Большаков - Химия и технология редких и рассеянных элементов (т.3) (1108618), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Матусевнч (7, 31! в шихту добавляют сухой отвал, полученный после выщелачивания опека. Отваладобавляют столько, чтобы в шихте было 20 — 25»з '(ЧО». Добавка отвала не вносит никаких дополнительных примесей, но разубожнвает концентрат и увеличивает массу шнхты.
Сода прн спекании реагирует с сопутствующими минералами: ЯО» + Ха»СОа = Ха»ЯО» + СОа (45) 4геза + )она»СОа + 150» = 4ХагеО» + 8)ча»ЗО«+ 1ОСО» (49) ' Возможно, что разложение Се%0«протекает через первоначальное обравовавие Ха»ЯО» н СаЗЮ» (Са»ЯО«): Ха»СО» + ЯО, = )Ча»ЯО» + СО» (47) Ха ЯО»+СТО«СаЯОа+Ха»%0« (48) "* Концентрациями Се%0«н СаСО, в растворе можно пренебречь ввиду их практического постоянства, определяемого малой и мало измеияюпгейся с температурой растворимостью.
'** Настыль — нарост на стенках и других внутренних частях печных установок. 249— Азззз + 574взСОв+ 70з 274ввАзОв+ бСОз + ЗХвз$0в (49) СвМоОв + ХазСОв + ЯОз = ЫвзМоОв + Сабзшв + СОв (50) 2Мобз+ 5)ЧазСОв+ 90з = 2ХвзМоОв+ 4(Чвз504+ бСОв (51) Свз (Р04)з+ ЗЫазСОв+ ЗГМОз ~ 2ыавРОв+ ЗСаб(Оз+ ЗСОв (52) При выщелачивании в раствор вместе с Хаз)ЧОв переходит некоторое количество 510з (в составе Хаз510з), а также Аз, Р, Я, Мо в составе натриевых солей ХазНАзО,, ХазНРОв, Ыаз50в, ХазМоОв.
Сульфаты образуются при спекании за счет сульфидов при каталитическом окислении серы до ЯОз в присутствии окислов тяжелых металлов. Образующиеся при спекании ферриты, алюминаты и станнаты (если в концентрате олово было в составе касситерита ЯпОз) при выщелачивании гидролизуются. Окислы тяжелых металлов (РЬ, Еп, Ре, Си) при выщелачивании в основном остаются в осадке в составе гидратов, карбонатов. и др. Возможен частичный переход в раствор двойных карбонатов натрия и тяжелых металлов (например, меди 2ХазСОз ° СцСО,). Кварц и алюмосиликаты частично реагируют с содой; кальцит СаСО, реагирует с песком. Количество и состав отвала после вышелачивания зависят от минералогическогоо состава концентрата.
Но основную массу его составляет Са51Ов(Саз510в), образовавшийся при спекании, и Са510з(Саз810,) из отвала, добавляемого в шихту. При расчете количества необходимого кварцевого песка учитывают, с одной стороны, содержание всех кальциевых солей в концентрате и, сдругой, собственноесодержание 510з.
В зависимости от масштабов производства спекают либо в пламенных подовых печах с периодической загрузкой и ручным перегребанием, либо в печах непрерывного действия с вращающейся трубой. Последние значительно производительнее первых. При длине 20 м, внешнем диаметре 2 м, наклоне 2 — 3' и скорости вращения 0,5 об!мин вращаюшаяся печь может перерабатывать -25 т концентрата в сутки.
Варьируя вышеприведенные параметры и учитывая необходимое время спекания и масштабы производства, применяют печи длиной 10 — 20 м, диаметром 1 м и более. Подача топлива и, соответственно, образующийся при его спекании поток горячих газов осуществляются навстречу движению шихты.
Спек из такой печи через разгрузочную камеру непрерывно поступает на дробление и выщелачнвание в шаровую или стержневую мельницу непрерывного действия. Выщелачивают противотоком в несколько стадий (табл. 46). Это позволяет полнее извлечь |ЧОв в раствор за более короткое время. Первые выщелачивания ведут слабыми оборотными щелоками и промывными водами, последние — чистой водой. Плотность наиболее крепкого щелока 1,20 — 1,40 г!смз (200 — 270 г \ЧОз в 1л).
По объединениищелоков разных стадий получается раствор, содержащий 120 — 150 г ЪЧОв в 1 л. Его направляют на очистку. Извлечение )ЧОз в раствор достигает 98 — 99,5%. Отвальные кеки содержат: 1,0 — 2,0% )ЧОз в виде Са)ЧОв и ХаздЧОв, силикаты кальция, карбонаты, гидроокиси металлов. Целесообразно дальнейшее извлече- нне у)70 а нз таких кеков, так как %Ох в ннх больше, чем во многих рудах вольфрама, поступающнх на обогащение.
Таблица 46 Состав растворов от выщелачивания сивков шеелнтовых концентратов Плотность раствора, г/см' Содержанве в растворе, г/л Стадия выщелачивания зюе ту о Аппаратурно-технологическая схема процесса от шнхтовкн до выщелачивания представлена на рнс. 58. Вольфрамнтовые н гюбнернтовыеконцентратыспекаютпо принципиально такой же схеме н в таких же печах, что н шеелнтовые концент- Рис. 58. Аппаратурная схема непрерывного процесса переработки вольфрамовой руды по способу спекання с содой: т бункер для щнхтыг У вЂ” автоматические контрольные весы; У вЂ” шнековый смеснтельг Е— тарельчатый пнтатель; б — вращающаяся печь; б — сборники растворов воль|рената натрия; У вЂ” барабанный вакуум-йеильтр; а — сборйнни слабых растворов и промывных вод; Р— центробежные насосы; )Π— мельница для мокрого раамала; П вЂ” выщелачиватель раты.
Однако прн этом не требуется добавлять кварцевый песок в шнхту, так как в концентратах нет значительного количества окиси кальция. Избытка соды в зтомслучаетребуется всего 10 — 1бощ Прн спеканнн необходимо интенсивно окнслять ге(П) н Мп(П) в ге(П!) н Мп ! 1+11 1+П+1П !ту Промывные воды 1,22 — 1,27 1,19 1,12 1,014 1,000 214 †2 172 104 15 4 О, 18-0,20 О,!7 0.14 0,09 0,03 (111), исключая, таким образом, переход их в раствор за счет образования коллоидов и комплексов при выщелачивании.
Для окисления в шихту добавляют окислитель, например селитру )Ха)ХОв ( 1% от массы концентрата): 4ре%0, + 4ХапСОв+ Оп = 4Хп,%04+ 2рпп04 + 4СОп (эз) 6Мптв04+ 6ХапСОв+ Оп 6Хап%0, + 2МппОп+ 6СОп (64) Реп04 и Мп,04, прокаленные при спекании, при выщелачнвании гидратируются незначительно. Возможны частичное окисление Мп" в Мпв' и переход его в раствор прн пьпцепачивании в составе ь(а,Мп04.
Все прочие примеси ведут себя при спеканин и выщелачивании аналогично вышеизложенному. В раствор извлекается 96 — 99,5% 1кОм Выход отвальных кеков 30 — 40% от массы концентрата. Оборудование и организация процесса вьпцелачивания спеков вольфрамитовых концентратов также аналогичны вышеописанным. Разубоживание шихты до содержания 20 — 25%%0, необходимо и при спекании вольфрамнта. Плавка вольфрамовых концентратов с содой в электродуговой печи при 1400 — 1500 не получила пока распространения. В лабораторных масштабах этот процесс дал удовлетворительные результаты: в раствор извлекалось до 98 — 99%, примеси связывались в легкоотделяющнйся шлак (5!.
Метод разложения концентратов раствором соды в автоклавах под давлением первоначально был разработан применительно к низкосортным шеелитовым концентратам. Но он применим и к вскрытию богатых концентратов вольфрамнта и шеелита. В основе процесса лежит та же реакция (43),что н при спекании вольфрамовых минералов с содой. Реакция протекает полностью в правую сторону только при 2,5— 4,5-кратном избытке соды сверх теории.
Чем беднее концентрат, тем больший требуется избыток, Тем не менее процесс рентабелен, особенно для низкосортных, содержащих молибден концентратов. ВСША его применяют для обработки концентратов, содержащих 4 — 15% эгО,. На обогатительной фабрике Пайн-Крик оказалось выгоднее обрабатывать такие концентраты содой в автоклавах, чем доводить ихмегодами обогащения до кондиционных. Извлечение эгО, обогащением в кондиционный концентрат составляло всего 50%. Автоклавной переработкой бедных концентратов с последующим осаждением искусственного шеелнта Са эт04 достигнуто извлечение 85 — 99%. Автоклавный процесс был впервые предложен в СССР В.
С. Сырокомским и Н. Н. Масленнцким в 1931 — 1938 гг. Позднее он был широко исследован Н. Н. Масленицким, П. М. Перловым и др. (56, 57!. Проведение процесса под высокимдавлением значительно повышает температуру раствора и тем воздействует на скорость и полноту реакции образования Мах%04. На рис. 59 видно, чтодля извлечения 100% 1ЧО, требуется температура не ниже 200 — 250', что соответствует давлению 15 — 20 атм. При этом требуется избыток соды против стехиометрии 150 — 200% н более в зависимости от содержания %0, в концентрате (рис. 60).
В результате реакций с На,СОв в раствор вместе с воль- Рис. оэ. Зависимость и»еле«еиии вольфрама от температуры при оораоотке шеелитоеого коицеитрата раствором соды фрамом переходит молибден из окисленных минералов, частично 510» из кварца и алюмоснликатов, фосфор, мышьяк, фтор (из флюорита), часть сульфидной серы, окисляющейся в условиях процесса под давлением до сульфатной.МолибденнтМоЯ» раствором соды практически не затрагивается и остается после фильтрования в отвалах. Для автоклавного разложения , »з могут применяться как неподвнж- з» »а »з за»а ные вертикальные автоклавыс ме- ~ бб шалкамн, так и вращающиеся типа шаровых мельниц.
Перекаты- Ф ио =~а«б ванне шаров в автоклавах интен- % сифицирует разложение вольфра- тгб»бб губ ж гл жям мовых минералов, так как при этом снимаются пленки СаСО, и других соединений, отлагающиеся на недоразложившихся зернах Са%0«. Возможно применение автоклавов непрерывного действия (58). Ведутся работы по интенсификации процесса содового разложения в автоклавах воздействием звуковых и ультразвуковых колебаний (59). В автоклавы периодического действия загружают предварительно приготовленную пульпу концентрата с раствором соды. Автоклав герметезируют и приводят в движениемешалку или сам автоклав (взависн- мости от конструкции).
После этого в ау автоклав пускают пар, доводя давлеье ние до требующегося режимом, Про- цесс длится заданное время. Затем ав- Ь бб токлав сообщают со специальной ем1 костью — самоиспарителем, находящимбб ся под давлением 2 — 3 атм. Пульпа «вскипает», образуется много пара, который может быть использован. Пульпу охлаждают, передают в сборники и из них — на фильтрование. Выщелачивают в одну или несколько Рис. бо. изалеееиие воль- стадий.
В зависимости от этого осадки фрама а содоаыя раствор после фильтрования направляют или в а заеиси мости от содержа - отвалы, или на последующие стадии автоклавной обработки новыми пор- » = аоо'); цнями растворов соды или оборот»,зн ьеои п — ь,ае;, воо; ными растворами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
