Физико-химические и технологические основы переработки низкосортного молибденового сырья на основе электроплавки

Содержание

• СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕ -РЕРАБОТКИ МОЛИБДЕНОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ литературный обзор)
  • 1. 1. Гидрометаллургические способы разложения мо-либденитовых концентратов
    • 1. 1. 1. Кислотные способы
    • 1. 1. 2. Щелочные способы
    • 1. 1. 3. Окисление растворами гипохлорита натрия
  • 1. 2. Комбинированные схемы переработки молибденовых концентратов
    • 1. 2. 1. Спекание молибденовых промпродуктов с содой
    • 1. 2. 2. Электротермический способ разложения низкокачественных молибденовых концентратов
    • 1. 2. 3. Технологические исследования переработки молиб -деновых руд Бурятии
• Выводы
• ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ ВЕЩЕСТВ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
  • 2. 1. Геологическая характеристика молибденовых месторождений Бурятии, их минералогический состав
  • 2. 2. Методы исследований
• ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЛИКВАЦИОН-НОЙ ПЛАВКИ
  • 3. 1. Расслаивание в неорганических системах
  • 3. 2. Изоморфизм и твердые растворы Ма2804-Ма2Мо
  • 3. 3. Термодинамический анализ реакций образования молибдата натрия
  • 3. 4. Изучение кинетики взаимодействия молибденитового концентрата с содой в процессе электротермической ликвационной плавки
• Выводы
• ПОЛУЧЕНИЕ ТРИСУЛБФИДА МОЛИБДЕНА
  • 4. 1. Выделение трисульфида молибдена из растворов
  • 4. 2. Синтез тиосолей молибдена и их некоторые физико-химические свойства
  • 4. 3. Получение трисульфида молибдена из рудного материала
• Выводы
• Глава 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ ЛИКВАЦИОННОЙ ПЛАВКИ
  • 5. Л. Исследование ликвационной плавки низкокачествен ных молибденитовых концентратов с сульфатом 89 натрия

  5 Л Л. Экспериментальные исследования ликвационной плавки на примере Жарчихинского месторождения 90 5Л.2. Экспериментальные исследования ликвационной плавки на примере Колобковского месторождения 99 5Л.З. Экспериментальные исследования ликвационной плавки медно-молибденового концентрата комбината Эрдэнэт ' 107 5.2. Полупромышленные испытания и технико-экономическая оценка разработанной технологии 114

  Выводы 120

  Заключение 121

  Литература 123

  Приложения 132

  Актуальность проблемы. Молибден относится к важным стратегическим металлам и находит широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. В связи с этим производство и потребление молибдена всегда будет неуклонно возрастать.

  Главной технологической задачей в производстве редких металлов, является концентрирование металла, его отделение от сопутствующих компонентов.

  Существующие в настоящее время классические (традиционные) приемы переработки ориентированы, в основном, на богатое сырье. Бедные и труднообогатимые молибденовые руды почти не перерабатываются, так как до сих пор нет для них рациональной технологии. Крупные запасы таких руд открыты в Бурятии (Мало-Ойногорское, Жарчихинское, Колобковское). Лабораторные и опытно-полупромышленные испытания на обогатимость показали низкую эффективность их флотационного обогащения, особенно на стадиях доводки. В большинстве случаев получаются без особых трудностей черновые молибденовые концентраты с содержанием молибдена 1,5−2% при извлечении 90−95%. При дальнейшей доводке указанных концентратов резко увеличиваются потери молибдена.

  В связи с этим актуальной проблемой остается переработка бедных и труднообогатимых молибденовых руд Забайкалья. Одним из направлений в решении данной проблемы является разработка химико-металлургических технологий, основанных на селективном разделении компонентов сырья [12]. Примером такого подхода к проблеме является разработка процессов получения искусственного сырья, удовлетворяющего требованиям сложившихся технологических схем переработки рудных концентратов. Такое направление позволит сократить обогатительный передел за счет вывода нестандартных промпродуктов при небольших потерях металла и сконцентрировать его методом электротермической ликвационной плавки с содой или сульфатом натрия [3−8]. 5

  Исследования проводились в лаборатории химии и технологии минерального сырья Бурятского института естественных наук СО РАН и Байкальского института природопользования СО РАН в соответствии с планом научно-исследовательских работ «Создание научных основ и разработка высокоэффективных химико-металлургических процессов переработки минерального и вторичного сырья» № государственной регистрации 01.9.80 009 896, разделом программы «Сибирь», подпрограммы «Цветные металлы и агроруды Бурятии» на 1986−1990 г, а также с планом научного сотрудничества между Российской Академии наук и Академии наук Монголии по темам 5.6(2) «Научные основы комплексной переработки руд редких и цветных металлов» (1986−1995 г) и 3.5.4 (3) «Физико-химическая основа переработки руд редких и цветных металлов методом пирометаллургии» (19 952 000 г).

  Цель работы. Исследование физико-химических и технологических основ ликвационной плавки низкокачественных молибденовых концентратов, разработка технологии переработки труднообогатимого молибденового сырья.

  Поставленная цель достигалась решением следующих задач:

  — изучение физико-химических основ процесса электротермической плавки низкокачественных молибденовых концентратов с содой или сульфатом натрия-

  — исследование выделения молибдена в виде тиосолей с получением трисульфида молибдена-

  — выбор оптимальных условий проведения процесса разложения низкокачественных молибденовых концентратов с содой или сульфатом натрия-

  — проведение пилотных испытаний и технико-экономическая оценка разработанной технологии.

  В работе использованы формальные термодинамические и кинетические методы с привлечением химико-аналитического, минералогического, 6 дифференциально-термического, рентгенофазового анализов, методы математического планирования эксперимента.

  Научная новизна.

  Впервые методом электротермической ликвационной плавки низкокачественных молибденовых концентратов с сульфатом натрия получен искусственный концентрат, представляющий собой твердый раствор сульфата и молибдата натрия.

  Установлено, что ликвация в силикатных системах происходит при структурировании силикатных расплавов, сопровождающееся вытеснением солевых компонентов.

  Дана термодинамическая оценка взаимодействия молибденита и основных сопутствующих минералов в интервале температур 773−1473 К. Показано, что наибольшая убыль свободной энергии Гиббса, характерна для реакций образования молибдата и сульфата натрия.

  Исследованы кинетические особенности взаимодействия молибденита с сульфатом натрия. Установлено, что взаимодействие протекает по двум механизмам: кинетическому и диффузионному.

  Впервые разработан способ выделения молибдена из низкокачественных концентратов в расплаве в виде тиосолей с последующим получением трисульфида молибдена без применения растворов сульфида натрия или аммония.

  Практическая значимость.

  Разработаны технологические схемы переработки труднообогатимых молибденовых руд Мало-Ойногорского, Жарчихинского, Колобковского месторождений Бурятии, флотацией из которых в кондиционные концентраты молибден почти не извлекается или извлекается лишь на 20−30%. По разработанной технологии извлечение молибдена в готовый триоксид молибдена составляет 85−90%. Использование технологии позволит увеличивать запасы молибденовых руд, благодаря вовлечению в переработку бедно7 го и труднообогатимого сырья (метаморфизованных, осланцеванных и окисленных руд).

  Разработанная технологическая схема переработки труднообогати-мых молибденовых руд обеспечивает комплексное использование сырья, отвечает требованиям охраны окружающей среды, что весьма актуально для Байкальского региона.

  Положения, выносимые на защиту:

  — получение искусственного молибденового сырья на основе электротермической ликвационной плавки низкосортного молибденового сырья с содой или сульфатом натрия-

  — результаты термодинамических и кинетических расчетов процесса сплавления низкосортного молибденового сырья с содой или сульфатом натрия-

  — результаты экспериментальных исследований выделения трисульфи-да молибдена без применения растворов сульфида натрия или аммония-

  — оптимизация процесса разложения низкосортного молибденового сырья с содой или сульфатом натрия-

  — разработка принципиальной технологической схемы переработки труднообогатимого и низкосортного молибденового сырья. Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на V Всесоюзном совещании по химии и технологии молибдена и вольфрама, Улан-Удэ, 1983 г., Всесоюзном научно- техническом совещании «Интенсификация процессов вскрытия и выщелачивания при переработке трудноперерабатываемого сырья цветных и редких металлов», Новосибирск, 1984 г., Всесоюзной конференции «Горнодобывающие комплексы Сибири и их минерально-сырьевая база», Улан-Удэ, 1990 г., IV Всесоюзном совещании по химии и технологии халькогенов и халькогени-дов, Караганда, 1990 г., научно-практической конференции «Природные сис