Geum.ru

Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала

Вид материалаАвтореферат диссертации

Содержание


Основные положения диссертации опубликованы в работах
Подобный материал:
1   2   3   4

ВЫВОДЫ


1. Оценка влияния антропогенных факторов на экосистемы Уральского промышленного региона, анализ условий и источников формирования промежуточных продуктов и отходов предприятий горно-металлургического комплекса позволили определить объем, химический состав и провести классифи-

кацию техногенных отходов предприятий по классам опасности.

2. С целью комплексной переработки шахтных и сточных вод в производстве черновой меди (2000-2500 м3/сут, 75-200-кратное суммарное превышение ПДК), металлургических и конверторных пылей и возгонов медеплавильного производства (15-20 т/сут, 2 класс опасности), гипсогидратных кеков ФГУП «Германий» (3-5 т/сут, 2 класс опасности), анодных остатков рафинирования чернового алюминия (10-12 т/сут, 3 класс опасности); золоуносов от сжигания энергетических углей (2-3 т/сут, 4 класс опасности), отходов обогащения хризотил-асбест (15-20 т/сут, 1 класс опасности), кубовых осатков производства ксантогенатов ( 3-5 т/сут, 2 класс опасности) выбраны основные ресурсо- и энергосберегающие процессы (сульфидная и шахтная плавки, выщелачивание, осаждение, сорбция, ионная флотация) и агрегаты для их осуществления.

3. Комбинированнаяированная технология очистки шахтных и сточных вод с концентрацией металлов-примесей (СМе=0,15-0,5 кг/м3), включающая гидролитическое осаждение известковым молоком (рН=8,5-9) с последующей доочисткой воды посредством сорбции на катионите (КУ-2-8, КУ-23) или флотации с анионным собирателем (додецилсульфат натрия) в режиме пенной сепарации, обеспечивает требования к воде для рыбохозяйственных водоемов.

4. Оптимальный состав исходной шихты (%) для пирометаллургической (t=1300оС) переработки гипсогидратных кеков и золоуносов 2-4 класса опасности: 0,35-0,4 основность [(CaO+MgO)/SiO2]; 65-70 шлакообразующие компоненты ∑(CaO, MgO, SiO2) ; 5-6 углерод; 4-5 сера, обеспечивает высокую (0,94-0,98) степень рекуперации германия в первичный концентрат.

5. Гидрометаллургические технологии комплексной переработки цинк-, германийсодержащих металлургических и свинец-, индийсодержащих конверторных пылей и возгонов, включающие: кислотное выщелачивание исходного сырья, селективное извлечение из растворов выщелачивания редких металлов: индия - сорбцией на ионите КФП-12; германия - в составе малорастворимого сублата Ge:Tart:ЦПБ = 1:2:3 с последующей фильтрацией или флотацией в пленочном режиме, гидролитическую очистку растворов от мышьяка, обеспечивают получение медь- и свинецсодержащих кеков, утилизируемых в существующем производстве, первичных концентратов германия и индия, пригодных для последующего производства металлов высокой чистоты, мышьяксодержащих шламов для переработки в промышленный антисептик, сульфата цинка, используемого в цикле обогащения медно-цинковых концентратов.

6. Гидрометаллургическая технология переработки полиметаллических анодных остатков электролитического рафинирования чернового алюминия, предусматривающая раздельное выщелачивание фракций сырья в различных по составу растворителях: оксидной – в кислотном; металлизированной - в смешанном кислотно-солевом; нейтрализацию объединенных растворов металлизированной фракцией; селективное извлечение галлия сорбцией на ионите АНКБ-35, обеспечивает получение медьсодержащих кеков, утилизируемых в медеплавильном производстве, первичного концентрата галлия, направляемого для производства металла высокой чистоты, смешанного железо- алюминийсодержащего коагулянта, используемого для очистки промышленных стоков и изготовления защитных покровных материалов на основе отходов обогащения минеральных волокон хризотил-асбеста.

7. Предложен принцип подбора собирателей (ПАВ) для ионной флотации коллигендов (компонентов раствора истинной, мицеллярной и суспензионной степени дисперсности), основанный на принципе аддитивности вкладов в изменение свободной энергии системы (∆Gобр) при образовании сублата (соединения, концентрирующегося на границе раздела фаз «жидкость-газ»), который подтверждается экспериментальными данными. Отрицательное значение суммарного вклада (-∆GPK) полярной группы собирателя (∆GP) и иона коллигенда (∆GK) в (∆Gобр) обусловливает процесс образования малорастворимого сублата, выделяемого из раствора в режиме пленочной флотации.

8. Небольшой по величине (Ustr=3,1-3,7 kT) адсорбционно-сольватный фактор устойчивости дисперсных систем реализуется за счет адсорбции на поверхности частиц дисперсной фазы молекул растворителя и неионогенных ПАВ. Значения константы скорости медленной коагуляции частиц дисперсной фазы сублат-солей (Км = (2,65-4,74).10-19 м3/с) в 20-40 раз ниже константы скорости быстрой коагуляции частиц (Кб =107,3.10-19 м3/с), рассчитанной без учета влияния адсорбционно-сольватного фактора, что определяет его стабилизирующие свойства в дисперсных систем; предложены приемы их регулирования.

9. Разработанная и использованная методика расчета основных параметров технологических агрегатов и сооружений позволяет уменьшить расход кон- струкционных материалов при их изготовлении за счет сокращения габаритных размеров при заданной производительности оборудования.

10. Выведенные регрессионные зависимости основных показателей (Yi) от величины параметров (Xj) исследованных пиро- и гидрометаллургических процессов (очистка шахтных вод медных рудников и сточных вод медеплавильных комбинатов; пирометаллургическая возгонка германия в режиме сульфидной плавки; цементационное выщелачивание анодного остатка в смешанном кислотно-солевом растворителе; выход черновой меди и содержание в ней примесей при шахтной плавке) использованы при разработке систем для эффективного управления и автоматизации разработанных и усовершенствованных технологий.

11. По разработанным и внедренным в производство технологиям реальный экономический эффект составил ~100 млн.руб. за счет дополнительно полученной товарной продукции при рекуперации цветных и редких металлов из состава переработанного жидкого и твердого техногенного сырья.

Предотвращенный эколого-экономический ущерб от уменьшения загрязнения окружающей среды Уральского промышленного региона вредными веществами составил ~ 425 млн. рубсоставил ~ 425 млн.руб., ,за счет сокращении объема сброса неочищенных производственных сточных вод и площадей, занимаемых промышленными полигонами и отвалами, что подтверждено соответствующими экономическими расчетами и актами внедрения..


Основные положения диссертации опубликованы в работах:


1 Казанцев Е.И., Фисенко В.В., Мальцев Г.И. Комплексообразование ионов РЗЭ с карбоксильным катионитом КБ-2-7 // Изв.ВУЗов. Химия и хим. технология. 1974. Т.17, вып.9. С.1304 – 1306.

2 Свиридов В.В., Мальцев Г.И., Скрылёв Л.Д. Выделение индия из гидрометаллургических растворов методом ионной флотации // Цв. металлы. 1978. № 11. С.47 - 49.

3 Свиридов В.В., Мальцев Г.И., Балакин В.М. О возможности использо-

вания фосфорорганических комплексонов для выделения индия и галлия из

кислых растворов // Изв. ВУЗов. Цв. металлургия. 1979. № 4. С.57- 61.

4 Свиридов В.В., Мальцев Г.И., Азарова В.И. Флотация фенольных комплексов металлов подгруппы алюминия// Изв. ВУЗов. Цв. металлургия. 1980.

№ 4. С.52 - 55.

5 Свиридов В.В., Мальцев Г.И., Петрякова Н.К. Флотационное выделение индия из бедных гидрометаллургических растворов // Комп. использов. минер.

сырья. 1980. № 4. С.56 – 59.

6 Свиридов В.В., Мальцев Г.И. Флотация цитратных и оксалатных комплексов металлов подгруппы алюминия // Ж.прикл.химии. 1980. №4. С.745-748.

7 Свиридов В.В., Мальцев Г.И., Петрякова Н.К. Выделение индия из гидрометаллургических растворов // Цв. металлы. 1980. № 7. С.53 - 54.

8 Свиридов В.В., Мальцев Г.И., Скрылёв Л.Д. Термодинамическое обоснование выбора собирателей для флотационного выделения неорганических ионов // Комп. использов. минер. сырья. 1980. № 7. С.15 – 20.

9 Свиридов В.В., Мальцев Г.И., Скрылёв Л.Д. О принципе подбора собирателей для флотационного извлечения неорганических ионов // Ж. прикл. химии. 1980. № 8. С.1734 - 1739.

10 Мальцев Г.И., Свиридов В.В., Скрылёв Л.Д. Флотационное извлечение роданидных комплексов индия из кислых растворов // Ж. прикл. химии. 1980. № 10. С.2164 - 2170.

11 Мальцев Г.И., Свиридов В.В., Молочников Л.С. Изучение кинетики образования малорастворимых соединений индия с азот- и фосфорсодержащи-

ми реагентами // Комп. использов. минер. сырья. 1981. № 5. С.39 – 43.

12 Мальцев Г.И., Свиридов В.В., Холманских Ю.Б. Выделение индия из конвертерных пылей и возгонов медеплавильного производства // Комп. использов. минер. сырья. 1982. № 3. С.47 – 50.

13 Свиридов В.В., Мальцев Г.И., Хохлов В.В. Кинетика флотации полифосфатов индия // Изв. ВУЗов. Цв. металлургия. 1982. № 3. С.48 - 53.

14 Свиридов В.В., Мальцев Г.И., Скрылёв Л.Д. Прогнозирование оптимальных концентрационных областей собирателя и коллигенда в процессах ионной флотации // Комп. использов. минер. сырья. 1982. № 8. С.22 – 27.

15 Свиридов В.В., Мальцев Г.И., Скрылёв Л.Д. Об оптимальных концентрационных областях собирателя и коллигенда в процессах ионной флотации

металлов подгруппы алюминия // Комп. исп. мин. сырья. 1983. № 6. С.25-27.

16 Свиридов В.В., Мальцев Г.И., Скрылёв Л.Д. Диаграммы состояния водных растворов собирателей и коллигендов // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология. 1984. Т.27, вып.7. С.826 – 829.

17 Свиридов В.В., Мальцев Г.И. Флотация фосфатных комплексов метал-

лов подгруппы алюминия из разбавленных растворов // Изв.ВУЗов. Цв.метал-

лургия. 1984. № 1. C. 67-71.

18 Свиридов В.В., Мальцев Г.И., Холманских Ю.Б. Очистка гидрометаллургических растворов от мышьяка и выделение кадмия // Изв. ВУЗов. Цв. ме- таллургия. 1985. № 6. С.101 - 102.

19 Мальцев Г.И., Агеев А.Я. Влияние добавок эмульгатора на электроки- нетические свойства волокнистых дисперсий // Комп. использов. минер. сырья. 1987. № 2. С.91 – 92.

20 Мальцев Г.И., Агеев А.Я. Об устойчивости волокнистых суспензий //

Комп.использов. минер. сырья. 1987. № 3. С.85 – 86.

21 Мальцев Г.И., Агеев А.Я. Влияние неэлектролитов на устойчивость асбестовых суспензий // Комп. использов. минер. сырья. 1988. № 5. С.87 – 88.

22 Мальцев Г.И., Агеев А.Я. Механическая гетероадагуляция в асбестовых суспензиях // Комп. использов. минер. сырья. 1988. № 6. С.86 – 87.

23 Мальцев Г.И. Исследование алюминий- и железосодержащих коагулянтов // Комп. использов. минер. сырья. 1989. № 9. С.84 – 85.

24 Мальцев Г.И., Агеев А.Я., Кузнецова Ю.В. Влияние эмульгаторов на электрокинетический потенциал асбеста // Комп. использов. минер. сырья. 1991. № 1. С.89 – 90.

25 Шевелёва Л.Д., Лебедь А.Б., Мальцев Г.И. Цементация меди на металлизированных пиритных огарках // Цв. металлы. 2002. № 5. С.31 - 34.

26 Шидловская И.П., Мальцев Г.И., Набойченко С.С. Определение опти-

мальных условий осаждения гидроксидов металлов-примесей при очистке

сточных вод // Изв.ВУЗов. Цв. металлургия. 2005. № 6. С.14 - 17 .

27 Шидловская И.П., Мальцев Г.И., Набойченко С.С. Оптимизация процесса осаждения гидроксидов металлов-примесей с применением флокулянтов // Цв. металлургия. 2005. № 12. С.4 - 10.

28 Дубровин П.В., Мальцев Г.И., Набойченко С.С. Технология переработки полиметаллических анодных остатков // Цв. металлургия. 2006. № 5.

С.2 -7.

29 Хренников А.А., Мальцев Г.И., Лебедь А.Б. Об извлечении германия и цинка из пылей медеплавильного производства // Известия ВУЗов. Цв. метал-

лургия. 2006. № 3. С.40 - 44.

30 Дубровин П.В., Мальцев Г.И., Набойченко С.С. Определение оптимальных условий флотационного выделения металлов из растворов выщелачивания // Известия ВУЗов. Цв. металлургия. 2006. № 6. С.4 - 7.

31 Мальцев Г.И., Вершинин С.В., Лебедь А.Б., Набойченко С.С. Построение математической модели сульфидной возгонки германия из промпродуктов // Изв.ВУЗов. Цв. металлургия. 2008. № 1. С.60 - 63.

32 Хильченко Н.В., Мальцев Г.И., Гопко В.Ф. Оценка предотвращенного эколого-экономического ущерба от уменьшения загрязнения окружающей среды на предприятиях Уральской горно-металлургической компании // Экол. урбаниз. территорий. 2010. № 4. С. 94-99.

33 Мальцев Г.И., Радионов Б.К., Вершинин С.В. Комплексная переработка редкометального концентрата // Химия в интересах устойчивого развития. 2010. Т.18. № 5. С. 583 - 586.

34 Мальцев Г.И., Вершинин С.В. Расчет флотомашины для ионной флотации // Справочник. Инженерный журнал. 2010. № 5. С.32 -37.

35 Мальцев Г.И., Вершинин С.В. Исследование пылей металлургического передела шламов производства катодной меди // Хим. технология. 2010. № 6. С.377 - 379.

36 Мальцев Г.И., Радионов Б.К., Вершинин С.В. Кинетические характеристики концентрирования и выделения металлов-примесей из растворов и промышленных сточных вод ионной флотацией // Теоретические основы

химической технологии. 2010. Т.44. № 6. С.635 - 640.

37 Мальцев Г.И., Вершинин С.В. Исследование металлургических пылей для повышения эффективности системы газоочистки // Экология и промыш. России. 2010.Т.53. № 7. С.50 - 52.

38 Мальцев Г.И., Вершинин С.В. Исследование физико-химических свойств и перспективы использования смешанного железо- алюминийсодержащего коагулянта // Изв.ВУЗов. Химия и хим.технол. 2010.Т.53. № 7.С.43-46.

39 Мальцев Г.И.,Радионов Б.К., Вершинин С.В. Влияние состава шихты на содержание в штейне меди и примесей // Цв. металлургия. 2010. № 10. С.33 - 39.

40 Мальцев Г.И.,Радионов Б.К., Вершинин С.В. Анализ влияния состава шихты на выход меди при шахтной плавке // Загот. производ. в машиностроении. 2010. № 12. С.9-12.

41 А.с. 548050 (СССР). Способ извлечения индия и галлия из кислых рас-

творов и пульп / Е.И.Казанцев, И.Ф.Худяков, Г.И.Мальцев / 22.12.1975.

42 А.с. 651581 (СССР). Способ извлечения рассеянных элементов из сернокислых растворов / Е.И.Казанцев, Б.К.Радионов, Г.И.Мальцев / 19.11.1976.

43 А.с. 633297 (СССР). Способ получения индиевого концентрата осаждением Е.И.Казанцев, Г.И.Мальцев, В.В.Свиридов / 01.03.1977.

44 А.с. 633298 (СССР). Способ извлечения индия и галлия из кислых растворов и пульп сорбцией / Е.И.Казанцев, Б.К.Радионов, Г.И.Мальцев / 08.06.1977.

45 А.с. 801585 (СССР). Способ извлечения индия из растворов/ Б.К.Радионов, Г.И.Мальцев, В.В.Свиридов / 12.10.1979.

46 А.с. 803197 (СССР). Способ регенерации комплексообразующих иони-

тов / Б.К.Радионов, Г.И.Мальцев, Е.И.Казанцев / 29.10.1979.

47 А.с. 1026475 (СССР). Способ выделения индия из растворов и пульп сорбцией / Б.К.Радионов, Г.И.Мальцев, В.В.Свиридов / 10.06.1981.

48 А.с. 1253974 (СССР). Способ выделения бутилксантогената калия / Б.Н.Дрикер, Г.И.Мальцев, В.В.Свиридов / 10.12.1984.

49 А.с. 1351925 (СССР). Способ получения бутилксантогената калия / Б.Н.Дрикер, Г.И.Мальцев, Л.С.Кашин / 30.06.1986.

50 Пат.№ 2118990 (РФ). Материал для цементации меди / Г.И.Мальцев, А.И.Павлов, В.В.Кочетков/ 26.01.1998.

51 Положит. реш. по заявке на изобр. № 98113186/02 (015377). Способ подготовки агломерационной шихты / Мальцев Г.И., Павлов А.И. / 15.07.1998.

52 Пат. № 2293779 (РФ) Способ извлечения и концентрирования германия из растворов / Мальцев Г.И., Хренников А.А., Лебедь А.Б. / 27.01.2005.

53 Пат. № 2293780 (РФ) Способ извлечения галлия из металлизировано-

го материала, содержащего галлий и алюминий / Мальцев Г.И., Дубровин П.В.,Лебедь А.Б. / 27.01.2005.