ИЗУЧЕНИЕ ТЕРМОХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СПЕКАНИЯ СО ЩЕЛОЧЬЮ КОНЦЕНТРАТА ИЗ ОТВАЛЬНЫХ МЕДНЫХ ХВОСТОВ
Аннотация
Длительный период разработки месторождений приводит к сокращению объема балансовых запасов руд, при этом растет объем накопления отходов (хвостов) горно-обогатительного производства, в связи с этим актуальной проблемой является переработка отвальных хвостов обогащения, которая может служить дополнительным источником товарной продукции цветных металлов. Поставленные задачи могут быть решены при реализации комплексного извлечения ценных компонентов и при снижении топливных и энергетических затрат на этапе низкотемпературного спекания с получением белой сажи (марки БС-100). С целью определения количества тепла химических реакций при спекании чернового медного концентрата с гидроксидом натрия проводили термохимические расчеты. Для проведения исследований использовали черновой медный концентрат с содержанием меди 4,40%, серебра 77,03 г/т. Получено уравнение для расчета теплового эффекта химических реакций спекания чернового концентрата. Согласно этому уравнению, наибольший вклад в выделение тепла обеспечивает содержание железа (60%), втрое меньший и поровну (19%) - медь и кремний, и около 0,2% поглощается за счет алюминия. Тепловой эффект спекания составит -920,45 кВт·ч/т концентрата. Из теплового баланса спекания следует, что при расходе щелочи до 200% от массы концентрата тепла химических реакций будет достаточно для автогенности процесса. Проведены исследования по спеканию концентрата со щелочью в интервале температур 250-500 °С и получению белой сажи из продуктивного раствора выщелачивания с извлечением 60% кремния. Белую сажу (mSiO2‧nН2О) выделили путем двухступенчатой карбонизации силикатного раствора углекислым газом в рециркуляционной системе с дальнейшим промыванием осадка раствором серной кислоты.
Для цитирования:
Каримова Л.М., Кайралапов Е.Т., Макашева Г.К., Харченко Е.М. Изучение термохимических характеристик спекания со щелочью концентрата из отвальных медных хвостов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 7. С. 72-79. DOI: 10.6060/ivkkt.20246707.7004.
Литература
Masloboev V.A., Seleznev S.G., Makarov D.V., Svetlov A.V. Assessment of the environmental hazards of storing waste from mining and processing copper-nickel ores. Fiz.-Tekhn. Probl. Razrab. Polezn. Iskop. 2014. N 3. P. 138-153 (in Russian).
Karimova L.M., Terentyeva I.V., Oleynikova T.O., Magaz A.A. Hydrometallurgical processing of waste silver-containing tailings. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 12. P. 101-110 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236612.6858.
Lanovetskiy S.V., Nisina O.E., Kosvintsev O.K. Development of technology for producing sodium chloride brines ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 1. P. 74-82 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246701.6909.
Ma X., Yang J., Ma H., Liu C. Hydrothermal extraction of potassium from potassic quartz syenite and preparation of aluminum hydroxide. Int. J. Miner. Process. 2016. 147. P. 10-17. DOI: 10.1016/j.minpro.2015.12.007.
Li D., Guo X., Xu Z., Tian Q., Feng Q. Leaching behavior of metals from copper anode slime using an alkali fusion-leaching process. Hydrometallurgy. 2015. 157. P. 9-12. DOI: 10.1016/j.hydromet.2015.07.008.
Guo X., Liu J., Qin H., Liu Y., Tian Q., Li D. Recovery of metal values from waste printed circuit boards using an alkali fusion–leaching–separation process. Hydrometallurgy. 2015. 156. P. 199-205. DOI: 10.1016/j.hydromet.2015.06.011.
Loginova I.V., Shoppert A.A., Chaikin L.I. Extraction of Rare-Earth Metals During the Systematic Processing of Diaspore Boehmite Bauxites. Metallurgist. 2016. 60. P. 198-203. DOI: 10.1007/s11015-016-0273-z.
Shoppert A.А., Loginova I.V., Chaikin L.I., Rogozhnikov D.A. Alkali fusion-leaching method for comprehensive processing of fly ash. Technogen Conf. Proc., KnE Mater. Sci. 2017. 1. P. 89-96. DOI: 10.18502/kms.v2i2.952.
Shoppert A.A., Karimova L.M., Zakharyan D.V. Novel Method for Comprehensive Processing of Low-Grade Copper Concentrate. Mater. Eng. and Technol. for Product. and Proc. IV, Solid State Phenomena. 2018. V. 284. Р. 856-862. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.284.856.
Zanaveskin K.L., Maslennikov A.N., Zanaveskina S.M., Dmitriev G.S., Zanaveskin L.N., Politova E.D., Vlasenko V.I. Leaching of SiO2 and Al2O3 impurities with a sodium hydroxide solution from leucoxene from the Yarega deposit. Khim. Tekhnol. 2018. V. 19. N 4. P. 161-172 (in Russian).
Zablotskaya Yu.V., Sadykhov G.B., Gocharenko T.V. Autoclave leaching kinetics of a leucoxene concentrate with alkaline solutions. Russian Metallurgy (Metally). 2015. N 1. P. 1-5. DOI: 10.1134 / S0036029515010140.
Xu B., Wingate C., Smith P. The effect of surface area on the modelling of quartz dissolution under conditions relevant to the Bayer process. Hydrometallurgy. 2009. V. 98. P. 108-115. DOI: 10.1016/j.hydromet.2009.04.006.
Zanaveskin K.L., Maslennikov A.N., Makhin M.N., Zanaveskin L.N. Autoclave processing of quartz-leucoxene concentrate from the Yaregskoye deposit. Tsvet. Metally. 2016. N 3. P. 48-56 (in Russian). DOI: 10.17580/tsm. 2016.03.08.
Sizyakov V.M., Bazhin V.Yu., Sizyakova E.V. Behavior of alkalis during dry sintering of nepheline-limestone charge. Metallurgist. 2015. N 11. P. 28-35.
Sizyakov V.M. Chemicaltechnological principles of sintering processes of alkali aluminosilicates and hydrochemical processing of cakes. Zapis. Gorn. In-ta. 2016. V. 217. P. 102-112 (in Russian).
Volkov A.I., Zharsky I.M. Large chemical reference book. Minsk: Sovr. shk. 2005. 608 p. (in Russian).
Shein Y.P., Gudima N.V. A metallurgist's brief guide to non-ferrous metals. M.: Metallurgiya. 1964. 412 p. (in Russian).
Bochevskaya E.G., Karshigina Z., Sargelova E. Precipitation of amorphous silicon dioxide from silicate solutions obtained after processing mineral high-silicon ore. Vestn. Nauki Obrazovaniya. 2017. N 12 (36). P. 18–23 (in Russian). DOI: 10.20861/2312-8089-2017-36-006.
Kosmachev P.V., Vlasov V.A., Skripnikova N.K. Silica nanoparticles produced by DC arc plasma from a solid raw materials. IOP Conf. Ser.: J. Phys. 2017. V. 830. 1012122. DOI: 10.1088/1742-6596/830/1/012122.
Kutishcheva E.S., Usoltseva I.O., Perederin Yu.V. Methods for producing highly dispersed silicon dioxide. Polzunov. Vestn. 2021. N 2. P. 188-193 (in Russian).
Kosmachev P.V., Vlasov V.A., Skripnikova N.K. Study of the structure and properties of SiO2 nanopowder obtained by plasma method from natural high-silica raw materials. Izv. Vuzov. Fizika. 2017. V. 60. N 2. P. 46-50 (in Russian). DOI: 10.1007/s11182-017-1068-9.
Vlasov V., Kosmachev P., Skripnikova N., Otmahov V., Bezukhov K. Obtaining Heat-Resistant Materials with the use of Silica Nanoparticles. Key Eng. Mater. 2016. V. 683. P. 150-155. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.683.150.
