ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 123
Скачиваний: 3
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 50 |
Химический состав кобальтсодержащих |
железо-марганцевых конкреций |
||||
Компоненты |
Содержание, вес. % |
Компоненты |
Содержание, вес. % |
||
Si0 2 |
3—40 (среднее 20) |
|
Zn |
Следы — 0,05 |
|
ТіОа |
0,1—2 |
|
Pb |
0,05—0,15 |
|
А 1 2 0 3 |
|
2—10 |
|
Mo |
Следы — 0,10 |
CaO * |
|
1—5 |
|
Ag |
0,00—0,006 |
MgO |
До 4 |
|
В |
Следы — 0,05 |
|
МпО |
8—50 (среднее 25) |
|
Ba |
Следы — 0,3 |
|
Fe |
3—30 |
(среднее 15) |
|
Sr |
0,02—0,2 |
Со |
0,01—2,3 |
(среднее 0,5) |
|
Na2 0 |
2—12 |
Ni |
0,2—2,0 |
|
K 2 0 |
0,5—3,5 |
|
Си |
0,1—1,6 |
|
П. п. п. |
20—35 |
|
П р и м е ч а н и е . В небольшом количестве |
в |
конкрециях |
присутствуют хром, скандий, |
||
галлий, иттрий, цирконий, молибден, серебро, лантан, иттербий. |
|
|
|
|
||||||
Гидрометаллургические |
|
методы переработки |
без |
применения |
||||||
|
|
|
|
|
автоклавов |
|
|
|
|
|
Из |
всех |
известных |
гидрометаллургических |
схем |
применитель |
|||||
но к кобальтсодержащим |
железо-марганцевым |
конкрециям наи |
||||||||
более |
перспективными |
следует считать аммиачно-карбонатную |
||||||||
схему, |
основные черты |
которой аналогичны схеме завода Никаро, |
||||||||
и типовую |
схему |
низкотемпературного хлорирования. |
|
|
||||||
Исследования |
показали, |
что аммиачно-карбонатный |
процесс с |
|||||||
предварительным |
восстановительным |
обжигом |
р у д ы 1 |
при |
темпе |
|||||
ратуре |
500° С и продолжительности |
1,5 ч позволяет |
после |
выще |
||||||
лачивания и дистилляции достигнуть следующего извлечения ме
таллов в карбонаты: никеля |
92%, кобальта |
82%, меди |
91%, мар |
||
ганца 85%. |
|
|
|
|
|
Разделение |
карбонатов |
можно проводить по известной схеме |
|||
высаливания с |
выдачей в |
виде готовой |
продукции |
карбоната |
|
марганца, гидрозакиси никеля, гидроокиси |
кобальта |
и меди. |
|||
1 В качестве |
восстановителя |
целесообразно использовать |
генераторный газ |
||
или конверсированный природный газ (данные Л. Ш. Цемехмана). |
|
||||
261
Опыты, проведенные по хлорной схеме (в присутствии восста новителя), позволили установить следующие оптимальные пара метры процесса хлорирования: температура 500—600° С, общая
Конкреции
мокрое измельчение
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
автоклавноевыщелачивание |
|
|
|||||
|
фильтрацияпод |
давлением |
|
|
||||
|
KSK |
|
|
|
Н А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
автоклавное |
|
выщелачивание |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Н,0 |
|
|
|
(рильтрации |
под |
давлением |
фильтрат |
||||
|
|
|
||||||
|
1 |
|
|
кек вГотвал |
|
|
||
|
фильтрат |
|
|
|
|
|
|
|
|
NH^OH + (NHJ^S |
|
|
|
|
|
|
|
|
очистка |
от |
примесей. |
|
|
|
||
|
Си, Ni, Со, Fe |
в агитаторе |
|
|
|
|||
|
отстаивание |
|
|
|
|
|||
|
нижний слив |
|
верхн\й слив |
|
|
|
||
|
фильтрпресс |
|
|
|
|
|
|
|
|
' фильтрат |
электролиз |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
сульфидный. |
|
|
|
I |
1— |
|
|
|
концентрат |
|
|
|
\ |
\ |
электролитный |
|
|
(CoS, NiS,CuS,FeS) |
оборотный анолит |
||||||
|
|
|
|
|
|
марганец |
|
|
|
Рис. 72. Схема автоклавного передела |
кобальтсодержа |
|
|||||
|
щих железо-марганцевых конкреций |
|
|
|||||
продолжительность процесса — 2 |
ч, |
скорость |
подачи |
хлора — |
||||
10+15 |
мм в минуту на 1 г шихты. Расход |
восстановителя— 10%. |
||||||
В этих |
условиях расход хлора |
составляет |
0,67 |
т на 1 т |
конкре |
|||
ции, а извлечение металлов в хлориды составит: кобальта 95— 97%, никеля 77—80%, меди 97—98%, марганца 94—95, железа до 70%.
262
Восстановительная плавка
Из пирометаллургических методов переработки кобальтсодер жащих железо-марганцевых конкреций наиболее целесообразным следует считать их плавку в электропечи на ферроникель с полу чением марганцовистого шлака. Изменяя расход восстановителя и температуру процесса, можно получить сплавы и шлаки раз
личного |
состава. |
|
|
|
При |
сравнительно |
высоком расходе |
восстановителя |
(от 4% и |
выше) |
и при высоких |
температурах |
(1650—1700° С) |
процесса |
создаются условия для получения ферроникеля с низким содер жанием кобальта, никеля и меди и высокой концентрацией мар ганца. С уменьшением расхода восстановителя и при невысоких
температурах можно получить сплав с повышенным |
содержанием |
|||||||
цветных металлов и небольшим количеством |
марганца |
и |
крем |
|||||
ния. Так, при плавке с большим избытком |
восстановителя |
и |
тем |
|||||
пературе |
1600—1650° С был получен |
сплав |
следующего |
состава |
||||
( % ) : кобальта 1,9, никеля 10,7, меди |
10,2, |
марганца |
17,6, |
фосфо |
||||
ра |
1,5, углерода — 2,7, кремния — 0,5. |
Этому |
сплаву |
соответство |
||||
вал |
шлак, |
состав которого следующий |
( % ) : марганца 38, |
железа |
||||
0,3, фосфора 0,015, окиси кальция 3,7, окиси магния |
3,8, |
кремне |
|||
зема |
24,5, глинозема |
9,2, кобальта, никеля и |
меди — следы. При |
||
пониженном расходе |
восстановителя (до |
1—2%) |
получался |
||
сплав |
с содержанием |
( % ) : кобальта—2,6—2,9, никеля |
15—20, |
||
меди |
13—16, марганца 1, кремния — следы1 . |
|
|
|
|
Переработку такого сплава можно осуществить на любом из действующих заводов, перерабатывающих сульфидные медноникелевые руды путем добавки его в конвертер в качестве холод ных присадок. При этом создаются условия для извлечения цвет ных и редких металлов по существующей на заводах технологии. Марганцевый шлак, получающийся в результате электроплавки, может быть переработан на заводах черной металлургии для по лучения силикомарганца или ферромарганца.
Экономическая эффективность извлечения кобальта из конкреций
Проведенные ориентировочные расчеты по определению эконо мической эффективности переработки кобальтсодержащих железомарганцевых конкреций по схемам автоклавного сернокислотно го и аммиачно-карбонатного выщелачивания показали, что полу чение из конкреций кобальта и марганца может быть эффектив ным. Себестоимость готовой продукции по обеим схемам оказа-
Данные Л. Ш. Цемехмана.
263
лась значительно более низкой по сравнению с оптовыми ценами на те же продукты. Вариант восстановительной плавки конкреций требует затрат довольно большого количества электроэнергии. Поэтому возможность осуществления схемы восстановительной плавки конкреций будет определяться стоимостью электроэнергии.
Следует отметить, что основные расходы на производство ко
бальта из железо-марганцевых конкреций |
определяются |
стои |
|||
мостью их добычи. |
|
|
|
|
|
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ |
КОБАЛЬТОВЫХ |
|
|||
И КОБАЛЬТСОДЕРЖАЩИХ |
РУД |
|
|
||
Как известно [202], |
промышленная |
ценность рудных |
место |
||
рождений определяется |
в основном |
следующими |
критериями: |
||
1) масштабом месторождения, выраженным |
в его |
общих |
запа |
||
сах; 2) качеством руд, |
зависящим от |
их вещественного состава |
|||
и технологических свойств; 3) горнотехническими условиями экс плуатации месторождения; 4) экономикой района, в котором расположено месторождение; 5) дефицитностью полезного иско паемого и его значением для народного хозяйства и обороны страны.
К этим критериям следует добавить основной — экономиче скую эффективность добычи и переработки руд.
Рассмотрим эти критерии применительно к месторождениям кобальтовых и кобальтсодержащих руд.
Месторождения собственно кобальтовых руд по размерам за
пасов кобальта в тоннах группируются следующим |
образом [202]: |
|||||
не имеющие промышленного |
|
промышленные |
|
|||
значения |
(десятки) |
' ~| |
I |
|
7, |
j |
|
|
мелкие |
средние |
крупные |
уникальные |
|
|
|
(десятки) |
(сотни) |
(тысячи) |
(десятки |
|
|
|
|
|
|
|
тысяч) |
Масштабы |
месторождений кобальтсодержащих |
руд, в кото |
||||
рых кобальт является попутным компонентом, определяются об
щими запасами основного компонента |
(никеля и меди |
в |
суль |
фидных медно-никелевых месторождениях, железа в |
железоруд |
||
ных и т. д.). По основным компонентам это должны |
быть |
круп |
|
ные и уникальные месторождения. По |
размерам запасов кобальта, |
||
учитывая низкое содержание этого компонента в руде, к ним не
может |
быть применена та же группировка, что и для |
месторож |
дений |
кобальтовых руд. Они должны быть крупными |
(тысячи |
тонн) |
или уникальными (десятки тысяч тонн). |
|
Качество кобальтовых и кобальтсодержащих руд характери зуется рядом признаков: минеральным и химическим составом, текстурами и структурами руд, обусловливающими взаимоотно-
264
шение между минералами (рудными, рудными и жильными, руд ными и породообразующими), физическими свойствами (твер достью, трещиноватостью, магнитностью, растворимостью, плав костью и др.).
По преобладающему составу минералов или химическим ком понентам руды могут подразделяться на типы и подтипы, а по
содержанию |
кобальта в них — н а сорта. |
Для |
кобальтовых |
руд по |
|
содержанию |
в них кобальта выделяют |
[101] |
следующие |
сорта |
|
руд: богатые — проценты, |
рядовые — десятые |
доли процента (до |
|||
1%), бедные — сотые доли |
процента (табл. 51). Кобальтсодержа- |
||||
щие руды являются бедными по кобальту, но в отдельных место рождениях различного генезиса содержание кобальта в руде со
ставляет первые десятые доли процента |
(0,1—0,2%). |
|
||||||
Кобальт в руде может быть |
представлен |
индивидуализиро |
||||||
ванными |
минералами кобальта |
либо может входить в решетку |
||||||
минерала «хозяина» в виде изоморфной примеси |
к тому |
или |
||||||
иному компоненту |
(обычно к железу, |
никелю |
и |
марганцу). Ко |
||||
бальтовые |
руды сложены |
кобальтовыми и кобальтсодержащими |
||||||
минералами, кобальтсодержащие |
руды — кобальтсодержащими и |
|||||||
тонкорассеянными |
кобальтовыми |
минералами. |
|
|
|
|||
Совокупность |
свойств |
руды |
обусловливает |
применение |
той |
|||
или иной технологии переработки. Промышленной на данный мо мент может считаться только та руда, для которой имеется раз
работанная |
и проверенная в промышленном масштабе |
(или |
полу |
||||||
промышленном масштабе, если процесс хорошо |
моделируется) |
||||||||
технология, |
обеспечивающая |
эффективность |
переработки |
руды. |
|||||
Горнотехнические |
условия |
эксплуатации |
месторождений |
ко |
|||||
бальтовых |
и кобальтсодержащих |
руд так же, как |
и |
месторожде |
|||||
ний других |
полезных |
ископаемых |
[202], |
могут |
быть |
подразделены |
|||
на: особо |
благоприятные, средние, неблагоприятные. |
В случае |
|||||||
особо благоприятных |
условий характер |
залегания, |
размеры и |
||||||
морфология рудных тел позволяют применять недорогие, высоко
производительные системы разработки. В случае |
неблагоприятных |
|||||
горнотехнических условий |
(большая |
глубина залегания |
рудных |
|||
тел, сложная |
форма |
их, |
сложные |
гидрогеологические |
условия |
|
и др.) добыча руды осложняется, а |
стоимость |
добычи |
возра |
|||
стает. |
|
|
|
|
|
|
Экономика |
района |
(транспортные |
и промышленные условия), |
|||
в котором располагается месторождение кобальтовых или кобальт содержащих руд, в значительной степени влияет на целесообраз ность эксплуатации месторождения. При равных условиях (оди наковое качество руд, идентичные горнотехнические условия экс плуатации и др.) предпочтение будет отдано месторождению, расположенному в районе экономически более развитом. Экономи ка района (наличие или отсутствие электроэнергии и др.) может также оказать влияние на выбор технологии переработки руд.
О значении кобальта в народном хозяйстве и обороне страны было сказано ранее.
265
