Гидрометаллургическое извлечение селена из продуктов экстракционной переработки промывной кислоты медного производства

• Автор: Мардарь, Ирина Игоревна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Современное состояние и перспективы рынка селена

1.2 Минерально-сырьевая база селена и распределение его по продуктам металлургического производства
1.3 Существующие технологии извлечения селена из медеэлектролитных шламов и полупродуктов металлургических производств

1.3.1 Извлечение селена из медеэлектролитных шламов

1.3.2 Извлечение селена из полупродуктов металлургического производства

1.4 Способы выделения селена из растворов

1.4.1 Выделение селена из кислых растворов

1.4.2 Выделение селена из щелочных растворов
1.5 Постановка задачи
ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ВЫДЕЛЕНИЯ СЕЛЕНА ИЗ СЕРНОКИСЛОТНЫХ РАСТВОРОВ
2.1 Термодинамический анализ селенсодержащих систем
2.2 Изучение условий выделения селена из сернокислотных растворов с использованием сульфита натрия и сернистого газа
2.2.1 Методика работы
2.2.2 Результаты и их обсуждение
2.3 Изучение цементации селена из хромсодержащих сернокислых растворов медным
порошком
2.3.1 Методика работы
2.3.2 Результаты и обсуждение
2.4 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ИЗУЧЕНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕЛЕНА ИЗ МЕДНЫХ ЦЕМЕНТАТОВ
3.1 Изучение извлечения селена из медных цементатов в щелочной полисульфидной
среде
3.1.1 Термодинамический анализ взаимодействия селенидов меди с серосодержащими
соединениями
3.1.2 Методика проведения экспериментов
3.1.3 Результаты и их обсуждение
3.2 Изучение процессов обезмеживания селенистых медных цементатов в кислой среде
3.2.1 Особенности окисления и диспропорционирования халькогенидов металлов в
кислой среде
3.2.2 Методика работы
3.2.3 Результаты и их обсуждение

3.3 Выводы к главе
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕЛЕНА ИЗ ПРОДУКТОВ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОМЫВНОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
4.1 Переработка растворов осмиевого передела, содержащих рений, селен и хром
4.1.1 Методика работы
4.1.2 Результаты и обсуждение
4.2 Извлечение осмия, рения и селена при переработке экстракционных межфазных осадков
4.3 Контуры технологической схемы попутного извлечения селена при переработке маточных растворов осмиевого производства
4.4 Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертации. В настоящее время, в связи с расширением применения селена в наукоемких областях промышленности, спрос на него значительно увеличился. Производство селена в Евразийском Экономическом Союзе, являющемся одним из мировых лидеров по выпуску первичного селена, базируется на переработке сульфидного полиметаллического сырья.
Современное развитие интенсивных высокотемпературных технологий переработки медного и медно-никелевого сырья сопровождается увеличением степени перехода селена в газовую фазу и изменению его распределения между шламами электролиза меди, являющимися основным источником получения селена, и продуктами сернокислотных производств. При переработке медных ренийсодержащих руд заметное количество селена наряду с радиогенным осмием и рением концентрируется в твердофазных продуктах экстракционной переработки промывной кислоты и не извлекается, теряясь со сбросными хромсодержащими растворами осмиевого передела.
Необходимость увеличения производства селена, ликвидации каналов потерь и сокращения безвозвратного техногенного рассеяния в рамках существующих технологий комплексной переработки медного сырья обусловливает актуальность разработки научно обоснованной технологии селективного извлечения селена, соответствующей современным требованиям экологической безопасности и технико-экономической эффективности.
Различным аспектам химии и металлургической переработки селенсодержащего сырья посвящены исследования известных отечественных и зарубежных ученых, среди которых следует выделить работы Д.М. Чижикова,
В.П. Счастливого, A.A. Кудрявцева, Т.Н. Грейвер, А.М. Беленького,
И.Г. Зайцевой, Л.А. Сошниковой, С.С. Набойченко, С.А. Мастюгина,
А.Г. Касикова, однако значительный круг вопросов, связанный с извлечением селена из многокомпонентных растворов остается недостаточно изученным.

Извлечение селена из селенидных форм. Известно выщелачивание селена с помощью сильных окислителей (хлора, перманганата, перекиси водорода, гидроксидов кобальта (III) и никеля (III)) в кислых или щелочных средах [22,42]. К данной группе относится ряд методов, в которых селен и теллур окисляются в кислом (обычно сернокислом) растворе при нагревании до 80—100°С. Некоторые из этих методов, в частности азотнокислый, перманганатный, хлоратный, пиролюзитный, применялись на практике для переработки отдельных видов сырья, в частности илов сернокислотных заводов. Впоследствии они были исключены из существующих технологий из-за присущих им недостатков. Во-первых, ЭТИ окислители (за исключением Н1ЧОз) окисляют селен не только до 8е(1У), но и до 8е(У1), что усложняет последующую переработку растворов, так как необходимы дополнительные операции восстановления селена до 8е(1У), требующие значительной затраты времени (кипячение с соляной кислотой, восстановление цинком, сульфатом закиси железа и т. п.). Эти операции связаны с потерями селена за счет улетучивания (в виде хлоридов при применении соляной кислоты и в виде селеноводорода при применении металлов). Во-вторых, указанные окислители должны употребляться в значительном избытке; оставаясь в растворе, они затем препятствуют выделению селена, вызывая увеличение расхода восстановителя и замедляя процесс восстановления. Особенно типичный в этом смысле окислитель — азотная кислота.
Существуют способы выщелачивания растворами некоторых солей, например, РеС13, СиС12, Ре2(804)з. Растворы хлорного железа (III) окисляют селениды металлов с образованием элементарного селена:
Си28е + 4РеС13 = 8е + 2СиС12 + 4РеС12 (1.35)
Затруднительность регенерации реагентов, необходимость сброса растворов после выделения селена, получение всего или части селена в инертной шестивалентной форме ограничивают применение этих методов.
Известны автоклавные приемы выщелачивания селена щелочными растворами с использованием в качестве окислителя кислорода воздуха [22,42].