Файл: Шишкин Н.Н. Кобальт в рудах месторождений СССР.pdf

О ПУТЯХ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА КОБАЛЬТА В СССР

В настоящее время производство кобальта в СССР в промыш­ ленном масштабе организовано из двух типов кобальтсодержащих руд — сульфидного медно-никелевого и силикатно-окисного нике­ левого. Кобальт из этих руд извлекается попутно с основными компонентами — никелем и медью из первого типа руд и никелем из второго типа. В очень незначительном количестве кобальт из­ влекают из медно- и серноколчеданной руды (на Березниковском азотнотуковом заводе). Из кобальтсодержащих сульфидно-магне- титовых руд кобальт в промышленном масштабе до сих пор не извлекается.

Следует отметить, что применяемые в настоящее время в про­ мышленном производстве кобальта технологические схемы не обеспечивают высокого его извлечения.

Переработка сульфидных медно-никелевых руд в настоящее время производится пирометаллургическими методами (электро­ плавка, конвертирование). Кобальт при этом концентрируется в конвертерных шлаках и файнштейне (см. часть I I I ) . Однако по существующим технологическим схемам извлекают только часть кобальта, содержащегося в руде. Применение автоклавной тех­ нологии переработки сульфидных медно-никелевых руд, разрабо­ танной в последние годы в институте Гипроникель (см. часть I I I ) , позволит получить практически весь кобальт, содержащийся в богатой руде или концентрате, полученном из бедной руды. Эта технология позволяет обеспечить комплексное использование всех ценных составляющих руды.

Переработка силикатно-окисных никелевых руд в СССР осу­ ществляется также только пирометаллургическими методами (шахтная плавка, конвертирование, обжиг в кипящем слое). Ко­ бальт извлекается из конвертерных шлаков.

Некоторого повышения извлечения кобальта (на 10—15%) на действующих предприятиях можно достигнуть, концентрируя его в файнштейне. Выделить кобальт из файнштейна можно применив хлоридные расплавы, переработка которых может быть осуще­ ствлена современными экстракционными методами. Более высокий выход кобальта достигается при плавке руды на ферроникель.

Более высокие показатели по кобальту из силикатно-окисных никелевых руд могут быть получены при применении автоклавной Технологии (см. часть I I I ) . На заводе Моа (Куба) при перера­ ботке руды железистого подтипа извлечение кобальта в суль­ фидный концентрат составляет 72—77%. Основным препятствием для широкого внедрения автоклавной технологии при переработке силикатно-окисных никелевых руд является высокое содержание магния в них. Выделение магния в раствор вызывает значитель­ ные трудности в дальнейшей переработке раствора. Однако в последнее время в институте Гипроникель разработан рудно-пирит-

296

ный метод выщелачивания, применение которого эффективно не только для руд железистого подтипа, но и для смеси этих руд с магнезиальными.

Из приведенного выше видно, что усовершенствование суще­ ствующих технологий переработки кобальта из сульфидных медноникелевых и силикатно-окисных никелевых руд на действующих предприятиях может привести к некоторому повышению извлече­ ния кобальта.

Значительно более высоких показателей по кобальту при пе­ реработке никелевых руд можно достичь на предприятиях, запро­ ектированных или проектируемых на базе новых месторождений, применив новые более совершенные технологические схемы (авто­ клавные или смешанные автоклавно-пирометаллургические для сульфидных и силикатно-окисных типов руд, плавку на феррони­ кель для силикатно-окисных руд и др.).

Значительного увеличения производства кобальта можно до­ стигнуть при организации в крупном масштабе получения кобальта из сульфидно-магнетитовых, медно- и серноколчеданных руд. Вы­ ше (см. часть I I I ) были рассмотрены разработанные к настоящему времени технологические схемы переработки как кобальтсодержа­ щих пиритных концентратов, полученных при механическом обо­ гащении сульфидно-магнетитовых и медноколчеданных руд, так и кобальтсодержащей серноколчеданной (пиритной) руды. Эти технологические схемы обеспечивают высокое извлечение кобальта. Были рассмотрены основные направления возможного использо­ вания кобальтсодержащих пиритов. Максимальный эффект может быть достигнут при комплексной переработке пиритов. Многочис­

серы, которая получается в ходе переработки пиритного концен­ трата.

В первом случае пиритный концентрат подвергается сульфатизирующему обжигу, полученный огарок — выщелачиванию. Из растворов кобальт и другие ценные составляющие извлекаются различными методами (на Березниковском азотнотуковом заводе осаждение кобальта производят содой, а полученный карбонат перерабатывают стандартными методами).

Во втором случае перспективными представляются две схемы.

в Финляндии). Кобальт концентрируется в полученном при плавке

297

ментарной серы, но и комплексное использование сырья с высоким извлечением кобальта, меди, железа и других полезных компо­ нентов.

заводах Дуйсбургском в ФРГ; Хирохита и Окаяма в Японии; Валя Кырыгулески в С Р Р и других). Пиритные огарки, накопленные в огромном количестве на отечественных сернокислотных заводах и ежегодно получаемые на них, представляют собой один из важ­ ных источников производства кобальта. Они могут быть перера­

Путями для увеличения производства кобальта в стране могут

технологических схем к тем типам руд, из которых уже в настоя­

руд. Организация производства кобальта из этих типов руд, в которых сосредоточены значительные запасы кобальта, подготов­ лена разработанными в СССР и за рубежом технологическими схемами и опытом работы зарубежных предприятий.

В будущем при решении вопроса их добычи в производство кобальта могут быть вовлечены кобальтсодержащие железо-мар­ ганцевые конкреции дна современных океанов, в которых заклю­ чены колоссальные запасы кобальта. Марганец — главный полез­ ный компонент конкреций и сопутствующие ему кобальт, никель, медь и другие компоненты могут быть извлечены при переработке железо-марганцевых конкреций различными методами (выщелачи­ ванием в автоклавах, гидрометаллургической переработкой без применения автоклавов, восстановительной плавкой). При этом обеспечивается высокое извлечение как марганца, так и кобальта и других металлов.

Производство кобальта из кобальтовых и кобальтсодержащих руд на новых проектируемых предприятиях должно быть ориенти­ ровано на новые прогрессивные технологии, обеспечивающие ком­ плексное извлечение из руды (концентратов, полупродуктов)

полезных компонентов как основных, так и сопутствующих, вы­ сокие показатели извлечения их и высокую экономическую эффек­ тивность переработки руды.

К таким технологиям относится автоклавная технология, отли­ чающаяся комплексным и высоким извлечением полезных компо­ нентов, высокой интенсивностью, низкой энергоемкостью, возмож­ ностью полностью автоматизировать процесс, применение кисло­ рода, природного газа, процесса вакуумирования в пирометал­ лургии и др.

298

выводы

1. В составе кобальтовых и кобальтсодержащих минералов существенное значение имеют, кроме кобальта, железо, никель и марганец.

Выделяются следующие изоморфные ряды кобальтовых и ко­

о широком проявлении изоморфизма между кобальтом, никелем и железом.

Выделяемые в группе кобальтсодержащих асболанов кобальтмеланы, никель-кобальтмеланы, кобальт-никельмеланы и никельмеланы также свидетельствуют о проявлении изоморфизма между марганцем, кобальтом и никелем.

2. Изоморфные ряды минералов являются непрерывно-преры­ вистыми. Непрерывность их проявляется в том, что точки анали­ зов промежуточных минералов на тройных диаграммах Fe—Со—: Ni ложатся на всем протяжении между точками, отвечающими составу конечных минералов ряда. Прерывистость фиксируется расположением этих точек на более или менее одинаковых интер­ валах, которые по мере накопления анализов, видимо, будут сужаться, но сохраняться.

Такое представление отражает различные условия образования минералов и согласуется с широким развитием зональных кри­ сталлов у промежуточных минералов изоморфных рядов (у арсе­ нидов — Fe-Ni-Co- и Fe-Co-Ni-скуттерудиты, сульфоарсенидов —

299