CC BY
41
• угли обогащаются раздельно по мере прибытия на ОФ «Кор-кинская»;
• выяснить, осуществляется ли смешивание концентратов отдельных участков Коркинского района Челябинского угольного бассейна после обогащения рядовых бурых углей на ОФ или они хранятся на складе раздельно.
Анализ данной информации позволит сформулировать предложения о направлении изменения технологической схемы обогатительной фабрики Коркинская, с целью получения концентрата, на базе которого будет возможным получение полукокса с параметрами, соответствующими требованиям для прямого восстановления железных руд.
Список литературы
1. Бигеев A.M., Бигеев В.А., Масальский Т.С. Теоретические основы процесса прямого поучения жидкого технического железа //Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. трудов. Магнитогорск, 2001. Вып.1. С. 30-34.
2. Бигеев В.А., Бигеев A.M., Богачев В.П. Роль водорода при низкотемпературном бескоксовом восстановлении железа // Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. трудов / МГТУ. Магнитогорск, 2009. Вып.9. С.35-39.
УДК 669. 053:543.06
З.И.Костина, В.Ф.Костин, С.А.Крылова, И.В.Понурко
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»
АКТИВАТОР ДЛЯ ДЕМАГНИЗАЦИИ СИДЕРОПЛЕЗИТОВ
В настоящее время черная металлургия, особенно уральская, испытывает острый дефицит передельного железорудного сырья, в то время как на Урале имеются большие запасы титано-магнетитовых, железохромоникелевых, железо-глиноземистых, сидеритовых руд. В частности, для Южного Урала - это Бакаль-ское месторождение сидеритовых руд, в которых железо находит-
ся либо в виде сидерита (FeCO3), либо в виде сидероплезита (Fe,Mg)(CO3) .
Сидеритовые руды пользуются пониженным спросом на международном рынке в связи с недостаточно благоприятным химическим составом получаемых из этих руд концентратов, что является следствием низкого содержания в них железа.
В бакальских сидеритовых рудах содержание соединений магния (в пересчете на MgO) достигает 10% и более. Высокое содержание соединений магния в руде приводит к значительному увеличению энергозатрат в металлургическом переделе из-за повышенной вязкости шлака, а также к снижению качества и выхода годного.
Для повышения степени извлечения железа из сидеропле-зитовой руды требуется снизить содержание в ней оксида магния до 5-6%.
Ранее авторами были проведены исследования гидрометаллургического способа подготовки сырья - прямого сернокислотного выщелачивания [1].
К недостаткам этого способа извлечения соединений магния из руды можно отнести то, что одновременно извлекаются часть оксида кальция, а главное - железо. Кроме того, расходуется большое количество серной кислоты.
Известен способ демагнизации бакальских сидеритовых руд с применением концентрированной серной кислоты для гранульной сульфатизации и последующего окислительного обжига руды [2].
Однако концентрированная серная кислота, в отличие от разбавленной, являясь сильным окислителем, создает дополнительную экологическую и пожарную опасность.
Дальнейшее направление исследований было связано с подбором активатора - демагнизирующего кислотного агента, способствующего разрушению кристаллической решетки сидероплезита при обжиге и повышающего эффективность выщелачивания соединений магния.
Авторами в качестве активатора была использована фосфорная кислота. Выбор фосфорной кислоты обусловлен тем, что при декарбонизирующем окислительном обжиге руды фосфорная кислота избирательно реагирует с соединениями магния, а большая часть железа переходит в оксиды: оксид железа (III) и магнетит, которые не вступают в реакцию с фосфорной кислотой ввиду неустойчивости фосфата железа (III).
При замене агрессивной концентрированной серной кислоты при обжиге на концентрированную фосфорную кислоту повышается экологическая безопасность, поскольку анион фосфорной кислоты является «физиологическим», о чем свидетельствуют даже другие области ее применения, в частности при производстве фосфатных удобрений, в пищевой промышленности, медицине и т.д.
Кроме того, фосфорная кислота не только не вызывает коррозию металлических элементов оборудования, но и создает тонкие коррозионно-стойкие фосфатные пленки.
Для проведения исследований была взята необожженная сидероплезитовая руда Бакальского месторождения, прошедшая предварительную подготовку (обогащение методом магнитной сепарации) и измельченная до фракций 0-0,6 мм, содержащая, %: Ре (общ) - 30, МдО - 10,0, СаО - 2,1.
Расчет количества активатора - фосфорной кислоты провели в соответствии с указанным составом руды в зависимости от планируемой степени извлечения оксида магния.
Полученный после окислительного обжига огарок охлаждали, добавляли расчетное количество серной кислоты, необходимое для полного извлечения в раствор фосфатов, полученных при обжиге руды. Серная кислота использовалась в виде разбавленного раствора, например 10-%-ного, что соответствует раствору серной кислоты, выпускаемой некоторыми цехами металлургических производств. Разбавленные растворы кислоты, по сравнению с концентрированными, менее опасны для персонала, нелетучи, а также выщелачивают только соединения магния (без извлечения оксидов железа из огарка). Затем проводили водное выщелачивание соединений магния в несколько приемов до рН 6,5-7,0 последних порций промывной воды. Полученный после промывания железорудный концентрат сушили до воздушно-сухого состояния и анализировали на содержание железа, оксида магния и оксида кальция. Фосфор в концентрате отсутствовал, что показала качественная реакция.
Состав обожженного концентрата без демагнизирующих добавок приведен в таблице (после обжига состав руды изменяется за счет удаления летучих компонентов (СО2, Н20 и т.п.). Там же приведены усредненные результаты (по трем параллельным определениям) серий испытаний с различным содержанием фосфорной кислоты.
Результаты испытаний
Номер серии эксперимента Масса, Нз РО4 кг/т руды Содержание компонентов, масс.% Степень извлечения МдО, отн.%
Ре (общ) СаО МдО
Концентрат обожженный без активатора - 47,0 5,0 14,0 -
1 10 53,0 4,0 12,6 9,0
2 20 54,3 3,8 11,3 19,3
3 30 55,8 3,0 9,7 30,7
4 40 57,0 2,8 8,4 40,0
5 50 58,0 2,5 6,8 51,4
6 60 59,5 2,4 5,5 60,7
7 70 61,8 2,0 5,0 64,3
8 80 63,0 1,5 3,2 77,0
9 90 64,0 1,1 1,0 93,0
10 100 65,0 0,7 0,1 99,3
Выводы:
• при использовании предложенного активатора для обработки сидероплезитов можно достичь практически 100%-ной де-магнизации;
• при уменьшении количества активатора - фосфорной кислоты - степень демагнизации может быть снижена до требуемой в производстве;
• наибольшее содержание железа в концентрате составило 65% при массе активатора 100 кг/т руды;
• в производственных условиях вместо фосфорной кислоты могут быть использованы фосфорсодержащие компоненты - фосфористые руды, кислые фосфаты, например гидро- и дигидро-фосфаты кальция и т.п.
Список литературы
1. Исследование возможности демагнизации сидероплезитовых руд в лабораторных условиях / З.И. Костина, В.Ф. Костин, С.А. Крылова, И.В. Понурко // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: материалы 68-й межрегион. науч.-техн. конф. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2010. Т.1. 0.119-121.
2. Применение пиро- и гидрометаллургических технологий для очистки Бакальских сидероплезитовых руд от магния / A.B.Курков, В.Ю. Кольцов, С.Н. Щербакова, Н.С. Величкина, И.В. Кузнецов, К.В. Сотсков // Инновационные процессы в технологиях комплексной, экологически безопасной переработки минерального и нетрадиционного сырья: материалы междунар. совещания «Плаксинские чтения-2009». М., 2009. С. 198-199.
УДК 662.74:622.762.001.5
В.Н. Петухов, Д.А. Кубак
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
О ФЛОТАЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ ПРИ ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ
В связи с ухудшением угольной сырьевой базы на обогатительных фабриках возникает необходимость в совершенствовании технологии обогащения каменных углей. Ежегодно возрастает зольность исходного питания, идущего на обогащение, а в связи с механизацией работ по добыче возрастает доля мелких классов углей. Наиболее эффективным способом обогащения мелких классов углей является пенная флотация.[1]
Показатели флотации углей во многом определяются используемым на углеобогатительных фабриках реагентным режимом [2].
Поэтому важной проблемой на сегодняшний день является обоснование флотационной активности различных химических соединений. Объектом исследования выбраны сложные эфиры кар-боновых кислот различного строения, а именно амилацетат, изо-бутилацетат, амилбензоат, изоамилбензоат и бензилбензоат (см. рисунок).
В состав сложных эфиров карбоновых кислот входит карбоксильная группировка, сочетающая в себе карбонил =СО и гид-роксил - ОН, в котором атом водорода заменен на углеводный радикал. Наличие неподеленных пар электронов как на карбонильном атоме кислорода, так и на кислороде - остатке гидроксильной группы позволяет отнести сложные эфиры к нуклеофилам. Следовательно, сложные эфиры будут адсорбироваться на электро-
