Гидрометаллургический способ получения чистых оксидов цинка и германия из шлака медно-свинцового производства

• Автор: Чистяков, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОИЗВОДСТВА ЦИНКА И ГЕРМАНИЯ

1.1 Производство, сырьевая база и области применения цинка и германия

1.2 Данные месторождения Цумеб

1.3 Способ извлечения германия из различных видов сырья и получения германиевых концентратов

1.4 Способы гидрометалдургической переработки цинксодержащих материалов

1.5 Заключение

ГЛАВА II ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ И МЕТОДЫ АНАЛИЗОВ

ГЛАВА III СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЕРМАНИЯ

3.1 Поисковые исследования по извлечению германия

3.2 Сорбционное выщелачивание германия
3.2.1 Сравнительные испытания сорбентов
3.2.2 Методика исследований
3.2.3 Результаты экспериментов и их обсуждение
3.3 Определение сорбционных характеристик смолы
3.4 Изучение сорбции германия и сопутствующих металлов на анионите Выводы к главе III
ГЛАВА IV СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИКА
4.1 Атмосферное выщелачивание цинка
4.2 Автоклавное выщелачивание цинка
4.2.1 Методика исследований ,
4.2.2 Результаты экспериментов и их обсуждение
4.3 Кинетическое описание процесса выщелачивания цинка
4.3.1 Графоаналитический способ определения кинетических параметров
4.3.2 Определение кинетических параметров методом нелинейного профаммирования в программном комплексе ЯеасЮр
Вывод к главе IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ
В связи с истощением минеральных сырьевых запасов в настоящее время в производство вовлекаются все более сложные и бедные руды, а также продукты их переработки шлаки, кеки пыли и т.д. . Использование техногенных отходов в цветной металлургии это существенный шаг к сохранению источников сырья, начало фактического освобождения производства от вечной зависимости, вызванной использованием естественных источников сырья, запасы которого не беспредельны, а также к снижению нагрузки на природную среду и получению дополнительного экономического эффекта. Это весьма актуально для предприятий цветной металлургии. Используемые технологии получения металлов на предприятиях данной отрасли недостаточно эффективны, примерно перерабатываемого минерального сырья переходит в отходы, что, с одной стороны, приводит к масштабному загрязнению окружающей территории, а с другой к неоправданным экономическим потерям 5, 6. При этом для цветной металлургии характерно, что перерабатываемые повторно отходы, рассматриваемые как вторичное сырье, обычно богаче по извлекаемым элементам, чем исходные руды и концентраты, а также практически не содержат пустой породы. Таким образом, необходимо разрабатывать технологии, обеспечивающие высокую техникоэкономическую и экологическую эффективность, а также конкурентоспособность получаемой продукции на внешнем и внутреннем рынке.
В настоящее время расширяется потребление цинка и германия, сопровождающееся ростом цен. Цинка в мире производится около млн. т. и использование цинка в промышленности главным образом в строительстве и автомобилестроении стабильно растт. Согласно прогнозам, спрос на цинк в мире в обозримом будущем будет увеличиваться примерно на 3 в год, а в России на 9 , что обеспечит отечественным цинковым предприятиям стабильные рынки сбыта.
Германий но своим ядерным свойствам близок к цинку, а электронным и кислотноосновным к свинцу, что объясняет его нахождение в свинцовоцинковых месторождениях. Область применения германия многообразна. Это и сектор электроники, сектор катализаторов для РЕТпластмасс, волоконная оптика, ИКоптика и т.д. Увеличение потребности в настоящее время обеспечивает развитие спутникового телевидения, высокоскоростного спутникового Интернета, а также 1РТУтелевидения. Поэтому увеличение производства германия из техногенного сырья является актуальной проблемой.
В данной работе выполнен комплекс исследований по разработке способа извлечения германия из техногенных отходов металлургического производства. Предложенный способ может найти применение при переработке обогащенных германием полупродуктов и отходов ряда предприятий металлургического комплекса Уральской горнометаллургической компании, например, Медногорского медносерного комбината 0,,5 ве, Среднеуральского медеплавильного завода 0,, ве, филиала Производство полиметаллов ОАО Уралэлектромедь 0,7 Се и др. Содержание германия в отходах указанных производств остается стабильным в течение нескольких лет наблюдений.
Предложенная технология, основанная на сорбционном извлечении германия, содержание которого в шлаках медносвинцового производства составляет 0,0, , была опробована в лабораторных условиях. Объектом исследования был шлак переработки полиметаллических сульфидных руд знаменитого месторождения Цумеб. Попутно изучена возможность автоклавного извлечения цинка, концентрация которого в шлаке достигает .
Актуальность


Основным регионом роста добычи цинковых руд является Азия именно за счет нее и наблюдалось увеличение добычи в годах на , в то время как в остальных регионах уровень добычи за последние годы практически не изменился. В Океании он снизился на 7 , в Северной и Южной Америке на 8 . Несмотря на подъем отрасли в Европе рост в годах на и Африке за аналогичный период, их вклад в общее увеличение добычи сравнительно мал. Вместе с тем, возможности для дальнейшего роста в Азии также ограничены основные драйверы роста Китай и Индия приближаются к предельным значениям добычи цинковых руд, а их запасы в обоих государствах при текущем уровне извлечения гарантируют скорое истощение. Альтернативой в Азии можно рассматривать лишь Казахстан, обладающий внушительными запасами цинксодержащих руд. Аналитики полагают, что добыча последних в республике будет постоянно возрастать в связи со стабильным увеличением спроса на цинк в мире, особенно в Китае и Индии. Как отмечалось выше, немалыми цинковыми ресурсами обладает и Россия, однако проблема развития новых цинковых проектов в стране состоит в сложных техникогеологических условиях российских месторождений и относительно низком содержании металла в руде 8. Крупнейшими производителями цинка в мире являются Китай, Австралия, Меру и Канада. В последние годы выпуск металла в мире имеет очевидную тенденцию к росту. Так, в году цинковые предприятия по всему миру выпустили , млн. При этом рост достигается, главным образом, за счет мощностей КНР, составляющих, по оценке около 3,2 млн. США и Мексики . В процентном отношении рост производства металла в Китае в году по сравнению с годом составил , в Индии на . Заметное увеличение выпуска было характерно также для Казахстана и Южной Кореи. С го по год выпуск цинка в Китае вырос почти в три раза с . Австралия, Перу и Канада являются и крупнейшими экспортерами металла, в то время как по импорту лидируют США, Тайвань и Германия. Китай в году превратился из неттоэкспоргера в неттоимпортера цинка, хотя лет до этого являлся одним из наиболее значительных поставщиков цинка на мировой рынок 8. Мировой цинковый рынок отличает значительная фрагментация до недавнего времени на нем не было компании, занимающей более 4 общего производства. Однако в последние годы цинковый мир не остался в стороне от общих для мира процессов консолидации, и некое усиление наиболее крупных игроков на нем произошло. Сейчас крупнейшим игроком на рынке рафинированного цинка выступает корейская компания i, выпуская 9 металла в мире. Основными ее конкурентами являются австралийская iix, шведская i, транснациональная i, бразильская Vi i, китайская . Во всем мире потребляется более млн. Львиная доля применения металла приходится на производство оцинкованной стали и цинкование металлических изделий. Главными потребителями цинка выступают развитые страны Запада, ЮгоВосточной Азии, а также Китай. Наиболее динамично спрос на цинк растет в Китае, причем если до года страна традиционно экспортировала цинк, то затем бурное развитие промышленности привело к тому, что она превратилась в неттоимпортера металла с постоянно растущими объемами ввоза. Если еще в году КНР потребляла около четверти мирового выпуска цинка, то в году се доля достигла почти трети. Вторым по величине потребителем цинка в мире являются США. Основными сферами, диктующими спрос на цинк, являются строительство и машиностроение главным образом автомобилестроение с цинкованием кузовов и ключевых узлов рис. Главным драйвером роста потребления является цинкование рынок оцинкованной продукции за последние двадцать лет вырос в два раза. Сегодня доля оцинкованного листа в конструкции кузова автомобиля ведущих мировых концернов составляет около , в физическом выражении в современном легковом автомобиле содержится минимум кг цинка. Рис. Последние годы потребление цинка в мире увеличивается достаточно интенсивно с го до года рост составил более при САвЯ около 5 рис. При этом спрос на металл в Китае и США рос в среднем на в год. В целом ежегодный рост коррелирует с динамикой роста мировой экономики, что вполне логично цинкование является относительно дорогой процедурой и поэтому рентабельно в условиях роста мировой экономики.