Сегрегационный обжиг медных руд

Наибольший интерес для практики представляет применение процессасегрегационного обжига для подготовки к обогащению окисленных икарбонатных медных, руд, для которых процессы флотации или сернокислотного выщелачивания неэффективны. Огромные запасы окисленныхмедных руд в полной мере не используют из - за отсутствия высокоэффективных методов их переработки. Проведенными за последние годы лабораторными, полупромышленными и промышленными испытаниями процесса сегрегации при переработке окисленных медных руд ряда зарубежных месторождений показали, что этот процесс является чрезвычайноэффективным и позволяет получать в сочетании с процессом флотацийпри оптимальных условиях концентраты с содержанием Сu свыше 70 % при ее извлечении до 95 %.

Процесс сегрегации осуществляют при нагревании измельченной медной окисленной руды в смеси с небольшим количеством галогенидаи углеродистого восстановителя. В качестве галогенида обычно применяют поваренную соль. При обжиге Cu переходит в металлическую формупосле чего легко выделяется флотацией.

Химизм процесса состоит в следующём: 1) взаимодействие водяныхпаров, NaСl и SiO₂ приводит к образованию НСl по реакции SiO₂ + Н₂O + 2NaСl→ 2НСl + Na₂SiO₃; 2) образование полухлористой Сu при хлориовании медных минералов: 2Сu₂O + 6НСl→ 2(СuСl)₃ +3Н₂O; 3) регенерация НСl и восстановление полухлористой меди 2(СuСl)₃+3Н→6Сu+6НСl. Восстановителем является Н₂, образующийся при взаимодействии угля с водяными парами.

Процесс ведут в специальных реакторах кипящего слоя. Температурав камере кипящего слоя поддерживают от 1050 до 1120 К, полнота сегрегации меди обеспечивается при пребывании руды в реакционной камерепримерно в течение 5 мин, расход поваренной соли составляет ~0,1 %от массы руды. Считается, что успешное осуществление этого процессавозможно при его разделении на стадию нагрева руды в кипящем слоеи на стадию непосредственной сегрегации Сu в реакционной камере.

Первые заводы с использованием этого процесса были построеныв Южной Родензии и Бельгийском Конго в 1931 г., а затем в 50 - х годахв Мавритании и Перу. В эти же годы Горным бюро США была проведенаотработка параметров процесса сегрегации, установлены оптимальнаядлительность и температура процесса, определены гранулометрическийсостав перерабатываемых материалов, а также тип и количество добавокхлоринаторов и восстановителя. Результаты исследований были использованы для проектирования и строительства заводов в Аризоне для переработки 175 и 500 т руды в сутки. Отмечено, что важным обстоятельстввом, затруднявшим внедрение технологии сегрегации в промышленность; являлось отсутствие надежной аппаратуры и в особенности печных агрегатов в связи с тем, что в этом процессе используется косвенный нагрев.Эта проблема была решена, так называемой, технологией ТОКСО, благодаря применению непосредственного нагрева.

В докладе на конгрессе обогатителей в Бразилии сообщалось об успешном промышленном применении процесса сегрегации для карбонатных медных руд на шахте Катанга в Перу "Сегрегационно–флотационногопроцесса Митсуй" (хлорирующий обжиг - восстановление Сu–флотация Сu).

При содержании в руде 6 % Сu, извлечение ее в 50 % - ный концентрат составило 88 %. Производительность фабрики, построенной в 1973 г. на руднике Катанге, 150 т/сут. В руде содержится значительное количество благородных металлов, карбонатные и силикатные минералы. Опыт работы фабрики показывает, что экономичность данного процесса обусловлена высоким содержанием Сu в руде, для более бедных руд требуется дальнейшее исследование и совершенствование процесса.

Литература

1. Шевко В.М. Общая металлургия. Шымкент, ЮКГУ. 2013 -357с.

2. Тациенко П.А. Обжиг руд и концентратов. –М.: Металлургия. 1985.-212с.

3. Алшанов Р.А., Казахстан на мировом минерально-сырьевом рынке. Проблемы и их решение. Алматы. 2004. -220с.

4. Шевко В.М., Каратаева Г.Е. Минеральное сырье Казахстана. Учебное пособие. - Шымкент: ЮКГУ, 2011.

5. Комков Н.М., Луганов В.А. Особенности обжига цинковых судьфидных концентратов с повышенным содержанием примесей. Усть-Каменогорск. Техцентр УК. 2005.- 360с.

6. Комков Н.М., Луганов В.А. Обжиг сульфидных цинковых концентратов. ВК ГТУ. 2004-389с.

7. Шевко В.М., Каратаева Г.Е. Комплексное использование сырья в цветной металлургии: (монография). - Шымкент: Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауэзова, 2016. -170 с.

8. Шевко В.М., Каратаева Г.Е. Основы безотходных технологий в цветной металлургии/ Учебное пособие. – Шымкент.: Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауэзова, 2016. -214 с.

9. Шевко В.М., Айткулов Д.К., Айткулов Б.Д., Сержанов Г.М., Утеева Р.А. Комплексная хлоридно-электротермическая переработка оксидных медьсодержащих руд: (монография). –Шымкент, ЮКГУ им.М.Ауэзова, 2014. -236 стр.

10. Шевко В.М., Худайбергенов Т.Е., Мельник М.А. Хлоридная и хлорная переработка некондиционных руд и промпродуктов цветной металлургии. - Алматы: Познание, 1995. – 140 с.

11. Шевко В.М., Ниязбекова Р.К. Экономические и технические аспекты комплексного исполтзования материально-сырьевых ресурсов. –Алматы: Казахстан. 1994. -102с.

12. Шевко В. М., Айткулов Д.К. Усербаев М.Т. Физико-химические закономерности хлоридовозгонки меди, цинка и свинца из поликомпонентных оксидных, сульфидных и оксидно- сульфидных систем.ЮКГУ им. М. Ауезова. –Алматы, 2006. -173 с.

13. Шевко В. М., Айткулов Д.К.Физико-химические основы и технология переработки бедных шлаков цветной металлургии хлоридной продувкой.-Алматы: Fылым, 1996.-202 с.

14. Грань Н. И., Онищин Б. П., Майзель Е. И.. Электроплавка окисленных никелевых руд. - Москва : Металлургия, 1971. - 248 с

15. Резник, И. Д. Никель (в 3-х томах) / И. Д. Резник, Г. П. Ермаков, Я. М. Шнеерсон – М.: ООО Наука и технология, 2003. – 608 с .