ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 141
Скачиваний: 3
кобальтовые минералы (кобальтпентландит, линнеит, кобальтин, Fe-Co-Ni-скуттерудит, кобальтгерсдорфит и кобальтистый герсдор-
фит) |
обычно редки, но в отдельных месторождениях |
(Фалькон- |
||
бридж, Гарсон, Фруд-Стоби — в рудном районе Сэдбери |
в Канаде |
|||
[231]) |
кобальтгерсдорфит и |
кобальтистый |
герсдорфит |
встреча |
ются чаще. Иногда (см. часть |
I I и табл. 37) |
выделяются |
кобальт- |
|
никель-мышьяковые руды (Ляйнияур, Северная Швеция [229]) и
кобальт-никелевые |
арсенидно-сульфидные (кремнистые) руды |
|
(Фруд-Стоби, Сэдбери |
[163]). |
|
В массивной руде |
отечественных медно-никелевых месторож |
|
дений отмечается более высокое содержание кобальта, чем в массивной руде никель-медных месторождений (табл. 38). Это согласуется с опубликованными данными по зарубежным медноникелевым месторождениям [222], из которых видно, что в мас сивной руде содержание кобальта изменяется от 0,05—0,07% (Фальконбридж, Сэдбери) до 0,2% (при содержании никеля 4,5%, меди 1,5%; Линн Лейк, пров. Манитоба, Канада). Объясняется это главным образом более высоким содержанием кобальта в
пентландите из массивной руды медно-никелевых |
месторождений |
||||
по сравнению |
с пентландитом |
массивной |
руды |
никель-медных |
|
месторождений |
(см. табл. 6). |
|
|
|
|
Содержание кобальта в руде различной текстуры в пределах |
|||||
одной |
группы |
медно-никелевых |
отечественных |
месторождений |
|
(см. табл. 38) |
также изменяется — уменьшается в три раза в брек- |
||||
чиевой |
и богатой вкрапленной |
руде по |
сравнению |
с массивной. |
|
Объясняется это тем, что содержание кобальта в пентландите из массивной руды значительно выше (в 2—3 раза), чем в пентлан
дите из брекчиевой руды (см. табл. 6). |
|
|
|
||
Содержание никеля |
и меди в массивной |
руде |
уменьшается от |
||
никель-медных к медьсодержащим никелевым |
месторождениям. |
||||
Причем |
содержание никеля изменяется |
незначительно (приблизи |
|||
тельно в 1,5 раза), а меди значительно |
(в 10—20 раз). |
||||
Следует также заметить, что содержание меди в руде никель- |
|||||
медных |
месторождений |
изменяется в широких пределах от 3—5 |
|||
до 20%, |
а в отдельных |
случаях достигает |
30%. Вредные приме |
||
с и — цинк и свинец — характерны только для руды никель-медных месторождений. В отдельных пробах содержание цинка достигает 0,38%, свинца —0,13%.
Рядовая руда имеет вкрапленную и вкрапленно-прожилковую
текстуры. |
Вмещающие оруденение |
ультраосновные |
(перидотит, |
||||||
плагиоперидотит, оливинит, |
пироксенит) |
и основные |
(габбро, габ- |
||||||
бро-долерит, норит) породы |
обычно |
|
мелко- и среднезернистые, |
||||||
плотные. |
Наиболее |
распространенные |
структуры их — гипидио- |
||||||
морфнозернистая, пойкилитовая и др. |
|
|
|
|
|
||||
Во вкрапленной |
руде |
широко развита сидеронитовая |
структу |
||||||
ра. Главные рудные |
минералы—сульфиды — выполняют про |
||||||||
межутки |
между зернами |
породообразующих |
минералов |
(оливина, |
|||||
пироксена, плагиоклаза), |
цементируют |
их. Во |
вкрапленно-прожил- |
||||||
224
ковой руде сульфидные |
минералы |
развиваются |
по сети |
тончайших |
|||||||
трещин в породе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Распространенные |
структуры |
сульфидной |
части |
руды — гипи- |
|||||||
циоморфнозернистая, |
|
аллотриоморфнозернистая |
и |
в |
меньшей |
||||||
мере — распада твердых |
растворов. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Размеры вкрапленников рудных |
минералов |
изменяются |
от не |
||||||||
скольких микрон |
до 5 мм, обычно |
1—3 мм; размеры |
гнезд до |
||||||||
2,5—3 см; мощность прожилков от нескольких |
микрон до 3—5 мм. |
||||||||||
Руда обычно плотная и трудно поддается дроблению. |
|
|
|||||||||
Количество рудных |
минералов |
в |
рядовой |
руде |
изменяется &т |
||||||
5 до 20%, составляя |
в |
среднем |
около |
10%, а в |
богатой |
медью |
|||||
прожилковой руде достигает 40%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Минеральный |
состав |
рядовой |
руды |
медьсодержащих |
никеле |
||||||
вых месторождений |
проще, чем |
состав |
никель-медных |
и |
медно- |
||||||
никелевых (табл. 39 по данным [31, 52, 61, 74, 75, 160, 161, 164, 271]).
Пентландит — главный носитель никеля и кобальта в руде — образует идиоморфные вкрапленники в пирротине и халькопирите размером от 0,0005 до 1,5 мм (обычно 0,01—0,1 мм) и агрегаты
Т а б л и ц а 40 Химический состав рядовой сульфидной медно-никелевой руды (вес. %)
|
|
Месторождения |
|
|
никель |
медные |
медно-никелевые |
|
|
Компоненты |
Р у д а |
|
М е д ь с о д е р - |
|
|
|
|
|
ж м ц и е |
вкрапленная |
вкрапленно- |
вкрапленная |
вкрапленно- |
никелевые |
прожилковая |
прожилковая |
|
||
|
|
|
||
Si0 2 |
|
35—50 |
|
25—30 |
|
35—50 |
30—40 |
|
|
|
||
Т і 0 2 |
|
0,3—1 |
|
До 0,5 |
0,1—1 |
|
1 |
|
|
|
||
А 1 2 0 3 |
|
5—20 |
|
5—15 |
|
10—15 |
5—10 |
|
|
|
||
Сг 2 0 3 |
|
0,0—2 |
|
Не опр. |
0,0—0,5 |
Не |
опр. |
|
|
|
||
СаО |
|
1—10 |
|
15—20 |
|
5—15 |
1—5 |
|
|
|
||
MgO |
|
5—30 |
|
10—15 |
Около 10 |
15—30 |
|
|
|
|||
МпО |
|
0,0—0,3 |
|
Не опр. |
0,0—0,4 |
0,0 - 0,3 |
|
|
|
|||
Fe |
|
10—15 |
|
10—15 |
|
10—15 |
10—20 |
|
|
|
||
Со |
|
|
0,01—0,02 |
|
0,01 |
0,01—0,02 |
0,01—0,03 |
0,25—0,7 |
||||
Ni |
|
|
0,1—0,5 |
|
0,6—0,8 |
0,2—0,4 |
0,5 - 1,0 |
|||||
Си |
|
0,2—1,0 |
|
2—3 |
0,2—0,3 |
0,2—0,6 |
Менее |
0,1 |
||||
Zn |
|
Около 0,01 |
0,01—0,05 |
|
Следы |
0,0—следы |
|
|
|
|||
Pb |
|
0,001—0,003 Следы—0,01 |
|
» |
0,0—0,03 |
|
|
|
||||
S |
|
|
До 3 |
|
5—10 |
|
До 3 |
До 3 |
|
|
|
|
Na2 0 |
|
0,5—2,0 |
Около 0,3 |
0,5—1,0 |
0,2—0,5 |
|
|
|
||||
K 2 |
0 |
|
0,1 — 1,0 |
|
0,1—0,3 |
0,1—1,0 |
0,4—0,7 |
|
|
|
||
P*05 |
|
0,0—0,2 |
|
Не опр. |
Не опр. |
0,0—0,2 |
|
|
|
|||
П.п.п. |
|
2—6 |
|
3—5 |
|
2 - 5 |
5—10 |
|
|
|
||
П р и м е ч а н и я : |
1. В р у д е |
никель - медных |
и |
медно - никелевых |
м е с т о р о ж д е н и й |
в |
не |
|||||
большом |
количестве |
с о д е р ж а т с я |
платина, палладий, |
родий, золото, |
с е р е б р о , |
селен, |
теллур, |
|||||
мышьяк. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. В |
отдельных |
медно - никелевых |
м е с т о р о ж д е н и я х во вкрапленно - прожилковой р у д е |
со |
||||||||
д е р ж а н и е кобальта |
|
повышается |
д о |
0,06%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
15 Зак . 1380 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
225 |
|
их до 3—5 мм. Кобальтсодержащие минералы те же, что в бога той руде. Очень редок Fe-Co-Ni-скуттерудит.
Содержание кобальта в рядовой руде различных сульфидных медно-никелевых месторождений практически не изменяется (табл. 40). Содержание никеля и меди изменяется от никель-мед
ных |
месторождений к медьсодержащим никелевым. Причем так |
||
же, |
как и в |
богатой руде, содержание никеля |
незначительно |
повышается, |
а содержание меди резко уменьшается. |
||
|
|
Технологические схемы переработки |
руд |
Рядовая сульфидная медно-никелевая руда нуждается в обо гащении. Кроме того, для отделения пустой породы и селекции
меди и никеля обогащению подвергается и богатая |
сульфидная |
||||||||||
медно-никелевая |
руда. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В настоящее |
время |
на |
различных предприятиях |
применяют |
|||||||
ручную рудоразборку, магнитную сепарацию, флотацию и |
тяже |
||||||||||
лые суспензии |
[65]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В зависимости от соотношения никеля и меди флотация может |
|||||||||||
быть коллективной и селективной. При высоком отношении |
Ni : Си |
||||||||||
в рудах |
ограничиваются |
применением |
коллективной |
флотации. |
|||||||
При повышенном содержании меди в рудах после |
коллектив |
||||||||||
ной флотации применяется |
селективная. |
|
|
|
|
|
|
||||
После селективной флотации коллективного концентрата |
|||||||||||
получаются два продукта — никелевый и медный. |
|
|
|
|
|||||||
Выделение |
кобальта |
в |
самостоятельный |
продукт |
методами |
||||||
обогащения в настоящее время неосуществимо. |
|
|
|
|
|
||||||
Содержание кобальта в сульфидных медно-никелевых |
рудах |
||||||||||
значительно ниже содержания основных |
металлов — меди |
и |
ни |
||||||||
келя. В |
связи |
с |
этим извлечение кобальта |
из |
данных руд |
не |
|||||
является |
самостоятельным |
технологическим |
процессом: |
выде |
|||||||
ление кобальта производится при одновременном |
извлечении |
||||||||||
никеля, |
меди, |
и, в случае |
присутствия |
их |
в |
руде, |
драгоцен |
||||
ных металлов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В зарубежных странах медно-никелевые руды как сырье для
получения |
кобальта |
использовались |
частично — в |
товарную про |
||
дукцию извлекался |
лишь тот кобальт, который концентрировался |
|||||
в файнштейне в процессе конвертирования. |
Лишь |
в |
последнее |
|||
время на |
предприятиях «ИНКО» в |
Канаде |
проводятся |
испытания |
||
по извлечению кобальта из конвертерных шлаков никелевых за водов. Поэтому промышленность кобальта, созданная в СССР
на базе никелевого производства, является самобытной и передо вой областью металлургического производства, более прогрессив ной, чем за рубежом [150, 158].
В связи с низким содержанием кобальта в руде непосредст венное извлечение его осуществляется из различных промпродуктов. В настоящее время разработаны две технологические схемы
226
извлечения кобальта: 1) из конвертерных шлаков, 2) из файнштейна.
Извлечение кобальта из |
конвертерных |
шлаков |
|
|
Изучение характера |
поведения |
кобальта |
в процессе пироме- |
|
таллургической переработки медно-никелевых |
руд показало, |
что |
||
при ковертировании штейнов кобальт в основном переходит |
в |
|||
шлак. В связи с этим |
конвертерные шлаки рассматривались |
как |
||
кобальтовое сырье. |
Шлаки подвергались восстановительной плав |
ке в электропечи с |
последующим конвертированием получаемого |
кобальтового сплава. Обогащенный сплав направлялся на электро литическое растворение. Такая технология была принята на ком бинатах Североникель и Норильском. Однако из-за повышенных эксплуатационных затрат от такой схемы на комбинате Северо
никель отказались и |
внедрили технологию извлечения |
кобальта |
|||
через |
файнштейн. На |
такую технологию |
переходят в |
настоящее |
|
время |
и на Норильском |
горнометаллургическом комбинате. |
|||
|
Извлечение |
кобальта из |
файнштейна |
|
|
Практика работы никелевых заводов показала, что извлечение кобальта из кобальтового кека никелевого электролиза дешевле, чем из конвертерного шлака, а потери металлов при этом мини мальные. Поэтому дальнейшее развитие технологии переработки медно-никелевых руд пошло по пути создания таких схем, в ко торых кобальт по возможности оставляют в файнштейне. Это достигается осуществлением «набора» сульфидной массы в кон вертере при содержании железа в ней не менее 15%, «варки» файнштейна при пониженной температуре и оставлением в файн
штейне |
повышенного |
(до 3%) |
количества |
железа. Кобальт, скон |
|
центрированный в файнштейне, переводят |
в никелевые |
аноды, из |
|||
которых |
в процессе |
очистки |
никелевого |
аналита он |
выделяется |
в кобальтовый кек. |
|
|
|
|
|
Все реализованные в промышленности способы очистки, нике левого электролита от кобальта основываются на окислении Со2 + до С о 3 + и осаждении малорастворимой гидроокиси трехвалентного кобальта Со(ОН)з каким-нибудь щелочным реагентом, чаще всего карбонатом никеля. Получаемые при этом кеки содержат 4—6% кобальта.
В цехе электролиза осуществляется переработка кобальтового кека. В растворе, в котором концентрируется кобальт, соотноше ние кобальта к никелю составляет 10—15: 1. Очистка от примесей (никеля, железа, меди, марганца и других металлов) и выделение гидроокиси кобальта производится обычными методами.
15* 227
