CC BY
49
KiMYA PROBLEMLORi № 1 2015
69#
UOT 66-03-021.51:502
KOBALT TORKiBLi QEYRi-8N8N8Vi XAMMALIN KOMPLEKS EMALI PROSESiNDa KOBALTIN CIXARILMASI
A.a.Heydarov, M.M.ahmadov, N.V.Yusifova, B.S.Valiyev, M.K.Mahmudov
AMEA-nin akad. M.F.Nagiyev adina Kataliz vd Qeyri-üzvi Kimya institutu AZ1143 Baki, H.Cavidpr.,29; e-mail [email protected]
Filizgay polimetal sulfid filizinin inert mühitdd (N2) pirrotinld^dirici yanmasi zamani vd alinmi£ pirrotinin SO2 i£tiraki ild avtoklav hdll olmasindan alinan mdhsullarda kobaltin paylanmasi vd qatila^masi tddqiq edilmi^dir. Müdyydn edilmi^dir ki, segilmi£ optimal £draitdd ( temperatur 700-750 0C, vaxt 60 ddq) filizin pirrotinld^dirici yanma mdhsulunun giximi artdiqca onun tdrkibindd kobalt da qatila^ir. Pirrotinld§mi§ mdhsulun avtoklav hdll olmasi zamani isd kobaltin dsas kütldsi ddmirddn ayrilib dlvan metallarla zdngin olan kekdd qatila^ir.
Agar sözhr: kobalt, filiz, pirrotinld^md, pollimetal sulfid filizi, avtoklav hdllolma.
Malumdur ki, kobalt strateji ahamiyyatli metal olub, sanayenin müxtalif sahalarinda tatbiq olunur. Metallik kobaltin böyük bir hissasi xüsusi növ polad va arintilar, istiliya, korroziyaya davamli materiallar, kasici alatlar va maqnitli materiallar hazirlanmasinda istifada olunur. Kobaltli birla§malardan üzvi sintez va neft emali prosesinda katalizator, kand tassarüfatinda mikrogübra, darman va vitaminlarin sintezinda istifada edilir [1]. Son illarda kobaltin istifadasindaki yeniliklardan biri onun portativ fardi kompyuter va mobil telefonlarda litium-ionlu batareyalarin hazirlanmasi ila alaqadardir [2]. Kobalta olan yüksak talab sababindan onun dünyada istehsali har il 6-8%-a qadar artir [3].
Tarkibinda kobalt olan filizlar öz kimyavi va mineroloji tarkibina göra müxtalif olub, kobaltin kütla payi 0,1% -dan bir ne9a faiza kimi dayi§a bilir. Oksidla§mami§ sulfidli filizlarda kobaltin miqdari 0,15%-dan a§agi olmasina baxmayaraq, kimyavi yolla zanginla§a bildiyi ü9ün sanaye ahamiyyatli sayila bilirlar [4]. Arsenli, kükürdlü va oksidla§mi§ kobalt filizlari kobalt ü9ün ananavi xammal manbayi sayilirlar. Lakin kobaltin tabiatda az yayilmasi, onun ü9ün yeni xammal növünün axtari§ini aktual edir.
[5] va [6] i§larinda bazi mikroelementlarin-(Tl, Ga, in, Cd, Ge, Se, Te, Bi, Co, As, Ag, Au) filizda hansi mineral da§iyicilarla paylanma xarakteri analiz edilmi§ va 9ixarilmasi sanaye ahamiyyatli maraq doguran elementlarin adlari sadalanmi§dir.
Qeyd olunan mikroelementlar atom va ion radiuslari yaxin olan makroelementli minerallarda (pirit, xalkopirit, sfalerit, qalinit) assosasiya olmu§ formada yerla§irlar. Son illara kimi polimetal sulfid filizinin emali onun xirdalanmasi, üyüdülmasi va flotasiya yolu ila zanginla§dirilmasi metodu ila mis, sink, qurgu§un va pirit konsentratinin alinmasi istiqamatinda aparilmi§dir. Filizi asas komponentlara (Cu, Zn, Pb, Fe, S) göra emal etdikda se9ilmi§ texnoloji metoddan asili olaraq tarkibindaki mikroelementlar )Cd, Bi, Co, Ni, Ga, in va s.) emal mahsullarinda paylanir va itgiya gedir. Hal-hazirda polimetal sulfidli filizlarin emali istiqamatinda tadqiqat9ilarin diqqat etdiyi an perspektiv emal üsulu filizin tarkibindaki piritin ( ~80%) kristal qafasini avvalcadan dagidan pirrotinla§dirici termiki emal va alinan yanigin oksidla§dirici reagentlar (O2, SO2) i§tiraki ila avtoklav hall olmasidir.
70
A.9.HEYD9ROV va b.#
töcrubi Hisse
Taqdim olunan i§da polimetal sulfid filizinin tarkibinda mikrokomponentli qari§iq kimi sayilan kobaltin pirrotinla§dirici termiki emal va avtoklavda hall olmasi zamani asas komponentlarla yana§i emal mahsullarinda paylanmasi va qatilaçma yerlari izlanilmiçdir.
Ôlçûsû 20-150 mm olan filiz hissalari laboratoriya dayirmaninda 5 mm xirdaliqda
dogranmi§, sonradan diyircakli dayirmanda azilmiçdir. Îstifada edilan materialin ôlçûsû 0.1-2.0 mm xirdaliqda olmuçdur. Kimyavi va atom-absorbsion analizlarin naticalarina göra filizin açagidaki tarkiba malik olmasi müayyan edilmiçdir (%-la): Fe-38.99; S-46.50; Zn-5.0; Cu-0.56; Pb- 4.2; SiÜ2-1.02; As-0.55; Co-0.014.
NeTiceLeR ve ünlarin mUzakîr0Sî
Pirrotinlaçdirici termiki emal digar yanma növlarindan alvan va nadir metal birlaçmalarinin ilkin xammalda olduqlari formada - sulfidli minerallar formasinda saxlanmasi ila farqlanir. Parçalanma naticasinda piritin, xalkopiritin kristal qafasi dagilir, naticada pirita nisbatan reaksiyaya girma qabiliyyati yüksak olan müxtalif tarkibli pirrotinlar (Fe2S3-Fe21S32) amala galir. Filizin termiki parçalanmasi inert mühitda (N2 qazi) adi atmosfer tazyiqi altinda 400-9000C temperatur intervalinda aparilmiçdir. inert mühitda vaxt va temperaturun filizdaki piritin dissosiasiyasina tasirinin öyranilmasi göstardi ki, 400° C-dan a§agi temperaturda kükürdün ayrilmasi mü§ahida edilmir. 6000C-dan yuxari temperaturlarda kükürdün ayrilmasi intensiv gedir.
Tacrübalarin naticalari cadval 1-da verilmiçdir. Cadvalda verilan qiymatlardan
görünür ki, termiki parçalanma mahsullari pirrotinin Fe2S3-dan Fe21S22-ya qadar formalarina uygun galir.
Pirrotinlaçmanin tapilmiç optimal çaraitda temperaturu 700-7500C, vaxt 60 daq, kükürdsüzla§masi 47.6% taçkil etmiçdir. Seçilmiç optimal çaraitda arsenin 96%-i sarbast kükürdla birlikda sublima edib qaz fazasina keçir. Digar nadir va nacib metallarin va Co -in qaz fazasina keçmasi mü§ahida edilmamiçdir. Co -in qatiligi pirrotinla§mi§ mahsulun çiximi azaldiqca artmaga baçlayir (cadval 1). Îlkin filizda 0.014% kobalt mü§ahida olunmuçdur, pirrotinla§mi§ mahsulda 0.018% Co mü§ahid a olunur. Pirrotinla§mi§ mahsulda elementlarin kütla payi açagidaki kimi olmuçdur ( %-la ): Fe-50.71; S-33.24; Zn-6.55; Cu-0.73; Pb-3.9; As-0.03; Co-0.018.
Cadval 1. inert mühitda atmosfer tazyiqi altinda filiz piritinin termiki parçalanmasinin temperaturdan asili olaraq kimyavi va faza tarkibi (vaxt-60 daq, hissacik ôlçûsû 0.1-1 mm).
№ T0,C Yanigin çiximi,% Yaniqda miqdari,% Yaniqda S:Fe nisbati Faza
Fe S Co
1 20 100 38.99 46.50 0.014 2.01 FeS2
2 520 93.45 42.78 44.27 0.015 1.81
3 600 82.50 46.0 43.02 0.016 1.636 Fe2S3
4 620 81.99 48.3 41.00 0.0165 1.420 Fe3S4
5 700 76.18 50.9 36.60 0.017 1.234
6 750 75.18 51.12 33.78 0.018 1.156 FeyS8
KOBALT T9RKÍBLÍ QEYRÍ-9N9N9VÍ XAMMALIN KOMPLEKS
71#
7 800 74.81 52.61 зз.70 0.018 1.079 Fel2Slз
8 900 71.90 54.89 зз.15 0.0185 1.056
9 1000 71.00 55.2 зз.00 0.018 1.0з2 Fe2lS22
Yuxarida qeyd olundugu kimi filizin kompleks emalinda ikinci marhala pirrotinla§mi§ mahsulun yüksak temperatur va tazyiq altinda avtoklavda hall edilmasidir. Pirrotinla§mi§ mahsulun kükürd 4-oksid içtiraki ila avtoklavda hall olmasinin asas komponentlara göra optimal §araiti [7] i§inda müayyanla§mi§dir: temperatur - 1100C, PSO2=0.25 Mpa, vaxt =2 saat, P^m^JMpa,
B:M=1:4. Göstarilan §araitda damirin 84%-i (Fe2+-8l.9 q/l), sinkin 2.8%-i (Zn2+-0.22 q/l) mahlula keçir. Bu zaman Zn, Cu, Pb, va Co bütün kütlasi, demak olar ki, sulfid §aklinda hall olmayan qaliqda (kekda) qalir. Cadval 2-da avtoklav hall olmadan sonra alinan kekda komponentlarin kimyavi tarkibi verilmi§ dir.
Cadval 2. Pirrotinla§mi§ materialin avtoklav hall olmasindan sonra alinan qaligin kimyavi tarkibi (PS02=0.25Mpa, Püm=0.3Mpa, n=l500 dövr/daq, M:B= 4-5 MPa).
Zaman, daq Kütla payi,%
Zn Fe Pb Cu Co Ni Süm S0
1 з0 7.8 12.2 з.8 0.66 0.025 0.017 69.5 58.7
2 60 7.9 11.з з.9 0.66 0.0255 0.017 71.6 56.2
з 90 8.0 7.з 4.0 0.68 0.026 0.0175 74.4 61.8
4 120 8.0 8.2 4.0 0.68 0.026 0.0175 72.7 62.4
5 120 8.0 1з.6 з.з 0.62 0.025 0.017 66.8 54.0
6 120 7.4 з0.8 4.0 0.64 0.024 0.017 47.6 24.0
7 120 7.8 24.0 з.8 0.66 0.025 0.0175 5з.1 з7.8
8 120 7.7 24.0 з.9 0.68 0.026 0.017 56.1 40.7
Cadval 2-dan göründüyü kimi hall olmadan alinan qaliq tarkiblarina göra müxtalif kütla payina malikdirlar. 9n yax§i damirsizlaçma з va 4-cü tacrübalarda alda edilmiçdir. Bu tacrübalarda avtoklav hall olma temperaturu 1100C götürülmü§dür. Bela hall olma rejiminda mahluldaki damir 79.8-81.9 q/l, kekdaki miqdari isa 7.з-8.2% olur. Bu tacrübalarda (з va 4) alvan metallarin mahlula çiximi minimal olub Zn -^ün 2.8% , Cu, Co va Ni isa mahlula çiximi 0.2% taçkil edir.
Pirrotinla§mi§ materialin ll00C-da kükürd 4-oksidla avtoklav hall olmasindan
alinan horranin bark fazasi sarbast kükürddan , damir va alvan metallarin (Pb, Cu, Zn, Co) tabii va yeni amala galmiç sulfidlarindan, nacib metallarin birlaçmalarindan hamçinin bo§ süxurdan ibarat olur. Hall olma prosesi tam ba§ verdikda (yani Fe mahlula çox keçdikca) sarbast kükürdün va alvan metal sulfidlarinin miqdari xatti olaraq artir. 0ksidla§mi§ horradan kükürdün, alvan va nacib metallarin çixarilmasi maqsadila "kükürdün aqreqasiyasi" (biçirilma) üsulundan istifada edilmiçdir. Bu amaliyyatda temperaturu kükürdün arima temperaturundan
72
A.9.HEYD9ROV уэ b.#
yuxari (130-1400 C) qaldirib sonra soyutduqda onun küraciklar эшэ1э gatirmak xassasindan istifada olunur. Bela olduqda sulfid hissaciklarinin kükürd damcilari ila islanmasi ba§ verir. Sonradan horrani kükürdün arima nöqtasindan a§agi temperatura qadar (1120C) soyutduqda arinti barkiyir va o, qravitasion zanginla§ma üsulu ila horranin damirli hissasindan va bo§ süxurdan (SiO2) ayrilir. Qeyd olunan rejimda 92% sarbast kükürd, 90% isa alvan va nacib metallarin sulfidlari müxtalif öl9ülarda (orta diametri 0.5 mm) danavarlar formasinda ayrilir. Danaciklarin ayrilmasi zamani qanaatbax§ naticalar hissaciklarin öl9üsü 0.1-0.15 mm-dan böyük olduqda mü§ahida edilir. ölvan metallar, o cümladan kobalt sulfidli mahsulda qatila§ir, onun 9iximi 30-40% olur.
"Bi§irilma" prosesindan sonra alinan kekin distillasi inert mühitda (N2)-6000C temperaturda hayata ke9irilir. Kükürdün hazir mahsul kimi 9iximi 86-95% arasinda olur. Bark kükürdlü- sulfidli kekin kütlasi 2.6-3.0 dafa azalir. Sulfidli konsentrat a§agidaki orta tarkiba malik olur (%-la): Fe-30.02-35.32; Süm-16.22-17.79; Cu-3.05-4.51; Pb-10.86-15.52; Zn-21.28-28.9; Si02-0.32-5.91; Co-0.060-0.062.
Aparilan tadqiqat i§larinin analizi göstardi ki, filizin termiki emali va pirrotinla§mi§ mahsulun avtoklav hall olmasi zamai kobaltin miqdari 4.3 dafa artmi§ olur. Kükürdlü- sulfidli keki malum üsullarla emal etmakla kobalti müvafiq birla§malar §aklinda ayirib safla§dirmaq olar.
0D0BIYYAT
1. Резник И.Д., Соболь С.И., Худяков В.М. Кобальт., т.2.- М: Машиностроение. 1995- 470 с.
(Reznik I.D., Sobol S.I., Hudjakov V.M. Kobalt. t.2.- M: Mashinostroenie. 1995- 470 s.) 2 UM raises oxide out put for Battery secrtor. //Metal bull.1997, N-8171, p. 10.
3. Мониторинг рынка цветных металлов. // Цветные металлы. 2004, N7, с 4-9. (Monitoring rynka cvetnyh metallov. // Cvetnye metally, 2004, N7, s. 4-9).
4. Патент РФ. 2127326; Авт. пат. Семенов А.Н.; Кириллова Е.А.; Михайлова Л.А. Способ извлечения кобальта из кобальтсодержащего материала. Заявл.:26,05,1998. , Публ: 10.03.1999. (Patent RF. 2127326; Avt. pat. Semenov A.N.; Kirillova E.A.; Mihajlova L.A. Sposob izvle-chenija kobalta iz kobaltsoderzhashhego ma-teriala.Zajavl.:26,05,1998.Publ:10.03.1999.
5. Кашкай М.А., Алиев А.А. Геохимия и минералогия колчеданных месторождений Южного склона Большого Кавказа. Баку, Элм, 1979 г-208 с.
(Kashkaj M.A., Aliev A.A. Geohimija i mine-ralogija kolchedannyh mestorozhdenij Juzhnogo sklona Bolshogo Kavkaza. Baku, Elm, 1979 g. 208 s.)
6. Новрузов Н.А. Геохимия стратиформных колчеданных месторождений восточного сегмента Большого Кавказа. Автореф. дисс. док.геол. минер. наук. Баку, 2011. 54с.
(Novruzov N.A. Geohimija stratiformnyh kolchedannyh mestorozhdenij vostochnogo segmenta Bolshogo Kavkaza. Avtoref. diss. dok.geol. miner. nauk. Baku, 2011. 54 c.)
7. Гейдаров А.А. Переработка трудно-обогатимой полиметаллической руды Филизчайского месторождения по комбинированной технологии. // Металлы. Москва. 2008, N3, с.3-10.
(Gejdarov A.A. Pererabotka trudnoobo-gatimojpolimetallicheskoj rudy Filizchajskogo mestorozhdenija po kombinirovannoj tehno-logii. //Metally. Moskva, 2008, N3, s.3-10.)
KOBALT TaRKiBLi QEYRl-9N9N9Vi XAMMALIN KOMPLEKS
73#
ИЗВЛЕЧЕНИЕ КОБАЛЬТА ПРИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ НЕТРАДИЦИОННОГО КОБАЛЬТСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ
А.А.Гейдаров, М.М.Ахмедов, Н.В.Юсифова, Б.С.Валиев, М.К.Махмудов
Институт катализа и неорганической химии им. акад. М.Нагиева Национальной АН Азербайджана AZ1143 Баку, пр.Г.Джавида, 113; e-mail: [email protected]
Исследовано распределение и концентрирование кобальта в продуктах термического разложения Филизчайских полиметаллических руд в инертной среде (N2) и при окислении пирротинизированного материала в процессе автоклавного выщелачивания диоксидом серы. Установлено, что при найденном оптимальном режиме (температура 700-750°, время-60 мин), при росте выхода продукта увеличивается концентрация кобальта. При автоклавном выщелачивании пирротинизированного материала основная масса кобальта после отделения от железа концентрируется в кеке, обогащенном цветными металлами. Ключевые слова: кобальт, пирротинизирование, полиметаллическая сульфидная руда, автоклавное выщелачивание.
EXTRACTION OF COBALT AT COMPLEX PROCESSING OF NON-TRADITIONAL
COBALT-CONTAINING RAW MATERIAL
A.A.Geydarov, M.M.Ahmedov, N.V.Yusifova, B.S. Veliyev, M.K.Mahmudov
Acad.M.Nagiyev Institute of Catalysis and Inorganic Chemistry H.Javid ave., 113, Baku AZ 1143, Azerbaijani Republic; e-mail: [email protected]
The concentration and distribution of cobalt has been studied in the products of thermal decomposition of Philizchay polymetallic sulphide ore in inert atmosphere (N2) and during oxidation of pirrotinized material in the course of autoclave lixiviation by sulfur dioxide. It revealed that in optimal conditions (temperature 700-7500 C, time 60 minutes) the concentration of cobalt rises at the yield of product. At autoclave lixiviation of pirrotinized material the main weight of cobalt after its separation from iron is concentrated in the cake enriched with non-ferrous metals.
Keywords: cobalt, ore, pirrotinization, multimetallic sulfide ores, autoclave lixiviation.
Redaksiyaya daxil olub 08.11.2014.
