Способ переработки техногенных отходов металлургических и горно-обогатительных производств


 


Владельцы патента RU 2594544:

Баев Владимир Сергеевич (RU)
Юрочкин Сергей Викторович (RU)

Изобретение относится к способу переработки техногенных отходов металлургических и горно-обогатительных производств. Способ включает выщелачивание в присутствии окислителя и ионов трехвалентного железа. Перед выщелачиванием осуществляют полиградиентную воздушно-механическую сепарацию отходов с разделением на содержащую и не содержащую полезные металлы фракции. Затем проводят магнитную сепарацию фракции, содержащей полезные металлы. Далее ведут раздельное выщелачивание магнитной и немагнитной фракций путем механоактивации с одновременным гидродинамическим, электрохимическим и химическим воздействием. После выщелачивания осуществляют разделение продуктов на твердую и жидкую части с последующей физикохимической обработкой жидкой части гидродинамическим, электрофизическим и электрохимическим воздействием, при этом твердую часть подвергают химико-термической обработке с последующим возвращением ее на стадию выщелачивания немагнитной фракции. Техническим результатом является снижение экологической нагрузки на окружающую среду. 1 пр.

 

Предпогаемое изобретение относится к переработке твердых и жидких техногенных отходов металлургических производств и горно-обогатительных комбинатов, в том числе, из шлаков, шламов хвостохранилищ и др., с целью извлечения полезных компонентов и восстановления экологической обстановки.

Техногенные отходы, являющиеся сырьем для получения цветных, благородных и редких металлов, традиционно перерабатывают способами гравитационного разделения, пирометаллургии, гидрометаллургии, химикометаллургией или их комбинацией, например, хлоридно-сульфатизирующим обжигом и выщелачиванием.

Способы гравитационного разделения не обладают необходимой селективностью разделения и степенью извлечения, а недостатками пирометаллургических способов является высокий расход электроэнергии и вредное воздействие на окружающую среду.

Известен способ переработки сырья, содержащего металлы (патент на изобретение РФ 2255127, МПК C22B 11/00, опубл. 27.06.2005), включающий выщелачивание упорного минерального сырья в водном растворе кислоты концентрацией от 1,8 до 50 г/дм3 и активным кислородом в присутствии ионов трехвалентного железа и извлечение металлов из получаемых продуктов выщелачивания. Выщелачивание осуществляют с гидродинамическим воздействием на раствор, обеспечивающим режим кавитации, с одновременным удалением части раствора, содержащего металлы, и заменой его свежим раствором, а после извлечения металлов из удаляемой части ее повторно используют для выщелачивания.

Недостатком способа по патенту РФ №2255127 является то, что он позволяет извлекать только благородные металлы, а огромный массив отходов остается не использованным и загрязняет окружающую среду. Кроме того, само выщелачивание не обеспечивает необходимую для экологической чистоты степень извлечения металлов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ переработки упорного минерального сырья, содержащего металлы (патент на изобретение РФ №2265058, МПК C22B 3/06, опубл. 27.11.2005), включающий извлечение ценных компонентов из измельченного материала методом кучного выщелачивания с последующей гидрометаллургической переработкой, являющейся сложным технологическим процессом.

Данный способ позволяет уменьшить затраты по перемещению самих отвалов.

Недостатком способа по патенту РФ №2265058 так же, как и способа по патенту РФ №2255127, является его недостаточная экологичность, обусловленная наличием большого количества отходов.

Техническая задача, решаемая в предлагаемом изобретении, заключается в уменьшении экологической нагрузки на окружающую среду при снижении затрат на производство.

Поставленная задача решается тем, что способ переработки техногенных отходов металлургических производств включает, как и прототип, выщелачивание минерального сырья в присутствии окислителя и ионов трехвалентного железа и извлечение металла из полученных продуктов выщелачивания. В отличие от прототипа, перед выщелачиванием в предлагаемом способе осуществляют полиградиентную воздушно-центробежную сепарацию с разделением на содержащую и не содержащую полезные металлы фракции, затем осуществляют магнитную сепарацию фракции, содержащей полезные металлы, с разделением на магнитную и не магнитную фракции. Раздельное выщелачивание магнитной и не магнитной фракций осуществляют путем механоактивации с последующей гидродинамической хемоактивацией. Полученные продукты разделяют на твердую и жидкую фракции. Жидкую фракцию подвергают физико-химической обработке, включающей гидродинамическое, электрофизическое и электрохимическое воздействие. Твердую фракцию подвергают химико-термической обработке. Полупродукт, полученный после химико-термической обработки твердой фракции, возвращают на стадию выщелачивания немагнитной фракции.

Полиградиентная воздушно-центробежная сепарация позволяет экономичным и экологичным способом разделить сухие отходы на месте хранения на содержащую и не содержащую полезные металлы фракции. При этом не содержащая металлов фракция является готовым товарным продуктом (например, строительным материалом), что позволит сразу же проводить рекультивацию отвала, а содержащая металлы фракция - сырьем для последующей переработки.

Магнитная сепарация фракции, содержащей полезные металлы, позволяет осуществить ее разделение на магнитую и немагнитную фракции для последующей эффективной их переработки.

Раздельное выщелачивание магнитной и немагнитной фракций путем механоактивации обеспечивает эффективное извлечение полезных составляющих с учетом особенностей каждой из перерабатываемых фракций.

Последующая раздельная гидродинамическая хемоактивация магнитной и немагнитной фракций обеспечит сокращение времени технологического процесса при повышении его эффективности.

Разделение полученного продукта на твердую и жидкую фракции также приведет к увеличению степени извлечения полезных компонентов за счет использования наиболее эффективных методик для каждой фракции: жидкую фракцию подвергают физико-химической обработке, включающей гидродинамическое, электрофизическое и электрохимическое воздействие, а твердую фракцию - химико-термической обработке.

Полупродукт, полученный после химико-термической обработки твердой фракции, возвращают на стадию выщелачивания немагнитной фракции, что обеспечит извлечение оставшихся полезных компонентов.

Таким образом, предлагаемая совокупность отличительных признаков заявляемого способа позволит уменьшить экологическую нагрузку на окружающую среду при снижении затрат на производство, поскольку полупродукты или отходы одной операции являются готовым товарным продуктом, который можно удалить с места производства работ, или - сырьем для следующей операции переработки.

Пример конкретной реализации предлагаемого способа.

Производят воздушно-центробежно-магнитную сепарацию лежалых отвалов, в виде шлаков и шламов медного производства, с содержанием меди 0,17-1,7%, цинка 0,18-4,2%, свинца 0,05-0,6%, серебра 3-110 г/т (1.10-2%), золота 0,8-2 г/т (1.10-4%), серы 0,2-17%, железа 4,5-15%, оксида алюминия 12-45%, оксида кальция 7-19%, оксида магния 2.3-11%, оксида кремния до 35-45%. В результате получают 1-25% - полиметаллический концентрат (фракция, содержащая полезные металлы) и остальное - отсев (не содержащая полезных металлов фракция). Отсев используют как сырье для производства строительных материалов. Посредством магнитной сепарации разделяют полиметаллический концентрат на магнитную и немагнитную фракции. Затем, в дезинтеграторе (Nуст.=76-150 кВт, 1500-3000 об/мин), проводят механоактивацию полиметаллического концентрата и гипохлорита кальция раздельно для магнитной и немагнитной фракции. Далее, в результате комбинированных воздействий: гидродинамического, электрохимического и химического-водного раствора серной кислоты (0,1%) и хлорного железа (1%), проводят выщелачивание в циркуляционном контуре, состоящем из гидродинамического устройства с электрохимическим концентрирующим устройством - ТДАЭ и буферной емкости. Полученный в результате выщелачивания продукт разделяют на твердую и жидкую фракции. Жидкую фракцию пропускают через сорбционный материал, проводя предварительное адсорбционное и конечное электрохимическое концентрирование, что позволяет извлекать серебро и золото до уровня 93,5%-99%. Производят химико-термическую обработку твердой фракции. Для этого твердую фракцию смешивают с восстановителем или окислителем и нагревают до 400-1100°C. Тип реагента и температуру нагрева выбирают в зависимости от состава твердой фракции. Полупродукт, полученный после химико-термической обработки твердой фракции, возвращают на стадию выщелачивания немагнитной фракции.

В результате комбинированного выщелачивания полиметаллического концентрата снижается содержание металлов: цинка до 0,08%, меди до 0,1%, свинца до 0.03%, выход твердой фазы составил 69,6%, извлечение цинка в раствор 97,1%, свинца 95,8%, меди 94,5%.

Выполнение предлагаемого технического решения позволяет перерабатывать отходы, в том числе и бедные, металлургических производств и хвостохранилищ горно-обогатительных комбинатов, полиметаллических минеральных продуктов и руд в твердом, порошкообразном или жидком состоянии, чем достигаются универсальность и комплексность извлечения со степенью извлечения, равной 0,87, а также снижение удельных энергетических затрат в 2-3.5 раза и обеспечивается экологичность технологического процесса.

Способ переработки техногенных отходов металлургических и горно-обогатительных производств, включающий выщелачивание в присутствии окислителя и ионов трехвалентного железа и извлечение металлов из полученных продуктов выщелачивания, отличающийся тем, что перед выщелачиванием осуществляют полиградиентную воздушно-механическую сепарацию отходов с разделением на содержащую и не содержащую полезные металлы фракции и магнитную сепарацию фракции, содержащей полезные металлы, с разделением на магнитную и немагнитную фракции, раздельное выщелачивание магнитной и немагнитной фракций ведут путем механоактивации с одновременным гидродинамическим, электрохимическим и химическим воздействием, после выщелачивания осуществляют разделение полученных в результате выщелачивания магнитной и немагнитной фракций продуктов на твердую и жидкую части с последующей физикохимической обработкой жидкой части посредством гидродинамического, электрофизического и электрохимического воздействий, при этом твердую часть подвергают химико-термической обработке с последующим возвращением ее на стадию выщелачивания немагнитной фракции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу комплексной механико-термической переработки алюминиевых отходов. Способ включает удаление посторонних включений и органических примесей, по меньшей мере двухэтапное измельчение и классификацию, при этом отходы перед измельчением подвергают сепарации, классификацию осуществляют с получением частиц крупностью не более 20 мм, после классификации полученные массы измельченного сырья дозированно загружают в смеситель с последующей подачей в накопительный бункер брикетировочного пресса и прессуют валкованием при удельном давлении более 1000 кг/см2 с получением брикета неправильной геометрической формы с наибольшей стороной не более 100 мм.
Изобретение относится к цветной металлургии. Способ переработки полупродуктов свинцового производства, содержащих свинец, медь и цинк, включает загрузку в шахтную печь упомянутых полупродуктов, кокса в качестве восстановителя, сульфидизатора и кварцевой руды в качестве флюса и их плавку при подаче кислородсодержащего дутья с получением чернового свинца, медного штейна и цинксодержащего шлака.

Изобретение относится к брикетам для легирования при выплавке алюминиевых сплавов. Брикет содержит стружку сплава алюминия с медью и частицы меди в количестве 20-40 мас.% от общей массы брикета.
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к технологии переработки красных шламов с получением синтетического алюминиевого чугуна (синтегаля). Способ включает смешивание шлама с известью в количестве 7-10 мас.% от массы шлама, сушку полученной шихты, плавку шихты в дуговой печи при температуре 1500-1580°С в присутствии катализатора в виде чугуна или стали с обеспечением восстановления оксидов железа, и введение в полученный расплав алюминия в количестве 1,5-4,0% от массы расплава.

Изобретение относится к способу переработки титанового лома. Способ заключается в том, что в нагретый до температуры от 673 до 773 К реактор помещают титановый лом на кварцевой лодочке, подкладывая под него углеродное волокно.

Изобретение относится к переработке мелкодисперсного красного шлама на основе оксидов металлов и кремниевых соединений. В предложенном способе измельчение производят с одновременным разделением красного шлама на оксиды металлов и оксиды кремния путем пропускания красного шлама через дезинтегратор с вращающимся электромагнитным полем с частотой вращения в диапазоне от 110 до 130 Гц и напряженностью от 100 до 160 А/м.

Изобретение относится к способу переработки фторуглеродсодержащих отходов производства алюминия электролизом расплавленных солей. Способ включает высокотемпературную обработку отходов в присутствии кислородсодержащего газа с получением вторичного сырья для производства алюминия, обработку отходов осуществляют путем газификации с получением горючего фторсодержащего синтез-газа и твердых продуктов газификации.

Изобретение относится к способу обработки содержащего загрязнения углеродсодержащего сыпучего материала. Техническим результатом является повышение эффективности обработки углеродсодержащего материала.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано на заводах машиностроительной и металлургической промышленности для переработки стальной и чугунной стружки в плотные, прочные брикеты, свободные от загрязнений.

Изобретение относится к способу кучного выщелачивания золота из исходного сырья в виде золотосодержащих упорных руд и техногенного минерального сырья. Способ включает агломерацию исходного сырья путем добавки к нему связующего материала, формирование штабеля, выщелачивание золота путем подачи в штабель раствора выщелачивающего реагента, рециркуляцию рабочих растворов, сбор продуктивных растворов и выделение из них золота.

Изобретения относятся к отделению ионов железа от ионов алюминия, содержащихся в кислотном составе. Данные способы включают взаимодействие кислотного состава с основным водным составом, имеющим pH по меньшей мере 10,5, для получения осадочного состава, поддерживая pH осадочного состава на уровне, превышающем 10,5, для выделение ионов железа.

Изобретение относится к области гидрометаллургии урана и его соединений и может быть использовано в технологии переработки урансодержащих материалов, а именно отходов уранового производства с низким (менее 3 мас.%) содержанием урана и с высоким (до 15 мас.%) содержанием кремния.

Изобретение относится к. способу переработки колумбитового концентрата.
Изобретение может быть использовано для дезактивации сложнообогащаемого цирконового концентрата Зашихинского месторождения, содержащего примесь кремния в виде кварца и полевых шпатов.
Изобретение относится к способу получения чистой вольфрамовой кислоты. Способ включает обработку вольфрамсодержащего сырья кислотой с получением осадка технической вольфрамовой кислоты, который обрабатывают раствором аммиака для растворения вольфрамовой кислоты и получения аммиачного раствора вольфрамата аммония.

Способ извлечения металлов включает выщелачивание руды путем непрерывного многостадийного противоточного кучного выщелачивания. На каждой промежуточной стадии подают выщелачивающий раствор, приготовленный из маточного раствора, полученного на следующей стадии выщелачивания предыдущей кучи.

Изобретение относится к способу обработки марганецсодержащих материалов, таких как подводные марганцевые конкреции, путем выщелачивания водной HNO3 и NO-газом. При этом проводят извлечение ценных составляющих, особенно марганца, кобальта, никеля, железа и меди.

Изобретение относится к способу, c помощью которого ценные металлы и возможные благородные металлы извлекают из смешанного штейна, полученного в плавильной печи. Ценные металлы в материале, полученном в плавильной печи, выщелачивают кислым раствором, содержащим сульфат и хлорид, из которого каждый металл выделяют с помощью экстракции растворителем.

Изобретение относится к способу извлечения платины и/или палладия из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия. Данный способ включает выщелачивание полученного огарка солянокислым раствором, содержащим окислитель или смесь окислителей, с извлечением платины и/или палладия из раствора выщелачивания.

Способ может быть использован в гидрометаллургии для переработки золотосодержащих концентратов двойной упорности, то есть сырья, содержащего тонко диспергированное в сульфидах золото и органическое углистое вещество.
Изобретение относится к цветной металлургии. Способ переработки полупродуктов свинцового производства, содержащих свинец, медь и цинк, включает загрузку в шахтную печь упомянутых полупродуктов, кокса в качестве восстановителя, сульфидизатора и кварцевой руды в качестве флюса и их плавку при подаче кислородсодержащего дутья с получением чернового свинца, медного штейна и цинксодержащего шлака.
Наверх