Введение к работе
Актуальность темы. В Советском Союзе значительная часть выра-атываемой серной киспзты производится обжигом колчеданного сырья, результате чего образуются отходы производства - пиритные огар-и (ПО). Накоплоние последних в отвалах в огромном количестве вы-ывает рост затрат на их хранение, рекультивацию занятых земель, крану окруяающей среды от их вредного воздействия. Незначитель-эе и непосредственное применение ПО в цементной промышленности, сельском хозяйстве и в других отраслях призодит лишь к необос->вашшн и безвозвратным потерям как основного компонента огар-)в - велеза, так и остальных ценных составляющих (медь, цинк, ішьяк, золото, серебро и др.).
Особенность отечественных ПО проявляется в относительно ииз-u содержании яелеза (47-55$) и высоком - мышьяка (0,1-0,3%), также в наличии в огарках примесей цветных и благородных ме-ллов, что препятствует прямому потреблению огарков в черной ие-ллургии. По требованию металлургической промышленности, получен-э из ПО аалезные окатыши должны содержать (в масс.%): железа на азе - 60, остальных попутных металлов-не более 0,05 каждого, этому проблема комплексной переработки ПО на железные окатыши, івлетворящие требованиям черной металлургии, с попутным извле-іием цветных и благородных металлов, принимает большое народно-яйственное значение.
Нерешенность проблемы в масштабах страны обусловлена сущест-ными недостатками разработанных и предложенных к внедрению оте-тзеиных методов переработки и неприменимостью известных зару-ных способов к отечественным ПО. Этим определена необходимость лирения исследований по созданию рациональной схемы комплексной
переработки ПО, способствующей превратить технологию переработки колчедана в сернокислотной промышленности в безотходную.
Работа проводилась согласно постановлению ГКНТ при СМ СССР № 56 от 10.03.1986г. по части 09.Н8. (№ гэс.регистрации 01860036638).
Целью работы является разработка замкнутой и малоотходной технологии комплексной переработки ПО методом сернокислотной гидрэсульфатизацаи, обеспечивающей получение кондиционных железных окатышей, пригодных в металлургической промышленности для выплавки чугуна, с попутным извлечением цветных металлов (медь, цинк) в виде полупродуктов и концентрирование благородных металлов (золото, серебро) в конечных отходах.
Для достижения поставленной цели были решены следующие основные задачи:
исследованы термодинамические и кинетические закономерности процесса сернокислотного выщелачивания ПО; проведен термодинамический анализ равновесных минеральных ассоциаций различных обжиговых систем в процессе сульфатизации ПО;
найдены оптимальные условия ведения процессов первичного сернокислотного выщелачивания ПО и высокотемпературного вскрытия остатков первичной переработки;
определены условия селективного осаждения сульфидов цветных металлов, получения кристаллов сульфата келеза(Ш) и оборотной серной кислоты из сернокислотных растворов у.елеза;
проведены физико-химические исследования структурного превращения ПО по всему технологическому циклу переработки.
Научная новизна. Установлены основные кинетические и термодинамические закономерности процесса первичного сернокислотного выщелачивания ПО. Впервые для исследования процесса сулы;атиза-
ции ПО прикензн термодинзгачзский анализ ракювесных минеральных ассоциаций различных обжиговых систем. Получены математические іодєлй оптимизации процессов первичного сернокислотного выщелачивания ПО и прокаливания отходоз первичной переработки.
Практическая ценность. Разработанная зехнолэгил обеспечивает комплексную утилизации ПО с извлечением цветных и благородных металлов и выдачей качественного аелезосодергзідего материала, то всем основным показателям удовлетворяющего требованиям металлургической промышленности. В связи с замкнутостью и ыалоотход-юстыо технологической схемы устраняется загрязнение окружающей
;рЭДЫ, ЧТО, В СВОЮ ОЧереДЬ, ПРИВОДИТ К решеНИЮ ЕКОЛ0ГИЧЄСИИХ
троблом в сернокислотной промышленности.
Экономическая эффективность предложенной технологии поддер-:квается проведенными ориентировочными технико-вковомичвекиня іасчетами.
Апробация работы. Основные материалы диссертации докладываюсь на первой республиканской научно-технической конференции в ібласти охраны окружающей среди (г.Тбилиси, 1983г.); Всесоюзной іаучной конференции:"Комплексное освоение иэстороядении и извле-ібниа полезных ископаемых" (г.Москва, 1985г.); республиканских юнфаренциях молодых химиков (г.Тбилиси, 1935г.; г.Сухуми, 1987г.; '.Батуми, 1989г.); УІ Всесоюзной конференции молодых ученых и іпзцпалистов по физической химии "ФИЗХИИИЯт-90" (г.Ыосква, 1990г.).
Публикаций. По материалам диссертации опубликовано II печатях работ.
Объзы и структура работы. Диссертация излояэна на 133 странная машинописного текста, состоит из введения, пяти глаз, обцля ызодов и прклонекия. Список цитируемой литературы вкдачазз {67 аименозаний. Работа иллюстрирована 25 рисункакя и еодаргся 53 абзацы.