CC BY
18
82
НАУКА - ПРОИЗВОДСТВУ
УДК 030/39 йО! 10.23671/УЫС.2019.4.43337
ИЗВЛЕЧЕНИЕ Ре, Мп, Си, N1 И Со ИЗ КЕКА, ПОЛУЧЕННОГО ПОСЛЕ СОДОВОГО СПЕКАНИЯ И ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ВОЛЬФРАМОВОГО КОНЦЕНТРАТА Л.А. Воропанова', Ф.А. Гагиева2, Н.Б. Кокоева3, Д.Г. Коробейников4, А.А. Шанаев5, А.А. Попов6
Аннотация. Дезактивация захороненных отходов представляет собой сложную научно-техническую проблему. Известны способы выщелачивания для извлечения металлов при переработке концентратов, промпро-дуктов и твердых отходов. Однако дальнейшие исследования по извлечению цветных металлов из отходов металлургического производства остаются актуальными.
Кек, полученный после содового спекания и выщелачивания вольфрамового концентрата ПАО «Победит», отличается повышенным содержанием железа, кальция, кремния и марганца.
Целью исследования является создание эффективного способа более полного извлечения из кека в раствор Рв, Мп, Си, N1, Со и сохранения в кеке после выщелачивания Мо, ЫЬ, Та.
Окислением кека олеумом с последующим выщелачиванием раствором серной кислоты можно перевести в раствор Мп, Рв, Ы1, Со и Си. Извлечение составило:
Мп Бе
N1
Со Си А1
75,29 91,64 93,33 95,56 92,59 99,03 '
Раствор после выщелачивания можно использовать для селективного извлечения Рв, Мп, Ы1, Со и Си. Осадок после извлечения Мо, Та, ЫЬ может использоваться как сырье для производства стройматериалов.
Ключевые слова: кек, спекание, выщелачивание, концентрат, вольфрам, железо, марганец
ВВЕДЕНИЕ
Дезактивация захороненных отходов представляет собой сложную научно-техническую проблему, которая предполагает решение двух основных задач. Первая включает значительное снижение концентрации основного комплекса элементов с получением экологически безопасного твердого продукта, который может использоваться как сырье для производства стройматериалов. Вторая предусматривает концентрирование этого комплекса элементов с последующим выделением среди них группы
Рис. 1. Схема переработки кека, полученного после содового спекания и выщелачивания вольфрамового концентрата, с целью разделения ценных компонентов
экономически ценных металлов (М/, Мо, Та, ЫЬ, Си, Со, №, Мп и др.), имеющих рыночную стоимость [1].
Известны способы выщелачивания для извлечения металлов [2-5] при переработке концентратов, промпродуктов и твердых отходов. Однако дальнейшие исследования по извлечению цветных металлов из отходов металлургического производства остаются актуальными.
Кек, полученный после содового спекания и выщелачивания вольфрамового концентрата ПАО «Победит», отличается повышенным содержанием железа, кальция, кремния и марганца.
Целью данного исследования является создание эффективного способа более полного извлечения из кека в раствор Ре, Мп, Си, №, Со и сохранения в кеке после выщелачивания Мо, М/, ЫЬ, Та (рис. 1).
ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРЕРАБАТЫВАЕМОГО КЕКА
После разложения вольфрамовых концентратов путем спекания или сплавления с содой при температуре 800-8500 С и последующего выщелачивания спека водой в кеке после выщелачивания остаются нерастворившиеся соединения.
1 Воропанова Лидия Алексеевна - д. т. н., профессор Северо-Кавказского горно-металлургического института (Государственного технологического университета) - СКГМИ (ГТУ) ([email protected]).
2 Гагиева Фатима Акимовна - к. т. н., ст. преподаватель СКГМИ (ГТУ).
3 Кокоева Н.Б. - к. т. н., доцент СКГМИ (ГТУ).
4 Коробейников Давид Георгиевич - студент Мэб - 17 СКГМИ (ГТУ).
5 Шанаев Аслан Артурович - студент Мэб - 17 СКГМИ (ГТУ).
6 Попов Александр Александрович - студент Мэб - 17 СКГМИ (ГТУ).
ТОМ 19
ВОРОПАНОВА Л.А. И ДР. ИЗВЛЕЧЕНИЕ Бе, Мп, Си, N1 И Со ИЗ КЕКА...
83
Таблица 1
Элементарный состав пробы кека, % масс
Mn Fe Ca Al № Со Си SiO2 W Мо №Ь205 Та205
5,2 7,0 14,6 3,1 0,075 0,022 0,17 18,3 0,3 0,002 0,4 0,3
Таблица 2
Мп Бе N1 Со Си А1 Са 8Ю2
11,73 44,07 54,67 57,05 82,35 39,46 12,58 5,79
После квартования химический анализ изучаемой пробы кека проведен атомно-абсорбционным спектроскопическим методом, результаты которого приведены в
табл. 1.
Из табл. 1 видно, что проба кека отличается повышенным содержанием железа, кальция, кремния и марганца.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
На рис. 2дана схема выщелачивания кека раствором серной кислоты с концентрацией 150 г/л, извлечение составило см. табл. 2.
Раствор серной кислоты, используемый для выщелачивания, разлагает карбонаты по реакции
МеСО3 + Н2Б04 = МеБ04 + Н20 + С02 с образованием растворимых сульфатов железа, марганца, меди, кобальта и никеля, а также нерастворимого сульфата кальция.
Извлечение металлов можно повысить путем увеличения концентрации серной кислоты в растворе выщелачивания.
Окисление кека олеумом при 3000 С и последующее нейтральное и сернокислотное выщелачивание позволяют более полно перевести в раствор Мп, Ре, №, Со, Си и А1. Извлечение составило см. табл. 3.
Таблица 3
Мп Бе N1 Со Си А1
75,29 91,64 93,33 95,56 92,59 99,03
Кек Раствор 150 г л ЩЗО+
1 Г
Вышглачлванлг Ж,Г=3 17 [ = 20«С7т= 1 сутки
Пульпа
Фильтрация
г > г
Осадок I Рэсте ор I
Раствор 150 г.-'л ШЗО+
*
Еыщепачнв ангсе ЖХ=3:1-[=70«С\т = 2часл
Л
Пульпа
ч
О
Фильтрация
I- 4
Осадок Б Рэсте ор П
I
НзО
Промыв ка 1:1. г=700Сгт = :чаа
Осадок Ш ж
На извлечение Мо. \У. Та. МЬ
"Т
Раствор Ш
И
О =
=
Для селективного извлечения Мп, Ре, №, Со и Си из полученного раствора после выщелачивания можно использовать способы [4-9].
Металлы Мо, М/, Та и ЫЬ остаются в осадке в виде не растворимых в кислом растворе соединений. Осадок после извлечения Мо, М/, Та, ЫЬ может использоваться как сырье для производства стройматериалов [2, 4, 10, 11].
ВЫВОДЫ
1. Окисление кека, полученного после содового спекания и выщелачивания вольфрамового концентрата, олеумом с последующим выщелачиванием раствором серной кислоты позволяет перевести в раствор Мп, Ре, №,Со и Си. Их извле-
Рис. 2. Технологическая схема процесса извлечения Ре, Мп, N1, Со и Си
чение составило 75-99 % масс.
2. Раствор после выщелачивания можно использовать для селективного извлечения Ре, Мп, №, Со и Си.
3. Осадок после извлечения Мо, М/, Та, ЫЬ может использоваться как сырье для производства стройматериалов.
ТОМ 19
84
НАУКА - ПРОИЗВОДСТВУ
ЛИТЕРАТУРА
1. Винокуров С.Ф., Гурбанов А.Г., Богатиков О.А., Сыч-кова В.А., Шевченко А.В., Лексин А.Б., Дударов З.И. Геохимические особенности утилизации захороненных отходов Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината методом кислого выщелачивания // Доклады Академии Наук, 2016, том 470, № 4, С. 344-347
2. Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процессов. - М.: Металлургия, 1993. С. 139-157.
3. Дриц М.Е., Будберг П.Б. и др. Справочник. Свойства элементов. Том 1. С. 78.
4. Воропанова Л.А. Исследования и разработка технологий переработки отходов предприятий цветной металлургии // Монография, 2013. - Владикавказ: МАВР. 420 с.
5. Бубнов В.К. и др. Теория и практика добычи полезных ископаемых для комбинированных способов выщелачивания. - Целиноград, 1992. 544 с.
6. Kyuchourov G., Mishonov I. A new extractant mixture for recovery of copper from hydrochloric exching solution // Solv.
Extr. andlon. Exch, 1993. V. 11. № 4, р. 555-567.
7. Rokukawa N. Sing ammoniac solutions from leaching cobalt cake //Mining and Mater Process Inst. Japan, 1993. V. 109. № 5. P. 373-377.
8. Навтанович М.Л., Красников Г.П., Мутова Л.С. Исследования в области металлургии никеля и кобальта и др. Научн. тр. - Ленинград, 1983. С. 106-113.
9. Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. - М.: Металлургия, 1991. 432 с.
10. Воропанова Л.А. Извлечение металлов из полиметаллического сырья с регенерацией основного (NH3) и кислого (HCl) реагентов // Экология и промышленность России, 2019. Т. 23. № 2. С. 52-54.
11. Воропанова Л.А. Теория и практика экстракционных процессов извлечения цветных металлов из водных растворов // Монография, 2018. - Владикавказ: из-во «СОИГ-СИ». 647 с.
EXTRACTION OF Fe,Mn, Cu, Ni AND Co FROM THE CAKE OBTAINED AFTER SODA SINTERING AND LEACHING OF TUNGSTEN CONCENTRATE L.A.Voropanova1, F.A. Gagieva2,N.B. Kokoeva3, D.G. Korobeynikov4, A.A. Shanaev5, A.A. Popov6
1 Dr, Professor,North Caucasus Mining and Metallurgical Institute(State Technological University).
2 PhD. North Caucasus Mining and Metallurgical Institute(State Technological University).
3 PhD, Associate Professor. North Caucasus Mining and Metallurgical Institute(State Technological University).
4 5 6 the students North Caucasus Mining and Metallurgical Institute (State Technological University).
Abstract. Deactivation of buried waste is a complex scientific and technical problem. Leaching methods for metal extraction in the processing of concentrates, middlings and solid waste are known. However, further research on the extraction of non-ferrous metals from the wastes of metallurgical production remains relevant.
The cake, obtained after soda sintering and tungsten concentrate leaching of PAO «Pobedit» is distinguished by a high content of iron, calcium, silicon and manganese.
The purpose of this study is to create an effective method of more comprehensive extraction from the cake into a solution of Fe, Mn, Cu, Ni, Co and conservation in the cake after leaching Mo, W, Nb, Ta.
The oxidation of the cake with oleum followed by leaching with a solution of sulfuric acid can convert into a solution of Mn, Fe, Ni, Co and Cu. The extraction totalled:
Mn Fe Ni Co Cu Al 75.29 91.64 93.33 95.56 92.59 99.03
The leaching solution can be used for the selective extraction of Fe, Mn, Ni, Co and Cu.
The residue after extraction of Mo, W, Ta, Nb can be used as a raw material for production of building materials.
Keywords: cake, sintering, leaching, concentrate, tungsten, iron, manganese.
REFERENCES
1. Vinokurov S.F., Gurbanov A.G., Bogatikov O.A., Sychkova V.A., SHevchenko A.V., Leksiy A.B., Dudarov Z.I. Geohimicheskie osobennosti utilizacii zahoronennyh othodov Tyrnyauzskogo vol'framo-molibdenovogo kombinata metodom kislogo vyshchelachivaniya //Doklady Akademii Nauk, 2016, tom 470, № 4, S. 344-347
2. Vol'dman G.M., Zelikman A.N. Teoriya gidrometallurgicheskih processov - M.: Metallurgiya, 1993. S. 139-157.
3. Dric M.E., Budberg P.B. i dr. Spravochnik. Svojstva elementov. Tom 1. S. 78.
4. Voropanova L.A. Issledovaniya i razrabotka tekhnologij pererabotki othodov predpriyatij cvetnoj metallurgii // Monografiya, 2013. - Vladikavkaz: MAVR. 420 s.
5. Bubnov V.K. i dr. Teoriya ipraktika dobychipoleznyh iskopaemyh dlya kombinirovannyh sposobov vyshchelachivaniya. - Celinograd, 1992. 544 s.
6. Kyuchourov G., Mishonov I. A new extractant mixture for recovery of copper from hydrochloric exching solution // Solv. Extr. andlon. Exch, 1993. V. 11. № 4, r. 555-567.
7. Rokukawa N. Sing ammoniac solutions from leaching cobalt cake //Mining and Mater Process Inst. Japan, 1993. V. 109. № 5. P. 373-377.
8. Navtanovich M.L., Krasnikov G.P., Mutova L.S. Issledovaniya v oblasti metallurgii nikelya i kobal'ta i dr. Nauchn. tr. -Leningrad, 1983. S. 106-113.
9. Zelikman A.N., Korshunov. B.G. Metallurgiya redkih metallov. - M.: Metallurgiya, 1991. 432 s.
10. Voropanova L.A. Izvlechenie metallov iz polimetallicheskogo syr'ya s regeneraciej osnovnogo (NH3) i kislogo (HCl) reagentov // Ekologiya i promyshlennost' Rossii, 2019. T. 23. № 2. S. 52-54.
11. Voropanova L.A. Teoriya i praktika ekstrakcionnyh processov izvlecheniya cvetnyh metallov iz vodnyh rastvorov // Monografiya, 2018. - Vladikavkaz: iz-vo «SOIGSI». 647 s.
ТОМ 19
