CC BY
48
3. Электронный ресурс: http ://7universum. com/ru/nature/archive/item/ 7486
4. Электронныйресурс: http ://biznesprost.com/ot kryt-biznes/pererabotka-shin. tml
5. Sadhan K. De and Jim R. White «Rubber Technologists Handbook» 2011. P. 559.
6. Sh.T. Juraev,A.S. Ibodullaev, B.F. Mukhiddinov. Investigation of The Pro-perties Of Rubber Compositions Filled With Carbon Material// International Journal of Recent Advancement in Engineering & Research. Volume 04, Issue 04; April -2018.
7. Ибодуллаев А.С., ТешабаеваЭ.У., Сейдабдуллаев Я.О., Исследования углеродистого материала и его влияние на свойства кабельных резин //Журнал «Композиционные материалы» -Ташкент, - 2015. - №3. - С.25-28.
8. Babayevskiy P.G. Practical work on Polymer materials [Text]/ ed.P.G.Babayevskiy.-M..Chemistry. 1980.-256 p.
9. Уральский М.Л., Горелик Р.А., Буканов
A.М. Контроль и регулирование технологических свойств резиновых смесей .-М.: Химия, 1983.-126 с.
10. Востракнутов Е.Г., Новиков М.И., Новиков
B.И., Прозоровская Н.Я. Переработка каучуков и резиновых смесей (реологические основы, технология, оборудование) .- М.: Химия, 1980. - 280 с.
11. Рентгонофазный анализ методом Риетвелда производится на программном обеспечении "Profex-Open source XRD and Reitveld Refinement", Dobelin, N Kleeberg, R., "Profex : a graphical user interface for the Rietveld refinement program BGMN", Journal of Applied Crystallography 48 (2015), 1573-1580.
ИССЛЕДОВАНИЯ ХЛОРИДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕЙ _МАГНИТНОЙ ФРАКЦИИ_
DOI: 10.31618^^2413-9335.2020.2.72.623
Хужакулов Н.Б.
доцент кафедры «Металлургия» Навоийского государственного горного института,
г.Навои, Узбекистан, Пулатова Ш.Б. магистрант кафедры «Металлургия» Навоийского государственного горного института,
г.Навои, Узбекистан Бозоров М. Ф. студент кафедры «Металлургия Навоийского государственного горного института,
г.Навои, Узбекистан
RESEARCH OF CHLORIDE TECHNOLOGY FOR PROCESSING GOLD-CONTAINING
MAGNETIC FRACTION
Khuzhakulov N.B.
Associate Professor, Department of Metallurgy, Navoi State Mining Institute, Navoi, Uzbekistan Pulatova Sh.B.
master student of the "Metallurgy" department of the Navoi State Mining Institute, Navoi, Uzbekistan Bozorov M.F
bachelor student of the "Metallurgy" department of the Navoi State Mining Institute, Navoi, Uzbekistan
АННОТАЦИЯ
В данной статье приведены результаты исследования хлоридной технологии переработки золотосодержащей магнитной фракции. Изучен вещественный состав исходного сырья, из которого следует, что среднее содержание общего железа в МФ составляет 75,5 %, содержание золота колеблется от 9 до 15 г/т.
ANNOTATION
This article presents the results of a study of the chloride technology for processing a gold-containing magnetic fraction. The material composition of the feedstock has been studied, from which it follows that the average total iron content in MF is 75.5%, and the gold content ranges from 9 to 15 g / t.
Ключевые слова: хлоридовозгонка, гидрохлорирование, магнитная фракция, рентабельность, хлорирующий обжиг, хлоринатор
Key words: chloride sublimation, hydrochlorination, magnetic fraction, profitability, chlorine firing, chlorinator
Магнитная фракция (МФ) - продукт, который получается в процессе измельчения золотосодержащей руды за счет истирания металлических шаров, отделяемый магнитной сепарацией.
На основании литературных данных, анализа МФ и предварительных опытов по извлечению благородных металлов из МФ исследования проводились по двум наиболее приемлемым способам переработки МФ - это гидрохлорирование и хлоридовозгонка.
Изучено влияние концентраций №0 и NaCЮ и продолжительности процесса на степень извлечения золота при гидрохлорировании золота из МФ. Выявлено негативное влияние железа на селективность выделения золота из МФ в процессе гидрохлорирования, выраженное обратным восстановлением золота из раствора железом, перешедшим в раствор, что приводит к снижению извлечения золота. Степень перехода золота в раствор составила 65 % при этом серебро не растворяется и остается в кеке, на его извлечение необходимо дополнительно разрабатывать технологический процесс.
В связи с нерентабельностью извлечения золота процессом гидрохлорирования дальнейшие исследования проводились хлоридовозгонкой МФ.
Одним из наиболее перспективных направлений развития и коренного усовершенствования металлургии цветных и благородных металлов, активно разрабатываемых в последнее время и способных решить задачу эффективной переработки различных видов сырья, является хлоридовозгоночный обжиг.
Эффективность и перспективность этого метода как средства извлечения ценных элементов из бедных, труднообогатимых, особо упорных руд, промпродуктов обогащения, вторичного сырья и др. показана целым рядом исследований и процессов [1].
Сущность хлоридовозгоночного обжига заключается в образовании и отгонке в газовую фазу летучих хлоридов извлекаемых металлов, при взаимодействии содержащихся в сырье различных соединений последних с хлоринатором. При этом происходит превращение всех соединений извлекаемых металлов в один класс хлоридов, обладающих высоким давлением паров при температурах 600-1100 0С, что позволяет осуществлять процесс без расплавления всей массы
перерабатываемого сырья. Извлечение металлов из хлоридов после их конденсации производится известными, освоенными промышленностью методами. Хлоридовозгоночный обжиг основан на избирательном хлорировании соединений цветных металлов с оставлением железа и вмещающих пород сырья в исходном состоянии и селективной отгонке хлоридов извлекаемых металлов. Определяющими параметрами являются свойства хлоридов, состав газовой фазы и температура обжига.
Хлорирование проводится или с помощью газообразного хлора, или хлоринаторов, в качестве которых используются различные хлориды -поваренная соль, карналлит, сильвинит, хлористый кальций и другие, а также пары соляной кислоты.
Хлоридовозгонка [2], так же как и окислительно-хлорирующий обжиг, заключается в том, что золотосодержащий продукт смешивают с хлористым натрием (или кальцием) и обжигают в окислительной атмосфере. Однако в отличие от окислительно-хлорирующего обжига,
хлоридовозгонка предусматривает полный перевод металлического золота в летучий хлорид АиС1 и последующее улавливание его из газов в виде продукта, весьма концентрированного по металлу. Такой эффект достигается лишь при высокой температуре, примерно 900 - 1100 0С. Образующийся по приведенным выше реакциям хлор вступает во взаимодействие с золотом, давая летучий АиС1:
2Аи + С12 = 2АиС1.
В присутствии породообразующих минералов образование АиС1 возможно и без участия сернистых соединений: 2Au + 2№0 + 0,502 + SiO2 = 2Aua + Na2SiOз.
Одновременно с золотом хлорируются и переходят в газовую фазу серебро и цветные металлы. Хлоридовозгонка может осуществляться в трубчатых вращающихся печах, шахтных печах (после окомкования материала), печах кипящего слоя.
Исследования проводились в лабораторном масштабе на порошкообразных и гранулированных материалах, основным критерием степени протекания процесса служило остаточное содержание металла в огарках (рис. 1).
s
<1 =
X
Г
а>
4 СО
и
5
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
t=900
\
V,
к
\ t=700 0 С
10 20 30 40 50 60 70
80 90 Т, мин
Рис. 1. Зависимость остаточного содержания Ли в огарке при хлоридовозгонке от времени
Из полученной зависимости видно, что содержание Аи в огарке уменьшается по мере повышения температуры и продолжительности процесса, так при 1=900 0С и т - 80 мин. содержание Аи в огарке близко к десятым процентам.
Наиболее часто в качестве хлоринатора применялся Cl2 (рис. 2). Исследована кинетика процесса при использовании Cl2, HCl с воздухом и NaCl.
100
С1,
О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Рис. 2. Зависимость извлечения Au и Fe в газовую фазу от концентрации Cl2
При температурах 900-1000 0С номинальной концентрацией С12 для извлечения Аи является 7080 %, при концентрации СЬ-100 % степень извлечения Бе в газовую фазу составляет 10 %.
Анализ полученных результатов показал, что наиболее полное извлечение Аи (98,8 %) достигается при осуществлении процесса в следующем режиме: 1=1000 0С, концентрация С12=72 %, продолжительность процесса- 1,5 ч.
Переход Бе в газовую фазу составляет всего лишь -10 %.
Тип хлоринатора оказывает существенное влияние на показатели процесса, его протекание и способ осуществления. Выбор хлорирующего агента определяется его химической активностью, физическими и эксплуатационными свойствами, стоимостью, способом осуществления обжига и регенерации хлоринатора, возможностями поставки. Наиболее часто, особенно на начальной
стадии исследования и разработки процессов хлорной металлурги цветных металлов, использовали хлор и хлориды щелочных металлов. Применение С12 обусловлено большой реакционной способностью, широкой
распространенностью как реагента в ряде металлургических производств и возможностью изучать собственно реакцию хлорирования металлов и их соединений, не осложненную побочными процессами. Твердые хлоринаторы отличаются доступностью, простотой
эксплуатации, низкои ценой, хорошими вяжущими свойствами (что весьма существенно в процессах с грануляцией сырья) и возможностью относительно глубокой регенерации. Наиболее широко применяются хлориды Ca, Na, K в виде чистых солей и природных соединений, а также NH4Cl, FeCl3 и др. По убывающей активности, наиболее широко применяемые хлоринаторы образуют ряд: Cl2, HCl (при температурах более 800 0С их активность практически одинакова), NH4Cl, CaCl2, NaCl, KCl, MgCl2 (рис. 3).
C
Ca N К N
Рис. 3. Зависимость степени извлечения золота из МФ от времени хлоридовозгонки различными хлоринаторами, при 1050 0С
Применение Cl2 и HCl в процессе хлоридовозгоночного обжига, возможно, при любом способе его осуществления без ограничения содержания извлекаемых металлов в перерабатываемом сырье. Твердые хлоринаторы (CaCl2, NaCl) могут быть использованы в основном для хлоридовозгоночного обжига относительно бедного по содержанию благородных металлов
сырья (рис. 4) при осуществлении процесса в аппаратах с активным перемешиванием перерабатываемых материалов (печах кипящего слоя, трубчатых печах и др.).
В результате исследований установлено действие различных хлоринаторов на извлечение Au в процессе хлоридовозгонки (табл. 1).
Таблица 1
Хлоридовозгонка золотосодержащей МФ различными хлоринаторами
Содержание Au в Основные режимные параметры Результаты хлоридовозгонки
Хлорирую- расход расход воздуха или соотношение хлора и воздуха содержание Au в остатке, г/т
щий агент исходном сырье, г/т хлорагента, % (Cl2, кг/т) t, 0С т, ч извлечение Au, %
NaCl 20 5 1020-1050 3 7 0,25 91,5
CaCl2 20 5 1020-1050 3 7 0,3 94,1
NaCl+CäCb 20 2,5 + 2,5 1020-1050 3 7 0,2 99,0
Cl2 20 50 950-1050 2 1:40 0,25 97,2
* Избыток воздуха необходимого на реакцию разложения хлоридов натрия и кальция.
Таким образом, извлечение Au зависит от типа хлорирующего агента. Наибольшее извлечение Au достигается при применении смеси NaQ+CaQ2.
Исследования сравнительной активности HCl и хлоридов Na, Ca проводили на лабораторной установке периодического действия. В качестве объектов исследования применяли:
золотосодержащую МФ <0,16 мм, NaCl и СаСЬ марки ЧДА и НО марки ОСЧ из баллонов. Эксперименты проводили в два этапа: на первом исследовали эффективность применения NaCl и CaCl2 для хлоридовозгоночного обжига, на втором HCl. Режим обжига на основании предварительных опытов был принят следующий: температура для твердых хлоринаторов 1040 -1050 0С, для HCl-940 -960 0С; сухое дутье состава 95 % N2 и 5 % O2, расход NaCl и СаС12 - 15% от веса сырья; расход HCl-0,65 л/мин; навеска огарка -200 г; производительность по огарку - 300 г/час, среднее время пребывания
материала в слое - 20-25 мин; расход хлоринатора-15 % от веса сырья. Соотношение №С1 и СаСЬ в хлорирующем агенте варьировали в ходе исследований от 100 % №С1 до 100 % СаСЪ.
Реакционную способность хлоринатора оценивали по остаточному содержанию золота и серебра в огарке и, соответственно, степени отгонки металлов в газовую фазу. Результаты исследований активности хлоринаторов на степень извлечения Аи и Ag в зависимости от размера частиц приведены в таблице 2.
Таблица 2
Влияние типа хлоринатора на степень хлоридовозгонки
Тип хлоринатора Температура хлоридовозгонки, 0С Коэффициент избытка хлоринатора Размер частиц МФ, мм
0,16-0,1 0,1-0,04 -0,04
Степень отгонки, %
Au Ag Au Ag Au Ag
NaCl + CaCl2 1050 2 91 90 84 80 81,9 84
NaCl 1050 2 83 84 65 68 65 65
CaCl2 1050 2 87,5 86 81,5 82 80,8 82,3
HCl 950 2 90 88 83 81 81,5 83
С ростом содержания NaCl в хлорирующем агенте полнота отгонки Au и Ag падает, особенно из мелких частиц. Так отгонка Au из частиц размером 0,1-0,16 мм снижается ~ в 1,45 раза, а из частиц < 0,074 мм - в 1,7^1,8 раза. Это можно объяснить существенно меньшим по сравнению с другими временами пребывания этих частиц HCl является более эффективным хлоринатором в нейтральной среде в окислительной. Процесс устойчиво протекает при температуре 950 0С. Повышение избытка HCl с 1,1 до 1,5 существенно в окислительной среде для всех исследованных металлов и менее значимо в нейтральной. Сопоставление данных по влиянию типа хлоринатора на извлечение благородных металлов при хлоридовозгоночном обжиге показывает, что в
-.= 100
О"
К
I 60 «
о.
S 40
<ц
С
о
U 20
аналогичных условиях NaCl является наименее активным хлоринатором. Степень отгонки благородных металлов при применении СаСЬ значительно выше и меньше зависит от размера частиц и времени пребывания их в зоне обжига, чем для NaCl. HCl обеспечивает при том же коэффициенте избытка более высокую степень извлечения из частиц всех размеров, чем CaCb Получению результаты могут быть объяснены, как одной из причин, недостаточной скоростью разложения твердых хлоринаторов и, соответственно, более низкой концентрацией хлорирующего агента в газовой фазе, что особенно сильно проявляется при малой продолжительности обжига (рис.4).
0 30 60 90 120 150 180
Т, мин
Рис. 4. Зависимость степени разложения хлоринатора от времени хлоридовозгоночного обжига
Применение хлоридовозгонки в трубчатой вращающейся печи несколько повысило степень разложения этих хлоринаторов вследствие улучшения гидродинамической обстановки процесса сравнительно с осуществлением его в неподвижном слое (в лодочке, в частности). Степень разложения, рассчитанная по остаточному содержанию хлоридов Сa и Na в огарках после обжига, составила: для CaCl2 - 80-90% вместо 6567%, полученных при более жестких условиях (температура 1050 0С продолжительность обжига -2 часа); для ШО- 60-70% вместо 55-59% (при содержании в газовой фазе до 10% сернистого газа).
Полученные данные о большей эффективности CaQ2 (по сравнению с №0) как хлоринатора в процессе хлоридовозгоночного обжига хорошо согласуются с литературными данными. Аналогичные результата по расходу твердых хлоринаторов и их активности были получены на полупромышленной установке.
Результаты исследований показали целесообразность проведения дальнейших
лабораторных и укрупненно-лабораторных исследований хлоридовозгоночного обжига с применением в качестве хлоринатора №0 + CaQ2 и необходимость специального изучения поведения смеси при осуществлении процесса в трубчатой печи.
Проведенные лабораторные исследования показали, что методом хлоридовозгоночного обжига можно выделить благородные металлы из МФ. Извлечение золота в возгоны при хлорирующем обжиге достигает 97,6 %, при этом основная часть железа и других компонентов остается в огарке.
Литература:
1. Котляр Ю.А., Меретуков М.А., Стрижко Л.С. Металлургия благородных металлов //М.: МИСиС. 2005 г., Кн. 1. 431 с., Кн. 2. 391 с.
2. Зырянов М.Н, Леонов С.Б. Хлоридная металлургия золота //М.: СП Интермет Инжиниринг. 1997 г., 288 с.
