CC BY
18
AUNiVERSUM:
№ 4 (97)_- » • •¿-■-i-i-ir.:.- ■:>: - I _апрель. 2022 г.
ПРИМЕНЕНИЕ ЛИКВАЦИОННОЙ ПЛАВКИ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ВОЛЬФРАМОВОГО КОНЦЕНТРАТА
Хамидуллаев Бахром Нарзуллаевич
зав. центром геоинновационных технологий и комплексной переработки минерального сырья ГУ «ИМР», Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: intelekt16@gmail. com
Хасанов Абдурашид Солиевич
д-р техн. наук, проф., зам. главного инженера по науке АО «АГМК», Республика Узбекистан, г. Алмалык
Нурмухамедов Иброхим Суннатуллаевич
начальник лаборатории комплексной переработки рудных полезных ископаемых ГУ «ИМР»,
Республика Узбекистан, г. Ташкент
THE USE OF LIQUATION MELTING IN THE PROCESSING OF TUNGSTEN CONCENTRATE
Bakhrom Khamidullaev
Head of the Center for Geo-Innovative Technologies and Complex Processing of Mineral Raw Materials, State Institution of Mineral Resources, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Abdurashid Khasanov
Doctor of Technical Sciences, Professor, Deputy Chief Engineer for Science of JSC "AMMC", Republic of Uzbekistan, Almalyk
Ibrokhim Nurmukhamedov
Head of the laboratory for the complex processing of ore minerals,
State Institution of Mineral Resources, Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В статье приводятся данные исследования по переработке вольфрамсодержащего сырья методом ликвацион-ной плавки. Определены оптимальные соотношения реагентов, определяющие максимальное извлечения трех-оксида вольфрама в вольфраматно-солевой слой при ликвационной плавке. Проведенными исследованиями установлено, что при переработке вольфрамсодержащего продукта методом ликвационной плавки можно достичь содержания трехоксида вольфрама в солевом расплаве 79,13% при извлечении его 98,71%.
ABSTRACT
The article presents research data on the processing of tungsten-containing raw materials by liquation melting. The optimal ratios of reagents determining the maximum extraction of tungsten trioxide into the tungsten-salt layer during liquation melting are determined. The conducted studies have established that, when processing a tungsten-containing product by liquation melting, it is possible to achieve a content of tungsten trioxide in the salt melt of 79.13% with its extraction of 98.71%.
Ключевые слова: ликвационная плавка, вольфрам, концентрат, расплав, сульфиды, соли, шихта, силикатный слой, солевой слой.
Keywords: liquation melting, tungsten, concentrate, melt, sulfides, salts, charge, silicate layer, salt layer.
Библиографическое описание: Хамидуллаев Б.Н., Хасанов А.С., Нурмухамедов И.С. ПРИМЕНЕНИЕ ЛИКВАЦИОННОЙ ПЛАВКИ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ВОЛЬФРАМОВОГО КОНЦЕНТРАТА И ПРОМПРОДУКТА // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2022. 4(97). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13529
№ 4 (97)
А1
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
апрель, 2022 г.
Анализ литературных данных показывает, что ликвационная плавка является эффективным способом переработки низкосортных концентратов, не поддающихся дальнейшему обогащению традиционными методами [1; 5]. Она обеспечивает высокие технологические показатели избирательного извлечения компонентов сырья в несмешивающиеся жидкие фазы.
Ликвационная плавка (ЛП) осуществляется с получением гетерогенного (слоистого) расплава вследствие разницы удельных весов, составляющих его жидкие фазы.
Плавку концентрата осуществляют в электротермической печи с различными солями и их смесями при температуре 1000-1200 °С в зависимости от типа сырья. В расплаве создаются условия, при которых происходит полимеризация кремнекислородных анионов с образованием нескольких фаз. Компоненты сырья структурируются по химическому механизму: металлы дают сплавы, а сульфиды и соли образуют твердые растворы [4]. После остывания расплава расслоившиеся фазы расплава легко отделяются друг от друга.
В процессе ликвационной плавки низкосортного вольфрамового сырья с необходимыми добавками образуются два несмешивающихся расплава: силикатный шлак (нижний слой) и вольфраматно-солевой (верхний слой), контрастные по составу и свойствам. Вольфраматно-солевой расплав представляет собой
искусственное сырье, пригодное для производства вольфрамовой кислоты или паравольфрамата аммония [4].
В нашем случае ликвационной плавке подвергались две пробы с разным содержанием трехоксида вольфрама - богатая и бедная. Крупность помола продукта, поступающего на плавку, составляла 90% класса - 0,074 мм.
Состав шихты, подготавливаемой к плавке, менялся в широких пределах. В качестве солевых добавок использовались смеси соды, сульфата натрия и фторида натрия. Ликвационная плавка проводилась в воздушной атмосфере, и оптимальные результаты по полноте разделения вольфраматно-солевого и силикатного расплавов на несмешивающиеся слои были получены при температуре 1200 °С. Продолжительность процесса ликвационной плавки составила 1 час.
Результаты опытов ликвационной плавки бедной пробы приведены в табл. 1, результаты опытов ликвационной плавки богатой пробы - в табл. 2.
Изначально опыты ликвационной плавки проводились на пробе, содержащей в среднем 1,1% WOз (рис. 1). В связи с низким выходом и недостаточным количеством материала богатой по составу пробы опыт ликвационной плавки проведен после определения оптимального режима ликвационной плавки бедной пробы.
Рисунок 1. Технологическая схема ликвационной плавки
№ 4 (97)
диМ^ЕКБиМ:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
апрель, 2022 г.
Таблица 1.
Результаты опытов ликвационной плавки бедной по составу пробы
Состав шихты, мас.ч. Выход слоя, % Содержание WOз, % К распределения
№ плавки Исходный продукт Na2SO4 NaF Продукт плавки Извлечение WOз, %
1 0,5 0,75 0,25 Солевой слой 18,18 4,21 71,66
1 Силикатный слой 81,82 0,37 28,34 11,4
10 г 5 г 6 г 2 г Шихта 100 1,07 100,00
1 1 0,2 Солевой слой 35,29 2,55 83,74
2 Силикатный слой 64,71 0,27 16,26 9,4
10 г - 10 г 2 г Шихта 100 1,07 100,00
1 0,2 1 Солевой слой 27,78 3,76 77,91
3 Силикатный слой 72,22 0,41 22,09 9,2
10 г 2 г 10 г - Шихта 100 1,34 100,00
Таблица 2.
Результаты опытов ликвационной плавки богатой по составу пробы
Состав шихты, мас.ч. Выход слоя, % Содержание WOз, % К распределения
№ плавки Исходный продукт Na2SO4 NaF Продукт плавки Извлечение WOз, %
1 1 0,2 Солевой слой 75,47 79,13 98,71
1 Силикатный слой 24,53 3,175 1,29 24,9
50 г - 50 г 10 г Шихта 100 60,5 100
Как видно из приведенных данных в табл. 1, при ликвационной плавке бедной по составу пробы извлечение трехоксида вольфрама составило 71,66-83,74%. Наилучшие показатели извлечения трехоксида вольфрама получены при использовании в качестве солевой добавки сульфата натрия и фторида натрия. В этих условиях извлечение трехоксида вольфрама в вольфраматно-солевой расплав составило 83,74%. Коэффициент распределения трехоксида вольфрама между солевыми и силикатными расплавами составил 11,4.
Экспериментальные данные, приведенные в табл. 2, свидетельствуют о высокой степени извлечения вольфрама в солевой расплав. Коэффициент распределения трехоксида вольфрама между солевыми
и силикатными расплавами составил 24,9, что показывает на концентрирование вольфрама в основном в солевом расплаве. При выходе продуктивного расплава 75,47% содержание трехоксида вольфрама составило 79,13% при извлечении трехоксида вольфрама 98,71%.
Как показали испытания, при ликвационной плавке материала, богатого вольфрамом, его содержание в продуктивных расплавах оказалось гораздо выше, чем при использовании бедного сырья [2].
Полученные продукты ликвационной плавки анализировались методом оптико-эмиссионного спектрального анализа. Результаты оптико-эмиссионного спектрального анализа продуктов ликвационной плавки богатой по составу пробы приведены в табл. 3.
Таблица 3.
Результаты оптико-эмиссионного спектрального анализа продуктов ликвационной плавки
богатой по составу пробы
Образец Ag* Al As Au* Ba Be Bi** Ca Cd Ce Cs** Dy
Солевой слой 0.358 2000 700 0.0333 198 0.242 0.419 25600 □ □□□□ 23.3 5.92 7.21 0.379 16.4 3.17
Силикатный слой 58.9 46100 14700 3.24 1240 1.95 1.74 35600 3.63 1590 274 2220 21.7 96.8 142
A UNÎVERSUM:
№ 4 (97)_-У. ■■i--H.!-!r.:.- ■■>: - : :_апрель. 2022 г.
Образец Er Eu Fe Ga Gd Hf** Ho In** K La Li Lu Mg Mn Mo
Солевой слой 0.945 0.297 373 □ □□□ 3.18 0.0704 0.121 0.0583 5520 12.1 15.9 1.53 1800 172 73.9
Силикатный слой 36.9 15.6 217000 12.1 56.2 283 17.6 0.0789 3440 291 13.1 4.65 4060 3790 14.2
Образец Na Nb Nd Ni P Pb Pr Rb** S Sb Sc Se Sm Sn Sr
Солевой слой 51200 1.66 6.57 59.6 363 113 3.50 68.0 98900 0.0806 6.17 □ □□□ 26.1 1.57 159
Силикатный слой 37400 □ □□□ 252 403 598 204 61.8 97.0 5800 0.129 70.2 41.3 78.8 36.3 290
Образец Ta** Tb Te Th Ti Tl* * Tm U V Y Yb Zn Zr* * * £REE
Солевой слой 0.682 0.0239 □ □□□ □ □□□ 58.8 0.556 0.247 0.637 2.34 35.4 0.884 12.0 48.9 117,37
Силикатный слой 3.47 □ □□□ □ □□□ 42.7 7720 2.10 □ □□□ 17.2 49.3 850 47.5 144 10600 3444,05
Содержание в г/т.
*- навеска не представительна
**- недостаточная чувствительность
***- необходимо отдельное разложение (сплавление с метаборатом лития)
Согласно результатам оптико-эмиссионного спектрального анализа продуктов ликвационной плавки богатой по составу пробы, основные примеси концентрируются в силикатном слое [6]. Следует отметить, что в силикатном слое содержание суммы РЗЭ составляет 3,444 кг/т, что может представить собой потенциальное сырье для извлечения РЗМ.
Заключение
Таким образом, лабораторными исследованиями установлено, что ликвационная плавка вольфрамсодержащего сырья является эффективным методом концентрирования вольфрама в вольфраматно-солевой расплав и получения высокого извлечения трехоксида вольфрама из бедных продуктов.
При ликвационной плавке бедной по составу пробы извлечение трехоксида вольфрама в солевой расплав составило 71,66-83,74%. Наилучшие показатели извлечения трехоксида вольфрама получены при использовании в качестве солевой добавки
сульфата натрия и фторида натрия, в котором извлечение трехоксида вольфрама в вольфраматно-солевой расплав составило 83,74%. Коэффициент распределения трехоксида вольфрама между солевыми и силикатными расплавами составил 11,4. При ликвационной плавке богатой по составу пробы в оптимальных условиях извлечение трехоксида вольфрама в солевой расплав составило 98,71% при содержании его в концентрате 79,13%. Коэффициент распределения трехоксида вольфрама между солевыми и силикатными расплавами составил 24,9, что показывает на концентрирование вольфрама в основном в солевом расплаве.
На основании лабораторных испытаний по лик-вационной плавке вольфрамсодержащих продуктов можно сделать вывод, что при использовании материала с высоким содержанием вольфрама технологические показатели переработки являются значительно высокими.
Список литературы:
1. Маслов В.И., Шустров А.Ю., Маценко Ю.А. Содовая электроплавка как способ переработки низкосортного свинцового сырья // Цветные металлы. - 2000. - № 11-12. - С. 66-68.
2. Муталова М.А., Хасанов А.А. Разработка технологии извлечения вольфрама из отвальных хвостов НПО АО «Алмалыкский горно-металлургический комбинат» // Universum: технические науки: научный журнал. - М. : МЦНО, 2019. - № 12 (69). Ч. 1. - С. 37-40.
3. Насиров У.Ф., Хасанов А.А., Мельникова Т.Е. Рациональное использование минерального сырья и техногенных отходов // Материалы Международной научно-технической конференции. - Ташкент, 2018. - С. 290-292.
4. Никифоров К.А., Хантургаева Г.И., Гуляшинов А.Н. Неравновесные процессы в технологии минерального сырья. - Новосибирск : Наука, 2002. - 187 с.
5. Седых В.И., Полонский В.Б. Электроплавка серебросодержащих концентратов // Цветные металлы. - 2000. -№ 2. - С. 37-41.
6. Хасанов А.С., Хасанов А.А., Муталова М.А. Разработка рациональной технологии извлечения вольфрамового промпродукта, содержащего не ниже 40% WO 3 из отвальных кеков НПО АО «Алмалыкский горно -металлургический комбинат» // Композиционные материалы. - Ташкент, 2020. - № 4. - С. 144-148.
