Научная статья на тему 'Исследование технологии извлечения цветных металлов из шахтных и подотвальных вод'

Исследование технологии извлечения цветных металлов из шахтных и подотвальных вод Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
517
78
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
RECYCLE / GALVANIC COAGULATION / МОДЕЛИРОВАНИЕ / SIMULATION / ФАКТОРЫ / FACTORS / ПОДОТВАЛЬНЫЕ ВОДЫ / DUMP WATER / SHAFT SPILLWAY / МОДЕЛЬНЫЙ РАСТВОР / MODEL SOLUTION / ЛАБОРАТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ / LABORATORY TEST / EXTRACT / COOPER / ЦИНК / ZINC / РСУРСОВОСПРОИЗВОДСТВО / ГАЛЬВАНОКОАГУЛЯЦИЯ / ШАХТНЫЕ ВОДЫ / ИЗВЛЕЧЕНИЕ / МЕДЬ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Шадрунова Ирина Владимировна, Орехова Наталья Николаевна

Проведено всестороннее исследование гальванокоагуляционной технологии извлечения меди и цинка из шахтных и подотвальных вод. Исследования включали термодинамическое моделирование, выявление кинетических закономерностей селективного разделения металлов, изучение фазовых составов осадков, лабораторные и укрупнённо-лабораторные испытания на модельных и реальных водах.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Шадрунова Ирина Владимировна, Орехова Наталья Николаевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Nonferrous metal recovery from mine and dump water

At the present time economic acceptably and ecological reasonable methods for making recycle of shaft spillway and dump water technology it is cementation, galvanic coagulation, sorbtion. More difficult task get a product which possibly utilize. In paper eventuate galvanic coagulation non-ferrous metals extract technology from shaft spillway and dump water: thermodynamic simulation, kinetic regularities metals selective extract, study phase structure of sediment, laboratory test on model and real solution.

Текст научной работы на тему «Исследование технологии извлечения цветных металлов из шахтных и подотвальных вод»

© И.В. Шадрунова, H.H. Орехова, 2013

УДК 622.7:504.063.43

И.В. Шадрунова, Н.Н. Орехова

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ШАХТНЫХ И ПОДОТВАЛЬНЫХ ВОД

Проведено всестороннее исследование гальванокоагуляционной технологии извлечения меди и цинка из шахтньх и подотвальных вод. Исследования включали термодинамическое моделирование, выявление кинетических закономерностей селективного разделения металлов, изучение фазовых составов осадков, лабораторные и укрупнённо-лабораторные испытания на модельных и реальных водах. Ключевые слова: рсурсовоспроизводство, гальванокоагуляция, моделирование, факторы, подотвальные воды, шахтные воды, модельный раствор, лабораторный эксперимент, извлечение, медь, цинк.

Извлечение металлов из техногенных вод горных предприятий медно-цинковой подотрасли является неотъемлемым условием реализации безотходного производства. Наиболее сложным вопросом является получение в процессе переработки вод металлсодержащих продуктов пригодных для дальнейшей утилизации. В современной экономической ситуации на данном уровне развития науки и техники технологически трудно и экономически неприемлемо (с учетом затрат) стремиться к получению вторичных продуктов с содержанием цветных металлов на уровне массовых долей в кондиционных концентратах. Более целесообразно получение, при извлечении металлов из вод, присадок, добавок, флюсов, обогащённых извлекаемым металлом. Такие продукты могут быть целенаправленно утилизированы в составе шихты в плавильном переделе. Это позволит снизить потери металлов со сточными и попут-нодобываемыми водами и превратит добавку в дополнительный источник металлов.

Задача создания безотходного производства на «локальном» уровне отдельного горного предприятия в нынешних условиях трудноразрешима. Вместе с тем, создание малоотходного, а в перспективе и безотходного производства возможно при объединении предприятий в крупные ассоциации с единым управляющим центром. При таком подходе переработка техногенных вод может быть осуществлена с получением продуктов пригодных для утилизации на предприятиях разных переделов. Может быть реализован принцип комплексности переработки жидких и твёрдых отходов предприятий на основе технологической и экологической обоснованности совместной утилизации. Возможно максимальное использование уже имеющихся разработок по очистке сточных вод горных производств, что позволит минимизировать затраты на реализацию мероприятий.

Сегодня для горных предприятий наиболее изученным и распространённым способом извлечения меди из сернокислых растворов является цементация железом. Применение этого

метода ограничено рН среды 2,5— 4,5 и концентрацией меди в растворе более 100 мг/дм3. Современные способы цементации — это виброцементация [1] и цементация в барабанном цементаторе [2], позволяют извлечь из сернокислотных растворов до 96 %— 98% меди при содержании её в цементном осадке 87—90 %. Однако после цементации и отделения цементной меди слив содержит большое количество растворённого железа и концентрация цветных металлов в нем многократно превышает ПДК. Такая вода требует дальнейшей очистки желательно с получением утилизируемых продуктов.

В настоящее время экономически приемлемыми и экологически целесообразными методами, на основе которых может быть создана технология ресурсовоспроизводящей переработки являются гальванокоагуляция и сорбция. К явным преимуществам этих методов можно отнести возможность использования отходов производства в качестве загрузки гальванокоагулятора или сорбента. При переработке вод могут быть получены, же-лезоокисные металлсодержащие осадки, карбонаты металлов (геохимии-ческие карбонатные барьеры) и металлы в теле силикатной матрицы (сорбция цеолитсодержащими породами).

Для разработчиков технологий важна информация о достижимых массовых долях металлов в продуктах переработки. В рамках данной работы проведено всестороннее исследование гальванокоагуляционной технологии извлечения меди и цинка из шахтных и подотвальных вод. Исследования включали термодинамическое моделирование, выявление кинетических закономерностей селективного разделения металлов, изучение фазовых составов осадков, лабо-

раторные и урупнённо-лабораторные испытания на модельных и реальных водах.

Используемые методики

Физико-химическое моделирование проведено методом минимизации свободной энергии с использованием программного комплекса «Селек-тор-С». Входными параметрами термодинамической модели являлись: стандартные изобарно-изотермические потенциалы образования соединений; стандартные энтропии; коэффициенты активности ионов в растворе, рассчитанные итерационным методом с применением модифицированного уравнения Дебая-Хюккеля; мольные количества независимых компонентов системы; температура и давление. Учтена открытость системы к обмену с атмосферой. Рассчитан равновесный состав гетерогенной многокомпонентной системы Си8О4, Си(ОН)2-7пБО4, гп(ОН)2-Ре-С-О2-Н28О4-Н2О.

Матрица моделируемой системы включала 7 независимых и 125 зависимых компонентов, в том числе 39 компонентов твердых фаз и 77 компонентов водных растворов электролитов. Моделирование взаимодействий в исследуемых системах проводили при концентрации серной кислоты 0,0001—0,2 моль/кг, сульфатов меди и цинка 0,001—0,02 моль/кг, содержании металлического железа 0,005—0,05 моль/кг, мольном соотношении железа и кислорода 0,7— 1,4, соотношении железа и углерода 1:3, общем давлении 100 кПа, температуре 298 К. Диапазон концентраций меди и цинка в системе был выбран исходя из химического состава рудничных и подотвальных вод горных предприятий медного комплекса. Учтены процессы комплексо-образования, гидролиза, гидратации, диссоциации и полимеризации в рас-

п% 100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

2,42

2,54

4,73

4,79

5,3

5,47 5,87 6,23

6,73

7,25

9,08

рн

Рис. 1. Фазовый состав осааков в зависимости от рН среды и соотношения Ре/02: сплошная линия — 1:1, пунктирная линия — 2:1, штрихпунктирная = 1:1,5

творах. Переменными факторами при моделировании являлись содержание железа, соотношение железа и кислорода в системе, концентрации серной кислоты, сульфатов цинка и меди.

Экспериментальные осадки для

Рис. 2. Фазовый состав осааков в зависимости от содержания железа в системе в области селективного извлечения меди:

й СизРеБл; » СиЕеБ

фазового и микроскопического анализов получены на лабораторной гальванокоагуляционной установке. Установка включает расходную емкость, аэратор, устройство для регулирования скорости подачи раствора, накопительную емкость. Диаметр барабана лабораторного гальванокоагулятора 110 мм; длина — 350 мм, объем рабочей зоны — 200 см3. Использовалась гальванопара «железо-углерод». Носителями элементов гальванопары являлись воронёная стальная стружка и кокс в соотношении 3:1. В качестве модельных систем использовались растворы химически чистых реагентов: медь сернокислая (сульфат) 5-вод., чда; цинк сернокислый (сульфат) 7-вод., чда.

Таблица 1

Качественная характеристика относительного содержания фаз в осадках

№ Фазы в порядке убывания количества № Фазы в порядке убывания количества фаз

Формула Название Формула Название

без аэрации с аэрацией

1 С^О куприт 1 Ре3О4 магнетит

2 Рв3О4 магнетит 2 рСиРе02 феррит

3 Ре2О3 * СиО феррит 3 Ре203*Си0 феррит

4 Рв2О3 *1.2Н2О; оксиды 4 Си элементная медь

5 Си элементная медь 5 Ре2О3*1,2Н2О оксиды

Для исключения случайных ошибок, перед каждой серией опытов аппарат готовился по методике, описанной в монографии [2].

Изучение фазового состава проводили рентгеноструктурным методом в кобальтовом Ка излучении в камере Дебая. Использована относительная количественная оценка выхода соединений.

Микроскопическое изучение проводили в лаборатории электронной микроскопии кафедры «физической химии» Южно-Уральского государственного университета (г. Челябинск). Пробы обрабатывались на сканирующем электронном микроскопе ЛБОЬ ЛБМ-6460 ЬУ.

Укрупнённые лабораторные испытания двухстадиального гальванокоа-гуляционного извлечения меди и цинка из техногенных вод проведены в центральной исследовательской лаборатории ОФ Сибайского филиала ОАО «УГОК». Отбор проводили из организованного потока на территории Сибайского подземного рудника (СПР). Использовались реальная и модельная воды:

— Объединённый поток техногенных вод Сибайского и Камаганского карьеров: (карьерных «Камаган», шахтных Сибайского подземного рудника (СПР) и подотвальных с промп-

лощадки Сибайского карьера). Среднее содержание мг/дм3: меди — 0,11; цинка — 7,588; железа — 0,49; хлориды — 95,71; сульфаты — 1534,9. Показатель рН среды — 7,65.

— Модельные подотвальные воды (готовились растворением сульфатных солей меди, цинка и железа в воде вышеописанного качества). Среднее содержание мг/дм3: меди — 23,75; цинка — 31,73; железа — 12,00; хлориды — 97,85; сульфаты — 1710,1. Показатель рН среды — 3,6. Параметры технологического процесса приняты по результатам экспериментов, проводимых в ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова». Технологическая схема включала две стадии гальвано-коагуляционной обработки воды с последующим отстаиванием после каждой стадии и доочистку слива на геохимическом барьере.

В первой стадии использовали гальванопару железо-углерод (железная стружка — кокс) в объёмном соотношении 3:1. Во второй гальванопару железо-углерод (железная стружка — кокс) в объёмном соотношении 1:1. В качестве материала двухслойного геохимического барьера применяли цеолитсодержащую породу Сибайского медноколчеданного месторождения, и известняк Агапов-ского месторождения. Время обра-

Рис. 3. Микрофотографии поверхности катоаной(слева) и анодной (справа) час тиц, в перекрестии характерный агрегат цементной меди

ботки воды в поле гальванопары составляло соответственно для I и II стадии 5 и 15 минут. Скорость фильтрации воды через двухслойный геохимический барьер — 10 м/ч.

Химический анализ проб воды и осадков проводился в центральной химической лаборатории Сибайского филиала ОАО «УГОК» по стандартным методикам.

Результаты и обсуждение

Результаты моделирования показали, что при достижении равновесного состояния системы в изучаемом диапазоне входных параметров в зависимости от кислотности, окислительно-восстановительных условий, содержания сульфат-ионов и железа медь выделяется из сульфатных растворов в виде феррита, гидроксосульфатов, оксидов и сульфидов различного состава, цинк переходит в осадок в виде феррита или сульфида (рис. 1).

Увеличение содержания железа в системе приводит к последовательному переходу меди в осадок в виде гидроксосульфатов, ферритов и сульфидов. В окислительных условиях (Ре/О2 = 0,56) осадки содержат феррит цинка, оксид меди, брошантит и гематит. При соотношении Ре/О2 = 1,0 осадки содержат ферриты цинка и

меди. В восстановительных условиях (Fe/02 = 1,4) твердая фаза представлена ферритом цинка, а также сульфидами цинка, меди, железа.

При мольных соотношениях Fe/Cu < 5 медь переходит в твердую фазу в виде CuS04*3Cu(0H)2. Степень осаждения меди уменьшается до 20—25 масс %. При соотношении Fe/Cu = 5 резко снижается окислительно-восстановительный потенциал системы. Растет кислотность, резко увеличивается концентрация железа и падает концентрация меди в растворах. Степень осаждения меди достигает 95 %. Медь выделяется из растворов преимущественно в виде феррита. 0садки представлены гематитом (65 масс.%) и ферритом меди (35 масс.%). Дальнейшее увеличение содержания железа Fe/Cu > 5 приводит к образованию в осадках сульфидов меди различного состава — Cu2S, CuFeS2, Cu5FeS4. (рис. 2).

Максимальная массовая доля меди в осадках наблюдается в диапазоне рН 2,54—4,79, причём наиболее полное выделение меди из растворов в виде феррита происходит при соотношении Fe/Cu = 5 и рН равновесных растворов 2,76—3,83.

Таблица 2

Влияние концентрации серной кислоты на форму нахождения цинка в равновесной системе при 25 0С, Р„вш- 1 атм., различных мольных соотношениях Рс:02

в 0 3 N 2 о и Конц. И2804, моль/кг И20 рН ЕЬх10 -1др02 атм Концентрация в равновесном растворе -1д т, моль/кг Содержание в равновесном осадке, масс %

гп2+ гп(Ре02>2 гпв

1:1 0 6,79 6,02 15,1 6,10 76,14

0,01 6,26 5,70 19,4 2,30 60,83

0,02 6,25 5,69 19,5 2,00 43,34

0,03 6,24 5,68 19,6 2,00 23,06

0,035 6,24 5,68 19,6 1,75 11,67

0,040 4,89 4,90 30,4 1,70 0

0,045 2,76 4,55 41,2 1,70 0

0,050 2,65 4,66 41,0 1,70 0

0,065 2,28 5,22 38,6 1,70 —

1:0,72 0 9,08 -3,89 — 8,81 74,54

0,01 6,25 -1,0 64,9 2,81 62,82 3,07

0,03 6,23 -0,96 64,6 1,94 28,04 3,53

0,04 6,23 -0,95 64,6 1,78 6,51 3,81

0,045 5,87 -0,78 64,9 1,72 0 2,03

0,05 5,47 -0,74 66,2 1,70 0 0

0,06 5,30 -0,52 65,4 1,70 0

0,07 4,79 0,33 61,7 1,70 0

0,08 4,73 0,38 61,6 1,70 0

0,09 2,54 2,47 56,2 1,70 0

0,10 2,42 2,60 55,8 1,70 0

Снижение содержания кислорода в системе (Ре/02 = 1,4) и рН до 2,5 позволяет повысить долю медьсодержащих соединений в осадках до 76—80 масс %. Однако, при этом, наряду с ферритом меди, в осадках присутствует значительное количество сульфидов меди (I), а в растворах растет концентрация железа.

Это положение коррелирует с результатами изучения фазового состава осадков полученных при кратковременной обработке модельного раствора без предварительной аэрации (осадок I) и после продувки воздухом в поле гальванопары (осадок II). В составе первой пробы зафиксировано наличие куприта Си20 (табл. 1.), который является продуктом восстанов-

ления меди (II) и образуется по законам электрохимической кинетики. Так же идентифицированы фазы феррита меди Ре203*Си0 и железоокисные фазы магнетита Ре304, лепидокрокита РеООИ и гидратированных оксидов железа Ре203*1,2И20, которые при стремлении системы к равновесию перейдут в гематит.

Во второй пробе отсутствует фаза лепидокрокита, но появляется фаза рСиРе02, предсказанная результатами моделирования. Богатая по меди фаза Си20 преобладает в первом осадке. Содержание меди в осадке I в 1,55 превышает этот показатель для осадка II.

Электронно-микроскопические исследования данных осадков, сделанные в процессе работ, показали нали-

Таблица 3

Фазовый состав осадков и условия их получения

№ Фазы в порядке убывания количества № Фазы в порядке убывания количества

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Формула Название Формула Название

без аэрации с аэрацией

1 Ре3О4 магнетит 1 2пО цинкит

2 Ре(ОНЬ гидроксид 2 РеО вюстит

3 гпСО3 смитсонит 3 Ре3О4 магнетит

4 2п(РеО^ франклинит 4 Ре2О3 гематит

5 Ре2О3 гематит 5 Ре(ОН)3 гидроксид

6 2п(ОН)2 гидроксид 6 2п(РеО2)2 франклинит

8 РеООН лепидокрокит 8 Ре(ОН)2 гидроксид

9 РеО вюстит 9 гпСО3 смитсонит

10 2пО цинкит

чие в них округлых зародышей цементной меди и железоокисных медьсодержащих агрегатов, не имеющих определенной формы. Микроско-пированием компонентов гальванопары установлено, что цементация меди происходит не только на поверхности железного анода, но и на катоде (рис. 3). Такое увеличение площади реагирующей поверхности способствует повышению скорости цементации. Зародыши видны на железосодержащей плёнке катода, образованной восстановлением железа и адсорбцией свежеобразованных же-лезоокисных соединений.

По результатам моделирования полнота выделения цинка из сульфатных растворов в значительной степени зависит как от кислотности растворов, окислительно-восстановительных условий, так и от концентрации сульфат-ионов. Образование нерастворимых цинксодержащих соединений наиболее вероятно при рН равновесных растворов выше 6,2 и концентрации сульфатов менее

0,045 моль/кг. Увеличение концентрации сульфат-ионов и снижение рН приводит к значительному повышению растворимости соединений цинка вследствие образования гидросульфатных комплексов цинка в растворах. Степень извлечения цинка в твердую фазу снижается (табл. 2). Избирательное выделение цинка не достигается. С ростом содержания кислорода в системе увеличивается остаточная концентрация цинка и железа в растворах и несколько возрастает массовая доля цинка в осадках, что связано с увеличением в этих условиях содержания 7п(РеО2)2 в осадке.

В табл. 3. представлен фазовый состав осадков, полученных при обработке раствора цинкового купороса с концентрацией цинка 500 мг/дм3 и рН = 5,5 в течение 5 минут. В осадках, полученных из аэрированного раствора фиксируется фаза оксида цинка.

Что не противоречит расчётному фазовому составу, поскольку как

С.ш/ди1

SCO

4

3

2

—1 I

2} T, min

Рис. 4. Кинетика извлечения металлов из двухком-понентных растворов: 1, 2 - медь; 3, 4 - цинк; 1, 3 -

С 2+ 2+ Cu /CZn =

1:2; 2, 4 - Ccu2+/ Czn2+ =

1:1

показывают термодинамические расчёты, наиболее вероятной реакцией ферритизации цинка является реакция:

2Ре(ОН)3 + гпО = гп (РеО2)2 + 3Н2О, для которой разница (АС^ реакции -АО02д8 СиРе2О4)* составляет 241,569 кДж/моль. Этот показатель меньше только для реакции образования феррита из гидроксидов цинка и железа (III). При стремлении системы к равновесию оксид цинка перейдет в феррит.

Оптимальным диапазонами значений параметров для избирательного выделения меди из сульфатных растворов, содержащих 0,01 моль/кг, меди (II) и 0,01 моль/кг цинка (II), являются рН 2,6—4,1, БЬ 0,16—0,39 В.

Следует особо отметить, что при осуществлении постоянного перемешивания загрузки в гальванокоагуляторе система не достигает равновесного состояния, однако, вероятно, стремится к нему. При неравновес-

"Методика определения наиболее термодинамически активной реакции подробно описана в монографии [3].

ных условиях наряду с гематитом и ферритами цветных металлов образуются магнетит и лепидокрокит, цинкит и оксиды меди.

Анализ результатов проведённых теоретических и экспериментальных исследований позволяет говорить о том, что более значимыми для разработки технологии являются кинетические закономерности, а проведённое моделирование способствует созданию теоретической базу для совершенствования технологии гальванокоагуляционного извлечения меди и цинка из растворов.

Расхождение результатов теоретического моделирования в программе «Селектор» обусловлено в первую очередь неравновесностью изучаемой системы и показывает необходимость введения кинетических ограничений.

В нижней границе поля параметров соответствующих получению наиболее богатого по меди осадка при селективном её выделении и одновременном связывании железа (в условиях соответствующих преимущественному образованию железоокисных соединений CuFeO2 и Zn(FeO2)2 проведена обработка модельного медь- и цинк- содержащего раствора CCu2+= = CZn2+ = 0,01 моль/кг ( гальванопара железо-углерод) при времени контакта 1 и 5 минут в статическом режиме. Как показывают кинетические закономерности (рис. 4.), подробно описанные в нашей монографии [3] извлечение меди из двухкомпонентно-го раствора на 90% происходит менее чем за 5 минут.

Теоретически в выбранных условиях (рН = 2,5 и Fe/02 = 1,0) осадок состоит из гематита (76,24 масс.%)

Таблица 4

Результаты испытаний

Техногенная вода Показатель Концентрация в воде, мг/дм3 Массовая доля металлов в осадках,%

Исходная После первой стадии После второй стадии После г\х барьера Первая стадия Вторая стадия

Объединённый поток Си 2+ 0,11 0,091 0,081 0,068 0,001 0,000

гп 2+ 7,588 0,307 0,201 0,145 0,508 0,03

Реобщ 0,490 1,277 0,404 0,264 59,540 61,23%

рИ 7,650 8,0 8,1 8,25

Модельные подотвальные воды Си 2+ 23,750 2,206 0,570 0,051 1,453 0,095

гп 2+ 31,730 23,300 0,374 0,140 0,473 1,333

Реобщ 12,000 16,100 0,663 0,001 53,00 57,56

рИ 3,6 5,7 7,8 8,3

и феррита меди (23,76 масс.%) и следовательно массовая доля элементов в осадке составляет: меди 11,76, кислорода 27,82 и железа 61,42% при атомарном соотношении элементов 1:7:3. Экспериментальные осадки обработки двухкомпонентного раствора содержат в своем составе в порядке убывания массовой доли железо, кислород, углерод, медь, цинк, серу при этом углерод представлен частицами кокса перешедшего в осадок при механическом его разрушении. По мере увеличения времени контакта с 1 до 5 минут массовая доля меди возрастает в 8,2 раза с 0,57 до 4,68 % (за вычетом кокса до 5,63 %) при росте извлечения от 38,2 до 90,0 %.

По результатам теоретических и экспериментальных исследований приняты параметры технологического процесса и проведены укрупнённые лабораторные испытания. Технологическая схема включала две стадии гальванокоагуляционной обработки воды с последующим двухчасовым отстаиванием после каждой стадии и доочистку слива на геохимическом барьере. Перед второй стадией про-

водилась аэрация воды. Достигнутые показатели представлены в таблице 4.

Полученный в процессе обработки нейтрального объединённого потока продукт второй стадии (гальванопара железо-углерод) с содержанием железа 61,23 % , меди менее 0,001 % и цинка менее 0,5 % соответствует техническим условиям пигмента жёлтого железоокисного (ГОСТ 18172—80). При обработке кислых модельных вод с большей концентрацией металлов возрасла их массовая доля в осадках. Для осадка первой стадии коэффициент селекции при соотношении концентраций меди и цинка в исходном растворе 0,74 составляет 2,53. Для осадка второй стадии при соотношении концентраций меди и цинка в поступающем растворе 0,094 коэффициент селекции — 0,071.

Исследования показали возможность селективного концентрирования металлов при равенстве порядков их концентраций в растворе.

Выводы

Метод гальванокоагуляции является эффективным для очистки шахтных вод от цинка, для которого от-

мечена тенденция роста концентрации [3] в рудничных водах медно-цин-ковых месторождений Южного Урала. В ходе испытаний достигнуто снижение концентрации меди в 1,7 и цинка в 220 раз, суммарное извлечение металлов из техногенных вод составило для меди 50,9 % и цинка 99,9 %

Массовая доля металлов в осадках зависит от аэрированности вод и исходной концентрации извлекаемых металлов в растворах. На селективность концентрирования металлов в осадках влияет рН раствора и продолжительность обработки.

Полученные продукты первой и второй стадии обработки объединённого потока с содержанием железа 59,54 % и 61,23 %, меди менее 0,001 % и цинка менее 0,5 % соответствует техническим условиям пигмента жёлтого железоокисного (ГОСТ 18172-80). Полученный про-

1. Феофанов В.А., Дзюбинский Ф.А. Гальванокоагуляция: теория и практика бессточного водопользования Магнитогорск: МиниТип, 2006. 368 с.

2. Халезов Б.Д., Ватолин H.A., Маку-рин Ю.Н., Быков H.A. Исследование извлечения меди в барабанном цементаторе //

дукт первой стадии обработки модельного стока с содержанием железа 53,00 %, меди 1,453 % и цинка менее 0,5 % может быть утилизирован при выплавке медистого чугуна с содержанием меди до 2,5 %. Или в составе шихт на медеплавильном заводе. Отработанный сорбент геохимического барьера может быть использован в качестве покровно-рафинирующего флюса в металлургии меди и цинка.

Гальванокоагуляция в ресурсово-зобновляющей переработка техногенных вод может применяться для извлечения меди из низкоконцентрированных вод, образующихся, в том числе, и после цементации.

Двухстадиальная схема гальвано-коагуляционной обработки вод позволяет получать железоокисные продукты с преобладанием меди или цинка, утилизируемые в металлургическом переделе.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Горный информационно-аналитический бюллетень, М., МГГУ, 2005, № 5, 302—311.

3. Извлечение цветных металлов из гидроминеральных ресурсов: теория и практика / Шадрунова И.В., Орехова H.H. — Магнитогорск, МиниТип, ПКОН РАН, 2009. — 180 с. ЕШ

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -

Шадрунова Ирина Владимировна - профессор, доктор технических наук, ученый секретарь [email protected]

Институт проблем комплексного освоения недр РАН.

Орехова Наталья Николаевна - доцент, кандидат технических наук кафедры «Обогащения полезный ископаемых», [email protected]

Магнитогорский государственный технический университет им Г.И. Носова.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.