Технология переработки техногенных отходов содержащие цветные металлы

АННОТАЦИЯ

В работе приведена исследования и изучение переработке тонких конверторных пылей медного производство с извлечением цветных металлов

ABSTRACT

The paper presents research and study of the processing of fine converter dust of copper production with the extraction of non-ferrous metals.

Keywords: converter dust, gases, leaching, lead, zinc, copper, solution, temperature, cake, filtration, acidity, sulfuric acid, extraction.

Ключевые слова: конвертор пыль, газы, выщелачивание, свинец, цинк, медь, раствор, температура, кек, фильтрация, кислотность, серная кислота, извлечения.

Горно-металлургический промышленность Узбекистана является одной из важных отраслей развитие, которого немыслимо без разработки и внедрение усовершенствованных и новых технологий для переработки минерального сырья, в частности полиметаллических руд, с целью комплексного извлечения ценных компонентов, В стратегии действия по дальнейшему развитию Республики Узбекистан «Определены задачи повышения промышленности на качественно новый уровень, глубокой переработки местных источников сырья, ускорения производства готовой продукции, освоения новых видов продукции и технологий» - поставлены важные задачи. В этом аспекте важное значение имеет научное исследование, направленное усовершенствованию и разработке новых технологий для полного извлечения цветных и драгоценных металлов из пыли медной плавки медеплавильный завод АО Алмалыкский горно-металлургического комбината. В медеплавильном производстве АО «Алмалыкский ГМК» при плавке медной шихты образуется пылегазовой поток (ПГП), состоящий из сернистого газа, грубой (85 % от валового объема пыли) и тонкой пыли (15 %) [1].

В пыли металлургических агрегатов с большим объемом отходящих газов (шахтная печь, конвертор, печь Ванюкова и другие) наблюдается высокая (до нескольких процентов) концентрация нелетучих металлов (меди, свинца, никеля, железа, и другие), которое представлены в основном частицами перерабатываемой шихты или получаемых продуктов (штейн, шлак)

Объекты и методы исследований. Изучение лабораторным опытом состав пыли, получаемых при конверторной переработке медных штейнов, приведен в таблице 1. Тонкая конверторная пыль медеплавильного производства представляют собой белый порошок крупностью -0,02 + 0,1 мм (80-90 %) с насыпным весом 1,3 г/см³.

Таблица 1.

Результаты химического анализа конверторной пыли

Основной теоретической предпосылкой, обосновывающей автономную переработку тонкой пыли методами химической обогащении, являются фазово-химический состав пыли и бесперспективность вторичной переработки материала там, где он образовался. [2]

Тонкая пыль медеплавильного завода АО «Алмалыкской ГМК», представляющие собой техногенные месторождения уникального по составу полиметаллического сырья, которое по настоящее время практически не используется. Эти месторождения отличаются от природного минерального сырья тем, что они являются продуктом технологического передела и сложены из новых минералогических образований. Более или менее упорных и сложных для переработки, работающие предприятия и технологии нередко оказываются не приспособленными для переработки отходов и требуют реконструкции, модернизации или перевооружения на базе новых прогрессивных технологических решений. Технологические схемы переработка пыли применяемые на различных заводах, различаются между собой.

Изучение большинство существующих схем за рубежом и отечественной схемы построено на селективном растворении цветных металлов, содержащихся в пылях. При этом благородные металлы остаются в нерастворенном остатке, которой направляют на аффинажное производство. Раствор содержащий сульфаты или хлориды цветных металлов, идёт в основное производство.   

Технологические и экологические недостатки пирометаллургической схемы извлечения металлов из отходов и промпродуктов определяют необходимость изыскания более совершенных путей для их комплексной переработки. В этом аспекте разработка новых технологий и усовершенствование существующих технологий для повышения сквозного извлечения цветных и благородных металлов являются актуальным задачами науки и практики в производстве цветных металлов. В этом целью расширении этой задачи, особые значение имеется разработка способа комплексного извлечения всех ценных составляющих с применением комплекс комбинированного процессов обогащении химии и металлургии.

Тонкий пыль электрофильтров ПВ и конверторов с средним содержанием химических элементов (%): Pb – 31,56%; Cu – 2,20 %; Zn – 14,70 %; Fe – 0,46 %; Cd – 0,19 % SiO₂ – 0,65 %; S_общ – 13,15 %; S_SO4 – 8,56 %; CaO – 0,91 %; MgO – 0,06 %; поступает на кислое выщелачивание в подкисленный промывной кислоте сернокислотного цеха медеплавильного завода. Концентрация серной кислоты в растворе содержится 80-90 г/л, температура 80,0-85,0 ℃, продолжительность процесса до 2,0 часа. В раствор переходить медь, цинк, кадмий в виде сульфатов. В твердом осадке (кеке) остается свинец и благородные металлы. Твердый осадок является дополнительным серём для извлечения свинца и других цветных и благородных металлов. В растворе после фильтрации проводится гидролитическая очистка. Твердый осадок направляется на двухстадийное выщелачивание с хлористым натрием. Выщелачивания проводиться при следующем режимном параметре: концентрация соли первой стадии выщелачивания 250 г/л, при втором стадии выщелачивание с хлористым натрием 150 г/л, температура процесса 85-90 ℃, продолжительность 2,0 часа. После двухстадийное выщелачивания с хлористым натрием в растворе проводится карбонизация свинца с добавлением натрий карбонат (Na₂CO₃) до рН = 8,5-9. Полученный кек PbCO₃ прокаливается при температуре 550-570 ℃ продолжительность прокалки 1 час. После прокалке получаем глет и проводим восстановительную плавку с добавлением углеродсодержащего материала и флюс. В качестве углеродсодержащего материала использовали графит или кокс [3-4].  

Кислое выщелачивания проводиться для выщелачивания ценных компонентов из тонких пылей электрофильтра конверторов предполагается использовать на первой стадии представительную промывную кислоту СКЦ МПЗ с содержанием серной кислоты более 37,2 г/л, а также содержащую медь, цинк, рений и другие компоненты в растворе сернокислотного цеха.

В результате выщелачивания пыли при заданном соотношении Т: Ж = 1:4 происходит нейтрализация серной кислоты от исходной концентрации 80 г/л до значения рН 0,8-1 (30-35 г/л). Выщелачивание проводили при концентрациях серной кислоты 80, г/л. Температура выщелачивания 80 - 85℃. При сернокислотном выщелачивании с более содержанном Т: Ж и повышение температуры положительно влияет на степень перехода меди и цинка в раствор.

Влияние концентрации серной кислоты, температуры на извлечение медь, цинк, свинец и висмут в раствор приведено в таблице 2.

Таблица 2.

Результаты выщелачивания цветных металлов из тонких пылей медного завода (время выщелачивания 120 мин, соотношение Т:Ж – 1:8)