Хлоридовозгоночный метод переработки оксидных медных руд

Современная металлургия цветных металлов основана на использовании богатых, преимущественно монометаллических концентратов, получаемых из рудного сырья в результате обогащения. По мере истощения запасов легкообогатимых руд, промышленность использует все более бедные. Так, если во второй половине прошлого столетия к разряду промышленных относились медные руды, содержащие 0,5-0,7 % меди, то в настоящее время начинают использовать месторождения с содержанием меди 0,1-0,3 %. Одновременно с этим за последние 40 лет доля труднообогатимых руд, содержащих труднофлотируемые оксидные минералы, возросла до 40-50%. Низкие показатели флотационного обогащения оксидных медных руд обуславливаются присутствием в рудах оксидных минералов.В отличие от известных методов переработки такой категории сырья (подземное и кучное выщелачивание, сульфидирование с последующей флотацией, сеграционный обжиг и ряд других освоенных в США, Мексике, Португалии), предусматривающих преимущественное извлечение основного элемента, необходим поиск инновационных технологий, обеспечивающих комплексную переработку сырья с извлечением из сырья не только цветных металлов, но и нерудных составляющих и железа.

Казахстан принадлежит к ведущим странам по добыче и производству меди (девятое место по запасам (≈34-36,6 млн. т) и девятое по добыче). В социально-экономическом развитии Казахстана медная подотрасль занимает и будет занимать важное место. Поэтому работы, направленные на увеличение показателя активных запасов медных руд в сырьевой базе металлургии Казахстана (в настоящее время он не превышает 40 %), за счет вовлечения в сферу производства оксидное труднообогатимое сырье, являются своевременными и актуальными.В качестве потенциального медьсодержащего сырья, способного увеличить сырьевую базу медной подотрасли можно отнести труднообагатимые руды (оксидные и смешанные): в частности сырьевой потенциал руд месторождений Саяк, Молдыбай, Актогай, Кальмакыр, Коунрад, Жезказган, Айдарлы, Бозшаколь, Шатырколь, Карагайлы, Нурказган со степенью окисленности от 40 до 95-98%. Сырьевой потенциал этих руд составляет более 1 млр.т.

В ЮКГУ (Шевко В.М., Айткулов Б. Д., Сержанов Г.М., Утеева Р.А.) разработан хлоридно-электротермический метод переработки бедных оксидных руд первым переделом которого является хлоридовозгоночный обжиг с извлечением Cu из руды в хлоридные возгоны .

CaCl2(NaCl) + SiO2 + 0,5O2 = Cl2 + CaO ∙ SiO2(Na2O∙SiO2); (121)

CaCl2(2NaCl) + H2O = 2HCl + CaO(Na2O); (122)

CaCl2(2NaCl) + SO2 + O2 = CaSO4(Na2SO4) + Cl2; (123)

CaCl2(2NaCl) + SO3 + 0,5O2 = CaSO4(Na2SO4) + Cl2; (124)

CaCl2(2NaCl) + SO3 + H2O = CaSO4(Na2SO4) + 2HCl. (125)

Хлорирование цветных металлов (например меди) хлоридами кальция и натрия может проходить по реакциям:

CuO+CaCl2 (2NaCl)=CuCl2+CaO(Na2O) (126)

CuO+CaCl2(2NaCl)+SiO2=CuCl2+ CaSiO3 (127)

CuS+CaCl2+O2=CuCl2+CaO+SO2 (128)

CuS+CaCl2+O2+SiO2=CuCl2+CaSiO3+SO2 (129)

При высокой температуре происходит переход хлоридов металлов в газовую фазу. На рисунках 48 и 49, в качестве примера, показаны результаты исследований влияния температуры и давления на поведение меди при хлорировании руды месторождения Бозшаколь (0,6% CuO, 0,1%CuS) полученные в ЮКГУ Шевко В.М. с сотрудниками, при помощи программного комплекса «Астра».

 

 

  Рисунок 48. Влияние температуры на равновесное распределение меди (α) в системе руда Бозшаколь- CaCl2-O2 при 0,1 МПа 1–0,1МПа; 2–0,05 МПа; 3–0,01МПа Рисунок 49. Влияние температуры и давления на равновесную степень перехода меди в газообразные хлориды в системе руда Бозшаколь- CaCl2-O2

Из рисунков следует, что при давлении 0,1МПа теоретически в равновесных условиях хлоридовозгонка должна быть полной при Т> 1500 К, и при уменьшении давления до 0,01МПа-при Т> 1300К.

Экспериментально найдено, что степень хлоридовозгонки меди зависит от температуры, времени и типа руды (рисунок 50).

Из приведенного материала следует, что для достижения высокой (≥95%) степени хлоридовозгонки меди в зависимости от типа руды необходима температура 1173-1423 К при продолжительности процесса 30-75 мин. Екаж хлоридовозгонки меди составляет 45-86кДж/моль, а в период зарождения реакции -71-164 кДж/моль.

 

I II
τ, мин

III
τ, мин

IV
τ, мин

  I-руда Актогай, II-руда Саяк, III-Руда Молдыбай, IV-руда Коунрад 1 – 1173К, 2 – 1273К, 3 – 1373К, 4 – 1423К Рисунок 50.Влияние температуры и времени на степень хлоридовозгонки меди

 

На стадии производственных исследований найдено, что хлоридовозгоночный обжиг обеспечивает извлечение из руды 94-98% меди (таблица 32). Из возгонов, содержащих 31-56% Сu получена цементная медь с содержанием 68-82%Cu.

Электроплавкой огарка в смеси с коксом и железной стружкой получен ферросплав с содержанием Si 41-45% (при степени извлечения Si в сплав 68,6-73,6%).

Технологическая схема переработки труднообогатимых медьсодержащих руд приведена на рисунке 51.

 

Таблица 32-Показатели извлечения меди из руд различных месторождений хлоридовозгоночным методом

Руда месторождения Содержание меди, % Степень окисленности, % Степень хлоривозгонки,%
Саяк 1,0 66,8 96,1
Базшаколь 0,54 85,7 95,7
Карагайлы 0,36 57,4 97,9
Джесказагн 1,45 59.0 96,4
Шатырколь 2,40 61,1 94,7
Кальмарыр 0,89 70,3 94,1
Молдыбай 0,64 76,5 95,9
Актогай 0,50 87,2 94,3

( ----- ) «мокрое» улавливание возгонов

( –––– ) «сухое» улавливание возгонов

Рисунок 51.Технологическая схема переработки труднообогатимых окисленных медьсодержащих руд хлоридно-электротермическим методом






Дата добавления: 2017-06-13; просмотров: 1661; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.021 сек.