CC BY
23
№ 2 (83)
UNIVERSUM:
технические науки
февраль, 2021 г.
ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ШЛАКОВ МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА, КЕКОВ, КЛИНКЕРОВ И ДРУГИХ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
Хакимов Камол Жураевич
ассистент Каршинский инженерно-экономический институт,
Республика Узбекистан, г. Карши E-mail: [email protected]
Хасанов Абдурашид Солиевич
д-р техн. наук, проф., зам. главного инженера по науке АО «АГМК» (Алмалыкскый горно-металлургический комбинат),
Республика Узбекистан г. Алмалык
Каюмов Ойбек Азамат угли
ассистент
Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши
Шукуров Азамат Юсупович
ассистент
Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши
Соатов Бекзод Шокир угли
магистрант
Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши
STUDY OF THE CHEMICAL MATERIAL COMPOSITION OF SLAGS OF COPPER-MELTING PRODUCTION, CLINKERS AND OTHER WASTE OF METALLURGICAL PRODUCTION
Kamol Xakimov
Assistant,
Karshi engineering and economics institute, Uzbekistan, Karshi
Abdurashid Khasanov
Doctor of Technical Sciences, Deputy Chief Engineer for Science of JSC «AGMK» (Almalyk Mining and Metallurgical Combine), Uzbekistan, Almalyk
Oybek Kayumov
Assistant
Karshi engineering and economics institute, Uzbekistan, Karshi
Azamat Shukurov
Assistant
Karshi engineering and economics institute, Uzbekistan, Karshi
Bekzod Soatov
Master Karshi engineering and economics institute,
Uzbekistan, Karshi
Библиографическое описание: Изучение химического вещественного состава шлаков медеплавильного производства, кеков, клинкеров и других отходов металлургических производств // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Хакимов К.Ж. [и др.]. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11313 (дата обращения: 2 5.02.2021).
№ 2 (83)
UNIVERSUM:
технические науки
февраль, 2021 г.
АННОТАЦИЯ
В работе приведено изучение химического вещественного состава шлаков медеплавильного производства, киков, клинкеров и других отходов металлургических производств.
ABSTRACT
The paper provides a study of the chemical composition of slags of copper smelting production, kicks, clinkers and other waste of metallurgical production.
Ключевые слова: вещественного состава, шлаков, анализатор, растворенных сульфидов, сформированные импульсы.
Keywords: material composition, slags, analyzer, dissolved sulfides, formed pulses.
Объектами экспериментальных исследований послужили шлаки медеплавильного производства, киков и клинкеров цинкового завода АГМК.
Методы исследования и аппаратура. Изучение химического вещественного состава шлаков медеплавильного производства, кеков, клинкеров и других отходов металлургических производств.
В целях изучения химического и вещественного состава шлаков медеплавильного производства, а так же кеков, клинкеров и других отходов металлургического производства был получены образцы, которые были подвергнуты анализу в ГП «Центральная лаборатория» Государственного комитета по геологии и минеральным ресурсам Республики Узбекистан, с использованием масс-спектрометрического
анализатора (1СР-М8) (рис-1) и в химико-технологическом институте, с использованием высокопроизводительного энергодисперсионного рентгеновского флуоресцентного спектрометра марки КБХ СО ЯЮЛКИ (рис-2).
Индуктивно-связанная плазменная масс-спек-трометрия (ИСП-МС) - это особый метод анализа. Данный метод является очень надежным и в то же время чрезвычайно чувствительным, и широко используется в неорганическом элементом анализе. Там он в основном используется для анализа следов тяжелых металлов, таких как свинец кадий или ртуть.
Рисунок 1. Масс-спектрометрического анализатор (ICP MS)
Принцип действия анализаторов КБХ СО основан на измерении массовой доли элементов по методу рентгеновской флуоресценции при их возбуждении рентгеновским излучением при энергодисперсионном способе регистрации.
Рентгеновское излучение возбуждает атомы элемента и вызывает рентгеновскую флуоресценцию элемента. Рентгеновскую флуоресценцию элемента регистрируют полупроводниковым детектором с термоэлектрическим охлаждением. Усиленные и сформированные импульсы с выхода усилителя поступают на многоканальный анализатор, где происходит селекция импульсов по амплитудам и подсчет
числа импульсов с одинаковой амплитудой в единицу времени. Далее информация о числе импульсов поступает на внешний компьютер анализатора, который рассчитывает массовую долю алиментов в пробе. Расчет соответствия между числом зарегистрированных импульсов и массовой долей алиментов в пробе проводится по калибровочной кривой, занесенной в память компьютера и построенной по стандартным образцам состава либо методу фундаментальных параметров.
Анализ пробы проводится в атмосферу воздуха, гелия или вакуума.
№ 2 (83)
UNIVERSUM:
технические науки
февраль, 2021 г.
ШЛАКИ МЕДЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
При пирометаллургическом способе получении меди в плавильных печах завода МПЗ АО «Алма-лыкский ГМК» обязуется большое количество отвального шлака.
Шлаки медного завода: шлак отражательной плавки - 5 439 503 т; шлак кислородное факельной плавки - 1 836 117 т; шлак в плавке жидких ванн -724 380 т; всего 8 000 000 т [3].
В нем среднее содержание элементов: Си-0,06 -0,9%, Бе - до 50%, 8Ю-32% и др. Если средние содержание меди 0,75 %, тогда в отвале меди находится 56 945 т.
Техногенное месторождение отвальных шлаков металлургического производства медеплавильного завода находится на расстоянии 3,7 км от города Алмалык.
Шлакоотвал действующий. Начало формирования объекта 1964 год. В него складируются шлаки, образующиеся на медеплавильном заводе при переработке медных концентратов.
В результате микроскопических, электронно -микроскопических исследований шлаков для породообразующих и благородных элементов установлены следящие классы минералов: силикат-шпинель, магнезиоферт , стекло, кварц, фаялит, форстерит; оксиды метал лов - куприт, гематит; сульфиды металлов - пирротин, триолет, халькозин, сфалерит,
галенит, борнит, и халькопирит нестехиометричных Си Бе 8; самородные серебро и медь.
Шлаки отражательной плавки и кфп
Основным минералами исходных шлаков отражательной плавки являются фаялит и магнетит. Железо находится в виде Бе80, БеО, Бе8. В этих пробах магнетит находится в виде дендритов и октаэдров, размеры которых доходят до 250-280 мкм. Чаще всего магнетит находится в форме выделений в кристаллах, ассоциированных с фаялитом и сульфидами меди в размерах от 10-100 мкм.
Исходный шлак отражательной плавки и шлак КФП после охлаждения состоят из фаялита 2FeO•SiO в виде призматических кристаллов, иногда зёрен, размером 25-50^100-160 мкм (до 30-35,5%) и силикатной фазы. Насыщенной магнетитом (-30%). Кристаллы магнетита размером 25-65 мкм имеют, в основном, форму октаэдров.
В исходном шлаке МПЗ, в шлаке отражательной плавки или шлаке КФП в значительных количествах присутствуют мелкие капли задержанного штейна и вторичные сульфидные включения. Последние образуются в результате выделения растворенных сульфидов из шлака при его кристаллизации. Во время расплавления шихты ОП и штейна- шлакообразования состав сульфидной фазы меняется от пирротин халькопиритного и халькопирит- баритового до халькозин борнитового и халькозинового.
№ 2 (83)
A, UNI
те)
UNIVERSUM:
технические науки
февраль, 2021 г.
Таблица 1.
Среднее содержание благородных и редких металлов в шлаке отражательной плавки (5 439 503 т шлака)
№ Металл Кларк Металла,% Кларк Металла, г/т Ср.содер. в шлаке, г/т Количество в шлаке, т
1 Аи (золото ) 4,>10-7 0.0043 0.11 0.59835
2 А§(серебро ) 7*10-6 0.07 0.6 3.263702
3 8е (селен) 5*10-5 0.5 <100 543.9503
4 Р (платина) 5-10-7 0.005 0.095 0.5167553
5 Рё(палладий) 10-6 0.01 3.2 17.40641
6 Яе (рений) 7*10-8 0.0007 0.018 0.097911
7 Ов (осмий) 5*10-6 0.005 <0.001 0.00544
8 1п (индий) 10-5 0.1 1.9 10.33506
9 Ы(литий) 21-10-4 21 29 157.7456
10 Яи (рутений) 5-10-7 0.005 1.3 7.071354
11 Те (теллур) 10-6 0.01 24 130.5481
12 7г(цирконий) 25*10-3 250 1300 7071.354
13 Мо(молибден) >10-4 3 1000 5439.503
14 W(вольфрам) 1,>10-4 1.3 15 81.59255
15 ЯИ (родий) 10-7 0.001 1.4 7.615304
16 1г (иридий) 10-7 0.001 0.29 1.577456
17 Ве(бериллий) 3,8-10-4 3.8 2 10.87901
18 Оа (галий) 19-10-4 19 23 125.1086
19 №(ниобий) 1 8*10-4 18 12 65.27404
20 и(уран) 2,7-10-4 2.7 23 125.1086
Таблица 2.
Среднее содержание благородных и редких металлов в шлаке кислородное -факельной плавки
(1836117 т шлака)
№ Металл Кларк Металла,% Кларк Металла, г/т Ср. содер. в шлаке, г/т Количество в шлаке, т
1 Аи (золото) 4,>10-7 0.0043 0.11 0.201973
2 (серебро ) 7*10-6 0.07 0.6 1.10167
3 8е (селен) 5-10-5 0.5 <100 183.6117
4 Р1 (платина) 5-10-7 0.005 0.095 0.174431
5 Рё(палладий) 10-6 0.01 3.2 5.875574
6 Яе (рений) 7-10-8 0.0007 0.018 0.03305
7 Ов (осмий) 5-10-6 0.005 <0.001 0.001836
8 1п (индий) 10-5 0.1 1.9 3.488622
9 Ы(литий) 2>10-4 21 31 56.91963
10 Яи (рутений) 5-10-7 0.005 1.3 2.386952
11 Те (теллур) 10-6 0.01 24 44.06681
12 (цирконий) 25-10-3 250 1300 2386.952
13 Мо(молибден) >10-4 3 930 1707.589
14 W (вольфрам) 1,>10-4 1.3 15 27.54176
15 ЯЪ (родий) 10-7 0.001 1.4 2.570564
16 1г (иридий) 10-7 0.001 0.29 0.532474
17 Ве(бериллий) 3,8-10-4 3.8 2 3.672234
18 Оа (галий) 19-10-4 19 23 42.23069
19 № (ниобий) 1 8*10-4 18 12 22.0334
20 и(уран) 2,7-10-4 2.7 25 45.90293
№ 2 (83)
A, UNI
те)
UNIVERSUM:
технические науки
февраль, 2021 г.
Таблица 3.
Среднее содержание благородных и редких металлов в шлаке плавильной печи Ванюкова
(724 380 т шлака )
№ Металл Кларк Металла, % Кларк Металла, г/т Ср. содер. в шлаке, г/т Количество в шлаке,
1 Аи (золота ) 4,3*10~7 0.0043 0.11 0.07968
2 Ag (серебро) 7*10-6 0.07 0.6 0.43463
3 8е (селен) 5-10-5 0.5 <100 72.438
4 Р1 (платина) 5-10-7 0.005 0.095 0.06882
5 Рё(палладий) 10-6 0.01 3.2 2.31802
6 Яе (рений) 7-10-8 0.005 0.018 0.01304
7 Ов (осмий) 5*10-6 0.01 <0.001 0.00072
8 1п (индий) 10-5 0.1 1.9 1.37632
9 Ы(литий) 21*10-4 21 30 21.7314
10 Яи (рутений) 5*10-7 0.005 1.3 0.94169
11 Те (теллур) 10-6 0.01 24 17.3851
12 7г(цирконий) 25*10-3 250 1300 941.694
13 Мо (молибден) 3-10-4 3 1200 869.256
14 W (вольфрам) 1,>10-4 1.3 15 10.8657
15 ЯИ (родий) 10-7 0.001 1.4 1.01413
16 1г (иридий) 10-7 0.001 0.29 0.21007
17 Ве (бериллий) 3,8-10-4 3.8 2 1.44876
18 Оа (галий) 19.10-4 19 23 16.6607
19 КЬ (ниобий) 1 8-10-4 18 12 8.69256
20 и(уран) 2,7*10-4 2.7 24 17.3851
Таблица 4.
Анализ содержания благородных и редких металлов в шлаке плавильных печей с индексом Кларка
№ Категория Металлы
1 Высокая концентрация (в 100 раз или больше, чем у Кларка) Pd, Ru, Te, Mo, Rh, Ir
2 Средняя концентрация (в 100 раз или больше, чем у Кларка) Au, Ag, Pt, Se, Re, In, Zr, W, U
3 Низкая концентрация (близка к индеску Кларка или ниже) Os, Li, Be, Ga, Nb
КЛИНКЕР ЦИНКОВОГО ЗАВОДА
При вальцевании цинковых киков образуется техногенный полупродукт - клинкер. Всего его
складировано в отвале 563 847 т. В нем находится следующие компоненты; 7п-1,84%; Си-1.33%; РЬ-0.54%; Аи-1.91г/т; Ag-1.57 г/т. то есть 7п-10386 т.Си-7487 т. РЬ-333 т. Аи-1,07 т. Ag-89,02 т [3].
№ 2 (83)
UNIVERSUM:
технические науки
февраль, 2021 г.
Рисунок 3. Вещественный состав клинкера ЦЗ
По данным химического анализа в изучаемой пробе клинкера ЦЗ содержится %: С1-0.0568; Ка-2.22; Mg-0.71; А1-1.35; 816.4; 8-7.04; К-0.775; Са-3.41; Сг-0.0434; Мп-1.21; Бе-62.6; Со-0.0908; Си-3.65;
Zn-4.21; As-0.931; Se-0.00043; Rb-0.0042; Sr-0.06; Y-0.0061; Zr-0.598; Ag-0.109; Sn-0.0605; Sb-0.261; Ba-1.84; Ir-0.0171; Pb-2.12; Ac-0.11.
№ 2 (83)
UNIVERSUM:
технические науки
февраль, 2021 г.
Рисунок 4. Минералогический состав клинкера ЦЗ
По данным Минералогического анализа в изучае мой пробе клинкера ЦЗ содержится %: SiÜ2-9.94 A12Ü3-1.87; Mg0-0.882; SÜ3-12.7; K2Ü-0.636;Ca0-3.20 Fe2Ü3-56.7; CuO-2.71; ZnO-3.1; As2Ü3-0.721
Rb2Ü-0.00266; SeÜ2-0.0035; SrÜ-0.0413; PbO-1.33; Co2Ü3-0.0718; MnÜ-1.00 Cr2Ü3-0.0419; As-0.065; Cl-0.0419; Sb2Ü3-0.184; BaÜ-1.21; In2Ü3-0.0088; CdÜ-0.0128; ZrÜ2-0.472.
№ 2 (83)
UNIVERSUM:
технические науки
февраль, 2021 г.
Таблица 5.
Среднее содержание цветных благородных и редких металлов в клинкере ЦЗ 847 тонн клинкера
№ Металл Кларк Металла,% Кларк Металла, г/т Ср. содер. в клинкер, г/т Количество в клинкер, т
1 Аи (золота ) 4>10-7 0.0043 1.91 1.0769478
2 Ag (серебро ) 7^10-6 0.07 157 88.523979
3 Мп (марганец ) 0.06 600 12100 6822.5487
4 Со (кобальт) 4^10-3 40 908 511.97308
5 N1 (никель ) 0.01 100 57 32.139279
6 Бе (селен) 5^10-5 0,5 43 24.245421
7 ЯЬ (рубидий) 7>10-3 78 42 23.681574
8 1п (индий) 10-5 0,1 124 69.917028
9 Бг (стронций) 0.014 140 600 338.3082
10 У (иттрий) 2.6^10-3 26 61 34.394667
11 Сё (кадмий) 1>10-5 0,13 192 108.25862
12 2г (цирконий) 25^10-3 250 5980 3371.8051
13 Бп (олова) 8^10-3 80 605 341.12744
14 БЬ (сурьма) 5^10-5 0,5 2610 1471.6407
15 Ва (барий) 0.05 500 18400 10374.785
16 1г (иридий) 10-7 0,001 171 96.417837
17 Еи (европий) 1.8^10-4 1,8 108 60.895476
18 Оа (галлий) 19^10-4 19 260 146.60022
19 Ас (актиний) 5^10-1° 0,000005 113 63.714711
№ Категория Металлы
1 Высокая концентрация (в 100 раз или больше чем у Кларка ) Au, Ag, In, Cd, Sb, Ir
2 Средняя концентрация (в 10 раз или больше чем у Кларка) Mn, Se, Co, Zr, Ba, Ga, Eu, Ac
3 Низкая концентрация (близкая к индексу Кларка или ниже ) Rb, Ni, Sr, Y, Sn
Список литературы:
1. Санакулов К.С., Хасанов А.С. Переработка шлаков мед производства. Ташкент: Фан. 2007. 256 с.
2. Khusanov A.S., Atakhanov A.S., Ismoilova F.R. The historiy Uzbekistan's metallurgiy and new technalogic processes. Shanghai Universtet China Nation Republic. Papaers of scientific seminar meeting or wim "istedod'', 2005 december. P. 30-32.
3. Хакимов К.Ж., Каюмов О.А., Эшонкулов У.Х., Соатов Б.Ш. Техногенные отходы Перспективное сырье для металлургии Узбекистана в оценке отвальных хвостов фильтрации медно-молибденовых руд // UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ - Москва, 2020. № 12 (81_1) C. 54-59
4. Хакимов К.Ж., Эшонкулов У.Х., Умирзоков А. Complex Processing Of Lead-Containing Technogenic Waste From Mining And Metallurgical Industries In The Urals. THE AMERICAN JOURNAL OF ENGINEERING AND TECHNOLOGY (TAJET) SJIF-5.32 DOI-10.37547/tajet Volume 2 Issue 9, 2020 ISSN 2689-0984 The USA Journals, USA
5. Хакимов К.Ж., Хасанов А.С., Шукуров А.Ю., Нурхонов Ф. Features of involvement in the processing of industrial waste from mining and metallurgical industries. "International Journal of Creative Research Thoughts (IJCRT)". ISSN: 2320-2882
