CC BY
28
Труды Кольского научного центра РАН. Химия и материаловедение. Вып. 5. 2021. Т. 11, № 2. С. 26-29. Transactions Ко1а Science Centre. Chemistry and Materials. Series 5. 2021. Vol. 11, No. 2. P. 26-29.
Научная статья УДК 669.28
D0l:10.37614/2307-5252.2021.2.5.006 ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА
МОЛИБДЕНСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ И ОТХОДОВ МОЛИБДЕНОВОГО ПРОИЗВОДСТВА Аминжон Нуриллоевич Бозоровш, Азамат Расул угли Сафаров2
Фан ва тараккиёт при Ташкентском Государственном техническом Университете им. И. Каримова, Ташкент, Узбекистан, [email protected]
2Национальный университет Узбекистана им. Мирзо Улугбека, Ташкент, Узбекистан Аннотация
Изучены существующие способы гидрометаллургической переработки огарков промпродукта молибдена до получения тетромолибдата аммония, где в отвальных кеках содержится до 7-8 % молибдена. Предложен другой способ переработки огарка методом спекания с содой, после содового выщелачивания содержание молибдена в кеках составило 0,65 %. Ключевые слова:
молибден, кек, переработка огарка промпродукта молибдена, спекание, концентрат Original article
HYDROMETALLURGICAL PROCESSING OF MOLYBDENUM-CONTAINING RAW MATERIALS AND WASTE OF MOLYBDENUM PRODUCTION
Aminzhon N. Bozorov1B, Azamat R. Safarov2
1State Unitary Enterprise "Fan va tarakkiyot" at Tashkent State Technical University the named after I. Karimov, Tashkent, Uzbekistan, [email protected]
2National University of Uzbekistan the named after Mirzo Ulugbek, Tashkent, Uzbekistan Abstract
Studied the existing methods of hydrometallurgical processing of cinders until molybdenum middlings tetromolibdata ammonium, where dump kek molybdenum is up to 7-8 %. A different way of processing cinder by sintering with soda after soda leaching of molybdenum content in kek was 0.65 %. Keywords:
molybdenum, cake, cinder middlings molybdenum, sintering, concentrate
Узбекистан обладает огромными запасами полезных ископаемых. По оценке Госкомгеологии и минеральных ресурсов, стоимость минерально-сырьевого потенциала страны оценивается в 5,7 трлн долл. из них более 1 трлн — стоимость уже разведанных запасов и подготовленных месторождений, в то время как территория Узбекистана изучена лишь на 20 % и существует огромный потенциал выявления новых месторождений.
В связи с постепенным истощением запасов ряда природных полезных ископаемых, в целях дальнейшего стабильного обеспечения экономики минерально-сырьевыми ресурсами, повышения инвестиционной привлекательности геологической отрасли, а также с учетом задач, определенных Указом Президента Республики Узбекистан от 07.02.2017 УП № 4947 «О Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», включая пять приоритетных направлений развития страны в 2017-2021 гг., было принято Постановление Президента Республики Узбекистан от 23.07.2019 № I II 1-4401 «О мерах по дальнейшему совершенствованию геологического изучения недр и реализации государственной программы развития и воспроизводства минерально-сырьевой базы на 2020-2021 годы».
В этом документе, наряду с поиском новых месторождений, поставлена задача подготовить конкретные предложения по глубокой переработке и утилизации техногенных отходов и организации на их основе производства востребованной продукции.
В настоящее время молибденовый промпродукт и огарок АГМК перерабатывается гидрометаллургическим способом до получения тетрамолибдата аммония на НПО «ПРМиТС». Из них получают компактные молибденовые заготовки, предназначенные для легирования сталей.
© Бозоров А. Н., Сафаров А. Р. угли, 2021
В составе данного материала имеется множество примесей, которые делают технологически невозможным использование его для более глубокой переработки (например, получение прутков, проволоки и других изделий) из-за их повышенного содержания. Получение конкурентоспособной молибденовой проволоки обеспечивается при условии минимального содержания в них вредных примесей, что вынуждает уделять особое внимание чистоте исходного сырья. В практику получения солей молибдена (аммония молибденовокислого) широко внедряется гидрометаллургический способ переработки руд и концентратов, заключающийся в азотно-сернокислотном вскрытии и сорбционном извлечении молибдена из пульп и растворов.
В результате проведения предварительных исследований были определены пути реализации задач по очистке молибденового промпродукта от неорганических и органических примесей гидрометаллургическим способом. Гидрометаллургические методы позволяют вовлечь в переработку различные отходы молибдена и сплавов на его основе, что требует решения проблем по очистке растворов молибдата аммония от примесей. К таким примесям относятся никель, углерод, мышьяк, фосфор, вольфрам, цирконий, кобальт и др.
Молибденовый промпродукт АГМК является низкосортным молибденовым концентратом, полученный при обогащении медно-молибденных руд, содержащих наряду с молибденом значительные количества железа, кальция, кремния, меди, цинк и других примесей.
Для достижения поставленной цели необходимо разработать эффективную технологию получения химически чистого аммония молибденовокислого из местного молибденового промпродукта и отходов производстве для получения проволоки и других изделий.
Требования к химическому составу ТМА, предназначенного для производства компактных заготовок молибдена, предусматривает наличие основной компоненты массовой доли молибденового ангидрида не более 76 %, двуокиси кремния — 1,5 %, вольфрама — 0,3 %, углерода — 0,2 %, фосфора, серы, мышьяка — не более 0,01 %, олова, сурьмы, свинца, висмута — 0,003 % и цинка — 0,006 %.
Как показали предварительные исследования и анализ литературных источников, наиболее оптимальным вариантом переработки бедных молибденовых концентратов является способ совместного спекания огарка с содой, которая обеспечивает более высокое извлечения молибдена.
При переработке молибденового концентрата и огарков различными известными способами [1, 2] образуются кеки со значительным содержанием молибдена. Так, при переработке молибденсодержащих огарков на НПО «ПРМиТС» по существующей технологии аммиачного выщелачивания остается до 7-8 % молибдена. Доизвлечение их является актуальной задачей.
Нами проведены исследования по вскрытию отвальных кеков спеканием каустической содой, которая не является агрессивной и не требует коррозионностойкого оборудования. Кеки имеют сложный химический состав, основными элементами которого являются Si, Fe, Mg, А1, Си. Результаты спектрального анализа перерабатываемых молибденсодержащих кеков приведены в табл. 1.
Таблица 1
Результаты спектрального анализа молибденсодержащих кеков
Элементы, %
Si А1 Са № Fe Мв Мп ТС Сг Си РЬ Zn № Мо
8 3 0,2 0,2 15 15 0,01 0,01 0,02 0,3 0,1 0,07 0,001 8
Спекание проводили в муфельной печи при температуре 450-500 °С, продолжительность спекания составила 1 час, содержание молибдена в исходном отвальном кеке составило 7,18 %, навеска — 50 г. При этом к навеске добавляли соду в различных соотношениях, перемешивали и проводили спекание. Выщелачивание проводили на механической мешалке с подогревом, температуру раствора поддерживали при 60-70 °С, соотношение Т:Ж составляло 1:3 и 1:4. Выщелачивание проводили в две стадии с последующей промывкой кека. Определен оптимальный режим переработки кеков выщелачиванием водой. Для наибольшего перевода молибдена в раствор из отвальных кеков спеканием с содой оптимальным является соотношение кека к соде 1:0,3 (табл. 2).
Были проведены укрупненно-лабораторные исследования содового выщелачивания кеков по предложенной технологической схеме (рис.), при этом кеки после содового выщелачивания содержат до 0,65 % молибдена. На основании проведенных опытов предложена технологическая схема переработки молибденсодержащих кеков (рис.).
Результаты содового выщелачивания кеков
Таблица 2
Масса пробы, кг Исходное содержание Мо, % Общее количество Мо в пробах, кг Начальный объем воды для выщелачивания Мо, л Объем Мо-содержащих растворов, л
1 ст 2 ст пром.вода 1 ст 2 ст пром. вода
30 6,9 2,06 95 85 80 75 70 70
Содержание Мо в растворе, г/л Остаточная концентрация соды, в г/л Содержание Мо Масса проб после выщелачивания, кг Общее количество Мо, извлеченного в раствор, кг
в кеках, % по операциям, кг
1 ст 2 ст пром. вода 1 ст 2 ст пром. вода
36,6 7,1 1,3 48 0,65 2,75 5,95 0,091 37 8,79
Технологическая схема переработки молибденсодержащих кеков
С целью эффективного извлечения молибдена из промпродукта произведен обжиг с получением молибденового огарка при температуре 750-800 °С. Предложена схема переработки огарка спеканием с содой и последующим выщелачиванием водой.
Показано, что процесс протекает с образованием молибдата натрия, карбоната кальция и основных карбонатов меди и железа и вместе молибденом в раствор переходят примеси кремния, фосфора, мышьяка, а также частично медь (вероятно, в виде устойчивых комплексных соединений типа хСиСО3\уКаСО3). Очистка от вредных примесей осуществляется способом, основанным на осаждении кремниевой кислоты в определенном интервале рН.
Определены также условия очистки от примесей — влияние различных факторов (температура, рН и концентрация реагентов).
В результате составлена методическая рекомендация по очистке молибденовой соли (АМК) от вредных примесей и проведен анализ химического состава опытного образца АМК, полученного из молибденового промпродукта. Выполнены также лабораторные исследования, на основе которых отработаны технологические режимы получения аммония молибденовокислого гидрометаллургическим способом переработки огарка. Анализ химического состава показал, что по основным элементам полученный АМК соответствует требованиям технического условия.
Список источников
1. Зеликман А. Н. Молибден. М.: Металлургия, 1970. 440 с.
2. Шегай А. А., Шарипов Х. Т., Шегай М. А. Технология молибдена и материалов на его основе. 2010. 205 с.
References
1. Zelikman A. N. Molibden [Molybdenum]. Moskva, Metallurgiya, 1970, 440 р.
2. Shegaj A. A., Sharipov H. T., Shegaj M. A. Tekhnologiya molibdena i materialov na ego osnove. [Technology of molybdenum and materials based on it], 2010, 205 р.
Сведения об авторах
А. Н. Бозоров — младший научный сотрудник;
А. Р. угли Сафаров — магистрант 1-го года обучения.
Information about the authors
A. N. Bozorov — Junior Researcher; A. R. Safarov — first-year Master's Student.
Статья поступила в редакцию 20.03.2021; одобрена после рецензирования 01.04.2021; принята к публикации 05.04.2021. The article was submitted 20.03.2021; approved after reviewing 01.04.2021; accepted for publication 05.04.2021.
