Автоклавное обескремнивание железорудных концентратов для их комплексного использования Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

«НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА-2001» СЕМИНАР № 10

© В.Т. Плицын, А.И. Линник, А.В. Куликова, 2002

УДК 622.7

В.Т. Плицын, А.И. Линник, А.В. Куликова

АВТОКЛАВНОЕ ОБЕСКРЕМНИВАНИЕ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ДЛЯ ИХ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

В

настоящее время методами обогащения получают из трудно-обогатимых железных руд Лисаковского месторождения два вида концентратов с содержанием, вес. %: 1,5-1,8 фосфора, 7-13 кремнезема и 4-5 глинозема. Вследствие большого количества фосфора и невысокого содержания железа в гравитационномагнитном концентрате показатели металлургического передела сравнительно низки, исключается комплексность использования, большое количество шлака направляется в отвалы. При плавке в доменной печи обжигмагнитного концентрата технология извлечения глинозема из геленитного шлака усложняется, а для получения саморассыпающихся безгеленитных шлаков требуется значительное количество специальных флюсов, вводимых в шихту, что резко снижает содержание в ней железа, а следовательно, показатели доменного процесса. В связи с этим исследована возможность получения высококачественного железорудного сырья, пригодного для комплексного использования и обеспечивающего высокие технико-экономи-ческие показатели доменного передела.

Выщелачиванию подвергали гравитационно-магнитный и три вида обжигмагнитного концентрата с содержанием фракций менее 0,074 мм соответственно 1, 30, 37 и 45 %, полученных из руд Лисаковского месторождения. Выщелачивание проводили в автоклавах объемом 50 см3, закрепленных в раме и помещенных в нагревательную печь. Скорость вращения рамы составляла 40 об/мин. Заданная температура в печи поддерживалась автоматически. При изучении процесса выщелачивания использовали метод рационального планирования эксперимента. Исходную концентрацию щелочи, температуру щелочного раствора, продолжительность выщелачивания, вид материала и отношение жидкого к твердому в исходной пульпе варьировали на пяти уровнях в пределах: [№20] = 100-260 г/л; t = 130-210 °С; х= 1-5 ч; Ж:Т = 3-7. Обобщенные уравнения, являющиеся произведением частных зависимостей, имеют вид:

(0.45?-27.16)[-1.67(г-4.5)2 + 57]{0.001([#я20 ]-140)2 + 43.5}^5

7

SЮ 2

у1ср

7

А12°1

[1.16(г-4)2 +6](-0.057[№,10]-0.14)[2.17(ЖТ )-0,79]у5

7Р2О5 = Y5,

где Y5 - функция, отражающая

влияние вида материала.

Результаты исследования показали, что в условиях эксперимента окислы железа в раствор не переходят. Наибольшее влияние на извлечение примесей оказывают температура выщелачивания и вид исходного концентрата.

Наибольшее влияние на извлечение кремнезема оказывают температура и продолжительность процесса выщелачивания. Так, при увеличении температуры от 130 до 210 °С степень извлечения кремнезема возрастает до 2 раз, а при увеличении времени выщелачивания до 5 ч - в 1,5 раза.

Выщелачивание кремнезема из обжигмагнитных концентратов в 1,4-2 раза полнее, чем из гравитационномагнитного. С уменьшением крупности исходных об-жигмагнитных концентратов извлечение кремнезема возрастает. В то же время влиянием фактора Ж:Т можно пренебречь.

Извлечение глинозема из гравитационно-магнитного концентрата выше, чем из обжигмагнитного; фактор t незначим.

Выщелачивание фосфора из обжигмагнитного концентрата в 1,4-2 раза больше, чем из гравитационномагнитного, увеличиваясь по мере уменьшения крупности концентрата. В исследованном диапазоне установлена незначимость факторов ^ х [№20], Ж:Т.

Оптимальными условиями процесса с точки зрения достижения минимального кремневого модуля являются: t = 210 °С, х = 4 ч, [№20] = 260 г/л, Ж:Т = 7. Это обеспечивает перевод в раствор 65-90% кремнезема, 63-83 % фосфора при сравнительно невысоком извлечении глинозема (18-33 %).

Кремневый модуль высококачественного железорудного сырья при этом снижается до 0,2-0,4, содержание железа в нем возрастает. При последующей доменной плавке без специальных флюсов получаются саморассы-пающиеся шлаки, являющиеся ценным сырьем для производства глинозема.

Выщелоченные фосфор и кремнезем можно использовать для производства удобрений и цемента, что, наряду с извлечением глинозема из доменного шлака, значительно повышает степень комплексности использования руд Лисаковского месторождения.

у2ср

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Плицын В.Т., Линник А.И., Куликова А.В. — Тольяттинский политехнический институт