CC BY
29
Л UNiVERSUM:
№ 3 (84)_ДД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_март. 2021 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХЛОРИДОВОЗГОНОЧНОГО ОБЖИГА ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНЫХ ШЛАКОВ
Хасанов Абдурашид Солиевич
д-р техн. наук, проф., зам. главного инженера по науке Алмалыкскый горно-металлургический комбинат, Республика Узбекистан г. Алмалык
Сирожов Талант Толибович
ассистент
Навоийского государственного горного института, Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: [email protected]
Уткирова Шахзода Ихтиёр кизи
студент
Навоийского государственного горного института, Республика Узбекистан, г. Навои
Муртозаева Мохинабону Мансур кизи
студент,
Навоийского государственного горного института, Республика Узбекистан, г. Навои
RESEARCH INFLUENCE OF CHLORIDE DISCHARGE BURNING OF COPPER SLAG PROCESSING
Abdurashid Khasanov
Doctor of Technical Sciences, Deputy Chief Engineer for Science of Almalyk Mining and Metallurgical Combine, Uzbekistan, Almalyk
Talant Sirojhov
Assistant of the Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi
Shahzoda Utkirova
Student,
Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi
Mokhinabonu Murtozaeva
Student,
Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi
АННОТАЦИЯ
«Алмалыкский ГМК» является одним из крупнейших промышленных предприятий Республики Узбекистан кроме того, оно ориентировано на выпуск экспортируемой продукции. В результате многолетней переработки медных концентратов медеплавильного завода АГМК накоплено более 7 млн. т отвальных шлаков медного производства. В настоящее время часть старых шлаков МПЗ перерабатывается в АГМК МОФ-2 флотационным способом и извлекается медь, золото, серебро. Анализ современного состояния технологии переработки шлаков показывает что наиболее предпочтительной для вовлечения шлаков в переработку и получения из них железа является технология низкотемпературного восстановления с последующей магнитной сепарацией металлизованной фазы от немагнитной фракции.
Библиографическое описание: Исследование влияния хлоридовозгоночного обжига переработки медных шлаков // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Хасанов А.С. [и др.]. 2021. 3(84). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11438 (дата обращения: 25.03.2021).
UNIVERSUM:
■ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ABSTRACT
"Almalyk MMC" is one of the largest industrial enterprises of the Republic of Uzbekistan, in addition, it is focused on the production of exported products. As a result of many years of processing of copper concentrates of the copper smelting plant AMMC, more than 7 million tons of waste slag of copper production have been accumulated. At present, part of the old slag from the Copper smelter is processed at AMMC MOF-2 by the flotation method and copper, gold, and silver are recovered. Analysis of the current state of slag processing technology shows that the most preferable for involving slags in processing and obtaining iron from them is the low-temperature reduction technology with subsequent magnetic separation of the metallized phase from the non-magnetic fraction.
Ключевые слова: шлак, обжиг, консентрат, флотация, отход.
Keywords: slag, burning, concentration, flotation, waste.
№ 3 (84)
Хлоридовозгоночный обжиг основан на хлорировании соединений цветных и благородных металлов хлорсодержащими реагентами, к которым могут относиться №0, КС1, СаСЬ и другие.
Для обработки шлаков наиболее подходящим реагентом является СаСЪ, поскольку он не влияет отрицательно на последующую переработку шлаков понижая температуру их плавления как №0 или КС1 и не является агрессивным как НС1.
При обжиге основные ценные компоненты хлорируются по следующим основным реакциям:
МеО + СаС12 = СаО + МеСЬ MeSО4+ СаС12 = CaSО4+ МеСЬ MeS+ СаС12 = CaS+ МеСЬ
Хлориды цветных металлов как правило обладают низкой температурой кипения, исключением является серебро, хлорид которого имеет температуру кипения 1550 °С, однако парциальное давление его паров составляет примерно 0,1 атм при 1000 °С, что делает возможным его отгонку, хотя последняя протекает не столь эффективно как у других ценных компонентов.
При реальных условиях процесса остальные основные компоненты практически не хлорируются.
Хлорид кальция плавится при 680 °С и является поверхностным активным веществом, проникающим в поры и микротрещины твердых шлаковых частиц, облегчая их хлорирование. Температура кипения СаС12 составляет 1900 °С, при температуре процесса он не улетучивается.
Составы
При наличии в реакционной зоне паров воды хлорирование окислов металлов может идти через промежуточный газовый хлоринатор
СаСЬ + Н2O = СаО + 2НС1
MeO +2НС1 = МеСЬ + Н2O
В окислительной атмосфере идет также окисление и разрушение силикатов железа
3(FeO)2SiO2 +O2 = 2FeзO4+3SiO2
Переход железа в высшие свободные окислы (ферриты) облегчает его последующее восстановление.
Процессы хлоридовозгоночного обжига можно вести в одном вариантах.
Единственный вариант является низкотемпературным и осуществляется в диапазоне температур 950-1050 °С. В этом варианте степень отгонки цветных и благородных металлов ниже, но полученный клинкер остается порошкообразным и может быть передан на восстановление в горячем виде.
При существенном возрастании энергетических затрат кроме того уменьшается пористость и трещи-ность полученных материалов, что уменьшает скорость их восстановления на следующем этапе.
Для принятия решения по выбору оптимальной технологии необходимо проверить в лабораторных условиях.
Технологический процесс переработки возгонов сводится к их улавливанию в системе мокрой очистки газов и переработке растворов по известным технологиям для регенерации СаСЬ
Таблица 1.
лх шлаков
Тип шлака Химический состав,% г/т
Fe^) Fe3+ SiO2 S Zn Pb Аu Ag
КФП 31,6 4,6 36,8 0,84 0,77 0,72 0,26 0,46 4,9
ПЖВ 34,8 3,8 34,6 0,76 0,85 0,85 0,44 0,35 4,3
При проведении лабораторных опытов варьирова- и расход хлоринатора, величина варьируемых пара-
лась температура, время изотермической выдержки метров приведена в табл. 1
№ 3 (84)
AuiSli
л те;
UNIVERSUM:
технические науки
март, 2021 г.
Таблица 2.
Варьируемые параметры при проведении лабораторных опытов по низкотемпературному
хлоридовозгоночному обжигу
Наименование параметров Размерность Величины параметров при проведении лабораторных опытов
Расход СаС12 % 4 6 8
Температура °С 950 1000 1050
Время низкотермической обработки Выдержки Мин 60 120 180
При низкотемпературном режиме расход хлори-натора составляет, %: 4, 6, 8. Температуры изотермического обжига составляли, С: 950, 1000, 1050, время изотермического обжига составляло 60, 120, 180 минут.
В связи с полученным результатом о лучшей восстановимости а, следовательно, большей реакционной способности шлаков, эксперименты проводились только с шлаками, состав которых приведен в табл. 2
Полученные результаты представлены на рис. 1-2.
График зависимости удаления ценных компонентов в возгоны от температуры и времени изотермической выдержки и расхода хлоринатора 4 % для шлака КФП приведен на рис. 2
Для расхода хлоринатора 6 % результаты приведены в графиках на рис. 2.
Во всех случаях степень удаления ценных компонентов возрастает с расходом температуры и временем изотермического обжига.
Степень десульфуризации и ферритизации (отношение Fe в (FeзO4) к ^еобщ) возрастает с ростом времени изотермического обжига, но мало зависит от температуры и расхода хлоринатора.
Для железа такой характер зависимости объясняется тем, что хотя скорость диффузии кислорода к фаялиту с ростом температуры и возрастает, термодинамическая устойчивость FeзO4 по сравнению с Fe2SiO4 с ростом температуры снижается, что приводит к снижению скорости окисления.
Для десульфуризации большая зависимость степени протекания реакции от времени, чем от температуры связана с тем, что сульфиды, находящиеся в виде MeSn, переходят в оксиды, через стадию суль-фатизации, при которой образуется MeSO4 который или хлорируется или диссоциирует.
Примерно такой же характер имеет зависимость удаления серы из пир- ротиновых огарков при их хлоридовозгоночном обжиге. Удаление серы при высокой температуре идет хуже, чем удаление цветных металлов.
При расходе хлоринатора 4 % показатели обжига для шлака ПЖВ лучше, чем для шлака КФП, при более высоком расходе хлоринатора разница по остаточному содержанию цветных и благородные металлов различается незначительно, извлечение,
в первую очередь оно определяется исходным количеством ценных компонентов.
Следовательно, для более богатого по цветным и благородным металлам шлака КФП извлечение хуже по сравнению со шлаком ПЖВ при расходе хлоринатора 4 %, так как его количество недостаточно, а увеличение степени возгонки при расходе хлоринатора 6 % объясняется его достаточным количеством. Избыток хлоринатора (8 %) при отсутствии в шлаке ценных хлорирующихся компонентов не влияет на результаты обжига.
Скорость хлорирования и удаления хлоридов возрастает с ростом температуры, но затем, по мере удаления ценных компонентов, она снижается и дальнейшее увеличение времени хлорирования нецелесообразно из-за отсутствия материала для хлорирования.
Механизм хлорирования можно представить следующим образом: хлоринатор СаСЪ, при температуре 800 °С расплавляется, образуя солевой рас -твор с высокой степенью прилипания (низким межфазным поверхностным натяжением) по отношению к шлаку и растекается по порам и микротрещинам. Температура кипения СаСЬ 1900 °С, поэтому его испарение практически не происходит, а реакция хлорирования цветных металлов ускоряется за счет связывания СаО, образующегося при хлорировании в силикаты.
Полученные пары улетучиваются, цветные и благородные металлы удаляются и переходят в возгоны.
Наиболее высокой степенью отгонки обладают цинк и свинец, несмотря на то, что давление паров хлорида меди выше, чем у цинка.
Это связано с тем, что свинец и цинк присутствуют в шлаке в легко- хлорируемом виде оксидов, а медь в виде сульфидов которые должны предварительно окислиться.
Протекание прямой реакции хлорирования термодинамически невозможно:
СаСЬ + ^ = CaS + СиСЪ+ Си,
то есть сульфид меди хлорируется как и металл только по реакции:
СшО+ СаС12 = 2СиС1 + СаО
№ 3 (84)
AuiSli
л те;
UNIVERSUM:
технические науки
март, 2021 г.
Рисунок 1. Зависимость извлечения цветных и благородных металлов из шлака при хлоридовозгоночном обжиге шлаков КФП при расходе СаСЬ-4 % от температуры обжига при времени обжига 180 мин
Рисунок 2. Зависимость извлечения цветных и благородных металлов из шлака при хлоридовозгоночном обжиге шлаков КФП при расходе СаС12-6 % от температуры обжига при времени обжига 180 мин
Список литературы:
1. Ванюков А.В., Зайцев В Я. Шлаки и штейны цветной металлургии. М.Металлургия. 1969. 408 с.
2. Хасанов А.С. Физическая химия медного производства. Навои. 2003.
3. К.С. Санакулов, А.С. Хасанов „Переработка шлаков медного производства''Ташкент Издательство «Фан» Узбекистан 2007 г.
4. Хасанов А.С., Санакулов КС, Атаханов А.С Технологическая схема комплексной переработки шлаков Алм.ГМК. М//Известия ВУЗов. 2003.9 с.
5. Хасанов А.С. Физическая свойства жидких шлаков и штейнов II Горный вестник Узбекистана, 2004. № 3/18 С. 84-85.
6. Юсупходжаев А.А., Хасанов А.С. Некоторые вопросы переработкишлаков МПП АГМК II ЦНИИ цвет мет эконом.информации М. 1986. № 3 (173) 158 с.
