ПЕРЕРАБОТКА ТЕХНОГЕННОГО ВОЛЬФРАМОВОГО СЫРЬЯ НПО ПРМиТС АО «АЛМАЛЫКСКИЙ ГМК»

АННОТАЦИЯ

Научно-Производственное Объединение производства редких металлов и твердых сплавов (НПО ПРМиТС) АО «Алмалыкский ГМК» испытывает потребность в вольфраме для производства твердых сплавов, располагая своими двумя техногенными сырьевыми источниками вольфрама: кеками гидрометаллургической переработки шеелитового концентрата и лежалыми хвостами рудника Ингички, Разработаны усовершенствованная содовая схема выщелачивания W-кеков и способ обогащения бедных лежалых хвостов рудника Ингички, с получением шеелитового концентрата (WO₃ 30-35%)

Цель: усовершенствование метода переработки W-кеков, разработка способа обогащения лежалых хвостов рудника Ингички.

ABSTRACT

The Research and Production Association for the Production of Rare Metals and Hard Alloys (RPA PRM&HA) of Almalyk MMC JSC is in need of tungsten for the production of hard alloys, having its two technogenic raw materials sources of tungsten: cakes of hydrometallurgical processing of scheelite concentrate and stale tailings of the Ingichki mine. Improved soda has been developed scheme for leaching W-cakes and a method for enriching poor stale tailings of the Ingichki mine, producing scheelite concentrate (WO₃ 30-35%).

Purpose: improvement of the W-cake processing method, development of a method for enriching the old tailings of the Ingichki mine.

Ключевые слова: вольфрам, выщелачивание, сода, обогащение, лежалые хвосты, месторождение Ингички.

Keywords: tungsten, leaching, soda, enrichment, stale tailings, Ingichki deposit.

Введение. Извлечение вольфрама из техногенных отходов (рециклинг) [1-2] - актуальная проблема производства твердых сплавов. Внимание ей уделяли Зеликман А.Н. [3-4], Вольдман С.Г. [5] Ли К.С. [6], Блохин А.А. [6] (рис. 1).

Из-за отсутствия сырья производства твердых сплавов - вольфрамового концентрата, НПО ПРМиТС АО «Алмалыкский ГМК» подвергает W-кеки автоклавно–содовому выщелачиванию способом, разработанным институтом «Механобр» (г. Ст.-Петербург). W-кеки содержат до 1,5-2,0 % WО₃ (рис. 2). При этом извлечение вольфрама раствор едва достигает 50%, с содержанием 1,5-1,8 г/л WО₃ в растворе. Твердый остаток, содержащий 1,0% WО₃, дисперсный и плохо фильтруемый, направляется на шламовое поле. Как видим потери вольфрама большие, извлекаемость из кеков – низкая: необходимо усовершенствовать технологию переработки W-кеков. Второй потенциальный источник W для НПО ПРМиТС - лежалые хвосты вольфрамового рудника Ингички. Требуется получение из них шеелитового концентрата.

Цель: усовершенствование метода переработки W-кеков, разработка способа обогащения лежалых хвостов рудника Ингички.

Методы и материалы. Основной объект исследования – пробы W-кеков шламового поля НПО ПРМиТС (табл. 1). Они содержит 2,2 % WO₃, до 0,0003% Re, 1,5 % Cu, до 6-7 % Mо, около 2-4% Fe. Второй объект - лежалые хвосты рудника Ингички, из хвостохранилище №1, с содержанием WO₃,%: 0,071.

Таблица 1.

Данные о составе W-кеков шламового поля НПО ПРМиТС

Контроль состава проб выполнялся методами ICP-спектрометрии (Agilent 7500 IСP), энергодисперсионного (рентген-флюоресцентного) анализа (РФА) RPF-SQX (NEXCG Rigaku, 2022, Япония) по технологии Profile Fitting (RPF). Рентгенодифракционный анализ XRD порошковых проб выполнен на дифрактометре PANalytical Empyrean, с энергодисперсионной приставкой определения кристаллической структуры.

Результаты и их обсуждение. На пути решения первой проблемы подготовлена Программа исследования (табл 2), предусматривающая схему: спекание кека с каустической содой, водное, азотнокислое, содовое выщелачивание для перевода ценных металлов в раствор. Данные об извлечении примесей из кека представлены в табл. 2, а вольфрама – в табл. 3..

Таблица 2.

Операция процесса и извлечение примесей из кека: Cu, Mo, Fe, Re

Таблица 3.

Результат реализации Программы: порядок и номера проб из табл. 2

* Примечание. В скобках - данные ИОНХ АН РУз, без скобок - данные Краснохолмской экспедиции

Вольфрам наиболее полно выщелачивается из спеченного при 400-600 ^оС с содой W-кека каустической содой. В итоге, разработана содовая схема спекания, водного, азотнокислого и щелочного выщелачивания W-кеков, обеспечивающая 80-90% извлечение W, Mo, Cu, Fe, Ni, Re в раствор для последующей их селективной сорбции и разделения на ионитах: Re(VII) - на высокоосновном анионите Levatit 500 в Н-форме, при рН 2,5-4, Мо - на смоле Purolite А-100Мо при рН-5-6; Cu – на хелатной смоле Purolite S-930. Экспериментально подтверждена необходимость предварительного, до выщелачивания, спекания образцов W-кеков, что видно из данных табл. 4.

Таблица 4.

Сравнительная оценка эффективности выщелачивания W-кека, в зависимости от вида предварительной термообработки образца

Таблица 5.

Результат обогащения лежалых хвостов Ингички

Следующий объект исследования – лежалые хвосты W-рудника Ингички, из хвостохранилище №1, задача – необходимость их обогащения, в связи с потребностью НПО ПРМиТС в вольфраме, с получением шеелитового концентрата, содержащего не менее WO₃ 30-35%, Разработана схема их технологического передела (рис. 3), а также технологический регламент процесса обогащения. Полупромышленное его испытание реализовано на опытной партии материала из хвостохранилища Ингички. Всего переработано 19250 кг лежалых хвостов Ингички со средним содержанием WO₃ 0,071%. Всего получено вольфрамового концентрата 16,30 кг, со средним содержанием WO₃ 31,69%. При этом, извлечение WO₃ составило 37,93%.

Согласно схеме рис. 3, сырьё (вольфрамсодержащие пески) поступало на репульпацию 1 (пульпообразование), для смешивания с водой, в соотношении Ж:Т = 1,7:1,0. Далее пульпа шла на операцию обогащения, на винтовых сепараторах. В результате обогащения, получали: концентрат 1, с содержанием WO₃ 0.8-1.5%, и хвосты 1. Хвосты 1 являлись отвальными и направлялись в хвостохранилище (или временный склад) для последующего использования в побочном производстве.

Концентрат 1 поступал на операцию репульпации 2, где смешивался с водой в соотношении Ж:Т=1:2, пульпа поступала на концентрационный стол для перечистки. В результате перечистки, образовывались продукты: концентрат 2 и хвосты 2.

Рисунок 3. Технологическая схема обогащения вольфрам-содержащих хвостов Ингичкинской обогатительной фабрики

Хвосты 2 направлялись на репульпацию 1. Концентрат 2 - на операцию репульпацию 3 (Т:Ж=1:2), пульпа с репульпации 3 - на перечистку на концентрационном столе. Последняя осуществлялась при подаче воды (Т:Ж= 1:(7-8). В итоге, на концентрационном столе образовывались продукты: концентрат 3 и хвосты 3. Концентрат 3, с содержанием WO₃ не менее 30-35%, является готовой продукцией, хвосты 3 шли на репульпацию 1 (табл. 5).

Заключение. Разработана технология комплексной переработки твердых (шламовых) отходов гидрометаллургического производства вольфрамового ангидрида путем усовершенствования содовой схемы спекания W-кека, его водного, азотнокислого и содового выщелачивания, обеспечивающая достаточно полное (80-90%) извлечение вольфрама, молибдена, меди, железа, никеля, рения в раствор для последующей их селективной сорбции и разделения на ионитах. Разработан способ обогащения бедных вольфрамом лежалых хвостов рудника Ингички, с получением шеелитового концентрата с WO₃ 30-35%, путем технологического передела, путем пульпообразования и обогащения на винтовых сепараторах.

Список литературы:

1. Аракчеев Ш.Д. Проблемы научно-технического прогресса во вторичной цветной металлургии // Цв. Металлы, 1993.- № 5. - С.1-3.
2. Burkin A.R. Chemucal hydrometallurgy, theory and principles. London: Imperial College, UK, - 2001.- 424 pp.
3. Зеликман А.Н. Металлургия тугоплавких редких металлов. - М.: Металлургия, 1986. - 439 с.
4. Зеликман А.Н., Никитина А.С. Вольфрам.- М.: Металлургия. -1978.- 272 с.
5. Вольдман Г.М., Зеликман А.Н., Зиберев Г.Н. и др. Исследование экстракции молибдена и вольфрама из растворов, содержащих перекись водорода и разработка технологии их разделения. Химия и металлургия редких металлов. Под ред. Зеликмана А.Н. М.: Металлургия.-1979.-С.11-12.
6. Li K.C., Chung Yu Wang. Tungsten. 3 ed.- N.Y: Reinhold Publ., 1955. - 506 p.
7. Блохин А.А., Копырин А.А. Химия и технология молибдена, вольфрама и рения: Текст лекций /СПбГТИ(ТУ). - СПб., 1999. - 91 с.