Введение к работе
Актуальность темы. Сохраняется дефицит индия. Поиск дополнительных источников сырья приобретает в настоящее время особую актуальность. Согласно обследованию распределения индия по промпродуктам производства цветных металлов на предприятиях ООО «УГМК- холдинг» установлено, что в лежалых и текущих пылях свинцового производства ОАО «Электроцинк» содержание индия достигает 1,5 кг/т. Подшихтовка таких пылей в типовое производство свинца и цинка не обеспечивает их комплексной переработки.
Утилизация пылей свинцового производства позволит предотвратить потенциальный ущерб здоровью людей, улучшит экологическую обстановку на территории завода и близлежащих районах санитарно-курортной зоны Кавказа, повысит комплексность использования рудного сырья.
Утилизация пылей предполагает извлечение ценных компонентов в отдельные продукты. Применительно к пылям, полученным при переработке свинцовых концентратов, ломов и кеков цинкового производства, возможно получение свинец-, цинк-кадмий- и индийсодержащих продуктов.
Цель работы. Получить данные о влиянии различных параметров на извлечение компонентов пылей при их выщелачивании, селективное осаждение индия, цинка и кадмия в индивидуальные полупродукты из получаемых растворов; снижение потерь индия с осадками сульфидной очистки растворов от кадмия, сурьмы и мышьяка; изучить особенности взаимодействия сульфида индия с арсенат-ионом; изыскать пути интенсификации процесса цементации индия из сульфатных растворов; разработать технологию комплексной переработки пылей.
Научная новизна. Определены кинетические характеристики взаимодействия сульфида индия с арсенат-ионом в кислой среде; установлена лимитирующая стадия процесса; определены параметры процесса цементации индия, на основании которых, по динамической модели цементации, оценено изменение структурных характеристик осадка.
Практическая значимость работы. Установлено распределение индия по продуктам металлургического производства предприятий 000 «УГМК-холдинг». Разработана, испытана и внедрена на ОАО «Электроцинк» (г. Владикавказ) технология переработки пылей свинцового производства с получением индиевого, свинцового и цинкового концентратов, пригодных для получения соответствующей готовой продукции. Разработаны и рекомендованы для промышленного внедрения параметры процессов сульфидной очистки растворов, образующихся при выщелачивании индиевых концентратов, рафинирования сульфидных индийсодержащих кеков в арсенатсодержащих растворах, цементации индия из сульфатных растворов.
Методы исследований. Использованы химический, рентгенофазовый, методы исследований и анализа, хронопотенциометрический (мультиметр АРРА-109 N), поляризационный (потенциостат IPC-Pro), оптическая
электронная микроскопия, фотосъемка процесса цементации фотокамерой (Canon А 720).
Экспериментальные данные обработаны на ПЭВМ с использованием ППП MS Excel, расчеты с применением программирования выполнены в 111 111 Mathcad.
Положения, выносимые на защиту. Особенности взаимодействия сульфида индия с арсенат-ионом в кислой среде. Влияние параметров на показатели цементации индия, структуру и дисперсность образующихся осадков. Технология комплексной переработки пылей свинцового производства с получением концентратов свинца, цинка и индия металлического. Показатели распределения Pb, Zn, Cd, In в отдельных операциях технологической схемы.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на конференциях:
I молодежной научно-практической конференции ОАО «Уралэлектромедь» «Совершенствование существующих технологий с целью снижения себестоимости производства на ОАО «Уралэлектромедь»» (г. В. Пышма. 2004).
- II научно-практической конференции ООО «УГМК-Холдинг» «Основные
направления развития инновационно - инвестиционной деятельности
предприятий компании» (г. В. Пышма. 2006).
Международной конференции «Теоретические аспекты использования сорбционных и хроматографических процессов в металлургии и химической технологии» (г. Екатеринбург. 2006).
IX Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «НТТМ-2009» (г. Москва. 2009).
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 6 печатных работах, в том числе две статьи в журналах, рекомендуемых перечнем ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы 114 наименований, приложений. Материал изложен на 140 страницах машинописного текста, включая 49 рисунков и 24 таблицы.