CC BY
7УДК 661.856
Боровой В.Ю.
студент, школы ИШНПТ, выпускающего подразделения: НОЦ Н.М. Кижнера Национальный исследовательский Томский политехнический университет (Россия)
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ МЕДНО-ВАНАДЕВЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТОГО ТИТАНА
Аннотация: в данной работе представлен способ переработки медно-ванадиевых отходов процесса очистки тетрахлорида титана. Описана технология переработки медно-ванадиевых отходов процесса на каждой стадии процесса. В результате качественного и количественного анализа, можно утверждать, что данный способ может быть использован для получения чистой меди из накопившихся шламов цветной металлургии.
Ключевые слова: тетрахлорид титана, медь, процесс, отходы, цветная металлургия.
Способ переработки медно-ванадиевых отходов в процессе очистки тетрахлорида титана, включает выщелачивание отходов водой с получением медно-ванадиевой пульпы, обработку полученной пульпы соляной кислотой, подачу в раствор восстановителя с получением осадка металлической меди, промывку и сушку осадка с получением готового продукта. Отличительная особенность метода в том, что перед обработкой соляной кислотой в пульпу при постоянном перемешивании подают гипохлорит кальция с концентрацией активного хлора [1, 2, 3].
При производстве четыреххлористого титана образуется побочные продукты, такие как медно-ванадиевые отходы, химический состав которых, вес. %: ^ - 40; ^ -4,7; V - 1,25; Fe - 0,16; О - 40,5 остальное примеси. Поскольку основным компонентом данного шлама является медь (>40%) то извлечение будет идти по меди. Предложенная технологическая схема по переработке медно-ванадиевых отходов представлена на (рис.1).
Рис. 1. 1 - Реактор с мешалкой; 2 - барабанный фильтр; 3 - Электролизер (восстановитель) или цементатор; 4 -бункер; 5 - нутч-фильтр; 6 - циклон; 7 -скруббер. 8 - барабанная сушилка;
9 - магнитный сепаратор.
Описание технологии: 1) В реактор снабженный мешалкой -1, заливают 5,7 м 3 воды и при перемешивании загружают 3,4 т предварительно измельченного медно-ванадиевого отхода. В полученную пульпу постепенно при перемешивании в течение 5 часов дозируют 5.0 т раствора гипохлорита кальция - отхода от очистки известковым молоком отходящих газов титано-магниевого производства с концентрацией активного хлора 84 дм3 при соотношении раствора гипохлорита кальция к медно-ванадиевой пульпе, равным 1,5:1. После окончания подачи расчетного количества гипохлорита кальция пульпу выдерживают при перемешивании в течение 3 часов. Затем для растворения
образовавшихся гидроксидов меди и железа в пульпу добавляют при перемешивании в количестве 0,9 т соляную кислоту плотностью 1,1 г/см3 (ТУ 2122-480-05785388-2009) до рН раствора 2,3.
2) Полученную суспензию фильтруют на барабанном фильтре - 2. Отфильтрованный фильтрат имеет следующий состав по масс. %: Си - 12,0, Fe - 1,2, ^ - 10,1, V - 3,5, О -23,8. Фугат направляют на дальнейшее использование в качестве добавки в титано-медистый чугун.
3) Фильтрат, представляющий собой раствор двухлористой меди с концентрацией 45 г/дм3, направляют на процесс цементации в реактор с мешалкой - 3.
4) Процесс цементации проводят в цементаторе - 3 в виде эмалированного чана, снабженного сепарированным днищем с отверстиями и паровой рубашкой. Стальную стружку (ГОСТ 2787-75) в количестве 1,8 т, превышающим стехиометрию в 1,34 раза, загружают в цементатор из бункера - 4, затем на поверхность стальной стружки заливают раствор двухвалентной меди, процесс восстановления проводят при температуре процесса 48°С длительностью 16 часов при перемешивании сжатым воздухом:
^ 2++Fe=Cu+Fe2+
5) В результате обработки восстановителем - стальной стружкой - ионы хлора переходят в хлорид железа, а медный порошок в смеси со стальной стружкой осаждается на дно цементатора. По окончании процесса восстановления полученную смесь фильтруют на нутч-фильтре - 5, фильтрат направляют в кислотную канализацию, а осадок в виде смеси стальной стружки и медного порошка методом декантации в гидроциклоне - 6 разделяют на медный порошок и стальную стружку.
6) Стальную стружку направляют обратно на процесс восстановления. Полученный медный порошок взвешивают и в количестве 1 т направляют на обработку стабилизатором, например мылонафтом в скруббер - 7.
7) Затем осадок промывают водой в скруббер - 7 при перемешивании и сушат. Сушку медного порошка проводят в барабанной сушилке, при температуре 85°С в течение 4 часов.
8) После сушки для удаления стальных включений медный порошок подвергают магнитной сепарации. В результате получают цементационную медь в соответствии с ТУ 1793-496-05785388-2009 «Медь цементационная» [5] следующего состава, масс. %: 90 Си, 1,5 Fe, 0,20 хлориды, остальное - примеси.
Список литературы
1. Патента №2528610. «Способ переработки медно-ванадиевых отходов процесса очистки тетрахлорида титана». Авторы: Тетерин Валерий Владимирович ^Ц), Черезова Любовь Анатольевна (КЦ), Рымкевич Дмитрий Анатольевич ^Ц), Бездоля Илья Николаевич ^Ц), Танкеев Алексей Борисович ^Ц). Год публикации: 2014.
2. Методы очистки производственных сточных вод. Жуков А.Н., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. М.: Строй издат, 1977- 204с.
3. Воробьев В.А. Строительные материалы: Учебник для строит. Специальностей вузов.
- 6 - е изд., и доп.-М: Высшая школа, 1979. -382 с.
4. Матюшенко Г.А. Разработка технологии формирования и комплексного освоения техногенных месторождений на основе отходов переработки медно-колчеданных руд: Автореф. дис... канд. техн. наук / Магнитогорский гос. техн. ун-т. - Магнитогорск, 2006. - 21 с.
5. Данилов Н.И., Смирнов Л.А., Лещиков В.И. Опыт утилизации техногенных образований в Свердловской области // Минеральные ресурсы России. - 2000. - № 5-6.
- С. 41-51.
