Библиографическое описание:

Жумашев К. Ж., Каримова Л. М., Кайралапов Е. Т. Лабораторные исследования процесса обжига медного сульфидного концентрата и выщелачивания обожженного продукта [Текст] // Актуальные вопросы технических наук: материалы Междунар. науч. конф. (г. Пермь, июль 2011 г.). — Пермь: Меркурий, 2011. — С. 59-62.

Переработке бедных забалансовых сульфидных руд посвящено множество исследований, сущность которых сводится к выщелачиванию исходной руды различными методами, поскольку получение концентрата из них считается нерентабельным. Наряду с этим известны подходы, предусматривающие стадии получения концентратов и их переработку пирометаллургическими, гидрометаллургическими или комбинированными методами.

Процесс плавки требует получение богатых концентратов по целевому металлу, что связано с его большими потерями на стадии обогащения. Гидрометаллургические методы требуют сильных окислителей [1-3], которые являются дорогими и дефицитными, что также существенно повышает себестоимость продукции. В связи с этим авторами данной работы уделено внимание развитию компромиссного направления и представлены результаты лабораторных исследований по комбинированной схеме «сульфатизирующий обжиг-выщелачивание».

В качестве исследуемого материала использовали черновой медный флотоконцентрат, химический состав которого приведен в таблице 1.

Таблица 1

Содержание основных компонентов в концентрате, %

Cu,%

S,%

Fe

CaO

Na2O

K2O

8,0

5,50

3,65

12,14

1,82

1,37


Шихту ока­тывали водой в грануляторе, имеющем чашу диаметром 0,4 м. Фракции гранул необходи­мого размера отсеивали на ситах. Насыпная масса гранул 1 г/см3. Гранулы сушили и определяли статическую прочность (таблица 2, где d – диаметр гранул).

Таблица 2

Статическая прочность подсушенных гранул концентрата

d, мм

8,8

7,2

7,7

8,4

7,3

Среднее, г

Прочность,

г/окатышу

720

770

750

800

750

750


Как следует из данных таблицы, высушенные гранулы имеют достаточную прочность для обжига в печи тем более в слое небольшой высоты с навеской 15, 5 г. Учитывая диаметр гранул, высоту слоя и насыпную массу гранул, найдем прочность гранул:

,

где: P – прочность, г/окатыш; γнасыпная масса, г/см3.

Тогда допустимая высота слоя для средних значений составит:

.

Обжиг вели в вертикально установленной трубчатой электропечи. Вначале печь нагревалась до определенной температуры, которая поддерживалась с помощью реле, соединенного с термопарой, вторич­ным прибором и регуля­тором напряжения в цепи нагревательных элементов печи. Затем навеску гра­нул в корзине, изготовленной из нихромовой проволоки, помещали вовнутрь печи, предварительно нагретой до заданной темпера­туры. Снизу в печь вдували воз­дух, расход которого контролировали с помощью ротаметра. По окончанию опыта гранулы извлекали из печи, охлаждали и выполняли необходимые замеры (таблица 3).

Таблица 3

Статическая прочность обожженных гранул при температуре 600 0С

d, мм

8,8

7,2

7,7

8,4

7,3

Среднее, г

Прочность

г/окатышу

3400

3300

3350

3150

3100

3260


Обожженные гранулы имеют статическую прочность, примерно в четыре раза больше, чем исходные высушенные.

Последовательно изучено влияние различных факторов - температуры об­жига (t, от 400 до 750 &#;С), продолжительности (&#;, от 0 до 120 мин), расхода воз­духа, вдуваемого в зону реагирования (V, от 10 до 100 см3/с), диаметра гранул (d, от 2 до 12 мм). Были построены точечные графики частных зависимостей степени выхода газообразных продуктов, отнесенные к количеству серы в концентрате, извлечения меди в раствор из огарка, содержания меди в кеке, данные по которым приведены на рисунках 1 - 3.

Как видно из рисунка 1 в интервале температур 550 – 700 0С степень газообразования остается практически постоянной. Выше 700 0С начинается диссоциация сульфатов, что приводит к повышению перехода серы в газ, поэтому этот интервал является недопустимым.




Врезка2Врезка1







Врезка3

Врезка4







Точки – экспериментальные данные; линии – аппроксимирующая функция;

Sгаз,%– переход серы в газ, а – влияние температуры, t,°С; б – расхода вдуваемого

воздуха, V, см3/с; в – продолжительности обжига,t, мин; г– крупности гранул, d, мм

Рис. 1– Зависимость перехода серы в газ от заданных факторов


















Точки – экспериментальные данные; линии – аппроксимирующая функция;

εCu, % – извлечение меди в раствор, а – влияние температуры обжига, t,°С; б – расхода вдуваемого воздуха, V, см3/с; в – продолжительности, t, мин; г– крупности гранул, d, мм.

Рис. 2 – Зависимость извлечения меди в раствор из огарка от заданных факторов

Результаты изучения влияния размера гранул на степень перехода серы в газовую фазу дают информацию о тенденции снижения выхода газовой серы по мере увеличения диаметра окатышей, что объяснимо в связи с затруднениями удаления серы из более крупных гранул. Это положительный эффект с точки зрения сульфатизирующего обжига, однако чрезмерное увеличение диаметра гранул приводит к затруднению процесса обжига за счет затруднений в подводе кислорода к центру гранул.

Выщелачивание огарка с содержанием 8% Cu, 3,65 % Fe, проводили при условиях Ж:Т=4:1, температуре 60 0С и продолжительности опыта 120 минут. Изучение проводили при перемешивании магнитной мешалкой в термостатированной ячейке раствором серной кислоты с концентрацией 120 г/л. Графики частных зависимостей по извлечению меди в раствор и содержанию меди в кеке приведены на рисунках 2, 3 соответственно.

Врезка7Врезка6Врезка5

Врезка8






Врезка9

Врезка10

Врезка12Врезка13Врезка11

Врезка14






Врезка16Врезка15



Точки – экспериментальные данные; линии – аппроксимирующая функция;

βCu,%– содержание меди в кеке, а – влияние температуры обжига, t,°С;

б – расхода вдуваемого воздуха, V, см3/с; в – продолжительности, t, мин;

г– крупности гранул, d, мм

Рис. 3– Зависимость влияния факторов на остаточное содержание меди в кеке после выщелачивания огарка

Таким образом, исследовано влияние различных факторов на процесс обжига и на извлечение меди. Установлено, что достаточно высокую степень извлечения меди можно достичь при условиях: t –550 - 700 0С, τ – 20 - 60 мин., d – 8 -12 мм., V – 20-100 см3/с. Выход кека при этих условиях составляет 75%. В указанных пределах значения диаметра гранул и скорости подачи воздуха не значимы, т.е. не оказывают влияния на степень обжига концентрата и извлечения меди в раствор.


Литература:
  1. Шурыгин Ю.А., Халезов Б.Д. Исследование выщелачивания забалансовых окисленных и смешанных руд Кальмакырского месторождения//Цветные металлы, 1974.-№5. – С.68-71.

  2. Иванов В.И., Степанов Б.А., Применение микробиологических методов в обогащении и гидрометаллургии.- М.- 1960. – С.23-28.

  3. Жумашев К.Ж., Токбулатов Т.Е., Каримова Л.М., Кайралапов Е.Т. Кинетические особенности выщелачивания меди из забалансовых руд Жезказганского месторождения// Комплексное использование минерального сырья. – 2010. -№5(272). – С.35-42.

Основные термины: извлечения меди, процесса автоклавного выщелачивания, диаметр гранул, автоклавного выщелачивания упорных, процесса выщелачивания спековой, моделирование процесса выщелачивания, выщелачивания упорных золотосодержащих, выщелачивания спековой пыли, процесса обжига, упорных золотосодержащих руд, руд коры выветривания, Похожая статья, Исследование процесса автоклавного, золотосодержащих руд коры, Математическое моделирование процесса, обжига керамики, присутствии диоксида марганца, извлечение меди, процесса обжига медного, продолжительности процесса

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle