Разработка двухстадийной рециркуляционной технологии бактериального выщелачивания медно-цинкового сульфидного промпродукта

• Автор: Славкина, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.08, 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил

Содержание
Введение.

1. Современное состояние проблемы переработки медноцинковых сульфидных руд

1.1. Пирометаллургические способы переработки упорных медноцинковых концентратов и промпродук гов
1.2. Гидрометаллургические автоклавные способы переработки упорных сульфидных концентратов цветных металлов

1.3. Бактериальное выщелачивание сульфидного сырья

1.3.1. Выщелачивание руд в кучах и отвалах.

1.3.2 Подземное выщелачивание

1.3.3. Чановое бактериальное выщелачивание ЧБВ.

1.3.4. Высокотемпературная интенсификация бактериального выщелачивания

1.3.5. Подготовка, переработка и регенерация бактериальных растворов, их использование в технологии выщелачивания металлов.
1.4. Биологические объекты в бактериальном выщелачивании
1.4.1. Цитология Морфология
1.4.2. Физиологические свойства
1.4.3. Биохимические особенности Т.1еггоох1с1ап8.
1.4.4. Механизм бактериального окисления сульфидных минералов
1.5. Заключение и постановка задачи.
2. Материалы и методы.
2.1. Микроорганизмы и условия их культивирования
2.2. Выщелачиваемый материал
2.3. Методика реализации бактериального выщелачивания в
периодических условиях
2.4. Моделирование первой стадии процесса выщелачивания в псевдонепрерывном режиме
2.5. Физикохимические методы анализа.
2.6. Реализация процесса выщелачивания в непрерывном режиме и замкнутом цикле в лабораторной установке
2.7. Статистическая обработка данных
2.8. Моделирование процесса выщелачивания .
3. Изучение влияния технологических параметров на скорость выщелачивания цветных металлов на первой стадии процесса
3.1. Динамика изменения параметров и основные характеристики процесса выщелачивания
3.2. Взаимосвязь оперативных показателей процесса выщелачивания с выделением целевых компонентов из твердой фазы в раствор
3.3. Влияние концентрации твердой фазы на процесс выщелачивания.
3.4. Влияние концентрации окислителя иона трех валентного железа
3.5. Влияние концентрации двухвалентного железа.
3.6. Влияние концентрации ионов цинка и меди
3.7. Влияние величины на скорость выщелачивания
3.8. Влияние перемешивания на скорость выщелачивания
3.9 Влияние кислорода на интенсивность процесса выщелачивания.
3 Влияние температуры.
3 Изменение скорости процесса при многократном выщелачивании концентрата.
3 Математическое моделирование кинетики процесса выщелачивания
. Методика построения кинетической модели
. Выбор базовой кинегической модели
. Влияние дополнительных факторов на
кинетические коэффициенты принятой базовой модели.
. Влияние концентрации твердой фазы.
. Влияние степени выщелоченноеги твердой фазы.
. Влияние температуры
. Построение общей модели процесса с учетом влияния дополнительных факторов
3 Заключение
4. Теоретический анализ и экспериментальное изучение влияния технологических факторов на кинетику второй стадии процесса выщелачивания.
4.1. Выбор изучаемых параметров.
4.2. Выбор величины температуры и
4.3. Влияние плотности твердой фазы на второй стадии
4.4. Влияние концентрации трехвалентного железа на эффективность выщелачивания.
4.5. Особенности поведения величины в острых опытах.
4.6. Влияние дисперсного состава и степени выщелоченности рудного материала.
4.7. Сравнение химического и биологического окислителя на второй стадии
4.8. Влияние концентрации растворенного кислорода на интенсивность процесса выщелачивания на второй стадии.
4 Влияние концентрации цветных металлов на интенсивность протекания выщелачивания на второй стадии.
4 Изучение кинетики процесса регенерации железа
4 Предполагаемые механизмы бактериальнохимического выщелачивания металлов из сульфидных минералов
4 Выводы по главе 4.
5. Разработка и экспериментальная проверка двухстадийной
рециркуляционной технологии бактериальнохимического выщелачивания
5.1. Схема технологии.
5.2. Испытания непрерывного режима выщелачивания по жидкой фазе.
5.3. Расчет основных характеристик аппаратов первой и второй стадии выщелачивания реактора 1 и биореактора
5.3.1. Расчет вводимой мощности с механическим
перемешиванием в реактор 1.
5.3.2. Расчет коэффициента массопередачи по кислороду для биореактора 3 и соотношения объемов аппаратов на первой и второй стадиях.
5.4. Техникоэкономические показатели.
5.5. Выводы по главе
Основные результаты и выводы
Литература


Сложность обогащения указанных руд объясняется тонкой, практически эмульсионной вкрапленностью сульфидов и их тесным взаимным прорастанием, наличием различных минералов меди первичных и вторичных, характеризующихся различными флотационными свойствами, а также сульфатной меди в виде минерала хальконита, существенно усложняющей отделение минералов меди от цинка. Характерным является то, что значительная часть сфалерита активирована медью уже в самом месторождении. Уральские руды, помимо основных рудных минералов пирит, халькопирит, сфалерит содержат включения ковеллина, борнита, халькозина, галенита, барита, теннантита и т. Сложность их раскрытия и дальнейшего разделения на товарные концентраты во многом определяется непростыми структурнотекстурными особенностями, наличием колломорфных структур и взаимопрорастанием минералов. Раскрытие сульфидов на в сплошных медноцинковых рудах Урала достигается лишь в классе 0. Приведенные особенности Уральских руд обуславливают значительные потери цинка и меди в отвальных хвостах и некондиционных продуктах, содержащих не только медь и цинк, но и серебро, золото, серу и т. Таким образом, селективное разделение получаемых некондиционных продуктов является малоэффективным и с технологической, и с экономической точек зрения. Поскольку, несмотря на тонкое измельчение класса 0. Основные потери цветных металлов при обогащении в 1. З раза больше, чем при горном производстве и металлургической переработке. Более полное извлечение меди и цинка из упорных флотационных промпродуктов может быть достигнуто при полном разрушении кристаллической решетки минералов методами пиро и гидрометаллургии. Поэтому, в настоящее время все чаще используются комбинированные технологии, которые позволяют обеспечить максимальную утилизацию полезных компонентов из сульфидного сырья 3. Пирометаллургические способы переработки упорных медноцинковых концентратов и промпродуктов. В принципе, комбинированные процессы переработки делятся по характеру воздействия на минеральные комплексы и степени их изменения делятся на две группы. К первой группе относятся процессы, в которых происходят направленные изменения поверхностных свойств минералов и фазовые превращения поверхностных соединений. В сочетании с флотационными методами таковыми являются химическая, электрохимическая, термохимическая, криохимическая, гидротермальная, низкотемпературная плазменная, электронная, радиометрическая, люминесцентная и ультразвуковая обработка. Именно процессы данной группы чаще всего применяются при переработке трудноразделимых обычными методами коллективных концентратов или промежуточных продуктов. К ним относятся кислородновзвешенная и циклонная электротермическая плавка КИВЦЭТ, плавка Ванюкова в жидкой ванне ПЖВ, кислороднофакельная плавка КФП, кислородновзвешенная плавка КВП, автогенная шахтная плавка АШГ1, конвертерные процессы, хлордивозгоночный и сегрегационный обжиг, автоклавное выщелачивание, бактериальнохимическое окисление и выщелачивание 3,5. Известным методом переработки труднообогатимых медиоцинковопиритных промежуточных продуктов является селективный обжиг с последующим флотационным разделением. Селективный обжиг медноцинковых п ром продуктов в кипящем слое основан на том, что сульфиды меди и пирит воспламеняются при более низкой температуре С, чем сфалерит С. В результате происходит поверхностное окисление легковоспламеняющихся сульфидов, в результате чего теряется их флотационная активность 3,6. При флотации обожженного продукта сфалерит концентрируется в пене, а минералы меди и пирит в камерном продукте. Большим минусом печей для обжига является повышенный вынос пыли. При улавливании для ее переработки необходим отдельный технологический цикл, однако вынос пыли можно существенно снизить с помощью применения печей с высокой шахтой. Правда в этом случае неизбежно возрастает высота здания и необходима отдельная установка для подготовки продукта 7. В последние годы изза преимущественного поступления на заводы высокосернистого сульфидного сырья и необходимости экономии тепловой энергии наибольшее развитие получали автогенные процессы.