соискатель, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СОДОВО-СОРБЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОГАРКА МОЛИБДЕНИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА
IMPROVEMENT OF SODA SORPTION TECHNOLOGY FOR PRO-CESSING CINDER OF MOLYBDENITE CONCENTRATE
06.11.2023
88
Цитировать:
Рахимджонов З.Б., Расулова С.Н., Гуро В.П. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СОДОВО-СОРБЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОГАРКА МОЛИБДЕНИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2023. 11(113). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/16158 (дата обращения: 03.05.2024).
DOI - 10.32743/UniChem.2023.113.11.16158
АННОТАЦИЯ
Металлический молибден, производимый из тетрамолибдата аммония (ТМА), является товарным продуктом Научно-производственного объединения по производству редких металлов и твердых сплавов (НПО ПРМиТС) АО «Алмалыкский ГМК». Сырьевой базой его производства является молибденитовый концентрат, содержащий ценные примеси: Au, Ag, Re, Cu. В свое время, на комбинате, замена аммиачно-сорбционной на содово-сорбционную технологию выщелачивания огарка привела к нестабильности качества ТМА, повышению доли в нем нежелательных примесей, росту безвозвратных потерь драгметаллов, локализованных в кеках выщелачивания. Целью работы стало совершенствование содово-сорбционной технологии для повышения качества товарного продукта и снижения потерь драгметаллов.
ABSTRACT
Metallic molybdenum, produced from ammonium tetramolybdate (ATM), is a commercial product of the Research and Production Association for the Production of Rare Metals and Hard Alloys (RPA NPO PRM&HM) of Almalyk MMC JSC. The raw material base for its production is molybdenite concentrate containing valuable impurities: Au, Ag, Re, Cu. At one time, at the plant, the replacement of ammonia-sorption technology with soda-sorption technology for cinder leaching led to instability in the quality of ATM, an increase in the proportion of undesirable impurities in it, and an increase in irreversible losses of precious metals localized in leaching cakes. The goal of the work was to improve soda sorption technology to improve the quality of the commercial product and reduce losses of precious metals.
Ключевые слова: огарок, промышленный продукт, молибден, золото, серебро, рений, примеси, содовая технология.
Keywords: cinder, industrial product, molybdenum, gold, silver, rhenium, impurities, soda technology.
Введение
НПО ПРМиТС АО «Алмалыкский ГМК» производит тетрамолибдат аммония (ТМА) [1-3], для которого сырьевой базой служит молибденитовый концентрат (МоК), содержащий примеси элементов в катионной и анионной формах [4-5]. Ранее комбинат перешел в молибденовом производстве с аммиачной на содово-сорбционную технологию выщелачивания продукта 600оС обжига МоК - огарка промпродукта молибденового (ППМ) [6], что привело к нестабильности качества ТМА [7], повышению доли в нем примесей [8-9] и необходимости уточнения технологии перерботки ППМ [10-12].
Цель: совершенствование содово-сорбционной технологии для повышения качества товарного продукта и снижения потерь драгметаллов.
Материалы и методы
Объект исследования: огарок промпродукта молибденового АО «Алмалыкский ГМК» Ts 00193950-074:2018, состава: Н2О 0,09%; Мо 36,23%; Re 0,010% Cu 1,57%; Au 20,20 г/т; Ag 44,60 г/т; P 0,012 %; As 0,019%. Материалы - реагенты, используемые в содовой технологии переработки огарка ППМ, согласно действующего регламента ТИ 00193950-71-04-014:2019. При его выщелачивании молибденовый ангидрид и некоторые прримеси переходит в раствор. Контроль химического состава проб огарка промпродукта молибденового и образующихся при выщелачивании кеков и технологических растворов определяли методом энергодисперсионной рентгеновской флуоресцентной спектрометрии NEXCG Rigaku, Japan, масс-спектрометрического эмиссионного анализа, Agilent 7500 IСP.
Методика содовой технологической схемы
Стадии: Размол огарка ППМ. 1-ая стадия выщелачивания. Фильтрация пульпы. Вторая стадия содового выщелачивания. Фильтрация пульпы после 2-ой стадии. Третья стадия выщелачивания. Фильтрация пульпы. Водная промывка молибден-содержащего кека. Фильтрация пульпы. Подготовка раствора к сорбции.
Целью операции выщелачивания является перевод Мо в жидкую фазу:
Na2СО3 + МоО3 = Na2МоО4 + СО2
Пульпу после выщелачивания направляют на фильтр-пресс. Кек сбрасывают в реактор и перекачивают на промывку. Пульпу после промывки направляют фильтр-пресс. После заполнения фильтр-пресса кек промывают Растворы молибдата натрия направляют на подкисление и на сорбцию молибдена. Кек сбрасывают в контейнер.
Результаты и их обсуждение
Баланс по составу примесей в ТМА, из огарка ППМ, приведен в табл. 1. Из нее следует, что ТМА, по содержанию Fe соответствует 2-му сорту TS 00193950-067:2017 “Соль тетрамолибдата аммония. Технические условия” по Al – 3-му сорту, а в августе – не соответсвует ТУ; по Si – 3-му сорту, в июле-августе не соответсвует ТУ; по Zn. Mn, Ni - соответствует 1-му сорту; по W, C – нет данных, по Mg –соответсвует 3-му сорту; по S, P, Na – нет данных. Работа по шаговой схеме содового выщелачивания ОППМ в производстве солей Мо выпонена на примере партии №588, из которой получен товарный ТМА: H8Mo4N2O13×2Н2О.
Таблица 1.
Статистика НПО ПРМиТС по примесям в ТМА.
|
Элемент, % |
Месяц 2023 года, № партий |
Требования TS00193950-067:2017, не более |
||||
|
Июнь, № 9-310 |
Июль, №311-331, 1-328 |
Август, № 329-354, 1-303,485-501 |
Сорт 1 |
Сорт 2 |
Сорт 3 |
|
|
Fe |
0,001-0,042 |
0,002-0,097 |
0,002-0,11 |
0,01 |
0,1 |
0,1 |
|
Al |
0,002-0,098 |
0,002-0,11 |
0,003-0,40 |
0,005 |
0,020 |
0,200 |
|
Si |
0,003-0,037 |
0,003-0,095 |
0,003-0,095 |
0,01 |
0,03 |
0,05 |
|
Zn |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
|
Mn |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
- |
- |
- |
|
Ni |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
0,001 |
|
Cu |
0,002-0,010 |
0,002-0,012 |
0,002-0,010 |
0,003 |
0,005 |
0,010 |
|
As |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
0,003 |
0,003 |
0,003 |
|
W |
- |
- |
- |
0,005 |
0,010 |
0,03 |
|
C |
- |
- |
- |
0,005 |
0,005 |
0,005 |
|
Ca |
0,002-0,007 |
0,002-0,009 |
0,002-0,012 |
- |
- |
- |
|
Mg |
0,002-0,007 |
0,002-0,023 |
0,002-0,018 |
0,005 |
0,010 |
0,030 |
|
S |
- |
- |
- |
0,005 |
0,007 |
0,010 |
|
P |
- |
- |
- |
0,002 |
0,002 |
0,002 |
|
Na |
- |
- |
- |
0,15 |
0,16 |
0,18 |
Для очистки от примесей ТМА перекристаллизовывали в аммиачной среде, согласно TS 00193950-067:2017. Перекристаллизация соли ТМА осуществлялась в три этапа:
- растворение кристаллов ТМА в горячем водном растворе аммиака (4-5% NH4OH), после растворения горячий раствор молибдата аммония фильтруют;
- охлаждение и кристаллизация соли аммония молибденовокислого (АМК);
- фильтрация и сушка кристаллов АМК.
Перекристаллизацию проводили 2 раза. Получены результаты рентген-флюоресцентного анализа проб ТМА на примеси (табл. 2).
Из табл. 2 следует, что перекристаллизация ТМА эффективна в отношении очистки продукта лишь от Al, Si. Для очистки от Fe, Cu, W, Ca рекомендован метод сорбционной очистки ТМА на хелатной ионообменной смоле Purolite S 930, не сорбирующей молибдат-ионы при рН 4-5.
Таблица 2.
Примеси в образцах ТМА №1,2,3,4 (%)
|
№ |
Al |
Si |
K |
Са |
Ti |
Fe |
Cu |
Zr |
Ta |
W |
|
1 |
- |
- |
0,055 |
0.051 |
- |
0,017 |
0,004 |
0,387 |
0,006 |
0,012 |
|
2 |
0,253 |
0,124 |
0,051 |
0,078 |
0,008 |
0,019 |
0,005 |
0,399 |
0,007 |
- |
|
3 |
0,075 |
0,037 |
- |
0,143 |
- |
0,021 |
0,006 |
0,396 |
- |
0,015 |
|
4 |
0,053 |
0,039 |
0,072 |
0,118 |
- |
0,018 |
0,004 |
- |
0,008 |
0,006 |
Таблица 3.
Партия 1: кек после выщелачивания молибденового огарка
|
№ п/п |
Наименование пробы |
Результат анализа |
||
|
Мо, % |
Au, г/т |
Ag ,г/т |
||
|
1 |
Мо кек 1 стадия |
23,24 |
70,0 |
118,6 |
|
2 |
Мо кек 2 стадия |
14,00 |
81,0 |
136,6 |
|
3 |
Мо кек 3 стадия |
13,96 |
81,1 |
134,6 |
|
4 |
Мо кек 4 стадия |
7,64 |
86,0 |
139,6 |
|
5 |
Мо кек 5 стадия |
7,67 |
85,0 |
145,6 |
|
6 |
Мо кек 6 стадия |
7,51 |
100,0 |
129,6 |
|
7 |
Мо кек после промывки |
1,41 |
79,0 |
150,6 |
|
8 |
Мо кек 1 стадия |
3,86 |
80,0 |
155,6 |
|
9 |
Мо кек 2 стадия |
1,75 |
72,0 |
124,6 |
Таблица 4.
Партия 1, раствор после выщелачивания
|
№ п/п |
Результат анализа |
|||
|
Re, мг/л |
Mo, мг/д |
AI2O3, мг/л |
SiO2, мг/л |
|
|
1 |
202,5 |
21,08 |
1028 |
168 |
|
2 |
111,2 |
11,37 |
573,6 |
100 |
|
3 |
109,9 |
12,21 |
582,49 |
88 |
|
4 |
119,7 |
12,98 |
625,96 |
18 |
|
5 |
71,6 |
8,88 |
407,48 |
46 |
|
6 |
56,4 |
7,31 |
369,31 |
36 |
Таблица 5.
Пробы материалов из партии 1 и результат из анализа на Мо
|
№ п/п |
Наименование пробы |
Результат анализа |
|
Мо, % |
||
|
1 |
Мо кек 1 стадия |
56,73 |
|
2 |
Мо кек 2 стадия |
57,19 |
|
3 |
Мо кек 3 стадия |
57,38 |
|
4 |
Мо кек 4 стадия |
57,76 |
|
5 |
Мо 2 участок |
57,12 |
Проведено испытание на промышленных партиях ОППМ для выявления потерь золота и серебра. Выявлена связь количества стадий содового выщелачивания огарка/кека с составом продуктов (табл. 3-5). Из табл. 3 следует, что наиболее эффективны 1-4 стадии выщелачивания ОППМ: после 4-й стадии содержание Мо в кеке не меняется (около 7,51%). Но после окислительного обжига кека при 600оС, кек активируется (сульфиды переходят в оксиды), выщелачивание огарка кека 2-й стадии выявило 1,75% Мо в кеке, что укладывается в норму потерь Мо (до 3%), согласно TSh 64-23283880-07:2013. Концентрация Au и Ag в кеках растет по мере роста числа выщелачиваний огарка и кека. Из табл. 4 следует, что монотонно убывает концентрации Re и Mo, Al и Si к растворах выщелачивания, по мере роста их числа. Из табл. 5 следует, что концентрация Мо в ТМА, выделенного из кеков выщелачивания, по мере роста числа стадий выщелачивания, остается на уровне 56,7-57,7% Мо.
Заключение
Перекристаллизация ТМА эффективна в отношении очистки продукта от Al, Si, но не от Fe, Cu, W, Ca. Для очистки от последних рекомендован метод сорбционной очистки ТМА на хелатной ионообменной смоле Purolite S 930, не сорбирующей молибдат-ионы при рН > 2.0-2.1. Эффективны 1-4 стадии выщелачивания огарка ППМ, а начиная с 5-й стадии, содержание Мо в кеке содового выщелачивания не меняется (~ 7,5%). После окислительного обжига этого кека при 600 оС, он активируется (сульфиды переходят в оксиды). Выщелачивание огарка кека 2-й стадии выявило присутствие в его составе лишь 1,75% Мо, что укладывается в норму потерь Мо 3%, согласно TSh 64-23283880-07:2013.
Список литературы:
- Зеликман А. Н.. Металлургия редких металлов. М.: Металлургия, 1980. 431с.
- Зеликман А.Н. Молибден. - М.: Металлургия, 1970. 440 с.
- Зеликман А.Н. Металлургия тугоплавких редких металлов. М.: Металлургия, 1986. 324 с.
- Туресебеков А.Х. и др. Технологическая минералогия месторождения Большой Кальмакыр. -Ташкент. ГП «НИИМР», 2012, 108 с.
- Vaughan, D.J., 2006. Sulfide mineralogy and geochemistry: introduction and overview. In: Sulfide mineralogy and geochemistry. Reviews in mineralogy and geochemistry. Geochemical society mineralogical society of America, pp. 1-5.
- Огарок промышленного продукта молибденового TSh 64-23283880-07:2013. Стандарт организации. - Ташкент: изд-во Узстандарт, 2013 г.
- ТИ 00193950-71-04-013:2019 взамен ТИ 12810-5-1:2008 Технологическая инструкция на производство солей молибдена (тетрамолибдата и парамолибдата аммония).
- Блохин А.А., Копырин А.А. Химия и технология молибдена, вольфрама и рения: Текст лекций /СПбГТИ(ТУ). - СПб., 1999. - 91 с.
- Kaixi Jiang, Yufang Wang, Xiaoping Zou, Lei Zhang, Sanping Liu. Extraction of Molybdenum from Molybdenite Concentrates with Hydrometallurgical Processing. TMS. 2012. 458-464. DOI: 10.1007/s11837-012-0457-3
- Патент RU 2441084 C2. Способ переработки молибденитового концентрата. Автор(ы): Лобанов В.Г.(RU), Ситдиков Ф.Г.(RU), Маврин И.Н.(RU) и др. Заявка: 2010108195/02, 04.03.2010, заявка опубл. 10.09.2011 в бюлл №25, Патент опубл. 27.01.2012 в бюлл. №3.
- Патент RU 2393253. Способ переработки сульфидных и смешанных
- молибден-содержащих концентратов для извлечения молибдена и рения. Ватолин Н.А., Халезов Б.Д., Лобанов В.Г. и др. Дата начала действия патента: 08.06.2009, Опубл.: 27.06.2010. Бюл. No 18. -С 324.
- Патент RU 2696989 C1. Способ переработки молибденитсодержащих концентратов. Антропова И. Г. (RU). Подача: 2018.10.15. Начало действия: 2018.10.15. Публикация: 2019.08.08, бюл. No 22. С. 73.
Информация об авторах
Applicant, Institute of General and Inorganic Chemistry, Uzb Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent
ст. науч. сотр., Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент
Senior Researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry, Uzb Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent
д-р хим. наук, профессор. заведующий лабораторией Института общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, Узбекистан, г. Ташкент
Doctor of chemical Sciences, Professor. Head of laboratory Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of sciences of the Republic of Uzbekistan, Tashkent, Uzbekistan