Технологія знефосфорення та інтенсифікація хімічного збагачення марганцевої руди для одержання високоякісних продуктів - Автореферат

Криворізький технічний університет ТЕХНОЛОГІЯ ЗНЕФОСФОРЕННЯ ТА ІНТЕНСИФІКАЦІЯ ХІМІЧНОГО ЗБАГАЧЕННЯ МАРГАНЦЕВОЇ РУДИ ДЛЯ ОДЕРЖАННЯ ВИСОКОЯКІСНИХ ПРОДУКТІВРобота виконана в Криворізькому технічному університеті Міністерства освіти і науки України та науково-дослідному проектному інституті збагачення та агломерації руд чорних металів "Механбрчормет" Міністерства промислової політики України. Науковий керівник - доктор технічних наук Бережний Микола Миколайович, Криворізький технічний університет (м. Кривий Ріг), Міністерство освіти і науки, професор кафедри збагачення корисних копалин. Офіційні опоненти: доктор технічних наук Полулях Олександр Данилович, Придніпровська лабораторія удосконалення технології збагачення вугілля Західного Донбасу та Львівсько-Волинського басейну інституту УКРНДІВУГЛЕЗБАГАЧЕННЯ (м. Захист відбудеться "23" жовтня 2001р. о "13.30" годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д09.052.03 у Криворізькому технічному університеті за адресою: ауд.Україна займає друге місце у світі після Південно-Африканської Республіки за запасами марганцевої сировини (12% світових запасів) та перше місце за виробництвом марганцевої руди й феросплавів. Але погіршення мінерального складу перероблюваних окисних руд призводе до підвищення масової частки фосфору у концентратах, що робить їх неконкурентоздатними на світовому ринку. Це дозволить підвищити ефективність виробництва та якість як сировини, так і готових продуктів - феросплавів і сталей, якими Україна успішно торгує на світовому ринку. Фізико-хімічні властивості вихідної сировини та продуктів вивчалися термографічним аналізом, рентгенівською фотоелектронною спектроскопією, методом ядерного магнітного резонансу, калориметричним, екстракційним методом визначення іонного складу рідкої фази та масової частки у ній реагентів. Наукова новизна роботи: · запропоновано новий спосіб знефосфорювання окисних концентратів, який полягає в кислотному вилуговуванні фосфору в розчин при РН =-1,0-1,5 і дозволяє знизити масову частку фосфору в концентратах на 24-30% відносних;Як фізичну модель для дослідження кислотного вилуговування фосфору прийнято процес розчинення фосфору із хімічно чистих солей гідрофосфатної групи катіонів кальцію, марганцю, заліза при заданих величинах РН розчину при кімнатній температурі. Система "марганець-вода" (Mn - H2O) являє собою розчин у воді різних марганецьвміщуючих речовин та речовин, які здатні відновлювати чотиривалентний марганець до двовалентного, сполуки якого розчинні в кислоті. Активність речовин та їхній хімічний потенціал у розчині залежать від температури, природи розчиненої речовини та розчинника і взаємоповязані рівнянням: (2) Процес розкриття марганцю екзотермічний, тому потенціали розраховані в залежності від РН розчинів при температурах 90°С та 200°С.При побудові діаграм розраховані потенціали ряду систем, які мають вміст нетрадиційних відновників. Порівнювання отриманих масових часток марганцю та фосфору з вихідними показниками показує, що масова частка фосфору при випалі лишається на попередньому рівні або нижче, а масова частка марганцю зростає.Розрахунками термодинамічної рівноваги гідроксо-і гідрофосфатів установлено, що при гідролізі фосфатів кальцію, марганцю, заліза найефективніше вони розчиняються при РН рівному - 0,5, при цьому концентрація фосфору у розчині максимальна. Попередній випал з сульфатом натрію при температурі 850 - 9000С та подальше вилуговування фосфору сірчаною кислотою дозволяє залучити у переробку низькоякісну сировину (змішані та карбонатні руди) з одержанням якісних концентратів, питомий вміст фосфору в яких досягає 0,009 - 0,0010. Вивчення процесу електрохімічної очистки розчинів після вилуговування марганцю від шкідливих домішок дозволило запропонувати два варіанти цього процесу та підтвердило можливість одержання католіту для електролізу. На підставі теоретичних досліджень науково обґрунтована та розроблена комплексна технологічна схема хімічного збагачення марганцевих руд Нікопольського родовища, яка передбачає кислотне знефосфорення окисних марганцевих концентратів, утилізацію відпрацьованих кислих розчинів у процесі вилуговування марганцю з карбонатних руд, осадження промпродукта, повторне вилуговування та електрохімічну очистку розчинів від шкідливих домішок і електролізу. Результати дослідно-промислових випробовувань хімічного збагачення марганцеворудної сировини, показують, що використання процесу кислотного знефосфорення дозволяє зменшити вміст фосфору до 30% у окисних концентратах.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ