CC BY
20
от верхних слоев. Эти цепи усиливают сигнал до необходимого для АЦП уровня, фильтрацию сигнала от помех и сигнала зеркальных частот. При этом до этого эхо-сигнал должен усилиться в предварительном усилителе (ПУ) для повышения чувствительности системы.
Для управления всеми элементами системы внутри ПЛИС синтезируется программный процессор. Система работает следующим образом. Поступающие сигналы усиливаются, преобразуются в цифровую форму и подвергаются предварительной обработке в ПЛИС. Последующая обработка осуществляется на компьютере, подключенном к ПЛИС по интерфейсу Ethernet.
Список литературы
1. Бархатов В.А. «Развитие методов ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений»
2. Xilinx Virtex 5 LX50T. Справочное руководство. http ://www. xilinx. com/support/documentation/univers ity/XUP%20Boards/XUPGenesys/documentation/Gen esys_RM_VC.pdf (дата обращения: 14.04.2015)
3. Проектирование автоматизированных систем измерения, контроля и управления РЭС: Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 1999. 40 с. УДК 681.518.3
4. Голямина И. П. Ультразвук: Маленькая энциклопедия. М.: «Советская энциклопедия», 1979. — 400с.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ МАРГАНЕЦСОДЕР-
ЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА
Сватова Евгения Юрьевна
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург
Богомолова Анастасия Леонидовна инженер-технолог ООО «ПРОМЫШЛЕННАЯ ИННОВАЦИЯ», г. Екатеринбург
Доронин Андрей Вилорьевич
Главный инженер ООО «ПРОМЫШЛЕННАЯ ИННОВАЦИЯ», г. Екатеринбург
АННОТАЦИЯ
Исследован процесс выщелачивания марганецсодержащего сырья Улу-Тулякского месторождения. Определены оптимальные параметры всех технологических операций. В результате экспериментальной проверки удалось получить образцы марганецсодержащего сырья высокого качества, при котором возможна замена импортируемого сырья.
Ключевые слова: марганцевая руда, карбонат аммония, аммиак, выщелачивание, оксид марганца.
На территории Советского союза месторождения марганцевых руд были сосредоточены на территории Грузии и Украины. Только суммарные разведанные запасы двух месторождений: Никопольского и Чиатурского составляли 88 % от общесоюзных [1,с.224]. Российские месторождения состоят из труднообогатимых руд и не разрабатываются, поскольку получаемые из них концентраты содержат 40 - 50 % по оксиду марганца, в то время как согласно ТУ «Чиатурмарганец» концентрат содержит не менее 87,1% оксида марганца[1,с.227]. Поэтому в настоящее время свыше 90 % всех марганцевых руд и концентратов импортируется. Перед отечественной наукой стоит задача по разработке комплекса гидрометаллургических технологий для переработки бедного и труднообо-гатимого отечественного сырья в высококачественную продукцию.
В настоящей работе исследования проводились по следующей технологической схеме:
1. Выщелачивание марганецсодержащего материала
2. Отделение кислотоупорного осадка (фильтрацией) для последующей переработки кислотоупорного осадка на строительные материалы
3. Осаждение из фильтрата примесей железа в виде гидроксида железа - раствором гидроксида аммония
4. Отделение гидроксида железа (фильтрацией) для последующей переработки гидроксида железа на железо-оксидную связку для агломерации
5. Осаждение из фильтрата карбонатов марганца и кальция - раствором карбоната аммония
6. Отделение карбонатов марганца и кальция (фильтрацией)
7. Термическая обработка смеси карбонатов марганца и кальция - до разложения карбоната марганца до оксида марганца II и последующего окисления до оксида марганца IV
Для исследований взята марганцевая руда с Улу-Телякского месторождения (ООО «БАШМИНЕРАЛРЕ-СУРС») и полученный из неё концентрат. Исходную руду и концентрат высушили (исходная влажность руды 62 %) и проанализировали. Химический состав высушенного сырья представлен в табл. 1.
Таблица 1
% Описание пробы Mn, % МпО2 CaO MgO Fe2O3 Al2O 3 SiO2 S P Na2 O K2O TiO2 ПП П
1 Марганцевая руда 32.3 7.30 1.53 5.11 10.41 29.4 0.02 0.035 0.20 1.34 0.37 6.9
2 Марганцевый концентрат 57.1 8.20 1.02 3.00 4.42 12.9 0.04 0.025 0.20 0.65 0.18 6.4
Были проведены исследования по определению оптимальных условий выщелачивания соляной кислотой:
Мп02 + 4НС1 = МпС12 + С12Т+2ШО
В результате определены следующие оптимальные условия: концентрация соляной кислоты 35% с избытком 10% от стехиометрии, время выщелачивания - 20 минут, температура - кипение, условие - перемешивание 60-120 обр./мин. Суспензию после выщелачивания профильтровали и получили кислотоупорный остаток, который промыли, высушили и взвесили. Кислотоупорный остаток по массе для марганцевой руды составил -38 %, для концентрата -12 %.
Проведен анализ кислотоупорного остатка и получен его состав: иллит ((К0.75(н30)0.25) Л12(813Л1)010 ((Н20) 0.75(0Н)0.25)2) - 41%, кварц ^Ю2) - 56%, мусковит (КЛ12(ЛМ3010)(0Н)2) - 3%.
Полученный кислотоупорный остаток оставлен для исследований с целью изучения возможности получения керамических материалов.
Проведён анализ полученного фильтрата (раствора хлоридов: железа, кальция и марганца), по результатам которого рассчитан процент извлечения марганца из руды равный - 95.35% и из концентрата равный - 99.52% соответственно. На полученном фильтрате были проведены исследования по определению оптимальных условий осаждения гидроксида железа III раствором аммиака (с учётом последующей фильтрации):
FeQ3 + 31Ж40Н = Fe(OH)3j+ 3МН4С1
В результате определены следующие оптимальные условия осаждения: концентрация раствора аммиака 10%, количество аммиака стехиометрическое, раствор аммиака
вливается в раствор хлоридов при перемешивании 120 обр./мин., скорость подачи раствора 0.5 л/л. в минуту, температура - 60 0С, конечная рН осаждения - 5.5-6.0, после осаждения осадок вызревает в течение 10 минут. Суспензию после осаждения профильтровали и получили кек гидроксида железа III, который остаток оставлен для исследований с целью получения железо-оксидного связующего для агломерации железных руд и разработки технологии получения железо-оксидных пигментов.На полученном фильтрате были проведены исследования по определению оптимальных условий осаждения карбоната магния раствором аммиака (с учётом последующей фильтрации):
МпС12 + (]Ж4)2га3 = МпТО3|+ 2МН4С1
В результате определены следующие оптимальные условия осаждения: концентрация раствора карбоната аммония 30%, количество аммиака с избытком 10% от стехиометрии (с учётом осаждения карбоната кальция), раствор аммиака вливается в раствор хлоридов при перемешивании 30 обр./мин., скорость подачи раствора 0.2 л/л. в минуту, температура - 20 -40 0С, конечная рН осаждения - 9.0, после осаждения осадок вызревает в течение 30 минут. Суспензию после осаждения профильтровали и получили кек из смеси карбоната марганца и карбоната кальция. Кек промыли и просушили. Провели анализ смеси карбонатов, полученной из концентрата. Вес смеси карбонатов составил 60.0 % к исходному весу концентрата, химический состав смеси карбонатов представлен в табл. 2.
Химический состав смеси карбонатов
Таблица 2
№ Наименование показателя Образец из руды - Мп02, % Образец из концентрата- МпС03, %
1 Массовая доля марганца общего (Мп) 38.10 37.90
2 Массовая доля марганца в пересчёте на Мп02, 60.3 60.0
3 Массовая доля СаО 12.5 8.05
4 Массовая доля 8Ю2 0.15 0.17
5 Массовая доля Бе203 0.2 0.1
6 Массовая доля Л1203 0.43 0.42
7 Массовая доля М^ 0.62 0.37
8 Массовая доля Ма20 0.2 0.18
9 Массовая доля К20 0.02 0.01
10 Массовая доля Р менее 0.01 менее 0.01
11 Массовая доля 8 менее 0.01 менее 0.01
12 ШШ 20.0 25.0
Смесь карбонатов, полученную из руды - прокалили при 300 0С и получили оксид марганца IV.
МпС03 =Мп0+С02 |(2000С);
2Мп0+02=2Мп02 (3000С)
Провели анализ оксида марганца IV. Вес оксида марганца IV составил 27.0 % к исходному весу руды, химический состав оксида марганца IV представлен в табл. 2. Выводы:
1. Доказана технологическая возможность гидрометаллургической переработки руд и концентратов Улу-Телякского месторождения.
2. Определены оптимальные параметры всех технологических операций.
3. Получены образцы марганецсодержащего сырья высокого качества, при котором уже возможна замена импортируемого сырья.
Список литературы 1. Справочник по обогащению руд. Обогатительные фабрики. Под ред. О.С. Богданова, Ю.Ф. Ненароко-мова. Москва «НЕДРА»,1984 г. С. 360
