Научная статья на тему 'Повышение качества шунгитовых концентратов с применением процесса кислотного выщелачивания'

Повышение качества шунгитовых концентратов с применением процесса кислотного выщелачивания Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
91
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
SHUNGITE / GRINDING / ACID LEACHING / DESULFURIZATION SCHUNGITE CONCENTRATE / SULFUR-CONTAINING MINERALS

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Рафиенко Владимир Алексеевич, Юшина Татьяна Ивановна, Романов Александр Александрович

The most promising area schungite production of high quality products for use in water purification, as a filler in rubber and paint industry is a combination of fine grinding processes and oxidative desulfurization. The results of laboratory tests established the law of increasing the rate of oxidation products schungite contained in sulfide minerals and elemental sulfur by lowering the pH of the medium. Following the method set polarization curves cause accelerated oxidation of sulphide minerals during the acidification of the liquid phase, which consists in reducing the intensity of the formation of layers of iron hydroxides by lowering the pH and accordingly the difficulties in transferring components of the electrochemical reaction to the interface. Based on the theory of corrosion oxidation of minerals will explain the abnormally high rate of oxidation of pyrite which is in ohmic contact with the carbon-silicate matrix shungit. The study showed that the optimal temperature conditions of the reaction mixture is heated to 60-700C. The results of technological tests have shown the effectiveness of the technology and demonstrated the possibility of obtaining high-quality schungite concentrate with a mass fraction of sulfur to 0.4%.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Рафиенко Владимир Алексеевич, Юшина Татьяна Ивановна, Романов Александр Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

IMPROVING SHUNGIT CONCENTRATE APPLICATION PROCESS acid leaching

The most promising area schungite production of high quality products for use in water purification, as a filler in rubber and paint industry is a combination of fine grinding processes and oxidative desulfurization. The results of laboratory tests established the law of increasing the rate of oxidation products schungite contained in sulfide minerals and elemental sulfur by lowering the pH of the medium. Following the method set polarization curves cause accelerated oxidation of sulphide minerals during the acidification of the liquid phase, which consists in reducing the intensity of the formation of layers of iron hydroxides by lowering the pH and accordingly the difficulties in transferring components of the electrochemical reaction to the interface. Based on the theory of corrosion oxidation of minerals will explain the abnormally high rate of oxidation of pyrite which is in ohmic contact with the carbon-silicate matrix shungit. The study showed that the optimal temperature conditions of the reaction mixture is heated to 60-700C. The results of technological tests have shown the effectiveness of the technology and demonstrated the possibility of obtaining high-quality schungite concentrate with a mass fraction of sulfur to 0.4%.

Текст научной работы на тему «Повышение качества шунгитовых концентратов с применением процесса кислотного выщелачивания»

В.А. Рафиенко Т.И. Юшина А.А. Романов

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ШУНГИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОЦЕССА КИСЛОТНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА»

2013

А

УДК 541.1 Р 26

Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека № 77.99.60.953.Д. 014367.12.12

Рафиенко В.А., Юшина Т.И., Романов А.А.

Повышение качества шунгитовых концентратов с применением процесса кислотного выщелачивания: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Отдельные статьи (специальный выпуск). — 2013. — № 11. — 16 с.— М.: издательство «Горная книга».

ISSN 0236-1493

Установлены закономерность увеличения скорости окисления содержащихся в шунгитовых продуктах сульфидных минералов и элементарной серы при снижении рН среды, причина ускорения окисления сульфидных минералов при подкислении жидкой фазы. Объяснена аномально высокая скорость окисления пирита, находящегося в омическом контакте с углеродистой матрицей шунгита. Результаты проведенных технологических испытаний показали эффективность разработанной технологии и возможность получения высококачественного шунгитового концентрата с массовой долей серы до 0,4%.

Ключевые слова: шунгит, измельчение, кислотное выщелачивание, десульфуризации, шунгитовый концентрат, серосодержащие минералы

УДК 541.1

ISSN 0236-1493 © В.А. Рафиенко, Т.И. Юшина,

А. А. Романов, 2013 © Издательство «Горная книга», 2013 © Дизайн книги. Издательство «Горная книга», 2013

Перспективным направлением освоения шунгитового сырья является производство качественных концентратов, находящих все большее применение в качестве сорбентов, наполнителей в резинотехнических изделиях и пигментов. При использовании шунгитовых продуктов в качестве наполнителя в резинотехнической промышленности необходим продукт с массовой долей серы не более 0,5%. Весьма нежелательно высокое содержание в конечной продукции карбонатных минералов.

Большая часть шунгитовых пород не отвечают необходимым требованиям к конечной продукции по химическому и минеральному составу. В частности, в усредненных шунгитовых породах содержится от 1,0 до 3,0% общей серы. Результаты проведенных минералогических исследований показали, что основная часть представлена в виде сульфидов, например, пирита, халькопирита, халькозина и др. [1].

Решение задачи получения высококачественной продукции, предназначенной для использования в резиновой и лакокрасочной промышленности, а также в качестве природных сорбентов для очистки воды требует изучения особенностей минерального состава шунгитовых пород и выявления закономерности вскрытия и удаления примесных минералов в подготовительных и обогатительных процессах.

Наиболее перспективным направлением, на наш взгляд, является сочетание процессов тонкого измельчения и кислотного выщелачивания шунгитовых продуктов. Результатами ранее проведенных исследований было показано, что в процессах дробления, классификации и тонкого измельчения наблюдается самопроизвольное изменение рН водной вытяжки из шунгитовых продуктов, которое снижается и достигает 4-5 [2]. Также отмечается возрастание кислотности поровых вод при хранении влажных тонкодисперсных шунгитовых продуктов. Было установлено, что увеличение кислотности среды обусловлено окислением под действием кислорода воздуха элементарной и сульфидной серы до сульфоксидных, в т.ч. сульфатных ионов [2].

Анализ состава шунгитовых пород позволяет выделить два механизма закисления шунгитовых продуктов. Первый механизм кислотообра-зования предполагает окисление элементной серы, которая содержится в углеродистом веществе. Сера окисляется посредством кислорода воздуха в присутствие водной фазы.

Второй механизм закисления шунгитовой породы или измельченных продуктов предполагает окисление сульфидных минералов (пирита, халькопирита и др. сульфидов), присутствующих в шунгитовой породе. Окисление сульфидов также происходит за счёт кислорода воздуха в присутствии воды. Важным отличием является интенсивность этих процессов. Равномерно распределенная в углеродистой матрице элементарная сера доступна для воздействия кислорода и воды в значительно меньшей мере, чем сульфидно-минеральные образования,

имеющие среднюю вкрапленность около 10 мкм и часто образующие хорошо заметные самостоятельные образования размером до нескольких миллиметров. При крупности измельчения -100 мкм более 95% сульфидной серы находится в раскрытой форме.

При проведении исследования нами была поставлена задача установления общих закономерностей окисления серосодержащих минералов, в первую очередь пирита, и выбор наилучших условий для процесса окислительной десульфуризации шунгитовых продуктов с минимальным использованием дополнительных реагентов и сопутствующим загрязнением окружающей среды. Изучение закономерностей окисления шунгитовых пород проводилось на пробе с содержанием углеродистого вещества 62,1%, содержанием кремнезёма - 28,6%, массовой долей серы 3,4%, в т.ч. массовой долей пиритной серы - 2,4%, других сульфидных минералов - 0,5%, элементарной серы - 0,5%.

Начальная стадия исследований ставила задачу определения влияния степени измельчения шунгитовой породы на интенсивность окислительных процессов. Испытания проводилось на трёх пробах различной крупности, отобранных из разных участков технологической схемы измельчения шунгитовой породы на ударно-центробежной мельнице из: песковой фракции воздушного классификатора (средняя крупность 6070 мкм), из песковой - пылевой фракции операции циклонирования (средняя крупность 20-25 мкм) и из пылевидной фракции из рукавных фильтров (средняя крупность 5-10 мкм).

Окисление проб проводилось в водной среде в условиях продувки атмосферным воздухом. Суспензия измельченного шунгита содержала 20 % твёрдого. Через каждые 10-20 мин. отбирались пробы на определение pH. В конечных опытах определялась концентрация сульфоксид-ных ионов ^2032- и SO42-).

Результаты измерения, приведенные на рис. 1, а, показывают, что в ходе опыта происходит смещение рН жидкой фазы в кислую область, что обусловлено окислением серосодержащих соединений. Сопоставление кривых смещения рН показывает, что с уменьшением крупности фракции шунгита скорость окисления и закисления жидкой фазы существенно возрастает.

Реакции окисления сульфидных минералов и серы сопровождаются переходом в раствор сульфоксидных ионов и образованием ионов водорода (подкислением среды). Первый параметр в значительной мере отражает количество окислившихся молекул сульфидного минерала или серы (за исключением случая окисления серы сульфидного минерала до элементарной серы). Второй критерий - изменение концентрации ионов водорода - в большей мере близок к количеству электронов, переходящих к сере и железу в результате окислительно-восстановительной реакции. Необходимо учитывать, что часть ионов водорода может расходоваться на протекание реакций гидролиза, в частности перехода бикарбонат-ионов в угольную кислоту.

6,0

| 5,5

£ 5,0 4,5 4,0 3,5

-4,0 б

Время окисления, мин

Время окисления, мин

Рис. 1. Зависимости изменения рН (а) и скорости изменения рН (б) от времени окисления пробы: 1 - песковая фракция - измельченный продукт; 2 - пес-ково-пылевая фракция (из циклонного осадителя); 3 - пылевидная фракция (из рукавного фильтра)

7,0

-4,5

6,5

• 1

-6,0

-6,5

-/.0

-/,5

3,0

-8,0

120

Для анализа закономерностей изменения скорости окисления серосодержащих минералов нами был использован критерий скорости изменения концентрации водородных ионов (^Н+]Мт). Использование этого критерия вместо критерия скорости перехода в раствор сульфоксидных ионов представляется нам вполне обоснованным ввиду высокого коэффициента корреляции (0,96) между этими параметрами и значительно более простым приборно-методическим обеспечением измерений рН среды. Кроме того, использование в качестве критерия ^Н+]Мт может быть более эффективным вследствие учета глубины окисления ионов серы и железа, что не достигается при использовании в качестве критерия скорости окисления перехода в раствор серосодержащих ионов. Другим основанием выбора является тот факт, что в нашей пробе концентрация карбонатных соединений не превышала 10-5 моль/л, и при рН менее 6 более 80 % все карбонатных ионов уже находились в форме угольной кислоты.

Анализ зависимости скорости окисления серосодержащих минералов (рис. 1, б), под которой понималась скорость возникновения в жидкой фазе ионов водорода, от продолжительности опыта показывает следующее. Скорость окисления серосодержащих минералов с течением времени в начальный интервал времени возрастает. Затем (после 60-80 мин опыта), скорость окисления стабилизируется и снижается. Учитывая, что в процессе окисления элементарной серы и сульфидных минералов происходит уменьшение их поверхности и торможение скорости реакций вследствие накапливание продуктов реакции окисления, даже стабилизация общей интенсивность окисления означает фактический

рост удельной скорости окисления (на единицу поверхности окисляющегося минерала).

Для более точного учета фактора кислотности среды результаты опытов были представлены на графиках в координатах рН - логарифм скорости образования водородных ионов (скорость окисления). Полученные графики показывает общую зависимость

^И+]Мт от кислотности среды, выражающуюся в увеличении скорости образования ионов водорода от 1,5*10-8 моль/л мин до 3*10-6 моль/л мин при снижении рН среды от 6,2 до 3,85 (рис. 2). При аппроксимации результатов обобщающей степенной функцией 3-го порядка достигнуто значение коэффициента детерминированности 0,72, что явно указывает на наличие устойчивой связи между скоростью окисления и кислотностью среды.

Для проверки данной гипотезы были поставлены опыты по окислению шунгитовой песковой фракции (класс - 100 мкм) кислородом воздуха в широком диапазоне начальных рН жидкой фазы, создаваемой добавками серной кислоты.

Результаты опытов, показанные на рис. 3, а, показывают, что во всех экспериментах с течением времени имеет место постепенное снижение рН жидкой фазы, происходящее в результате окисления пробы.

Анализ результатов измерений показал, что, как и в предыдущем эксперименте, скорость окисления серосодержащих минералов в начальный интервал времени возрастает (рис. 3, б), затем стабилизируется и несколько снижается. Учитывая, что в процессе окисления сульфидных минералов и элементарной серы также происходит уменьшение их поверхности и накапливание продуктов реакции окисления, стабилизация общей интенсивность окисления означает фактический рост удельной скорости окисления (на единицу поверхности окисляющегося минерала).

Представление результатов экспериментов в виде обобщающих зависимостей на графиках в координатах рН - логарифм скорости образования водородных ионов (скорость окисления) показывает явно выраженную

-4,0 -4,5 -5,0 -5,5

I

1-6,0

1-6,5

1

р--7,0

к7,5 -8,0 -8,5 -9,0

А

♦ 1 я.

■ 2 ч

А3

рН среды

Рис. 2. Зависимости скорость изменения рН (скорости окисления) от рН жидкой фазы пробы: 1 - песковая фракция - измельченный продукт; 2 - песково-пылевая фракция (гидроциклон); 3 - пылевидная фракция (рукавный фильтр)

0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 120

Время окисления, мин Время окисления, мин

Рис. 3. Зависимости изменения рН (а) и скорости изменения рН (б) от времени окисления пробы при: 1 - начальном рН = 6,4; 2 - начальном рН = 5,3; 3 -начальном рН = 4,4

общую зависимость d[H+]/dт от кислотности среды, выражающуюся в увеличении скорости окисления от 10-6,8 моль/л мин до 10-47 моль/л мин при снижении рН от 6,5 до 3,85 (рис.4).

-4,0 -4,5 -5,0 -5,5

х

1-6,0 1-6,5

о Ш

н-7,0 ■с

+-7,5

тз

-8,0 -8,5 -9,0

3,0 4,0 5,0 6,0 7,0

рН среды

Рис. 4. Зависимости скорости окисления от рН жидкой фазы суспензии при различном начальном рН: 1 - 6,4; 2 - 5,3; 3- 4,4

При аппроксимации результатов обобщающей степенной функцией 3-го порядка достигнуто значение коэффициента детерминированности

0,91, что подтверждает наличие устойчивой связи между скоростью окисления и кислотностью среды.

Точки, выпадающие из общей зависимости, также как и в предыдущем случае, отражают влияние на скорость процесса окисления фактора уменьшения поверхности минералов и накапливания продуктов реакции.

Установленная пропорциональная связь параметра ^Н+]Мт, характеризующего скорость окисления сульфидных минералов и

Рис. 5. Поляризационные кривые пиритного серы шунгитовых п°р°д, с электрода в растворах с различным рН ср- кислотностью среды в зна-ды: 1 - рН = 6,4; 2 - рН = 5,4; 3 - рН = 4,5^_1 - чительной мере противоре-область измеренных потенциалов пиритного чит представлениям о электрода- влиянии продуктов реак-

ции (в данном случае концентрации водородных ионов) на кинетику химических реакций и требует дальнейших исследований механизма процессов окисления.

Особенностью электрохимических реакций, к которым относится процесс окисления сульфидных минералов и элементарной серы, является существенное влияние на скорость (кинетику) процесса состояния межфазной границы. Накапливание нерастворимых продуктов реакций окисления (в случае пирита гидроокислов и окислов железа) приводит затруднению подвода и отвода окисленной и восстановленной форм и, как следствие, к торможению всего окислительно-восстановительного процесса [3].

Для определения лимитирующей стадии процессов окисления сульфидных минералов были получены электрохимические поляризационные кривые пирита в растворах, соответствующих по составу жидкой фазе шунгитовых продуктов. Такие зависимости используются как для установления механизма электрохимического процесса, так и оценки интенсивности его протекания [7].

Общий характер полученных зависимостей близок к классическому и характеризуется наличием областей, в которых скорость анодной реакции определяется скоростью стадии переноса электрона (до 0,1В) и скоростью отвода продуктов реакции от поверхности (более 0,1 В, рис. 5).

Анализ поляризационных кривых показал, что окисление минерала происходит в области пассивации анодных процессов под влиянием экранирующих поверхность нерастворимых продуктов реакций окисления. Наиболее вероятным продуктом окисления, образующимся вблизи поверхности пирита, является гидроокись железа [3]. Полученные результаты объясняют причину ускорения окисления сульфидных минералов при подкислении жидкой фазы. Такой причиной является снижение интенсивности образования слоев гидроокислов железа при снижении рН и, соответственно, затруднений в переносе компонентов протекающей электрохимической реакции к границе раздела фаз.

Дальнейший анализ кривых на рис. 4 показывает, что в области рН среды 3,8 -4,0 достигается максимальная скорость окисления (скорость образования ионов водорода 3*106 моль/л мин).

Это позволяет рекомендовать эту область рН для дальнейших исследований процесса выщелачивания с целью поиска наиболее эффективных режимов гидрохимического повышения качества шунгитовых концентратов.

Для установления причин высокой окисляемости пирита нами были проведены сравнительные исследования на пиритсодержащей пробе измельченной до крупности - 100 мкм шунгитовой породы и на монофракции пирита, отобранной из того же месторождения и измельченной до крупности - 10 мкм. Количество и средняя крупность пирита в обоих пробах была одинаковой (2,5 мкм).

Как видно из табл. 1, окисление пробы чистого пирита эквивалентной крупности, взятого в эквивалентном количестве протекает со значительно меньшей скоростью. Так, сопоставление значений параметра ^И+]Мт при начальном рН = 4 позволяет сделать вывод, что скорость окисления пирита из зерен, находящихся в контакте с углеродисто-силикатной массой шунгитовой породы в 2,8 -3 раза превышает скорость окисления пирита из монофракции пирита.

Таблица 1

Скорости подкисления среды й[Н+]/йг при окислении пробы шунгита и пирита при различной щелочности среды___

Продукт рН Е, мВ а[н+]/ат, моль/л мин

Шунгитовая порода, крупность -100 мкм 6 399 3*10-8

5 427 2,3*10"'

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4,5 442 8,5*10"'

4 465 2,5*10-6

Пиритная фракция, -10 мкм 6 301 1,3*10-9

5 345 8,3*10-8

4,5 375 3,2* 10-'

4 394 9,6* 10-'

Обосновать высокую скорость окисления пирита в шунгитовом веществе и интенсивный переход серы в раствор можно исходя из оценки характера влияния на электродный потенциал пирита потенциала углеродисто-силикатной массы шунгитовой породы.

Как видно из табл. 1, в исследуемом интервале рН электродный потенциал шунгита существенно превышает электродный потенциал пирита (на 70-100 мВ). Зерна пирита, находящиеся в омическом контакте с углеродистым веществом, приобретают потенциал, являющийся смешанным потенциалом относительно потенциала пирита и углеродистого материала. Как было показано исследованиями ученых - электрохимиков [6] и обогатителей [7] в условиях омического контакта минералов с разными электродными потенциалами более электроотрицательный минерал увеличивает скорость окисления. В то время как скорость окисления более электроположительного минерала снижается. Так из литературы известна закономерность увеличения скорости окисления электроотрицательных сфалерита и халькопирита, находящихся в контакте с более электроположительным пиритом [7].

В данном случае роль ускорителя окисления сульфидного минерала (пирита) выполняет углеродистый материал шунгита, характеризующийся низким перенапряжением процесса электрохимического восстановления кислорода, выполняющим роль окислителя по отношению к пириту. На пирите в этих условиях протекает хорошо известная совокупность реакций окисления с образование гидроокислов трехвалентного железа и сульфоксидных ионов. На углеродистом веществе шунгита протекает реакция восстановления кислорода.

Важным аспектом при поиске наиболее эффективных режимов окислительной десульфуризации шунгитовых продуктов является выбор температурного режима обработки. Для выбора оптимального температурного режима процесса окисления сульфидных минералов и серы были проведены опыты по окислению пиритсодержа-щей шунгитовой пробы в водной среде в присутствии кислорода при различных температурах.

Результаты исследований показали, что при окислении пробы, подогретой до температуры 40 - 70°С рН среды снижается в большей мере, чем при рН 250С (табл. 2). Характерно, что при подогреве более 700С наблюдается снижение интенсивности окислительных процессов, что может быть обусловлено снижением концентрации кислорода в жидкой фазе суспензии.

Таблица 2

Величины рН при окислении пробы шунгита и измельченного пирита при различной температуре (начальное рН = 4,4)__

Продукт т, 0С рН Е, мВ

Шунгитовая порода, крупность -100 мкм, крупность вкраплений пирита -10 мкм 25 3,4 459

40 3,3 465

60 3,25 455

70 3,15 450

80 3,2 414

Пиритная фракция, -10 мкм 25 3,8 378

40 3,7 387

60 3,6 390

70 3,5 385

80 3,6 360

Оптимальным температурным режимом, согласно полученным данным, является подогрев реакционной смеси до 60-70 0С. Более точно температурный режим может быть выбран на основании результатов проведения укрупненных исследований на промышленном оборудовании.

Дальнейшие исследования проводились на специализированном технологическом оборудовании и ставили задачу поиска рациональных технологических режимов десульфуризации шунгитовых продуктов с целью получения высококачественных концентратов.

Ранее предлагаемый способ снижения массовой доли серы в шунгитовых продуктах предполагал кислотное выщелачивание серосодержащих соединений в среде насыщенной кислородом в присутствии сульфата железа [8]. Сущность метода состоит в том, что суспензия шунги-товой крошки (тонкодробленного шунгита) первоначально насыщается кислородом, а затем поступает в контактный чан, в котором при интенсивном перемешивании сульфидные минералы окисляются. При этом рН жидкой фазы суспензии должна поддерживаться окислительная среда и рН не более 3. Для поддержания заданного рН и ОВП вводится серная кислота и железный купорос.

Основным недостатком данной технологии являлось использование сульфата железа и ограниченные возможности по снижению массовой доли серы в конечном продукте (до 0,8%).

В результате проведенных нами и представленных выше исследований была обоснована возможность прямого окисления измельченных шунгитовых продуктов кислородом воздуха при рН 3,8 без подачи железного купороса. Условием протекания интенсивного окисления и де-сульфуризации является весьма тонкое измельчение шунгитовой породы (до крупности 95% кл. -140 мкм), интенсивное насыщение пульпы кислородом воздуха и подогрев пульпы до температуры 50-70 0С.

концентрат

Рис.8. Схема установки для десуль фуризации шунгитового продукта: 1 - бак исходного продукта; 2 - ленточный дозатор; 3 -бак приготовления пульпы; 4 - дозатор раствора серной кислоты: 5 - мешалка; 6 - чан - реактор; 7 - нагреватель; 8 - нагнетатель воздуха; 9 - перекачивающий насос; 10 - сгуститель, 11 - пресс-фильтр

Таблица 3

Основные параметры и показатели процесса доводки шунгитового продукта с получением высококачественного шунгитового концентрата

№ им Параметр или показатель По прежней технологии По новой технологии

1 Содержание серы в породе 3,10 3,15

2 Крупность дробления-измельчения, мм -2 -0,1

3 Расход кислоты, г/т 15 10

4 Расход железного купороса, г/т 50 -

5 рН среды 3,0 3,6

6 Продолжительность обработки, час 3,0-3,2 3,5-3,8

7 Массовая доля серы в концентрате, % 0,8 0,3

8 Массовая доля СО2 в концентрате, % 0,5 0,3

Укрупненная лабораторная установка для проведения технологических исследований включала дозатор измельченной шунгитовой породы 1, 2, чан приготовления пульпы 3, чан - реактор 6 с системой подогрева пульпы 7 и компрессионной установкой для подачи воздуха 8, сгуститель 10 и фильтр-пресс 11 для разделения шунгитового концентрата и фильтрата (рис. 8). Слив и фильтрат имеют конечное значение рН около 3,5 и может использоваться повторно в качестве выщелачивающего агента.

Результаты проведенных технологических испытаний показали эффективность разработанной технологии и дали возможность получения высококачественного шунгитового концентрата, удовлетворяющего высоким оптимальным технологическим требованиям по массовой доле серы и карбонатов (табл. 3).

Разработанная технологическая схема и регламент технологии десульфуризации и декарбонатизации рекомендованы к применению при производстве шунгитового концентрата, предназначенного в качестве сорбентов, наполнителей в резинотехнических изделиях и пигментов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рафиенко В. А., Ануфриева С.И. Углеродистые соединения: шун-гитовые породы и особенности их промышленного использования. М.: Наука, 2008. - 71 с.

2. Рафиенко В.А. Рафиенко В.А. О механизме выщелачивания сульфидов из шунгитовых пород. Горный информационно-аналитический бюллетень №9. М.: МГГУ, 2007. С. 38-48.

3. Авдохин В.М., Абрамов А. А. Окисление сульфидных минералов в процессах обогащения. М.: Недра, 1989.

4. Авдохин В.М., Морозов В.В. Неравновесная термодинамика окисления и флотации сульфидных минералов // Труды XXI международного конгресса по обогащению полезных ископаемых. Рим. - 2000.

5. Яшина Г.М., Елисеев Н.И. Электрохимия растворения сульфидов во флотационных системах // Совершенствование технологии процессов добычи и переработки руд цветных металлов.- Свердловск.-1981. С. 1722.

6. Chander S. Electrochemistry of sulphide mineral flotation // Minerals Metallurgical Process. - 1988, V 5. - P. 166-173.

7. Авдохин В.М. Коррозионный механизм окисления сульфидов в процессах обогащения // Комплексное использование минерального сырья. 1989.- N 9. С.133.

8. Рафиенко В.А. Технология переработки шунгитовых пород. М.: Изд. «Геос». - 2008. - 214 с.

CONTENT

Rafienko V.A., Yushin T.I., Romanov A.A.

IMPROVING SHUNGIT CONCENTRATE APPLICATION

PROCESS ACID LEACHING

The most promising area schungite production of high quality products for use in water purification, as a filler in rubber and paint industry is a combination of fine grinding processes and oxidative desulfurization.

The results of laboratory tests established the law of increasing the rate of oxidation products schungite contained in sulfide minerals and elemental sulfur by lowering the pH of the medium.

Following the method set polarization curves cause accelerated oxidation of sulphide minerals during the acidification of the liquid phase, which consists in reducing the intensity of the formation of layers of iron hydroxides by

lowering the pH and accordingly the difficulties in transferring components of the electrochemical reaction to the interface. Based on the theory of corrosion oxidation of minerals will explain the abnormally high rate of oxidation of pyrite which is in ohmic contact with the carbon-silicate matrix shungit.

The study showed that the optimal temperature conditions of the reaction mixture is heated to 60-700C. The results of technological tests have shown the effectiveness of the technology and demonstrated the possibility of obtaining high-quality schungite concentrate with a mass fraction of sulfur to 0.4%.

Key words: shungite, grinding, acid leaching, desulfurization schungite concentrate, sulfur-containing minerals.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Рафиенко Владимир Алексеевич - Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе (МГРИ-РГГРУ), зав. лаб. каф. физики, physics@rsgpu.ru

Юшина Татьяна Ивановна - кандидат технических наук, доцент, Московский государственный горный университет, зав. каф. «Обогащение полезных ископаемых», yuti62@mail.ru

Романов Александр Александрович - аспирант кафедры химии, Московский государственный горный университет, immak@mail.ru

В.А. Рафиенко Т.И. Юшина А.А. Романов

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ШУНГИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРОЦЕССА КИСЛОТНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Отдельные статьи (специальный выпуск)

Режим выпуска «молния» Выпущено в авторской редакции

Компьютерная верстка и подготовка оригинал-макета Н.А. Голубцов Дизайн обложки Е.Б. Капралова Зав. производством Н.Д. Уробушкина Полиграфическое производство Л.Н. Файнгор

Подписано в печать 19.09.13. Формат 60х90/16. Бумага офсетная № 1. Гарнитура «Times». Печать трафаретная на цифровом дупликаторе. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 500 экз. Изд. №2723

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ГОРНАЯ КНИГА»

Отпечатано в типографии издательства «Горная книга»

шшж

G

п

НО

L—J

119049 Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 6, иааательство «Горная книга» Телефон (499) 230-27-80; факс (495) 956-90-40;

тел./факс (495) 737-32-65

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.