywany jest również wodór – jest on potrzebny do zapobiegania utlenianiu. Stosowany prąd jest bardzo wysoki, dla prętów o przekroju 10x10 mm wymagany jest prąd około 2500 A, a dla przekroju 25x25 mm - około 9000 A. Stosowane napięcie jest stosunkowo małe, od 10 do 20 V. Dla każdej partii metalu monolitycznego najpierw spawany jest pręt testowy, który służy do kalibracji trybu spawania. Czas trwania spawania zależy od wielkości pręta i zwykle waha się od 15 minut do godziny. Ten etap, podobnie jak pierwszy, również prowadzi do zmniejszenia rozmiaru wędki.

Gęstość i wielkość ziarna otrzymanego metalu zależą od początkowej wielkości ziarna pręta i od maksymalnej temperatury zgrzewania. Utrata wymiarów po dwóch etapach spiekania dochodzi do 18% długości. Gęstość końcowa wynosi 17–18,5 g/cm².

Aby uzyskać wolfram o wysokiej czystości, stosuje się różne dodatki, które odparowują podczas spawania, na przykład tlenki krzemu i metali alkalicznych. W miarę nagrzewania dodatki te odparowują, zabierając ze sobą inne zanieczyszczenia. Proces ten przyczynia się do dodatkowego oczyszczenia. Przy stosowaniu prawidłowego reżimu temperaturowego i braku śladów wilgoci w atmosferze wodoru podczas spiekania, za pomocą takich dodatków stopień oczyszczenia wolframu można zwiększyć do 99,995%.

Produkcja wyrobów z wolframu

Pozyskiwany z pierwotnej rudy po opisanych trzech etapach produkcji monolityczny wolfram posiada unikalny zestaw właściwości. Oprócz ogniotrwałości charakteryzuje się bardzo wysoką stabilnością wymiarową, zachowaniem wytrzymałości w wysokich temperaturach oraz brakiem naprężeń wewnętrznych. Wolfram ma również dobrą ciągliwość i ciągliwość. Dalsza produkcja najczęściej polega na ciągnięciu drutu. Są to procesy stosunkowo proste technologicznie.

Półfabrykaty trafiają na obrotową maszynę do kucia, gdzie następuje redukcja materiału.
Następnie przez przeciąganie uzyskuje się drut o różnych średnicach (ciągnienie polega na przeciąganiu pręta na specjalnym sprzęcie przez zwężające się otwory). Dzięki temu można uzyskać najcieńszy drut wolframowy o całkowitym stopniu odkształcenia 99,9995%, a jego wytrzymałość może osiągnąć 600 kg / mm².

Wolfram zaczęto stosować we włóknach lamp elektrycznych jeszcze przed opracowaniem metody produkcji wolframu ciągliwego. Rosyjski naukowiec Lodygin, który wcześniej opatentował zasadę używania żarnika do lampy, w latach 90. XIX wieku zaproponował użycie drutu wolframowego skręconego w spiralę jako takiego żarnika. Jak uzyskano wolfram do takich drutów? Najpierw sporządzono mieszaninę proszku wolframowego z dodatkiem plastyfikatora (np. parafiny), a następnie wyciśnięto z tej mieszanki przez otwór o określonej średnicy cienką nić, osuszono i wyprażono w wodorze. Otrzymano dość kruchy drut, którego prostoliniowe segmenty były przymocowane do elektrod lampy. Próbowano uzyskać zwarty metal innymi metodami, jednak we wszystkich przypadkach kruchość nici pozostawała krytycznie wysoka. Po pracach Coolidge'a i Finka produkcja drutu wolframowego zyskała solidną bazę technologiczną, a przemysłowe zastosowanie wolframu zaczęło szybko rosnąć.

Lampa żarowa wynaleziona przez rosyjskiego naukowca Lodygina.

Światowy rynek wolframu

Wielkość produkcji wolframu wynosi około 50 tysięcy ton rocznie. Liderem w produkcji, a także w konsumpcji są Chiny, kraj ten produkuje około 41 tys. ton rocznie (dla porównania Rosja produkuje 3,5 tys. ton). Obecnie ważnym czynnikiem jest przetwarzanie surowców wtórnych, zwykle złomu węglika wolframu, wiórów, trocin i sproszkowanych pozostałości wolframu, takie przetwarzanie zapewnia około 30% światowego zużycia wolframu.

Włókna z wypalonych żarówek praktycznie nie są poddawane recyklingowi.

Światowy rynek wolframu wykazał ostatnio spadek popytu na włókna wolframowe. Wynika to z rozwoju alternatywnych technologii w dziedzinie oświetlenia – świetlówki i LED agresywnie wypierają tradycyjne żarówki zarówno w życiu codziennym, jak i w przemyśle. Eksperci przewidują, że w najbliższych latach zużycie wolframu w tym sektorze będzie spadać o 5% rocznie. Popyt na wolfram jako całość nie maleje, spadek stosowalności w jednym sektorze jest równoważony wzrostem w innych, w tym w branżach innowacyjnych.

Minerały, rudy i koncentraty wolframu

Wolfram jest pierwiastkiem rzadkim, jego średnia zawartość w skorupie ziemskiej wynosi Yu-4% (w masie). Znanych jest około 15 minerałów wolframu, jednak znaczenie praktyczne mają tylko minerały z grupy wolframitu i schelitu.

Wolframit (Fe, Mn)WO4 jest izomorficzną mieszaniną (roztwór stały) wolframianów żelaza i manganu. Jeśli w minerale jest więcej niż 80% wolframianu żelaza, minerał ten nazywa się ferberytem, w przypadku przewagi wolframianu manganu (ponad 80%) – hübnerytem. Mieszaniny znajdujące się w składzie pomiędzy tymi granicami nazywane są wolframitami. Minerały z grupy wolframitów są zabarwione na czarno lub brązowo i mają wysoką gęstość (7D-7,9 g/cm3) oraz twardość 5-5,5 w skali mineralogicznej. Minerał zawiera 76,3-76,8% W03. Wolframit jest słabo magnetyczny.

Scheelite CaWOA to wolframian wapnia. Kolor minerału to biały, szary, żółty, brązowy. Gęstość 5,9-6,1 g/cm3, twardość wg skali mineralogicznej 4,5-5. Scheelite często zawiera izomorficzną domieszkę powellitu, CaMo04. Po napromieniowaniu promieniami ultrafioletowymi scheelit fluoryzuje niebiesko-niebieskie światło. Przy zawartości molibdenu powyżej 1% fluorescencja staje się żółta. Scheelite jest niemagnetyczny.

Rudy wolframu są zwykle ubogie w wolfram. Minimalna zawartość W03 w rudach, przy której ich eksploatacja jest opłacalna, wynosi obecnie 0,14-0,15% dla dużych i 0,4-0,5% dla małych złóż.

Wraz z minerałami wolframu w rudach występują molibdenit, kasyteryt, piryt, arsenopiryt, chalkopiryt, tantalit lub kolumbit itp.

Według składu mineralogicznego wyróżnia się dwa typy złóż - wolframit i schelit, a według kształtu utworów kruszcowych - żyłowe i kontaktowe.

W osadach żylnych minerały wolframowe występują głównie w żyłach kwarcowych o niewielkiej miąższości (0,3-1 m). Kontaktowy typ osadów związany jest ze strefami kontaktu między skałami granitowymi a wapieniami. Charakteryzują się złożami skarnów szellitowych (skarny to wapienie silifikowane). Rudy typu skarnowego obejmują największe w ZSRR złoże Tyrny-Auzskoje na Kaukazie Północnym. Podczas wietrzenia osadów żylnych gromadzą się wolframit i schelit, tworząc placery. W tych ostatnich wolframit często łączy się z kasyterytem.

Rudy wolframu są wzbogacane w celu uzyskania standardowych koncentratów zawierających 55-65% W03. Wysoki stopień wzbogacenia rud wolframitu uzyskuje się różnymi metodami: grawitacyjną, flotacyjną, separacją magnetyczną i elektrostatyczną.

Podczas wzbogacania rud schelitowych stosuje się schematy flotacji grawitacyjnej lub czysto flotacyjnej.

Ekstrakcja wolframu do koncentratów kondycjonowanych podczas wzbogacania rud wolframu waha się od 65-70% do 85-90%.

Przy wzbogacaniu rud o złożonym składzie lub trudnych do wzbogacenia, czasami opłaca się ekonomicznie usunąć z cyklu wzbogacania śruty o zawartości 10–20% W03 do przeróbki chemicznej (hydrometalurgicznej), w wyniku czego „sztuczny schelit” lub techniczny Otrzymuje się trójtlenek wolframu. Takie połączone schematy zapewniają wysoką ekstrakcję wolframu z rud.

Norma państwowa (GOST 213-73) przewiduje zawartość W03 w koncentratach wolframu I gatunku nie mniej niż 65%, II stopnia - nie mniej niż 60%. Ograniczają zawartość zanieczyszczeń P, S, As, Sn, Cu, Pb, Sb, Bi w zakresie od setnych procenta do 1,0% w zależności od gatunku i przeznaczenia koncentratu.

Rozpoznane zasoby wolframu według stanu na 1981 r. szacowane są na 2903 tys. ton, z czego w ChRL 1360 tys. Produkcja koncentratów wolframu w krajach kapitalistycznych i rozwijających się w latach 1971 - 1985 wahała się w granicach 20 - 25 tys. ton (pod względem zawartości metalu).

Metody przetwarzania koncentratów wolframu

Głównym produktem bezpośredniej przeróbki koncentratów wolframu (poza żelazowolframem wytapianym na potrzeby hutnictwa żelaza) jest trójtlenek wolframu. Służy jako materiał wyjściowy dla węglika wolframu i wolframu, głównego składnika stopów twardych.

Schematy produkcyjne do przetwarzania koncentratów wolframu dzielą się na dwie grupy w zależności od przyjętej metody rozkładu:

Koncentraty wolframu są spiekane sodą lub traktowane wodnymi roztworami sody w autoklawach. Koncentraty wolframu są czasami rozkładane za pomocą wodnych roztworów wodorotlenku sodu.

Koncentraty są rozkładane przez kwasy.

W przypadkach, gdy do rozkładu stosuje się odczynniki alkaliczne, otrzymuje się roztwory wolframianu sodu, z którego po oczyszczeniu z zanieczyszczeń powstają produkty końcowe - parawolframian amonu (PVA) lub kwas wolframowy. 24

Rozkład koncentratu kwasami powoduje wytrącenie technicznego kwasu wolframowego, który w kolejnych operacjach jest oczyszczany z zanieczyszczeń.

Rozkład koncentratów wolframu. odczynniki alkaliczne Spiekanie Na2C03

Spiekanie wolframitu za pomocą Na2C03. Oddziaływanie wolframitu z sodą w obecności tlenu przebiega aktywnie w temperaturze 800-900°C i jest opisane następującymi reakcjami: 2FeW04 + 2Na2C03 + l/202 = 2Na2W04 + Fe203 + 2C02; (l) 3MnW04 + 3Na2C03 + l/202 = 3Na2W04 + Mn304 + 3C02. (2)

Reakcje te przebiegają z dużą utratą energii Gibbsa i są praktycznie nieodwracalne. Przy stosunku w wolframicie FeO:MnO = i:i AG ° 1001C = -260 kJ/mol. Przy nadmiarze Na2CO3 we wsadzie o 10-15% ponad ilość stechiometryczną osiąga się całkowity rozkład koncentratu. Aby przyspieszyć utlenianie żelaza i manganu, czasami do wsadu dodaje się 1-4% azotanów.

Spiekanie wolframitu z Na2C03 w przedsiębiorstwach krajowych odbywa się w rurowych piecach obrotowych wyłożonych cegłami szamotowymi. W celu uniknięcia topnienia wsadu i powstawania osadów (narostów) w strefach pieca o niższej temperaturze do wsadu dodawane są odpady z ługowania placków (zawierające tlenki żelaza i manganu) zmniejszające zawartość W03 w tym do 20-22%.

Piec o długości 20 mi średnicy zewnętrznej 2,2 m, prędkości obrotowej 0,4 obr/min i nachyleniu 3, ma wydajność 25 t/dobę wsadu.

Składniki wsadu (rozdrobniony koncentrat, Na2C03, saletra) podawane są z zasypów do mieszalnika ślimakowego za pomocą wag automatycznych. Mieszanina wchodzi do leja pieca, z którego jest podawana do pieca. Po wyjściu z pieca spieki przechodzą przez walce kruszące i młyn do mielenia na mokro, z którego miazga trafia do polerki górnej (rys. 1).

Spiekanie Scheelite z Na2C03. W temperaturach 800-900 C oddziaływanie schelitu z Na2C03 może przebiegać według dwóch reakcji:

CaW04 + Na2CQ3 Na2W04 + CaCO3; (1.3)

CaW04 + Na2C03 *=*■ Na2W04 + CaO + CO2. (1.4)

Obie reakcje przebiegają ze stosunkowo niewielką zmianą energii Gibbsa.

Reakcja (1.4) przebiega w znacznym stopniu powyżej 850 C, gdy obserwuje się rozkład CaCO3. Obecność tlenku wapnia w spieku prowadzi podczas ługowania spieku wodą do powstania słabo rozpuszczalnego wolframianu wapnia, co zmniejsza ekstrakcję wolframu do roztworu:

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

Przy dużym nadmiarze Na2CO3 we wsadzie, reakcja ta jest w dużym stopniu tłumiona przez oddziaływanie Na2CO4 z Ca(OH)2 z wytworzeniem CaCO3.

Aby zmniejszyć zużycie Na2C03 i zapobiec tworzeniu się wolnego tlenku wapnia, do mieszanki dodaje się piasek kwarcowy, aby związać tlenek wapnia w nierozpuszczalne krzemiany:

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

Niemniej jednak również w tym przypadku, aby zapewnić wysoki stopień odzysku wolframu do roztworu, do wsadu należy wprowadzić znaczny nadmiar Na2CO3 (50–100% ilości stechiometrycznej).

Spiekanie wsadu koncentratu szeelitu za pomocą Na2C03 i piasku kwarcowego prowadzi się w piecach bębnowych, jak opisano powyżej dla wolframitu w temperaturze 850–900°C. Aby zapobiec topnieniu, do wsadu dodaje się hałdy ługujące (zawierające głównie krzemian wapnia) w tempie zmniejszania zawartości W03 do 20-22%.

Ługowanie drobinek sody. Po ługowaniu placków wodą do roztworu przechodzą wolframian sodu i rozpuszczalne sole zanieczyszczeń (Na2Si03, Na2HP04, Na2HAs04, Na2Mo04, Na2S04), a także nadmiar Na2C03. Ługowanie prowadzi się w temperaturze 80-90°C w stalowych reaktorach z mieszaniem mechanicznym, pracujących w hierio-

Koncentraty z sodą:

Winda podająca koncentrat do młyna; 2 - młyn kulowy pracujący w obiegu zamkniętym z separatorem powietrza; 3 - ślimak; 4 - separator powietrza; 5 - filtr workowy; 6 - automatyczne dozowniki wagowe; 7 - przenośnik ślimakowy; 8 - mikser śrubowy; 9 - lej zasypowy; 10 - podajnik;

Piec bębnowy; 12 - kruszarka rolkowa; 13 - młyn-ługownik prętowy; 14 - reaktor z mieszadłem

Tryb dziki lub ciągłe bębny obrotowe do ługowania. Te ostatnie wypełnione są prętami kruszącymi do rozdrabniania kawałków ciasta.

Ekstrakcja wolframu ze spieku do roztworu wynosi 98-99%. Mocne roztwory zawierają 150-200 g/l W03.

Autoklaw o-c Jedna metoda rozkładu koncentratów wolframu

Metodę autoklawowo-sodową zaproponowano i rozwinięto w ZSRR1 w odniesieniu do przetwórstwa koncentratów i śruty schelitowej. Obecnie metoda stosowana jest w wielu fabrykach krajowych oraz za granicą.

Rozkład schelitu roztworami Na2C03 opiera się na reakcji wymiany

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

W temperaturze 200-225 °C i odpowiednim nadmiarze Na2C03, w zależności od składu koncentratu, rozkład przebiega z wystarczającą szybkością i kompletnością. Stężenia równowagi stałej reakcji (1.7) są małe, rosną wraz z temperaturą i zależą od równoważnika sody (tj. liczby moli Na2C03 na 1 mol CaW04).

Przy ekwiwalencie sody 1 i 2 w temperaturze 225°C stała równowagi (Kc = C / C cq) wynosi 1,56 i

0,99 odpowiednio. Wynika z tego, że w temperaturze 225°C minimalny wymagany ekwiwalent sody wynosi 2 (tj. nadmiar Na2CO3 wynosi 100%). Rzeczywisty nadmiar Na2C03 jest wyższy, ponieważ tempo procesu maleje w miarę zbliżania się do równowagi. Dla koncentratów schelitu o zawartości 45-55% W03 w 225°C wymagany jest ekwiwalent sody 2,6-3. Dla śruty zawierającej 15-20% W03 wymagane jest 4-4,5 moli Na2C03 na 1 mol CaW04.

Warstewki CaCO3 utworzone na cząstkach schelitu są porowate i do grubości 0,1-0,13 mm nie stwierdzono ich wpływu na szybkość rozkładu schelitu roztworami Na2CO3. Przy intensywnym mieszaniu o szybkości procesu decyduje szybkość etapu chemicznego, co potwierdza wysoka wartość pozornej energii aktywacji E = 75+84 kJ/mol. Jednak w przypadku niewystarczającej prędkości mieszania (co

Występuje w poziomych autoklawach obrotowych), realizowany jest reżim pośredni: szybkość procesu zależy zarówno od szybkości dostarczania odczynnika na powierzchnię, jak i od szybkości oddziaływania chemicznego.

0,2 0,3 0, to 0,5 0,5 0,7 0,8

Jak widać na rys. 2, właściwa szybkość reakcji zmniejsza się w przybliżeniu odwrotnie proporcjonalnie do wzrostu stosunku stężeń molowych Na2W04:Na2C03 w roztworze. To jest

Ryasa. Rys. 2. Zależność właściwej szybkości rozkładu schelitu przez roztwór sody w autoklawie j od stosunku molowego stężeń Na2W04/Na2C03 w roztworze przy

Powoduje konieczność znacznego nadmiaru Na2C03 w stosunku do wymaganego minimum, określonego przez wartość stałej równowagi. W celu zmniejszenia zużycia Na2C03 przeprowadza się dwustopniowe ługowanie przeciwprądowe. W tym przypadku odpady po pierwszym ługowaniu, w których jest mało wolframu (15-20% pierwotnego), traktuje się świeżym roztworem zawierającym duży nadmiar Na2C03. Powstały roztwór, który krąży, wchodzi w pierwszy etap ługowania.

Rozkład roztworami Na2C03 w autoklawach stosuje się również dla koncentratów wolframitu, jednak reakcja w tym przypadku jest bardziej skomplikowana, gdyż towarzyszy jej hydrolityczny rozkład węglanu żelaza (węglan manganu jest tylko częściowo hydrolizowany). Rozkład wolframitu w temperaturze 200-225 °C można przedstawić za pomocą następujących reakcji:

MnW04(TB)+Na2C03(pACT)^MiiC03(TB)+Na2W04(paCTB); (1.8)

FeW04(TB)+NaC03(pacT)*=iFeC03(TB)+Na2W04(paCTB); (1.9)

FeCO3 + HjO^FeO + H2CO3; (1.10)

Na2C03 + H2C03 = 2NaHC03. (l.ll)

Powstały tlenek żelaza FeO w temperaturze 200-225 ° C ulega przemianie zgodnie z reakcją:

3FeO + H20 = Fe304 + H2.

Powstawanie wodorowęglanu sodu prowadzi do obniżenia stężenia Na2CO3 w roztworze i wymaga dużego nadmiaru odczynnika.

Aby uzyskać zadowalający rozkład koncentratów wolframitowych, konieczne jest ich drobno zmielenie i zwiększenie zużycia Na2C03 do 3,5-4,5 g-eq, w zależności od składu koncentratu. Wolframity wysokomanganowe są trudniejsze do rozkładu.

Dodatek NaOH lub CaO do autoklawowanej zawiesiny (co prowadzi do kaustyzacji Na2C03) poprawia stopień rozkładu.

Szybkość rozkładu wolframitu można zwiększyć wprowadzając do pulpy autoklawowej tlen (powietrze), który utlenia Fe(II) i Mil(II), co prowadzi do zniszczenia sieci krystalicznej minerału na powierzchni reagującej.

para wtórna

Ryasa. 3. Autoklaw z autoklawem obracającym się poziomo: 1 - autoklaw; 2 - rura ładująca miazgę (przez nią wprowadzana jest para); 3 - pompa miazgi; 4 - manometr; 5 - reaktor-grzejnik pulpy; 6 - samoparownik; 7 - separator kropli; 8 - wkład miazgi do autoparownika; 9 - rębak wykonany ze stali pancernej; 10 - rura do usuwania miazgi; 11 - zbieracz miazgi

Ługowanie odbywa się w stalowych poziomych autoklawach obrotowych ogrzewanych parą świeżą (rys. 3) oraz pionowych autoklawach ciągłych z mieszaniem masy włóknistej parą bąbelkową. Przybliżony tryb procesu: temperatura 225 ciśnienie w autoklawie ~2,5 MPa, stosunek T:W=1:(3,5*4), czas trwania na każdym etapie 2-4 godziny.

Rysunek 4 przedstawia schemat baterii autoklawu. Początkowa pulpa autoklawowa, podgrzana parą do 80-100 °C, jest pompowana do autoklawów, gdzie jest podgrzewana do

para wtórna

Rów. Rys. 4. Schemat ciągłej instalacji autoklawowej: 1 - reaktor do podgrzewania masy wyjściowej; 2 - pompa tłokowa; 3 - autoklaw; 4 - przepustnica; 5 - samoparownik; 6 - zbieracz miazgi

200-225 °C para świeża. W pracy ciągłej ciśnienie w autoklawie jest utrzymywane przez odprowadzanie zawiesiny przez dławik (kalibrowana myjka karbidowa). Miazga trafia do autoparownika - naczynia pod ciśnieniem 0,15-0,2 MPa, w którym następuje szybkie schłodzenie pulpy w wyniku intensywnego odparowania. Zaletami autoklawowo-sodowego rozkładu koncentratów szeelitu przed spiekaniem jest wykluczenie procesu piecowego i nieco niższa zawartość zanieczyszczeń w roztworach wolframu (zwłaszcza fosforu i arsenu).

Wady metody obejmują duże zużycie Na2C03. Wysokie stężenie nadmiaru Na2C03 (80-120 g/l) pociąga za sobą zwiększone zużycie kwasów do neutralizacji roztworów i odpowiednio wysokie koszty usuwania roztworów odpadowych.

Rozkład stężenia wolframianu.

Roztwory wodorotlenku sodu rozkładają wolframit zgodnie z reakcją wymiany:

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

Gdzie Ja jest żelazo, mangan.

Wartość stałej stężenia tej reakcji Kc = 2 w temperaturach 90, 120 i 150 °C wynosi odpowiednio 0,68; 2,23 i 2,27.

Całkowity rozkład (98-99%) uzyskuje się przez potraktowanie bardzo rozdrobnionego koncentratu 25-40% roztworem wodorotlenku sodu w 110-120°C. Wymagany nadmiar zasad wynosi 50% lub więcej. Rozkład odbywa się w stalowych, szczelnych reaktorach wyposażonych w mieszadła. Przejście powietrza do roztworu przyspiesza proces w wyniku utlenienia wodorotlenku żelaza(II) Fe(OH)2 do uwodnionego tlenku żelaza(III) Fe203-«H20 i wodorotlenku manganu(II) Mn(OH)2 do uwodnionego manganu (IV) tlenek Mn02-1H20.

Stosowanie rozkładu roztworami alkalicznymi jest wskazane tylko w przypadku wysokogatunkowych koncentratów wolframitu (65-70% W02) z niewielką ilością zanieczyszczeń krzemionkowych i krzemianowych. Podczas przetwarzania niskogatunkowych koncentratów uzyskuje się silnie zanieczyszczone roztwory i trudne do filtrowania osady.

Przetwarzanie roztworów wolframianu sodu

Roztwory wolframianu sodu zawierające 80-150 g/l W03, w celu uzyskania trójtlenku wolframu o wymaganej czystości, były dotychczas przetwarzane głównie według tradycyjnego schematu, który obejmuje: oczyszczanie ze związków pierwiastków zanieczyszczających (Si, P, Jak, F, Mo); opad atmosferyczny

Magistrala wapniowo-wolframowa (sztuczny schelit) z jego późniejszym rozkładem kwasami i otrzymaniem technicznego kwasu wolframowego; rozpuszczenie kwasu wolframowego w wodzie amoniakalnej, a następnie odparowanie roztworu i krystalizacja parawolframianu amonu (PVA); kalcynacja PVA w celu uzyskania czystego trójtlenku wolframu.

Główną wadą schematu jest jego wieloetapowy charakter, wykonywanie większości operacji w trybie okresowym oraz czas trwania szeregu redystrybucji. Opracowano technologię ekstrakcji i wymiany jonowej do przetwarzania roztworów Na2W04 w roztwory (NH4)2W04, która jest już wykorzystywana w niektórych przedsiębiorstwach. Poniżej omówiono pokrótce główne redystrybucje tradycyjnego schematu oraz nowe warianty technologii ekstrakcji i wymiany jonowej.

Oczyszczanie zanieczyszczeń

Czyszczenie silikonu. Gdy zawartość Si02 w roztworach przekracza 0,1% zawartości W03, konieczne jest wstępne oczyszczenie z krzemu. Oczyszczanie polega na hydrolitycznym rozkładzie Na2Si03 przez gotowanie roztworu zobojętnionego do pH=8*9 z uwolnieniem kwasu krzemowego.

Roztwory zobojętnia się kwasem solnym, dodaje cienkim strumieniem mieszając (aby uniknąć miejscowej peroksydacji) do ogrzanego roztworu wolframianu sodu.

Oczyszczanie fosforu i arsenu. Do usuwania jonów fosforanowych i arsenianowych stosuje się metodę wytrącania soli amonowo-magnezowych Mg (NH4) P04 6H20 i Mg (NH4) AsC) 4 6H20. Rozpuszczalność tych soli w wodzie w temperaturze 20°C wynosi odpowiednio 0,058 i 0,038%. W obecności nadmiaru jonów Mg2+ i NH4 rozpuszczalność jest niższa.

Wytrącanie zanieczyszczeń fosforowych i arsenowych odbywa się na zimno:

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

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

Po długim staniu (48 godzin) z roztworu wytrącają się krystaliczne osady soli amonowo-magnezowych.

Oczyszczanie z jonów fluorkowych. Przy wysokiej zawartości fluorytu w oryginalnym koncentracie zawartość jonów fluorkowych sięga 5 g/l. Roztwory oczyszcza się z jonów fluorkowych poprzez wytrącanie fluorkiem magnezu ze zobojętnionego roztworu, do którego dodaje się MgCl2. Oczyszczanie fluoru można połączyć z hydrolityczną izolacją kwasu krzemowego.

Czyszczenie molibdenu. Roztwory wolframianu sodu „należy oczyścić z molibdenu, jeżeli jego zawartość przekracza 0,1% zawartości W03 (tj. 0,1-0,2 t/l). Przy stężeniu molibdenu 5-10 g/l (np. przy przetwarzaniu schelitu- powellite Tyrny-Auzsky koncentraty), izolacja molibdenu ma szczególne znaczenie, ponieważ ma na celu otrzymanie chemicznego koncentratu molibdenu.

Powszechną metodą jest wytrącanie trudno rozpuszczalnego trisiarczku molibdenu MoS3 z roztworu.

Wiadomo, że gdy siarczek sodu dodaje się do roztworów wolframianu lub molibdenianu sodu, powstają sulfosole Na23S4 lub oksosulfosole Na23Sx04_x (gdzie E oznacza Mo lub W):

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

Stała równowagi tej reakcji dla Na2Mo04 jest znacznie większa niż dla Na2W04(^^0 » Kzr). W związku z tym, jeśli do roztworu doda się ilość Na2S wystarczającą tylko do interakcji z Na2Mo04 (z niewielkim nadmiarem), wówczas powstaje głównie sulfosol molibdenu. Przy późniejszym zakwaszeniu roztworu do pH = 2,5 * 3,0 sulfosol ulega zniszczeniu z uwolnieniem trisiarczku molibdenu:

Na2MoS4 + 2HC1 = MoS3j + 2NaCl + H2S. (1.17)

Oksosulfosole rozkładają się wraz z uwalnianiem oksosiarczków (na przykład MoSjO itp.). Wraz z trisiarczkiem molibdenu wytrąca się pewna ilość trisiarczku wolframu.Poprzez rozpuszczenie wytrąconego siarczku w roztworze sody i ponowne wytrącenie trisiarczku molibdenu otrzymuje się koncentrat molibdenu o zawartości W03 nie większej niż 2% z utratą wolfram 0,3-0,5% kwoty początkowej.

Po częściowym prażeniu oksydacyjnym osadu trisiarczku molibdenu (w temperaturze 450-500 ° C) otrzymuje się koncentrat chemiczny molibdenu o zawartości 50-52% molibdenu.

Wadą metody wytrącania molibdenu w składzie trisiarczku jest wydzielanie siarkowodoru zgodnie z reakcją (1.17), która wymaga nakładów na neutralizację gazów (wykorzystują absorpcję H2S w skruberze nawadnianym wodorotlenkiem sodu rozwiązanie). Selekcję trisiarczku molibdenu prowadzi się z roztworu ogrzanego do 75-80 C. Operację prowadzi się w szczelnych reaktorach stalowych, gumowanych lub powlekanych emalią kwasoodporną. Wytrącony trisiarczek oddziela się od roztworu przez filtrację na prasie filtracyjnej.

Otrzymywanie kwasu wolframowego z roztworów wolframianu sodu

Kwas wolframowy można bezpośrednio wyizolować z roztworu wolframianu sodu za pomocą kwasu chlorowodorowego lub azotowego. Metoda ta jest jednak rzadko stosowana ze względu na trudność w wypłukiwaniu osadów z jonów sodu, których zawartość w trójtlenku wolframu jest ograniczona.

W większości wolframian wapnia jest początkowo wytrącany z roztworu, który jest następnie rozkładany za pomocą kwasów. Wolframian wapnia wytrąca się przez dodanie roztworu CaCl2 ogrzanego do 80-90°C do roztworu wolframianu sodu o resztkowej alkaliczności roztworu 0,3-0,7%. W tym przypadku wypada biały drobnokrystaliczny, łatwo osadzający się osad, jony sodu pozostają w ługu macierzystym, co zapewnia ich niską zawartość w kwasie wolframowym. Z roztworu wytrąca się 99-99,5% W, roztwory macierzyste zawierają 0,05-0,07 g/l W03. Osad CaW04 przemyty wodą w postaci pasty lub pulpy po podgrzaniu do 90 ° ulega rozkładowi za pomocą kwasu solnego:

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

Podczas rozkładu utrzymywana jest wysoka końcowa kwasowość miazgi (90–100 g/l HCl), co zapewnia separację kwasu wolframowego od zanieczyszczeń fosforu, arsenu i częściowo związków molibdenu (kwas molibdenowy rozpuszcza się w kwasie solnym). Osady kwasu wolframowego wymagają dokładnego wypłukania z zanieczyszczeń (zwłaszcza z soli wapnia)

i sodu). W ostatnich latach opanowano ciągłe płukanie kwasem wolframowym w pulsujących kolumnach, co znacznie uprościło operację.

W jednym z przedsiębiorstw w ZSRR przy przetwarzaniu roztworów wolframianu sodu zamiast kwasu solnego do neutralizacji roztworów i rozkładu osadów CaW04 stosuje się kwas azotowy, a wytrącanie tego ostatniego przeprowadza się przez wprowadzenie Ca(N03)2 do rozwiązania. W tym przypadku ług macierzysty kwasu azotowego jest utylizowany, otrzymując sole azotanowe stosowane jako nawóz.

Oczyszczanie technicznego kwasu wolframowego i otrzymywanie W03

Techniczny kwas wolframowy, otrzymany opisaną powyżej metodą, zawiera 0,2-0,3% zanieczyszczeń. W wyniku kalcynacji kwasowej w temperaturze 500-600 C otrzymuje się trójtlenek wolframu, odpowiedni do produkcji twardych stopów na bazie węglika wolframu. Jednak produkcja wolframu wymaga trójtlenku o wyższej czystości o całkowitej zawartości zanieczyszczeń nie większej niż 0,05%.

Powszechnie akceptowana jest amoniakalna metoda oczyszczania kwasu wolframowego. Jest łatwo rozpuszczalny w wodzie amoniakalnej, natomiast większość zanieczyszczeń pozostaje w osadzie: krzemionka, wodorotlenki żelaza i manganu oraz wapń (w postaci CaW04). Jednak roztwory amoniaku mogą zawierać domieszkę molibdenu, soli metali alkalicznych.

Z roztworu amoniaku w wyniku odparowania i późniejszego chłodzenia wyodrębnia się krystaliczny osad PVA:

Odparowanie

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

W praktyce przemysłowej skład PVA jest często zapisywany w postaci tlenkowej: 5(NH4)20-12W03-5H20, co nie oddaje jego chemicznego charakteru jako soli izopolikwasu.

Odparowanie odbywa się w urządzeniach wsadowych lub ciągłych wykonanych ze stali nierdzewnej. Zwykle 75-80% wolframu jest wyodrębniane w kryształy. Głębsza krystalizacja jest niepożądana w celu uniknięcia zanieczyszczenia kryształów zanieczyszczeniami. Znamienne jest, że większość zanieczyszczeń molibdenowych (70-80%) pozostaje w ługu macierzystym. Z ługu macierzystego wzbogaconego w zanieczyszczenia wytrąca się wolfram w postaci CaW04 lub H2W04, który zawracany jest do odpowiednich etapów schematu produkcyjnego.

Kryształy PVA odciska się na filtrze, następnie w wirówce, przemywa zimną wodą i suszy.

Trójtlenek wolframu otrzymuje się przez rozkład termiczny kwasu wolframowego lub PVA:

H2W04 \u003d „W03 + H20;

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

Kalcynację przeprowadza się w obrotowych piecach elektrycznych z rurą wykonaną ze stali żaroodpornej 20X23H18. Tryb kalcynacji zależy od przeznaczenia trójtlenku wolframu, wymaganej wielkości jego cząstek. Tak więc, aby uzyskać drut wolframowy VA (patrz poniżej), PVA jest kalcynowany w temperaturze 500-550 ° C, gatunki drutu VCh i VT (wolfram bez dodatków) - w 800-850 ° C.

Kwas wolframowy jest kalcynowany w temperaturze 750-850 °C. Trójtlenek wolframu pochodzący z PVA ma większe cząstki niż trójtlenek pochodzący z kwasu wolframowego. W trójtlenku wolframu, przeznaczonym do produkcji wolframu, zawartość W03 musi wynosić co najmniej 99,95% do produkcji stopów twardych - co najmniej 99,9%.

Metody ekstrakcji i wymiany jonowej w przetwarzaniu roztworów wolframianu sodu

Przetwarzanie roztworów wolframianu sodu jest znacznie uproszczone, gdy wolfram jest ekstrahowany z roztworów przez ekstrakcję organicznym ekstrahentem, a następnie ponowną ekstrakcję z fazy organicznej roztworem amoniaku z oddzieleniem PVA od roztworu amoniaku.

Ponieważ w szerokim zakresie pH=7,5+2,0 wolfram występuje w roztworach w postaci anionów polimerycznych, do ekstrakcji stosuje się ekstrahenty anionowymienne: sole amin lub czwartorzędowe zasady amoniowe. W szczególności w praktyce przemysłowej stosuje się sól siarczanową trioktyloaminy (i3NH)HS04 (gdzie R oznacza C8-17). Najwyższe szybkości ekstrakcji wolframu obserwuje się przy pH=2*4.

Ekstrakcja jest opisana równaniem:

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

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

Aminę rozpuszcza się w nafcie, do której dodaje się techniczną mieszaninę alkoholi wielowodorotlenowych (C7 - C9), aby zapobiec wytrącaniu się fazy stałej (ze względu na słabą rozpuszczalność soli amin w nafcie). Przybliżony skład fazy organicznej: aminy 10%, alkohole 15%, nafta - reszta.

Roztwory oczyszczone z mrlibdenu, a także zanieczyszczenia fosforem, arsenem, krzemem i fluorem są wysyłane do ekstrakcji.

Wolfram jest ponownie ekstrahowany z fazy organicznej wodą amoniakalną (3-4% NH3), otrzymując roztwory wolframianu amonu, z którego PVA jest izolowany przez odparowanie i krystalizację. Ekstrakcja odbywa się w aparatach typu mieszalnik-osadnik lub w kolumnach pulsacyjnych z wypełnieniem.

Zalety obróbki ekstrakcyjnej roztworów wolframianu sodu są oczywiste: zmniejsza się liczba operacji schematu technologicznego, można prowadzić ciągły proces otrzymywania roztworów wolframianu amonu z roztworów wolframianu sodu, zmniejsza się powierzchnia produkcyjna.

Ścieki z procesu ekstrakcji mogą zawierać domieszkę amin w ilości 80-100 mg/l, a także zanieczyszczenia wyższych alkoholi i nafty. Aby usunąć te szkodliwe dla środowiska zanieczyszczenia, stosuje się flotację pianową i adsorpcję na węglu aktywnym.

Technologia wydobycia stosowana jest w przedsiębiorstwach zagranicznych, a także wdrażana w zakładach krajowych.

Zastosowanie żywic jonowymiennych jest kierunkiem schematu przetwarzania roztworów wolframianu sodu, który konkuruje z ekstrakcją. W tym celu stosuje się niskozasadowe anionity zawierające grupy aminowe (często aminy trzeciorzędowe) lub żywice amfoteryczne (amfolity) zawierające grupy karboksylowe i aminowe. Przy pH=2,5+3,5 polianiony wolframu są sorbowane na żywicach, a dla niektórych żywic całkowita pojemność wynosi 1700-1900 mg W03 na 1 g żywicy. W przypadku żywicy w postaci 8C>5~ sorpcję i elucję opisują odpowiednio równania:

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

Ip4H4WI2O40 + 24NH4OH = 12(NH4)2W04 + 4DON + 12H20. (l.23)

Metoda wymiany jonowej została opracowana i zastosowana w jednym z przedsiębiorstw ZSRR. Wymagany czas kontaktu żywicy z roztworem wynosi 8-12 h. Proces prowadzi się w kaskadzie kolumn jonowymiennych z zawieszonym złożem żywicy w trybie ciągłym. Okolicznością komplikującą jest częściowe oddzielenie kryształów PVA na etapie elucji, co wymaga ich oddzielenia od cząstek żywicy. W wyniku elucji otrzymuje się roztwory zawierające 150–170 g/l W03, które kieruje się do odparowania i krystalizacji PVA.

Wadą technologii jonowymiennej w porównaniu z ekstrakcją jest niekorzystna kinetyka (czas kontaktu 8-12 godzin w porównaniu do 5-10 minut w przypadku ekstrakcji). Jednocześnie zalety wymieniaczy jonowych to brak roztworów odpadowych zawierających zanieczyszczenia organiczne, a także bezpieczeństwo pożarowe i nietoksyczność żywic.

Rozkład koncentratów schelitowych kwasami

W praktyce przemysłowej, głównie w przetwórstwie wysokogatunkowych koncentratów schelitu (70-75% W03), stosuje się bezpośredni rozkład schelitu kwasem solnym.

Reakcja rozkładu:

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

Prawie nieodwracalne. Jednak zużycie kwasu jest znacznie wyższe niż wymagane stechiometrycznie (250-300%) ze względu na hamowanie procesu przez filmy kwasu wolframowego na cząstkach schelitu.

Rozkład odbywa się w szczelnych reaktorach z mieszadłami, wyłożonych emalią kwasoodporną i ogrzewanych płaszczem parowym. Proces prowadzi się w temperaturze 100-110°C. Czas rozkładu waha się od 4-6 do 12 godzin, co zależy od stopnia rozdrobnienia, a także pochodzenia koncentratu (scheelity różnych osadów różnią się reaktywnością).

Pojedynczy zabieg nie zawsze prowadzi do całkowitego otwarcia. W tym przypadku, po rozpuszczeniu kwasu wolframowego w wodzie amoniakalnej, pozostałość ponownie traktuje się kwasem solnym.

Podczas rozkładu koncentratów schelitowo-powellitowych o zawartości 4-5% molibdenu większość molibdenu przechodzi do roztworu kwasu solnego, co tłumaczy się wysoką rozpuszczalnością kwasu molibdenowego w kwasie solnym. Tak więc, w temperaturze 20°C w 270 g/l HCl, rozpuszczalności H2Mo04 i H2WO4 wynoszą odpowiednio 182 i 0,03 g/l. Mimo to nie osiąga się całkowitego oddzielenia molibdenu. Osady kwasu wolframowego zawierają 0,2-0,3% molibdenu, którego nie można wyekstrahować przez powtórną obróbkę kwasem solnym.

Metoda kwasowa różni się od alkalicznych metod rozkładu schelitu mniejszą liczbą operacji schematu technologicznego. Jednak przy przetwarzaniu koncentratów o stosunkowo niskiej zawartości W03 (50-55%) ze znaczną zawartością zanieczyszczeń, w celu uzyskania kondycjonowanego parawolframianu amonu należy przeprowadzić dwa lub trzy oczyszczania amoniaku z kwasu wolframowego, co jest nieekonomiczne . W związku z tym rozkład kwasem solnym stosuje się najczęściej w przetwarzaniu bogatych i czystych koncentratów schelitowych.

Wadami metody rozkładu kwasem solnym są duże zużycie kwasu, duża objętość odpadowych roztworów chlorku wapnia oraz złożoność ich utylizacji.

W świetle zadań tworzenia technologii bezodpadowych przedmiotem zainteresowania jest metoda rozkładu koncentratów schelitu z użyciem kwasu azotowego. W tym przypadku roztwory macierzyste są łatwe do usunięcia, otrzymując sole azotanowe.

Strona 1 z 25

Specjalista ds. budżetu państwa

instytucja edukacyjna Republiki Karelii

"Politechnika Kostomuksha"

Zastępca dyrektor ML __________________ T.S. Kubar

"_____" _________________________________ 2019

KOŃCOWA PRACA KWALIFIKACYJNA

Podmiot: „Utrzymanie głównej metody wzbogacania rud wolframu i wykorzystania pomocniczych procesów odwadniania w schemacie technologicznym Nadmorskiego GOK”

Uczeń grupy: Kuzich S.E.

4-daniowy, grupa OPI-15 (41С)

Specjalność 21.02.18

„Wzbogacanie minerałów”

Szef WRC: Volkovich O.V.

nauczyciel specjalny dyscypliny

Kostomuksza

2019

Wstęp…………………………………………………………………………...…3

Część technologiczna…………………………………………………………………6

1.1 Ogólna charakterystyka rud wolframu……………………………….6

1.2 Ocena ekonomiczna rud wolframu…………………………...……10

Schemat technologiczny wzbogacania rud wolframu na przykładzie Nadmorskiego GOK………………………………………………………..……11

2. Odwodnienie produktów wzbogacających………………………………………......17

2.1. Istota procesów odwodnienia…………………………………………..….17

2.2. Wirowanie…………………………………………………..…….24

3. Organizacja bezpiecznych warunków pracy……………………………………….30

3.1. Wymagania dotyczące tworzenia bezpiecznych warunków pracy w miejscu pracy………………………………………………………………………..…...30

3.2. Wymagania dotyczące utrzymania bezpieczeństwa w miejscu pracy.…….…..32

3.3. Wymagania bezpieczeństwa dla pracowników przedsiębiorstwa…………32

Wniosek……………………………………………………………….…..…..34

Wykaz wykorzystanych źródeł i literatury……………………....…...36

Wstęp

Wzbogacanie mineralne - to branża zajmująca się przetwarzaniem minerałów stałych z zamiarem uzyskania koncentratów, tj. produkty, których jakość przewyższa jakość surowców i spełnia wymagania do ich dalszego wykorzystania w gospodarce narodowej.Minerały są podstawą gospodarki narodowej i nie ma ani jednej branży, w której nie wykorzystuje się minerałów lub produktów ich przerobu.

Jednym z takich minerałów jest wolfram – metal o wyjątkowych właściwościach. Ma najwyższą temperaturę wrzenia i topnienia wśród metali, przy najniższym współczynniku rozszerzalności cieplnej. Ponadto jest jednym z najtwardszych, najcięższych, stabilnych i gęstych metali: gęstość wolframu jest porównywalna do gęstości złota i uranu i jest 1,7 razy większa niż ołowiu.Główne minerały wolframu to schelit, hübneryt i wolframit. W zależności od rodzaju minerałów rudy można podzielić na dwa rodzaje; scheelit i wolframit. Podczas przetwarzania rud zawierających wolfram, grawitacyjnych, flotacyjnych, magnetycznych, a także elektrostatycznych,metody hydrometalurgiczne i inne.

W ostatnich latach szeroko stosowane są twarde stopy cermetalowe na bazie węglika wolframu. Takie stopy są stosowane jako frezy, do produkcji wierteł, matryc do ciągnienia na zimno, matryc, sprężyn, części narzędzi pneumatycznych, zaworów silników spalinowych, żaroodpornych części mechanizmów pracujących w wysokich temperaturach. Napawanie twardych stopów (stellitów), składających się z wolframu (3-15%), chromu (25-35%) i kobaltu (45-65%) z niewielką ilością węgla, stosuje się do pokrywania szybko zużywających się części mechanizmów ( łopatki turbin, wyposażenie koparek itp.). Stopy wolframu z niklem i miedzią są stosowane w medycynie do produkcji ekranów ochronnych przed promieniowaniem gamma.

Wolfram metalowy jest stosowany w elektrotechnice, radiotechnice, inżynierii rentgenowskiej: do produkcji włókien w lampach elektrycznych, grzejnikach do wysokotemperaturowych pieców elektrycznych, antykatodach i katodach lamp rentgenowskich, urządzeniach próżniowych i wielu innych. Związki wolframu są używane jako barwniki, do nadania tkaninom ognioodporności i wodoodporności, w chemii - jako wrażliwy odczynnik na alkaloidy, nikotynę, białko, jako katalizator w produkcji wysokooktanowej benzyny.

Wolfram jest również szeroko stosowany w produkcji techniki wojskowej i kosmicznej (płyty pancerne, wieże czołgów, lufy karabinów i dział, rdzenie rakiet itp.).

Struktura zużycia wolframu na świecie ulega ciągłym zmianom. W niektórych branżach jest zastępowany innymi materiałami, ale pojawiają się nowe obszary jego zastosowań. Tak więc w pierwszej połowie XX wieku do 90% wolframu wydano na stale stopowe. Obecnie przemysł jest zdominowany przez produkcję węglika wolframu, a wykorzystanie metalu wolframu staje się coraz ważniejsze. Ostatnio otworzyły się nowe możliwości wykorzystania wolframu jako materiału przyjaznego dla środowiska. Wolfram może zastąpić ołów w produkcji różnego rodzaju amunicji, a także znaleźć zastosowanie w produkcji sprzętu sportowego, w szczególności kijów golfowych i piłek. Zmiany w tych obszarach trwają w Stanach Zjednoczonych. W przyszłości wolfram powinien zastąpić zubożony uran w produkcji amunicji dużego kalibru. W latach 70., kiedy ceny wolframu wynosiły około 170 USD. na 1% zawartości WO 3 na 1 tonę produktu Stany Zjednoczone, a następnie niektóre kraje NATO, zastąpiły wolfram w ciężkiej amunicji zubożonym uranem, który przy tych samych właściwościach technicznych był znacznie tańszy.

Wolfram jako pierwiastek chemiczny zaliczany jest do grupy metali ciężkich iz punktu widzenia ochrony środowiska należy do umiarkowanie toksycznych (klasa II-III). Obecnie źródłami zanieczyszczenia środowiska wolframem są procesy poszukiwania, wydobycia i przetwarzania (wzbogacania i hutnictwa) surowców mineralnych zawierających wolfram. W wyniku przetwarzania takimi źródłami są niewykorzystane odpady stałe, ścieki, drobne cząstki pyłu zawierające wolfram. Podczas wzbogacania rud wolframu powstają odpady stałe w postaci hałd i różnego rodzaju odpadów przeróbczych. Ścieki z zakładów przetwórczych są reprezentowane przez hałdy, które są wykorzystywane jako woda z recyklingu w procesach mielenia i flotacji.

Cel ostatecznej pracy kwalifikacyjnej: uzasadnienie schematu technologicznego wzbogacania rud wolframu na przykładzie Primorskiego GOK oraz istoty procesów odwadniania w tym schemacie technologicznym.

Wynalazek dotyczy sposobu kompleksowego przetwarzania odpadów przeróbczych w celu wzbogacenia rud zawierających wolfram. Metoda obejmuje ich klasyfikację na frakcje drobne i grube, separację ślimakową frakcji drobnej w celu uzyskania produktu wolframowego oraz jego ponowne oczyszczanie. Jednocześnie prowadzone jest doczyszczanie na separatorze ślimakowym w celu uzyskania koncentratu wolframu surowego, który poddawany jest wykańczaniu na stołach zagęszczających w celu uzyskania koncentratu grawitacyjnego wolframu, który poddawany jest flotacji w celu uzyskania wysokogatunkowego kondycjonowanego koncentratu wolframu oraz produkt zawierający siarczek. Końcówki separatora ślimakowego i stołu stężeniowego są łączone i poddawane zagęszczaniu. Jednocześnie dren uzyskany po zagęszczeniu podaje się do klasyfikacji odpadów poflotacyjnych do wzbogacania rud zawierających wolfram, a zagęszczony produkt poddaje się wzbogacaniu na separatorze ślimakowym w celu uzyskania odpadów wtórnych i produktu wolframowego, który jest wysyłany do czyszczenia. Rezultatem technicznym jest zwiększenie głębokości przeróbki odpadów przeróbczych w celu wzbogacenia rud zawierających wolfram. 1 z.p. mucha, 1 tab., 1 chor.

Wynalazek dotyczy wzbogacania minerałów i może być stosowany w przetwarzaniu wzbogacania odpadów przeróbczych rud zawierających wolfram.

Podczas przetwarzania rud zawierających wolfram, a także odpadów przeróbczych do ich wzbogacania stosuje się metody grawitacyjne, flotacyjne, magnetyczne, elektrostatyczne, hydrometalurgiczne i inne (patrz na przykład Burt P.O. z udziałem K. Millsa. Grawitacyjne technologia wzbogacania Przetłumaczone z języka angielskiego - M.: Nedra, 1990). Tak więc do wstępnego zatężania użytecznych składników (surowców mineralnych) stosuje się sortowanie fotometryczne i lumometryczne (np. zakłady przetwórcze Mount Carbine i King Island), wzbogacanie w media ciężkie (np. portugalska fabryka Panasquera i angielska Hemerdan).

Do przetwarzania osadów zawierających wolfram znane jest stosowanie flotacji, w szczególności wolframitu w ChRL i kanadyjskiej fabryce Mount Plisad, a w niektórych fabrykach flotacja całkowicie zastąpiła wzbogacanie grawitacyjne (na przykład fabryki Jokberga, Szwecja i Mittersil, Austria).

Znane jest również stosowanie separatorów ślimakowych i zamków ślimakowych do wzbogacania rud zawierających wolfram, starych składowisk, nieświeżych odpadów przeróbczych i szlamu.

I tak na przykład przy przetwarzaniu starych hałd rudy wolframu w fabryce Cherdoyak (Kazachstan) początkowy materiał hałdowy po rozdrobnieniu i zmieleniu do miałkości 3 mm został wzbogacony w osadzarkach, których podsiarczyny produkt był następnie oczyszczany na tabela koncentracji. Schemat technologiczny obejmował również wzbogacanie na separatorach ślimakowych, z których wyekstrahowano 75-77% WO 3 z wydajnością produktów wzbogacania 25-30%. Separacja ślimakowa umożliwiła zwiększenie wydobycia WO 3 o 3-4% (patrz na przykład Anikin M.F., Iwanow V.D., Pevzner M.L. „Separatory ślimakowe do przeróbki rudy”, Moskwa, wydawnictwo „Nedra”, 1970, 132 p.).

Wadami schematu technologicznego przetwarzania starych hałd jest duże obciążenie na początku procesu operacji osadzania, niewystarczająco wysoka ekstrakcja WO 3 i znaczna wydajność produktów wzbogacania.

Znany sposób powiązanej produkcji koncentratu wolframu przez przetwarzanie odpadów flotacyjnych molibdenitu (fabryka „Climax molibden”, Kanada). Odpady zawierające wolfram są rozdzielane za pomocą separacji ślimakowej na odpadki dla szlamu wolframowego (frakcja lekka), pierwotnego wolframitu - koncentratu kasyterytu. Ten ostatni poddawany jest hydrocyklonie, a odprowadzony osad kierowany jest do odpadów poflotacyjnych, a frakcja piaskowa kierowana jest do flotacyjnej separacji koncentratu pirytu zawierającego 50% S (siarczki) i jego ujścia do odpadów poflotacyjnych. Komorowy produkt flotacji siarczkowej oczyszczany jest za pomocą separacji ślimakowej i/lub stożków w celu uzyskania odpadów poflotacyjnych zawierających piryt oraz koncentratu wolframitowo-kasyterytowego, który poddawany jest obróbce na stołach stężeniowych. Jednocześnie uzyskuje się koncentrat wolframitowo-kasyterytowy i odpady przeróbcze. Surowy koncentrat po odwodnieniu jest kolejno oczyszczany z żelaza metodą separacji magnetycznej, flotacyjne usuwanie z niego monazytu (flotacja fosforanowa), a następnie odwadniany, suszony, klasyfikowany i rozdzielany metodą stopniowej separacji magnetycznej na koncentrat o zawartości 65 % WO 3 po I etapie i 68% WO 3 po II etapie. Zdobądź również produkt niemagnetyczny - koncentrat cyny (kasyterytu) zawierający ~35% cyny.

Ta metoda przetwarzania charakteryzuje się wadami - złożonością i wieloetapowością, a także dużą energochłonnością.

Znana jest metoda dodatkowej ekstrakcji wolframu z odpadów wzbogacania grawitacyjnego (fabryka „Boulder”, USA). Odpady wzbogacania grawitacyjnego są kruszone, odszlowywane w klasyfikatorze, którego piaski są rozdzielane na klasyfikatorach hydraulicznych. Powstałe klasy są wzbogacane osobno na tabelach stężeń. Gruboziarniste odpady poflotacyjne są zawracane do cyklu mielenia, a drobne odpady są zagęszczane i ponownie wzbogacane na stołach gnojowicowych w celu uzyskania gotowego koncentratu, półproduktu do przemiału oraz odpadków wysyłanych do flotacji. Grubszy koncentrat flotacyjny poddawany jest jednemu czyszczeniu. Oryginalna ruda zawiera 0,3-0,5% WO3; ekstrakcja wolframu sięga 97%, przy czym około 70% wolframu jest odzyskiwane przez flotację. Jednak zawartość wolframu w flotacyjnym koncentracie jest niska (około 10% WO 3) (patrz Polkin S.I., Adamov E.V. Enrichment of non-ferrous metal ores. Podręcznik dla uniwersytetów. M., Nedra, 1983, 213 s.)

Wadami schematu technologicznego przerobu odpadów wzbogacania grawitacyjnego są duże obciążenie na czele procesu operacji wzbogacania na stołach zagęszczających, wielozadaniowość, niska jakość otrzymanego koncentratu.

Znany sposób przetwarzania odpadów zawierających schelit w celu usunięcia z nich materiałów niebezpiecznych i przetwarzania minerałów innych niż niebezpieczne i rudy przy użyciu ulepszonego procesu separacji (separacji) (KR 20030089109, SNAE i in., 21.11.2003). Metoda obejmuje etapy mieszania homogenizującego odpadków zawierających schelit, wprowadzenie pulpy do reaktora, „filtrację” pulpy przez sito w celu usunięcia różnych materiałów obcych, następnie oddzielenie pulpy przez separację ślimakową, zagęszczenie i odwodnienie minerały niemetaliczne do uzyskania placka suszenie placka w suszarce rotacyjnej rozdrabnianie suchego placka w młynie młotkowym pracującym w obiegu zamkniętym z przesiewaczem rozdzielanie rozdrobnionych minerałów separatorem „mikronowym” na frakcje drobno i gruboziarniste (granulaty), a także separację magnetyczną frakcji gruboziarnistej w celu uzyskania minerałów magnetycznych oraz frakcji niemagnetycznej zawierającej schelit. Wadą tej metody jest wielooperacyjność, zastosowanie energochłonnego suszenia mokrego placka.

Znana jest metoda dodatkowego wydobycia wolframu z odpadów zakładu przeróbczego kopalni Ingichka (por. A.B. Eżkow, Kh.T. v.1, MISiS, M., 2001). Metoda obejmuje przygotowanie pulpy i jej odszlamianie w hydrocyklonie (klasa odszlamiania - 0,05 mm), późniejsze oddzielenie odszlamionej pulpy w separatorze stożkowym, dwustopniowe doczyszczanie separatora stożkowego koncentrat na stołach stężeniowych do uzyskania koncentratu o zawartości 20,6 WO 3, ze średnim odzyskiem 29,06%. Wadami tej metody są niska jakość otrzymanego koncentratu i niewystarczająco wysoka ekstrakcja WO 3 .

Opisano wyniki badań grawitacyjnego wzbogacania odpadów przeróbczych Ingichkinskaya (patrz S.V. » // Mining Bulletin of Uzbekistan, 2008, nr 3).

Najbliżej opatentowanemu rozwiązaniu technicznemu jest metoda ekstrakcji wolframu z nieświeżych odpadów przeróbczych wzbogacania rud zawierających wolfram (Artemova O.S. Opracowanie technologii ekstrakcji wolframu z nieświeżych odpadów VMK Dzhida VMK. Streszczenie pracy kandydata na stopień techniczny nauki, Państwowy Uniwersytet Techniczny w Irkucku, Irkuck, 2004 – prototyp).

Technologia ekstrakcji wolframu z nieświeżych odpadów zgodnie z tą metodą obejmuje operacje otrzymywania surowego koncentratu i półproduktu zawierającego wolfram, produktu złotonośnego i wtórnych odpadów poflotacyjnych przy użyciu grawitacyjnych metod wzbogacania na mokro - separacja ślimakowa i odśrodkowa - a następnie obróbka wykańczająca otrzymanego koncentratu surowego i produktu pośredniego, stosując wzbogacanie grawitacyjne (odśrodkowe) i separację magnetyczną w celu uzyskania standardowego koncentratu wolframu zawierającego 62,7% WO 3 z ekstrakcją 49,9% WO 3 .

Według tej metody nieświeże ogony podlegają pierwotnej klasyfikacji z uwolnieniem 44,5% masy. na odpady wtórne w postaci frakcji +3 mm. Frakcja odpadów poflotacyjnych -3 mm dzieli się na klasy -0,5 i +0,5 mm, a z tych ostatnich uzyskuje się koncentrat gruboziarnisty i pogoń za pomocą separacji ślimakowej. Frakcja -0,5 mm dzieli się na klasy -0,1 i +0,1 mm. Z klasy +0,1 mm koncentrat gruboziarnisty jest izolowany przez separację odśrodkową, która podobnie jak koncentrat do separacji zgrubnej ślimakowej jest poddawany separacji odśrodkowej w celu uzyskania surowego koncentratu wolframu i produktu zawierającego złoto. Odpady ślimaka i separacji odśrodkowej są kruszone do -0,1 mm w cyklu zamkniętym z klasyfikacją, a następnie dzielone na klasy -0,1 + 0,02 i -0,02 mm. Klasa -0,02 mm jest usuwana z procesu jako odpady wtórne. Klasa -0,1+0,02 mm jest wzbogacana separacją odśrodkową w celu uzyskania wtórnych odpadów poflotacyjnych i śruty wolframowej, przesyłanych do rafinacji metodą separacji magnetycznej wraz z koncentratem separacji odśrodkowej, drobno zmielonym do -0,1 mm. W tym przypadku otrzymuje się koncentrat wolframu (frakcja magnetyczna) i śruty (frakcja niemagnetyczna). Ta ostatnia poddawana jest separacji magnetycznej II z uwolnieniem frakcji niemagnetycznej do odpadów wtórnych oraz koncentratu wolframu (frakcja magnetyczna), który jest kolejno wzbogacany przez separację odśrodkową, magnetyczną i ponownie odśrodkową w celu uzyskania kondycjonowanego koncentratu wolframu o zawartości 62,7% WO 3 przy wydajności 0,14% i odzysku 49,9%. Jednocześnie odpady separacji odśrodkowej i frakcja niemagnetyczna kierowane są do odpadów wtórnych, których łączna produkcja na etapie wykańczania surowego koncentratu wolframu wynosi 3,28% z zawartością w nich 2,1% WO 3 .

Wadą tej metody jest proces wielooperacyjny, na który składa się 6 operacji klasyfikacji, 2 operacje przemiału, a także 5 operacji wirowania i 3 operacje separacji magnetycznej przy użyciu stosunkowo drogiej aparatury. Jednocześnie rafinacja surowego koncentratu wolframu do normy wiąże się z produkcją wtórnych odpadów przeróbczych o stosunkowo wysokiej zawartości wolframu (2,1% WO 3).

Celem niniejszego wynalazku jest ulepszenie sposobu przetwarzania odpadów poflotacyjnych, w tym nieświeżych odpadów wysypiskowych do wzbogacania rud zawierających wolfram, w celu uzyskania wysokiej jakości koncentratu wolframu i produktu zawierającego siarczki wraz ze zmniejszeniem zawartości wolframu w przeróbkach wtórnych.

Opatentowana metoda kompleksowego przetwarzania odpadów przeróbczych w celu wzbogacenia rud zawierających wolfram obejmuje klasyfikację odpadów przeróbczych na frakcję drobną i grubą, separację ślimakową frakcji drobnej w celu uzyskania produktu wolframowego, ponowne oczyszczanie produktu wolframowego oraz wykończenie w celu uzyskania wysokiej jakości koncentrat wolframu, produkt zawierający siarczki i wtórne odpady przeróbcze.

Metoda różni się tym, że otrzymany produkt wolframowy poddaje się ponownemu czyszczeniu na separatorze ślimakowym w celu uzyskania koncentratu surowego i odpadów poflotacyjnych, koncentrat surowy jest poddawany obróbce wykańczającej na stołach zagęszczających w celu uzyskania grawitacyjnego koncentratu wolframu i odpadów poflotacyjnych. Końcówki stołu zagęszczającego i oczyszczającego separatora ślimakowego są łączone i poddawane zagęszczaniu, następnie zrzut zagęszczający podawany jest do etapu klasyfikacji na czele schematu technologicznego, a zagęszczony produkt jest wzbogacany na separatorze ślimakowym w celu uzyskania odpadu wtórnego odpady i produkt wolframowy, który jest wysyłany do czyszczenia. Koncentrat wolframu grawitacyjnego poddaje się flotacji w celu uzyskania wysokiej jakości standardowego koncentratu wolframu (62% WO 3) oraz produktu zawierającego siarczki, który przetwarza się znanymi sposobami.

Metoda charakteryzuje się tym, że odpady są podzielone na frakcje, głównie +8 mm i -8 mm.

Efektem technicznym opatentowanej metody jest zwiększenie głębokości przerobu przy jednoczesnym zmniejszeniu liczby operacji technologicznych i ich obciążenia dzięki rozdzieleniu w głowicy procesu masy początkowego odpadu (ponad 90%) na wtórnych odpadów poflotacyjnych, wykorzystując prostszą konstrukcję i działanie energooszczędnej technologii separacji ślimakowej. To radykalnie zmniejsza obciążenie kolejnych operacji wzbogacania, a także koszty kapitałowe i operacyjne, co zapewnia optymalizację procesu wzbogacania.

Skuteczność opatentowanej metody pokazano na przykładzie złożonego przetwarzania odpadów przeróbczych w Ingichkinskaya (patrz rysunek).

Przetwarzanie rozpoczyna się od klasyfikacji odpadów przeróbczych na frakcje małe i duże, z oddzieleniem odpadów wtórnych w postaci frakcji dużej. Drobna frakcja odpadów poflotacyjnych poddawana jest separacji ślimakowej z separacją w głowicy procesu technologicznego na odpady wtórne z masy pierwotnych odpadów (ponad 90%). Umożliwia to drastyczne zmniejszenie obciążenia kolejnych operacji, odpowiednio kosztów kapitałowych i operacyjnych.

Otrzymany produkt wolframowy poddaje się ponownemu czyszczeniu na separatorze śrubowym w celu uzyskania surowego koncentratu i odpadów przeróbczych. Surowy koncentrat poddawany jest rafinacji na stołach koncentracyjnych w celu uzyskania grawitacyjnego koncentratu wolframu i odpadów przeróbczych.

Odpady ze stołu stężeń i spiralnego separatora czyszczącego są łączone i poddawane zagęszczaniu np. w zagęszczaczu, klasyfikatorze mechanicznym, hydrocyklonie i innych aparatach. Odpływ zagęszczający podawany jest do etapu klasyfikacji na czele schematu technologicznego, a zagęszczony produkt jest wzbogacany na separatorze ślimakowym w celu uzyskania wtórnego przeróbki i produktu wolframowego, który kierowany jest do czyszczenia.

Koncentrat wolframu grawitacyjnego jest doprowadzany przez flotację do wysokiej jakości warunkowego koncentratu wolframu (62% WO 3 ) w celu uzyskania produktu zawierającego siarczki.

Tak więc, koncentrat wolframu kondycjonowany o wysokiej jakości (62% WO3) jest izolowany z odpadów poflotacyjnych zawierających wolfram po osiągnięciu stosunkowo wysokiego odzysku WO3 wynoszącego ~49% i stosunkowo niskiej zawartości wolframu (0,04% WO3) w odpadach wtórnych odpadów.

Otrzymany produkt zawierający siarczki jest przetwarzany w znany sposób, na przykład stosowany do produkcji kwasu siarkowego i siarki, a także stosowany jako dodatek korygujący przy produkcji cementów.

Wysokiej jakości kondycjonowany koncentrat wolframu jest wysoce płynnym produktem handlowym.

Jak wynika z wyników wdrożenia opatentowanej metody na przykładzie nieświeżych odpadów poflotacyjnych do wzbogacania rud zawierających wolfram koncentratora Ingichkinskaya, jego skuteczność jest pokazana w porównaniu z metodą prototypową (patrz tabela). EFEKT: zapewnia się dodatkowe otrzymywanie produktu zawierającego siarczki, zmniejszenie objętości zużywanej wody słodkiej w wyniku wytworzenia cyrkulacji wody. Stwarza to możliwość przerobu znacznie uboższych odpadów poflotacyjnych (0,09% WO 3), znaczne obniżenie zawartości wolframu w odpadach wtórnych (do 0,04% WO 3). Ponadto zmniejszono ilość operacji technologicznych oraz zmniejszono obciążenie większości z nich, dzięki rozdzieleniu masy odpadów wstępnych (ponad 90%) w głowicy procesu technologicznego na odpady wtórne, stosując prostsza i mniej energochłonna technologia separacji ślimaków, która zmniejsza koszty inwestycyjne zakupu sprzętu i koszty operacyjne.

1. Sposób kompleksowego przetwarzania odpadów przeróbczych w celu wzbogacenia rud zawierających wolfram, w tym ich klasyfikację na frakcję drobną i grubą, separację ślimakową frakcji drobnej w celu uzyskania produktu wolframowego, jego czyszczenie i wykończenie w celu uzyskania wysokiej jakości koncentrat wolframu, produkt zawierający siarczki i wtórne odpady, charakteryzujący się tym, że otrzymany po oddzieleniu ślimakowym produkt wolframowy poddaje się ponownemu czyszczeniu na separatorze ślimakowym w celu uzyskania surowego koncentratu wolframu, otrzymany surowy koncentrat wolframu poddaje się wykańczaniu po zatężeniu stoły do otrzymywania grawitacyjnego koncentratu wolframu, który poddawany jest flotacji w celu uzyskania wysokogatunkowego kondycjonowanego koncentratu wolframu i produktu zawierającego siarczki, ogony separatora ślimakowego oraz stół zagęszczający połączone i poddane zagęszczeniu, odpływ uzyskany po zagęszczeniu jest wprowadzone do klasyfikacji odpadów przeróbczych w celu wzbogacenia rud zawierających wolfram, a poddawana wzbogacaniu na separatorze ślimakowym w celu uzyskania wtórnych odpadów poflotacyjnych oraz produktu wolframowego, który jest kierowany do oczyszczenia.