загрузка...

1.1. Подготовка минерального сырья к выщелачиванию

Для обеспечения доступа растворителя к рудным минералам все включения их в пустую породу должны быть частично или полностью вскрыты, что достигается в результате дробления и измельчения исходного материала.

Дробление руды текущей добычи обычно осуществляют до 15—35 мм. Степень измельчения определяется последующим процессом переработки и характеристикой руды. Обычно измельчение производят в две стадии до крупности 0,074—0,2 мм.

На стадии подготовки минерального сырья к выщелачиванию с целью предварительного удаления пустой породы могут быть использованы традиционные методы обогащения: радиометрическая сортировка, гравитационные, магнитные, электромагнитные, флотация.

В ряде случаев трудноизвлекаемые компоненты предварительно переводят в легкорастворимые соединения посредством обжига или сплавления. Кроме повышения растворимости полезного ископаемого эти операции способствуют уменьшению вредных выделений при выщелачивании и облегчают отделение основного компонента от других.

Обжиг является сложным химико-металлургическим процессом, проводимым при температурах ниже температур расплавления сырья, с участием твердой поверхности исходного материала и газообразных реагентов. В зависимости от условий проведения различают основные группы обжигов:

- окислительный обжиг является наиболее распространенным видом обжига в металлургии меди, молибдена, никеля и цинка. Он служит для удаления из руд и концентратов серы и превращения сульфидов металлов в окислы, легко вскрываемые кислотными и карбонатными растворами при последующем выщелачивании. Окислительный обжиг проводится при 700—800° для медных и при 750—900° для цинковых концентратов.

2MS + 2O2 → 2MO + SO2;

- сульфатизирующий обжиг заключается в переводе сульфидов цветных металлов в форму растворимых в воде сульфатов. Сульфатизирующий обжиг ведется при более низкой температуре, чем окислительный, и при меньшем притоке воздуха, что необходимо для повышения концентрации сернистого газа.

2MS + 6O2 → 2MSO4+ 2SO2;

- восстановительный обжиг применяется для восстановления окислов металлов. Он ведется в присутствии мелкого угля, кокса или восстановительного газа при температуре 500—800°(окисные марганцевые руды).

MnO2 + C → MnO + CO;

- хлорирующий обжиг имеет целью перевести окислы и сульфиды металлов в растворимые хлориды. Хлорируемый материал нагревается до 500—600°С в смеси с хлористым натрием, кальцием или магнием или в присутствии газообразного хлора.

MO2 + С + 2Cl2 → MCl4 + СO2;

MS + 2O2 + 2NaCl → MCl2 + Na2SO4;

- кальцинирующий обжиг, применяется с целью удаления двуокиси углерода и химически связанной воды из различных гидроокисей и карбонатов при нагревании. Он применяется, в основном, для железных и цинковых карбонатных руд, а также при производстве глинозема в алюминиевой промышленности.

Разложение карбонатов устраняет вспенивание вспенивание при кислотном выщелачивании руд.

MCO3 → MO + CO2.

Обжиг ведут в печах разнообразных конструкций: многоподовых, горизонтальных, барабанних,трубчатых, шахтных. В последние годы получили распространение печи кипящего слоя (КС), вихревые печи.


Рис.1.1. Печь с кипящим cлоем:

1 – бункер с питателем, 2 – воздухораспределительная решетка, 3 – псевдоожиженный слой

На рис. 1.1 представлена печь с кипящим слоем. Снизу через воздухо-распределительное устройство подается воздух. Крупность материала и диаметр аппарата должны быть таковы, чтобы скорость подъема воздуха равнялась скорости осаждения зерен обжигаемой руды. Тогда твердые частички будут совершать беспорядочное движение, напоминающее движение воды при кипении. Полученный псевдоожиженный слой обладает некоторыми свойствами жидкости, например, текучестью. Частички обожженной руды «вытекают» через разгрузочный патрубок. В верхней части аппарата имеется расширение для уменьшения пылеуноса. Нужный температурный режим поддерживается изменением температуры воздушного дутья.

Операции сплавления с содой используются при подготовке к выщелачиванию шеелита, вольфрамита; сплавления с фторосиликатами – при переработке циркона, берилла.

Взаимодействие вольфрамита с содой в присутствии кислоро­да активно протекает при 800-900°С и описывается следую­щими реакциями:

2FeWО4 + 2Na2CО3 + l/2О2 = 2Na2WО4 + Fe2О3 + 2CО2;

3MnWО4 + 3Na2CО3 + l/2О2 = 3Na2WО4 + Mn304 + 3CО2.

Получается растворимый в воде вольфромат натрия Na2WО4.

Спекание вольфрамита с Na2CО3 на отечественных пред­приятиях проводят в трубчатых вращающихся печах, футеро­ванных шамотным кирпичом. Во избежание расплавления шихты и образования настылей (наростов) в зонах печи с более низкой температурой в шихту добавляют хвосты от выщелачи­вания спеков (содержащих оксиды железа и марганца), сни­жая содержание в ней WО3 до 20-22 %.

Печь длиной 20 м и внешним диаметром 2,2 м при скоро­сти вращения 0,4 об/мин и угле наклона 3 имеет произво­дительность 25 т/сут. по шихте.

Составляющие шихты (измельченный концентрат, Na2CО3) с помощью автоматических весов подаются из бун­керов в шнековый смеситель. Шихта поступает в бункер печи, из которого подается в печь. Куски спека после выхода из печи проходят дробильные валки и мельницу мокрого раз­мола, из которой пульпу направляют на выщелачивание.

1.2.

<< | >>
Источник: Самойлик В. Г.. Специальные и комбинированные методы обогащения полезных ископаемых: учебное пособие. 2015

Еще по теме 1.1. Подготовка минерального сырья к выщелачиванию:

  1. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВОДЫ
  2. 52. Залог сельскохозяйственных продукции, сырья и продовольствия с участием государства
  3. Минеральные вещества и витамины
  4. Минеральное царство
  5. 53. Основы экономических отношений на рынке сельскохозяйственных продукции, сырья и продовольствия
  6. Глава 17 Внутреннее применение минеральных вод
  7. Состояние нашей воды: природной, водопроводной и минеральной
  8. ГОРМОНЫ, РЕГУЛИРУЮЩИЕ МИНЕРАЛЬНЫЙ И ВОДНЫЙ ОБМЕН
  9. Влияние академической подготовки Подготовка социальных работников
  10. Глава IX ПРЕВРАЩЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМАМИОРГАНИЧЕСКИХ И МИНЕРАЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИИ АЗОТА
  11. Глава 12СУДЕБНАЯ ВЕТЕРИНАРНО-САНИТАРНАЯ ЭКСПЕРТИЗА ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ И СЫРЬЯ ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
  12. МИКРОФЛОРА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
  13. 4.7. Микрофлора растительного лекарственного сырья, фитопатогенные микроорганизмы, микробиологический контроль лекарственных средств
  14. Тема 13. ДОПУСТИМЫЕ НОРМЫ СОДЕРЖАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ В РАЗЛИЧНЫХ МЕДИЦИНСКИХ ПРЕПАРАТАХ. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОБНОИ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ И ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ. ЗНАЧЕНИЕ МЕТОДОВ АСЕПТИКИ, КОНСЕРВАЦИИ, ХРАНЕНИЯИ САНИТАРНО-БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ МИКРОБНОЙ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
  15. 19.4. Подготовка к сеансугрупповой гипнотерапии