УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ МОЛИБДЕНИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА

АННОТАЦИЯ

Молибден перерабатывается по технологии содового выщелачивания «огарка промышленного продукта молибденового» (ОППМ) – продукта окислительного обжига молибденитового концентрата (МоК), в Научно-производственном объединении по производству редких металлов и твердых сплавов АО «Алмалыкский ГМК». Для получения ОППМ, МоК сначала гранулируют с 8-10% каолинового связующего и обжигают в барабанной печи при 570-600 ⁰С. Применение минерального связующего в этом случае приводит к разубоживанию ОППМ по Мо, Au, Ag, (под «разубоживанием» понимается потеря качества минерального сырья, происходящая от снижения содержания полезного компонента, по сравнению с содержанием в балансовых запасах) затрудняет его гидрометаллургическую переработку. Использование альтернативных каолину беззольных органических связующих при гранулировании ОППМ позволяет избавиться от вышеуказанных недостаков технологии молибденового производства. Цель работы – сравнительное исследование эффективности получения и переработки окатанного промышленного продукта молибденового на основе двух схем: использования каолинового и альтернативного ему беззольного органического связующих.

ABSTRACT

Molybdenum is processed using the soda leaching technology of "molybdenum industrial product cinder" (MIC) - a product of oxidative roasting of molybdenite concentrate (MC), in the Scientific and Production Association for the Production of Rare Metals and Hard Alloys of JSC "Almalyk MMC". To obtain MC, MC is first granulated with 8-10% kaolin binder and roasted in a drum furnace at 570-600 0C. The use of a mineral binder in this case leads to dilution of MC in Mo, Au, Ag, (by "dilution" we mean the loss of quality of mineral raw materials resulting from a decrease in the content of a useful component, compared to the content in balance reserves) complicates its hydrometallurgical processing. The use of ashless organic binders alternative to kaolin in granulating MIC allows to get rid of the above disadvantages of the molybdenum production technology. The aim of the work is a comparative study of the efficiency of obtaining and processing a rounded industrial molybdenum product based on two schemes: the use of kaolin and an alternative ash-free organic binder.

Ключевые слова: огарок, молибден, молибденитовый концентрат, связющее.

Keywords: cinder, molybdenum, molybdenite concentrate, binder.

Введение

Начальный этап производства молибдена в АО «Алмалыкский ГМК» начинается с гранулирования молибденитового концентрата (МоК) с помощью 9-10% каолинового связующего [1,2] и окислительного обжига при 570-600 ⁰С в присутствии кислорода [3-5], окатанного промышленного продукта молибденового (ППМ) в барабанной печи Цеха переработки редких металлов комбината. Последующим шагом является содовое выщелачивание полученного огарка ППМ в Научно-производственном объединении производства редких металлов и твердых сплавов (НПО ПРМиТС) комбината. Ввиду недостатков этой схемы технологии молибденового производства, вызванных разубоживанием ОППМ по Мо, Au, Ag, внимание привлекает возможность замены каолина альтернативным связующим – беззольным органическим полимером, с полвышением эффективности гидрометаллургической переработки ОППМ [7-10].

Цель: сравнительное исследование эффективности получения и переработки окатанного промышленного продукта молибденового на основе двух схем: использования каолинового и альтернативного ему беззольного органического связующих.

Материалы и методы

Объект исследования: огарок промышленного продукта молибденового (ППМ) 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%. При переработке огарка ППМ по содовой технологии ТИ 00193950-71-04-014:2019, применялся раствор кальцинированной соды. Продукты переработки - молибденовый ангидрид, кек содового выщелачивания. Контроль химического состава проб огарка ППМ (ОППМ) и технологических растворов проводили методом энергодисперсионной рентгеновской флуоресцентной спектрометрии NEXCG Rigaku (Japan), спектрометрического эмиссионного анализа, Agilent 7500 IСP.

Результаты и их обсуждение

На основе образцов одной и той же партии ППМ: а) исходного; б) гранулированного до обжига; в) огарка ППМ, составлен баланс распределения металлов  продуктах переработки до гидрометаллургической стадии (табл. 1).

Таблица 1.

Распределения металлов в продуктах переработки ППМ

Как видно из табл. 1, содержание в огарке ППМ драгоценных металлов, г/т: золота 20,20, серебра 44,60, а влажности – незначительно и в расчетах пренебрежимо мало, остальные контролируемые элементы на точность анализов Au, Ag в пробах не влияли.

В дальнейшем, проведены сравнительные опытно-лабораторные испытания по шаговым схемам процессов содового (ТИ 00193950-71-04-014:2019) и аммиачного (ТИ 00193950-71-04-013:2019) выщелачивания образца огарка ППМ (Ts 00193950-074:2018).

Таблица 2.

Элементный состав продуктов со связующими окатывания: каолином и полимером; кеки №1-6 – с каолином; №6-10 – с полимером СК-К

Для достижения цели исследования приготовлены гранулы ППМ на основе каолинового и органического, беззольного  связующих, которые обожжены при температуре 600 ⁰С в присутствии избытка кислорода. Равное количество масс образцов отбирали как от ОППМ, так и от кека выщелачивания ОППМ раствором Na₂CO₃ (Т:Ж 1:6) при температуре 75⁰С в каждой из 5 стадий. Осадок, полученный на каждом этапе, анализировали (таблица 2).

Выщелачивание кеков осуществляи в последовательности 5-ти стадий: продукты выщелачивания, соответственно этим стадиям, обозначены: для каолинового связующего №1-6, а для полимера СК-К - №6-10, соответственно. По мере выщелачивания, с 1-й стадии до 5-й, содержание молибдена в кеке уменьшалось, но увеличивалась доля драгоценных металлов. Как видно из табл. 2, максимумы концентраций драгметаллов отмечены не в «каолиновой» серии, а «полимерной», беззольной.

Рисунок 1. Вид и состав гранул ППМ, подготовленных на основе связующих: каолина (вверху) и СК-К (внизу), полученные на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ)

Для обоснования этой закономерности образцы ОППМ, полученные на основе каолина и органического полимера, исследовали на сканирующем электронном микроскопе (рис.1).

Из энергодисперсионного спектра зондового микроанализа СЭМ видно, что для “полимерной” гранулы ППМ, в отличие от “каолиновой” характерно меньшее количество линий примесных элементов.Содержание каолина в гранулах ППМ составляло 8%, и 1-3%, соответственно. Оказалось во втором случае, что увеличение доли полимера СК-К от 1% до 3% обеспечивало максимальную пористость гранул, и всегла больше, чем в “каолиновых”. Кроме того, дополнительно, методом сорбции паров воды и жидкого азота, на вакуумной адсорбционной установке, показно, что образцы без каолина, но с поллимером СК-К, имеют большую площадь поверхности пор, чем “каолиновый”.

Заключение

В серии сравнительных иследований образцов гранул ППМ, предварительно окатанных с применением каолинового и полимерного связующих, выявлено что последние более пористы и характеризуются большей площадью поверхности пор. На гидрометаллургическом этапе переработки образцов огарка ППМ, сформированных с применпением этих связующих, оказалось, что более пористая и развитая поверхность гранул (на основе СК-К) облегчает содовое выщелачивание их, по сравнеию с менее пористой структурой образца на основе каолинового связующего.

Список литературы:

1. Сафаров Ё.Т., Гуро В.П., Ибрагимова М.А. Разработка серии органических связующих для гранулирования и обжига молибденитового концентрата в печи кипящего слоя. //Узбекский химический журнал. –2017.-№1.- С.35-41.
2. Palant, A.A. Pelletizing of sulfide molybdenite concentrates. Russ. Metall.2007, 109–111 (2007). https://doi.org/10.1134/S0036029507020048
3. Lu WANG, Guo-hua ZHANG, Jie DANG, Kuochih CHOU, Oxidation roasting of molybdenite concentrate, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Volume 25, Issue 12, 2015,Pages 4167-4174, ISSN 1003-6326, https://doi.org/10.1016/S1003-6326(15)64067-5
4. Utigard, T. Oxidation Mechanism of Molybdenite Concentrate.Metall Mater Trans B40, 490–496 (2009). https://doi.org/10.1007/s11663-009-9245-z
5. Wilkomirsky, I., Otero, A. & Balladares, E. Kinetics and Reaction Mechanisms of High-Temperature Flash Oxidation of Molybdenite. Metall Mater.Trans. B41, 63–73 (2010).https://doi.org/10.1007/s11663-009-9313-4
6. Огарок промышленного продукта молибденового TSh 64-23283880-07:2013. Стандарт организации. - Ташкент: изд-во Узстандарт, 2013 г.
7. Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. Москва: Изд-во «Металлургия», 1991. - C. 52-59.
8. Zhang, F., Liu, C., Chandrasekar, S. et al.Preparation of sodium molybdate from molybdenum concentrate by microwave roasting and alkali leaching. Int J Miner Metall Mater 31, 91–105 (2024).https://doi.org/10.1007/s12613-023-2727-1
9. Karacahan, M.K. Investigation of Leaching Kinetics of Molybdenum from MoO₃ Concentrate in Ammonia–Ammonium Nitrate Solutions. J. Sustain. Metall. (2023).https://doi.org/10.1007/s40831-023-00748-4
10. Шегай А.А. Шарипов Х.Т., Шегай М.А. Технология молибдена и материалов на его основе. - Ташкент, Изд-во «Fanvatexnologiya», 2010. - C.98-106.