Технология получения марганцевого концентрата из фосфорсодержащих шельфовых железомарганцевых конкреций

• Автор: Дарьин, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Анализ состояния вопроса переработки ЖМК.

1.2. Особенности состава и основные свойства шельфовых железомарганцевых конкреций финского залива.

1.3. Особенности геохимического формирования и строения ЖМК

1.4. Сравнительная характеристика существующих методов переработки марганцевых руд

ГЛАВА II. ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ РАЗДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОНКРЕЦИЙ

2.1. Термодинамический анализ поведения марганца в системе МпБ

и МпРБ.

2.2. Экспериментальная оценка возможности разделения марганца

и фосфора железомарганцевых конкреций
2.3. Выводы по главе II
ГЛАВА III. ЛАБОРАТОРНЫЕ И УКРУПНЕИНО ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ МАРГАНЦА И ФОСФОРА ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОНКРЕЦИЙ ПРИ ОБЖИГЕ
В КИПЯЩЕМ СЛОЕ.
3.1. Изучение кинетики взаимодействия железомарганцевых конкреций при обжиге в присутствии двуокиси серы. Изучение адсорбционных свойств железомарганцевых конкреций
3.2. Определение кажущейся энергии активации железомарганцевых конкреций
3.3. Обеспечение теплового режима аппарата КС
3.3.1. Кинетика процесса окисления пирита диоксидом серы
3.3.2. Исследования возможности извлечения цветных металлов
из пиритного концентрата
3.3.3. Укрупненолабораторные исследования совместной переработки
шельфовых ЖМК и пиритного концентрата сульфатизирующим
обжигом в аппарате КС.
3.4. Выводы по главе III.
ГЛАВА IV. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ СЕЛЕКТИВНОГО ОСАЖДЕНИЯ МАРГАНЦА В СИСТЕМЕ МАРГАНЕЦФОСФОР
4.1. Схема установки и методика проведения экспериментов
4.2. Осаждение марганца аммиаком мри использовании кислорода
в качестве окислителя.
4.3. Осаждение марганца с использованием перекиси водорода в качестве окислителя.
4.4. Выводы по главе IV.
ГЛАВА V. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОНКРЕЦИЙ.
5.1. Разработка технологической схемы переработки фосфорсодержащих железомарганцевых конкреций
5.2. Описание рекомендуемой технологии
5.3. Техникоэкономические соображения о целесообразности опытно промышленной реализации технологии переработки фосфорсодержащих железомарганцевых конкреций с применением сульфатизирующего обжига
Выводы по работе
ЛИТЕРАТУРА


В земной коре содержится 0, марганца, который распределен неравномерно, что объясняется способностью легко окисляться, восстанавливаться и подвергаться миграции. Марганец встречается только в связанном виде, главным образом в марганцевых и железных рудах осадочного происхождения и в малых концентрациях в минеральных и морских водах, а также растительных и животных тканях 2. Крупнейшие месторождения марганцевых руд известны в ЮАР более 1 млрд. Украине 0 млн. Казахстане 4 млн. Габоне 0 млн. Грузии 7 млн. Бразилии 6 млн. Китае 5 млн. Австралии 1 млн. Индии млн. На территории бывшего СССР, основными месторождениями являются Никопольское Украина и Чиатурское Грузия. Чиатурская руда представлена пиролюзитом, псиломеланом, манганитом, браунитом и содержит диоксида марганца. В Никопольской руде содержание МпОг . После открытия подводных железомарганцевых конкреций Россия имеет два перспективных источника марганцевой руды в Тихом океане часть района Кларион Клиппсртон и в Балтийском море. Руды Тихого океана более богаты марганцем и другими ценными металлами, чем конкреции Финского залива, однако сложность их добычи значительно выше, в виду большой глубины залегания около км. Предполагаемые запасы железомарганцевых конкреций на дне Тихого океана составляют около 1,2 т. Потенциальные запасы металлов на некоторых площадях распространения конкреций в экваториальной зоне Тихого океана оцениваются в млн. Мп, 1 0 млн. Си 0 млн. Со 0 млн. По данным ресурсы конкреций и корок в Тихом океане составляют 0 млн. Основными районами распространения ЖМК Балтийского моря в настоящее время считают Финский и Рижский заливы, ЦентральноБалтийский регион и Ботнический залив. Разработка указанных месторождений позволит решить проблему дефицита маргаиецсодержащего сырья в России. Основные свойства марганецсодержащих минералов, встречающихся в конкрециях представлены в таблице 1. В различных источниках, как показано далее, формулы основных минералов, слагающих конкреции, различаются. Также различны взгляды на основные марганцевые минералы, составляющие конкреции , , , , , . Таблица 1. Псиломеланы или вады х0уМп2Н, где К Мп, К2 ,Ва, Са и др. Кроме марганцевых минералов, приведенных в таблице 1. Балтийского моря различными исследователями обнаружены бернессит Ка, Са, Мп2Мп2, или Са, М, 1, КМп4, Мп,0Н2 бузерит водный бернессит с межплоскосгным расстоянием А вместо 7 А у бернсссита тодорокит Са, Иа, К0. Мп4, Мп, М6О4,5Н. Группа исиломелана представлена криптомеланом К2 Мп4, Мп2 б, рансьетитом Са, п2МпЗН, романешитом ВаМп2МпН4, вернадитом. В качестве примесей в псиломеланах могут присутствовать К, Ка, Ва, 1, Си, Хп, Со и пр. Существует точка зрения, связывающая возраст конкреций и минеральный состав. Более молодые содержат марганец, в основном, в виде Мп3 МпОМп, а относительно давно сформировавшиеся в виде Мп. Мп, что и объясняет нахождение его в конкрециях. Кроме этого степень окислснности марганца увеличивается с глубиной. Гидроксиды и оксиды марганца обычно составляют до бернессит, бузерит и практически полностью рентгеноаморфны, за исключением небольшого количества слабо раскристаллизованных минералов бернессит, бузерит. Структурные, фазовые и химические превращения, протекающие при нагревании оксидных марганцевых минералов, представлены ниже. Температуры перехода Мп в Мп3 несколько различны для различных модификаций Мп. Переход Мп в Мп3 и другие оксиды происходит с образованием твердых растворов оксидов. Выше С существует только МпО. МпООН 0. МпОгМп 0. Р Мп3 . Железо в конкрециях представлено чаще всего гетитом аГеООН или Ре3Н и гидрогститом лимонитом Ге3хН 3. Помимо этого присутствуют лепидокрокит уРеООИ и маггемит уРе3, магнетит Ре4, также обнаружены ферригидриг 5РеН, акагенит РРеООН, ферроксигит 5РсООН. Соединения железа в конкрециях практически полностью рентгеноаморфны , . Помимо этого необходимо обратить внимание на присутствие в ЖМК фосфора, находящегося в конкрециях в соединении с железными и марганцевыми минералами и являющегося вредной примесью для конечного марганцевого продукта. Природа наличия фосфора в конкрециях в научной литературе практически не раскрыта. РеР и преципитатом СаНР .