Введение к работе
Актуальность темь?. В настоящее время марганцеворудная промышленность испытывает острые дефицит в высококачественных обео-фоофоренных марганцевых концентратах, потребность в которых в пересчете на металл составляет около I млн.т/год. Структура марганцевых руд по вещественному' составу и качество вовлекаемого в переработку сырья постоянно ухудшаются, что привело к снижению показателей обогащения. За последнее десятилетие содержание марганца в добываемой руде снизилось с 24,97 до 22,00$; в суммарном концентрате - с 41,22 до 34,71.
Одним из способов решения проблемы значительного повышения качества марганцевих концентратов является химическое обогащение. Большинство известных технология химического обогащения применимы для отдельных типов марганцевого сырья - или карбонатных, или оксидных. В то же время существующие методы химического обогащения интенсифицированы настолько, что рост объема производства возможен только за счет расширения площадей производства или увеличения объемов оборудования.
Разработка высокопроизводительной универсальной замкнуто?" технологии, пригодное для обогащения различных марганцеворудних мате- . риалов, позволяющей повысить извлечение маргшша в концентрат и получить высококачественные марганцевые продукты, является актуальной.
Цель работы. Поиск эффективного восстановителя, позволяющего интенсифицировать процесс выщелачивания марганца из марганцеворудного сырья различного состава (оксидного, карбонатного, смешанного), разработка замкнутой безотходной технологии получения высококачественных обесфоссоренных марганцевых продуктов.
Методика гтопеиения исследований. Выбор реагентов проведен на основе построения и анализа диаграмм Пурбе при температурах 298К , ЗЗЗК и 473К для опенки вероятных взаимодействий в системе Мл-ЯгО ' с различными восстановителями. Экспериментальное изучение процесса выщелаиивания выполнено с контролем окислительно-восстановительного потенциала, определением состава твердого, растворов и газовой фази химическим весовым и объемным, атомно-абесрбционнда и эмиссионным спектральным анализами, уточнением фазового состава контент- рата дериватографическим методом. В лабораторных условиях выполна-
- 4 -ны эксперименты по отработке всех элементов технологии, в полупромышленных условиях проведены испытания с проверкой многократного оборота растворов.
Научная новизна. I. На основании построения и анализа диаграмм Цурба при температурах 298К, 363К и 473К показана возможность использования нетрадиционных восстановителей для выщелачивания марганца иэ марганецсодержащего сырья.
-
Изучен процесс восстановления диоксида марганца органическими соединениями - альдегидами, углеводами, кислотами и спиртами. Установлено, что скорость и полнота восстановления возрастает при переходе от предельных кислот к оксикислотам и спиртам. Одноосновные предельные кислоты, за исключением муравьиной,и двухосновные, за исключением щавелевой, практически не реагируют с диоксидом марганца. В ряду органических оксикислот и спиртов активность взаимодействия четырехвалентного марганца с ними возрастает с увеличением количества гидроксогрупп.
-
Установлен химизм процесса выщелачивания марганца с применением в качестве восстановителя роданидных солей аммония или щелочных металлов. Образование токсичных продуктов неполного окисления роданида происходит при недостатке диоксида марганца или серной кислоты,и поэтому последовательность введения реагентов определяет состав продуктов реакции.
-
С использованием контроля окислительно-восстановительного потенциала выявлена высокая скорость взаимодействия рсцанидных солей с диоксидом марганца и влияние содержания диоксида марганца
в пульпе на эту скорость.
Практическая ценность. Разработана универсальная замкнутая технология химического обогащения марганеисодержацего сырья,обеспечивающая получение высококачественного обеофосфоренного концентрата с массовой дплйй марганца 43, отношением /?/Л^?*0,00009; извлечение марганца в концентрат - 95,27.
Использование при выщелачивании в качестве восстановителя р. данидных растворов - отходов газоочистки коксохимического производства - обеспечивает высокое извлечение марганца из оксидного (95,3-99,055), смешанного и карбонатного (99,2) сырья и одновременно решает вопрос утилизации, и обезвреживания токсичных отходо Определены условия воделачивения, обеспечивав:»} экологически чи стый процесс (но образуются и но выделяются вредные вещества).
Метод проверен в полупромышленных условиях. Уточнены оптимальній параметры отдельных стадий технологических схем и расходные нор^ мы сырья и реагентов.
Технология проверена на всех типах марганцеворудного сырья -карбонатных, смешанных и оксидных, как богатых, так и бедных, а таюке на отходах ферросплавного производства. Подтверждена ' ее универсальность.
Выполнена технико-экономическая оценка этих вариантов. Показано, что наиболее экономически выгодно осуществление производства растворов сульфата марганца и ЭММ, себестоимости Т т которые (в ценах 1990 г.) составляют 138,7 и 677,6 руб. при отпускной цене 600-750 и 1535,8 руб. соответственно.
Апробация работы. Основные результаты доложены на Всесоюзном семинаре "№вые технологические решения по обесфосфориванию март ганцеворудного сырья" (Кривой Рог, 1988); Всесоюзной научно-технической конференции "Штенсификация процессов переработки труд-нообогатимых токковкраплеиньк руд" (Кривой Рог, 1989); Есесоганом совещании "Швьге процессы к методы исследования при первичной переработке минерального сырья" - Плаксинские чтения (Москва, 1990).
Публикации. По теме диссертации имеется Ю публикаций, в том
числе 5 -статей, тезисы докладов, получено 3 авторских свидетель
ства.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, библиографии из 215 наименований, содержит 15 таблиц, IV рисунков, 3 приложения и изложена на 126 страницах машинописного текста.