Высокотемпературное автоклавное выщелачивание низкосортных сульфидных цинковых концентратов

• Автор: Шпаер, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 215 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1.1. Автоклавные способы переработки цинковых концентратов.

1.2. Данные об автоклавном окислительном выщелачивании

1.2.1. Химизм процесса.

1.2.2. Параметры ЛОВ.

1.3. Практическое применение автоклавного выщелачивания цинковых концентратов

1.4. Данные по кинетике вскрытия минералов

1.4.1. Основные кинетические характеристики выщелачивания сульфидного цинкового концентрата

1.4.2. Механизм разложения минералов.

1.5. Постановка задачи
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Методика проведения опытов.
2.2. Теоретические предпосылки исследования расчет кинетических характеристик выщелачивания по методике ВигдорчикаШейнина методике кинетической функции.
2.3. Карта опытов.
3. ИССЛЕДОВАНИЯ МАКРОКИНЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АОВ НЕКОНДИЦИОННОГО ЦИНКОВОГО КОНЦЕНТРАТА.
3.1. Исследования одностадиального выщелачивания
3.1.1. Расчет макрокинетических показателей АОВ на примере
одиостадиалыюго выщелачивания сфалерита
3.1.2. Расчет макрокинетических показателей разложения халькопирита.
3.1.3. Исследование влияния оборотного электролита на кинетику
выщелачивания
3.1.4. Выводы
3.2. Исследования дву стадиального выщелачивания.
3.2.1. Методика исследований двустадиального выщелачивания
3.2.2. Низкокислотное выщелачивание НКВ
3.2.3. Высококислотное выщелачивание ВКВ вторая, стадия противотока
3.2.4. Анализ возможных причин роста Еа и а со снижением глубины вскрытия минералов.
3.2.4.1. Выпадение из раствора вторичных сульфидов н первые минуты выщелачивания.
3.2.4.2. Осаждение меди сульфидом цинка
3.2.4.3. Активирующее влияние ионов меди на выщелачивание цинка
3.2.4.4. Осаждение меди сульфидом цинка активирующее влияние ионов меди на выщелачивание аника.
3.2.4.5. Выводы
3.2.5. Макрокинетические показатели разложения сфалерита и халькопирита в двустадиальном режиме. Выводы
3.3. Окисление пирита.
3.3.1. Постановка задачи.
3.3.2. Окисление пирита при двустадиальном выщелачивании.
3.3.2.1. српая стадия НКВ.
3.3.2.2. Вторая стадия ВКВ
3.3.2.3. Выводы.
4. ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ЖИДКОЙ ФАЗЫ НА ПОКАЗАТЕЛИ АОВ ЦИНКОВОГО КОНЦЕНТРАТА
4.1. Влияние примесейкатионов
4.2. Влияние расхода кислоты на выщелачивание низкосортного
ЦИНКОВОГО КОНЦЕНТРАТА.
4.2.1. Зависимость механизма выщелачивания от метода подачи кислоты и е расхода
4.2.2. Изменение селективности извлечения металлов в раствор при переходе к двустадиальному режиму выщелачивания.
4.2.3. Влияние расхода кислоты на выход элементарной серы
4.2.4. Корреляционный анализ влияния расхода серной кислоты на
выщелачивание цинка.
4.3. Заключение по разделу
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЗМА ОКИСЛЕНИЯ СФАЛЕРИТА И ХАЛЬКОПИРИТА МЕТОДОМ ПОДБОРА ФУНКЦИИ, АДЕКВАТНОЙ ЭТОМУ МЕХАНИЗМУ
5.1. Механизм окисления сфалерита.
5.1.1. Растворение сфалерита отдельно па активных и конечных
участках опытов.
5.2. Механизм окисления халькопирита
5.3. Выводы по разделу
6. РАСЧТ КИНЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЦИНКА ПРИ ПОМОЩИ ПРЯМЫХ, ПОСТРОЕННЫХ ПО ФОРМУЛАМ, ОПИСЫВАЮЩИМ МЕХАНИЗМ ОКИСЛЕНИЯ
6.1. Выводы.
7. ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ НА ПРАКТИКЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.
7.1. Независимость показателей выщелачивания цинкового концентрата от геометрических характеристик автоклава воспроизводимость результатов.
7.1.1. Методика проведения опытов на автоклавах объемом л
пилотных и 0 л полупромышленных.
7.1.2. Результаты пилотных и полупромышленных испытаний.
1.2. Контроль процесса Енметрией.
7.3. Применение рассчитанных кинетических характеристик выщелачивания для расчета показателей двустадиального АОВ
7.3.1. Выводы.
7.4. Расчет показателей двустадиальной технологии.
7.5. Вы воды по разделу.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Научная новизна.
1 Фактическая ценность
ЛИТЕРАТУРА


Использование механохимической активации позволило сократить процесс в 1, раза, снизить расход кислоты на , повысить селективность извлечения цинка относительно железа. Однако в раза увеличилось время отстаивания конечной пульпы кроме того, не решено аппаратурное оформление активации для крупнотоннажного производства . Все авторы, изучавшие процесс высокотемпературного автоклавного выщелачивания цинкового сырья, сходятся на том, что измельчнный исходный материал должен содержать класса мкм не менее , а лучше или даже 9. Расход кислоты зависит, прежде всего, от состава концентрата и, определяется стехиометрией реакций 1 и 6. Избыток кислоты способствует увеличению скорости окисления сульфидов. Но при этом неизбежно возрастает концентрация Ы в конечном растворе. Последнее нежелательно, так как повышает коррозионную активность пульпы, а также увеличивает расход реагентовнейтрализаторов при последующей переработке растворов. Для концентратов, содержащих цинка, достаточная скорость процесса выщелачивания обеспечивается при дозировке серной кислоты, соответствующей молярному отношению Н к сумме пСиРЬ 0,9т1,3. Расход кислоты стараются подбирать таким образом, чтобы при достижении заданных скорости и полноты вскрытия сульфидов конечная концентрация кислоты не превышала гдм3 , , . Авторы выщелачивали цинк при 0С в течение 2 часов. При выщелачивании с дефицитом кислоты извлекали более Тп. После отделения Б0 сульфиды возвращали на довыщелачивание, что приводило к большой циркуляционной нагрузке. Среди других факторов заслуживает внимания отношение ЖТ в исходной пульпе. Этот параметр выбирается исходя из состава концентрата и растворимости сульфата цинка. Реально достижимый уровень концентрации цинка в растворе ЛОВ с учтом солевого фона составляет гдм3. Чтобы добиться такой концентрации в растворе, перерабатывая ные концентраты и работая на электролите состава гдм3 и гдм3 Н, необходимо поддерживать исходное ЖТ3,5г5,5. В процессе выщелачивания. Отдельного рассмотрения заслуживает выщелачивание при температурах ниже точки плавления серы низкотемпературное выщелачивание НТВ. Появление концепции автоклавного выщелачивания датируется концом х работа ivi ii i по заказу i . Были подобраны параметры, обеспечивающие извлечение в раствор не менее . Было установлено, что изза оплавления сфалерита образующейся элементарной серой процесс останавливается при С. Выявлено положительное влияние повышения давления кислорода и тонины помола. Показана возможность использования отработанного цинкового электролита. Впервые сформулированы принципы кооперации АОВ со стандартной схемой производства цинка, а также рассмотрены возможные варианты извлечения элементарной серы из остатков от выщелачивания. В этом же направлении проводились и другие исследования ,,,,,. Так, на заводе i фирма i в гг исследовалось НТВ цинковых концентратов за 6 часов извлечение цинка составило не менее . В г японская фирма vv ii отрабатывает технологию НТВ в полупромышленном масштабе извлечение цинка в раствор до . Гинцветметом уточнено положительное влияние ионов меди на извлечение цинка показана целесообразность двустадийного выщелачивания, позволяющего повысить извлечение до , I и на , сократить общую продолжительность операции, получать растворы с меньшим содержанием кислоты, , , ,,. Открытие ПАВ, эмульгирующих расплавленную серу, привело к технологическому прорыву в начале . Высокотемпературное выщелачивание ВТВ было отработано при 0С сначала в опытном масштабе, а затем промышленно осуществлено в г компанией i . В г было принято в эксплуатацию второе цинковое предприятие с автоклавным выщелачиванием завод i. ВГермании в г вступил в действие завод i. Эти три внедрения технологии i i предполагали сочетание автоклавного выщелачивания цинка с существующей схемой см. Рис. Четвртым был завод , где в г все обжиговые печи были заменены автоклавами. В г было запущено АОВ в Балхаше Казахмыс. В г выщелачивание было переведено на двустадиальный режим . В настоящее время производство находится в стадии становления. Ниже представлены данные о 4 заводах, полностью освоивших автоклавное выщелачивание цинка Таблица 1.