РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ РУД СИДЖАКСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ УЗБЕКИСТАНА

АННОТАЦИЯ

В статье приведены сведения о ваннадиевых рудах Сижкского рудопроявлвения Республики Узбекистан, указаны основные свойства природного ваннадия представленного в виде кристаллов ванадинита. Рассмотрены минералогические особенности ваннадиевого сырья. А также описана технология, котторая может быть применена для  извлечения ванадия из руд Сижкского месторождения, рассмотрены технологические схемы получения оксида ванадияя.

ABSTRACT

The article indicates the main properties of natural vanadium found in the Sizhzhak deposit of the Republic of Uzbekistan. Analyzes of the mineralogical features of vanadium raw materials from this deposit are considered. Information about vanadium ores of the Sizhk deposit is provided. Technological schemes for the extraction of vanadium from the ores of the Sizhk deposit have also been developed and reviewed. The purpose of which is to resolve the issues of the appearance of vanadium raw materials, as well as the production of ferrovanadium from it for the metallurgy of ferrous, non-ferrous and rare metals, electrical engineering, electronics, mechanical engineering, ceramic and chemical industries, and the construction industry.

Ключевые слова: Ванаденит, , селективное выщелачивание, , обогащение, гранулометрический состав, пятиокись ванадия, обогащение, извлечение.

Keywords: Vanadenite, concentration, selective leaching, sorbent, sorption, enrichment, particle size distribution, heat transfer, vanadium pentoxide, enrichment, extraction.

Введение. В последние годы уровень потребления ванадия в мире постоянно растет из-за увеличения производства высокопрочных низколегированны конструкционных, нержавеющих и инструментальных сталей, титановых сплавов. Кроме металлургической и химической промышленности, ванадий и его соединения широко применяются в атомно-водородной энергетике и в производстве ванадиевых аккумуляторов          [2]

Огромные запасы руды с цветными и благородными металлами в Республике достаточны для реализации новых проектов с комплексными извлечениями драгоценных металлов. Лидирующие компании по производству редких, благородных и радиоактивных элементов являются Навоийский и Алмалыкский горно-металлургические комбинаты. В настоящее время на Алмалыкском ГМК из всего многообразия редких и благородных металлов, присутствующих в рудах Алмалыкского рудного поля, промышленное значение имеют молибден, индий, осмий, вольфрам, золото, серебро, родий, литий, палладий и платина.

Одной из определяющих особенностей качественной характеристики ванадийсодержащего сырья Узбекистана является повышенное содержание металлов. Содержание металлов в ванадий содержащем сырье Узбекистана, %: V- до 0,45; Мо-до 0,164; Cd- до 0,013; In-9-10-г/т; а также (г/т) Sc до 50, Au - до 0,2. Кроме того сланцы содержат в определённых количествах платиноидов и урана.

В Узбекистане имеется месторождение ванадинита в районе Сиджак, Угамского хребта (Ташкентская область, Узбекистан). Рудопроявление расположено к северу от кишлака Сиджжак в приводораздельной части Угамского хребта примерно в 75 км к северо-востоку от Ташкента. Свинец-ванадий-молибденовое рудопроявление Сиджак открыто геологом М. А. Кимом в 1959 году. Площадь проявления сложена позднекарбоновыми известняками, прорванными дайками кварцевых порфиров, биотитовых и роговообманковых лампрофиров. Вульфенит и сопутствующие ему минералы приурочены к зоне крутопадающего тектонического нарушения невыдержанной мощности, заполненного гидрокислами железа и бурой глинкой трения. Вмещающие известняки брекчированы, слабо мраморизованы и пронизаны густой сетью прожилков кальцита. От поверхности до глубины 1,5 глинка содержит отдельные кристаллы, сростки и друзы вульфенита размером до 5 х 15 см. В значительном количестве там же встречены кристаллы ванадинита размером от 0,1 до 1,5 см, реже встречаются почковидные желваки, сложенные нарастающими последовательно друг на друга церусситом, ванадинитом, деклуазитом. Хорошо образованные кристаллы ванадинита и вульфенита найдены также в лесовидных суглинках, перекрывающих минерализованную зону. Размер кристаллов вульфенита на проявлении достигает 3,5-4 см. Промышленная разработка руды не ведется. Сиджак рудопроявление, Угамский хребет, Ташкентская область, Узбекистан, Средняя Азия [8]или  Дунин-Барковская Э.А. и др. Крупные кристаллы вульфенита из Сиджака. Тр. Минералогического музея АН СССР, 1972, вып. 21. Кроме Сиджакского месторождение ванадиевые минералы находится в Тебинбулакском  месторождении титаномагнетитовых руд. Это месторождение является наиболее крупным металлсодержащим рудным объектом на территории Узбекистана ванадия и титана, по вещественному составу и технологическим свойствам аналогичны рудам Качканарского месторождения (Россия). Кроме этого, имеются благоприятные экономические условия Тебинбулака, т.е. открытая разработка, близость железной дороги, магистральных газопроводов, ЛЭП, наличие трудовых ресурсов и т.д.

Методология исследований

В результате исследований была разработана технология, которая заключается в следующем: руды, содержащие ванадий, подвергаются процессам дробления, сортировки, измельчения и классификации для подготовки к процессам обогащения. Технология пассмотрена для извлечения вольфрама из руд Сижакского месторождения. Технологическая схема извлечения ванадия включающая сочетание пирометаллургических способов с гидрометаллургическими обработками огарков с получением высококачественных полупродуктов пентооксид ванадия, представленной на рисунке 1..На схеме показано, что после доведения руды до необходимых размеров изучают ее гравитационные и флотационные свойства, после чего определяют гранулометрический состав извлекаемого обогащения и отходов, количество металлов, выход продукта и параметры обогащения. Затем проводятся специальные экспериментальные испытания для определения оптимальных параметров технологии добычи ванадийсодержащей руды и обогащения [2].

Рисунок 1. Предлагаемая технологическая схема переработки руд Сиджакского месторождения с получением ванадия в виде полупродукта и металличесокго ванадия

Для извлечения ванадия из руд обожженный материал выщелачивают водой или последовательно водой и разбавленной серной кислотой (6-8%). Кислотное выщелачивание позволяет извлечь из спека ванадий (IY), не окислившийся в процессе спекания с хлоридами. Полученные водные растворы содержат NaVO₃, примеси фосфора (Na₂HPO₄), кремния (Na₂SiO₃) и хрома (Na₂CrO₄). При кислотном выщелачивании в растворе образуются соли ванадия VOSO₄ [3]. В случае спекания шпаков с содой переход примесей в раствор выше, чем в случае спекания с хлористыми солями.

По разработанной технологической схеме были проведены лабораторные исследования в Технопарке Навоийского государственного горно-технологического университета. Схема цепи аппаратов представлена на рисунке 2.

Выщелачивают спек преимущественно в пневматических выщелачивателях – пачуках. Для непрерывного выщелачивания применяют батарею из нескольких пачуков, связанных друг с другом с верхней части сливными лотками или патрубками (5). В первый аппарат - смеситель поступают шпак и вода в соотношении 1:2 По мере заполнения его избыток пульпы стекает в следующий аппарат. Из последнего выщепачиватепя пульпа самотеком поступает на вакуум-фильтры (6). Здесь отделяют твердые остатки шихты – хвосты, промывают их и направляют на дальнейшую переработку. Хвосты содержат не более 0,05% V.. Всего в раствор извлекается 90-92 % ванадия [4].

Рисунок 2. Схема цепи аппаратов пдля  получениея  ванадия в виде полупродукта и металличесокго ванадия

С применением сканирующего электронного микроскопа  (МАРКА) определен качественный и количественный состав пробы, полученной по предложенной технологии из руд Сиджакского месторождения (рисунок 3).

Рисунок 3. Снимки  сканирующим электронным микроскопом пробы V₂O_5, полученной из руд Сиджакского месторождения

Из результатов, представленных на рисунке 3, можно сделать вывод, что в пробе содержится свыше 90,4% V₂O₅. В полупродукте, кроме пентооксида ванадия частично определены минералы кальция и алюминия.

Заключение. Из результатов, представленных в статье, можно сделать вывод, что в рудах Сижакского месторождения содержится большое количество ванадия, полученный полупродукт содержит свыше 90,4% V₂O₅. располагает сырьём, а также технологическими возможностями для организации производства V₂O₅ в промышленных условиях. Также, основываясь на полученных результатах, было проведено опытно-промышленное испытание в условиях АО АГМК [5].

Список литературы:

1. Туресебеков А. Х. Суперкрупные техногенные месторождения меди, благородных и редких металлов Алмалыкского рудного района (Узбекистан) // Геология и минеральные ресурсы, 2008. № 4. с. 30–35.
2. Maria Skyllas-Kazacos, Chris Menictas Vanadium Redox Flow Batteries/ Encyclopedia of Energy Storage Volume 2, 2022, Pages 407-422 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780128197233000500
3. Дунин-Барковская Э.А. и др. Крупные кристаллы вульфенита из Сиджака. Тр. Минералогического музея АН СССР, 1972, вып. 21.
4.  Сатторова Н.Н. Vanadiy tarkibli ruda va chiqindilarni qayta ishlash texnologiyasini tanlash va asoslash. Ish unumdorligi 1,0 mln. tonna/yiliga, Битирув малакавий иши ҳимояси. Навоий 2023й.
5. А.С. Хасанов, Б.Р. Вохидов // Разработка гидрометаллургическая технология переработка техногенных отходов с извлечением платиноидов в условиях АО “АГМК” // Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences VOLUME 2 | Scientific Journal Impact Factor SJIF 2022: 5.947 Advanced Sciences Index Factor ASI Factor = 1.7. P.803-810.
6. А.С.Хасанов, Б.Р. Вохидов, Г.Ф.Мамараимов Техноген хомашёлардан ванадий ва палладий ажратиб олишнинг технологияларин яратиш // Фарғона политехника институти Илмий техник журнали Фарғона 2022й. Июн Том 26 №3. Б.136-143.
7. А.С.Хасанов, Б.Р. Вохидов, А.Р. Арипов, Г.Ф.Мамараимов, Ш.Н. Туробов, Ж.Н. Нарзуллаев Ўзбекистон шароитида ванадий ва палладий ажратиб олишнинг технологик жараёнларин тадқиқ қилиш // Композицион материаллар Илмий техникавий ва амалий журнали №1/2023. Б.17-19
8. Электронный ресурс https://webmineral.ru/deposits/item.php?id=467