Промышленные
испытания нового минерального сырья для гидрометаллургии бериллия - 2004
1Самойлов В.И., 2Куленова
Н.А., 1Борсук А.Н., 2Полежаев С.Н.,
2Тогузов М.З., 2Жанузакова Л.Н., 2Утешева О.А., 2Умарова
Т.А.
1 – АО «Ульбинский
Металлургический Завод»; 2 – Восточно-Казахстанский
Государственный Технический Университет им. Д. Серикбаева
Традиционным бериллиевым сырьем Ульбинского металлургического завода несколько десятилетий являлись низкосортные берилловые концентраты с содержанием бериллия ~2% масс. В 80-х годах ХХ века в России организовано промышленное производство высокосортного бериллиевого сырья – бертрандит-фенакит-флюоритового флотоконцентрата Ермаковского месторождения (Забайкальский ГОК), содержащего ~4% масс. бериллия.
Однако использование такого богатого концентрата в сернокислотной технологии производства технического Ве(ОН)2 АО «УМЗ» сопряжено с рядом трудностей технологического характера [1], обусловленных высоким содержанием F в Ермаковском концентрате (ориентировочно 9¸14% масс.). Использование данного концентрата на стадии его щелочного разложения путем плавления с флюсами и последующей водной грануляции плава ведет к образованию фторсодержащих аэрозолей бериллия, обладающих повышенной летучестью, улавливание которых существующей системой газоочистки малоэффективно. Раствор BeSO4 со стадии сернокислотного вскрытия гранулированного плава характеризуется повышенным содержанием F, связывающего Be в прочные водорастворимые комплексы в процессе аммиачного осаждения Ве(ОН)2 из указанного сульфатного раствора [2]. По этой причине не удается добиться требуемой полноты осаждения Ве в Ве(ОН)2, что ведет к повышенным потерям металла с отделяемым от гидроксида отвальным маточным раствором. Повышенное содержание F в свежеосажденном Ве(ОН)2 отрицательно влияет на проведение его штатной очистки от примесей и не позволяет стабильно получать Ве(ОН)2 технической чистоты.
Для предварительного обесфторивания
Ермаковского концентрата применя-ется
его отмывка раствором азотнокислого алюминия, позволяющая получать во-дорастворимые алюминийфторсодержащие
комплексы. Однако с растворами со стадии отмывки концентрата теряются заметные
количества бериллия. Предло-жение увеличить
температуру и продолжительность сульфатизации гранулиро-ванного плава с целью отгонки
фторсодержащих газов также оказалось мало-эффективным, т.к. не обеспечило
достаточного обесфторивания концентрата.
В 2004 г. в цехе А Ульбинского металлургического завода проведены промышленные испытания технологии непосредственного вскрытия Ермаковского концентрата серной кислотой в трубчатой вращающейся печи. В данном случае механизм обесфторивания Ермаковского концентрата основан на реакции сульфатизации его флюоритовой составляющей:
250¸300°C
CaF2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HF (1).
Выделяющийся газообразный фтористый водород интенсифицирует процесс вскрытия бертрандит-фенакитовой составляющей концентрата предположительно по уравнениям реакций:
250¸300°C
4BeO×2SiO2×H2O + 16HF = 4BeF2 + 2SiF4 + 9H2O, (2)
250¸300°C
2BeO×SiO2 + 8HF = 2BeF2 + SiF4 + 4H2O,
(3)
250¸300°C
BeF2 + H2SO4 = BeSO4 + 2HF (4).
Основную роль во вскрытии бертрандита и фенакита согласно современным представлениям играет серная кислота, взаимодействующая с минералами в соответствии с уравнениями реакций:
250¸3000C
4ВеО×2SiO2×H2O + 4H2SO4 = 4BeSO4 + 2SiO2 + 5H2O, (5)
250¸3000C
2ВеО×SiO2 + 2H2SO4 = 2BeSO4 + SiO2 + 2H2O (6).
В ходе
указанных промышленных испытаний концентрат и 93%-й H2SO4 непрерывно
подавались в первую зону трехзонной трубчатой
вращающейся печи на операцию сульфатизации сырья в
течение 210 ч, т.е. около 9-ти суток (диаметр реторты печи 2 м, длина 1-й и 3-й
зон по ~3 м, 2-й зоны ~6 м). За время испытаний переработано 99,6 т концентрата. Образующаяся в процессе сульфатизации реакционная
смесь продвигалась из 1-й зоны реторты речи во 2-ю зону, далее в 3-ю зону, откуда
просульфатизированный концентрат выгружался в приемные
контейнеры.
Ниже приводятся
результаты промышленных испытаний, проведенных в 2004 г. (табл. 1-10).Данные о
количестве и химическом составе партий концентрата, взятых на сульфатизацию в цехе А, приведены в табл. 1.
Данные о технологическом режиме сульфатизации концентрата во враща-ющейся
печи приведены в табл. 2. В период испытаний расход H2SO4
назначался по результатам предшествующего лабораторного опробования процесса
прямой сульфатизации концентрата и не превышал 1,8 кг
кислоты на 1 кг сырья.
В табл. 3
приведены результаты лабораторного выщелачивания проб про-сульфатизированного
концентрата, периодически отбиравшихся в ходе испыта-ний.
Результаты промышленных испытаний показали достаточно высокую пол-ноту вскрытия концентрата (табл. 3).
Таблица 1 – Масса и
химический состав Ермаковского концентрата
№ партии концен-трата |
Масса концент- рата, т |
Содержание в концентрате,
% масс. |
|||||||||||
Ве |
F |
Al |
СаО |
SiО2 |
Fе |
Мn |
Сr |
Zn |
Pb |
Ti |
Zr |
||
152 |
41,2 |
3,96 |
14,00 |
1,78 |
31,36 |
22,16 |
2,70 |
0,24 |
0,0046 |
- |
- |
- |
- |
199 |
47,0 |
3,97 |
12,70 |
2,13 |
28,70 |
26,79 |
3,35 |
0,66 |
0,0055 |
0,43 |
0,54 |
0,30 |
0,020 |
53 |
11,4 |
4,03 |
10,55 |
2,02 |
26,74 |
26,85 |
4,03 |
0,74 |
0,0036 |
0,43 |
0,42 |
0,31 |
0,019 |
Таблица 2 – Технологический режим сульфатизации
концентрата в период испытаний
Производитель-ность печи по концентрату, т/смену |
Температура в зонах печи, °С |
Темпера-тура от- ходящих печных газов,°С * |
Разреже-ние в печи, мм вод. ст. |
Удельный расход 93%-й H2SO4, кг/кг конц-та |
Температура сульфатной массы на выгрузке из печи, °С |
||
I |
II |
III |
|||||
Первый этап испытаний (количество 8-часовых рабочих смен – 14) |
|||||||
1,0¸3,5 |
360¸420 |
425¸590 |
395¸550 |
~110 |
~14 |
1,8 |
~120 |
Второй этап испытаний (количество 8-часовых рабочих смен – 22) |
|||||||
1,3¸3,5 |
390¸450 |
540¸620 |
490¸610 |
~120 |
~13 |
1,6 |
- |
Третий этап испытаний (количество 8-часовых рабочих смен – 7) |
|||||||
1,8¸2,7 |
390¸550 |
360¸550 |
260¸470 |
~100 |
~11 |
~1,4 |
~85 |
Примечание – Отходящие
печные газы удалялись по газоходу, соединяющему узел загрузки концентрата и
кислоты в печь с отделением абсорбции газов; точка
контроля температуры отходящих газов находилась на указанном газоходе в 2 м от узла загрузки. |
№ пробы просульф. концентрата |
Просульфатизи-рованный концентрат |
Кек |
Извлечение Ве в раствор (по кеку), % масс. |
Извлечение F в
газовую фазу, % масс. |
||
кол-во Ве,
г |
кол-во F, г |
СВе, % масс. |
кол-во Ве,
г |
|||
Первый этап испытаний (по табл. 2) |
||||||
1 |
0,80 |
2,810 |
0,100 |
0,018 |
97,7 |
90,6 |
2 |
0,90 |
3,169 |
0,106 |
0,022 |
97,6 |
84,5 |
3 |
0,95 |
3,358 |
0,081 |
0,019 |
98,0 |
91,0 |
4 |
0,96 |
3,395 |
0,114 |
0,028 |
97,1 |
92,9 |
5 |
0,88 |
3,114 |
0,160 |
0,032 |
96,4 |
90,9 |
6 |
1,03 |
3,641 |
0,100 |
0,018 |
98,3 |
95,6 |
7 |
1,86 |
6,575 |
0,067 |
0,029 |
98,4 |
96,3 |
8 |
1,81 |
6,398 |
0,046 |
0,021 |
98,8 |
92,5 |
Второй этап испытаний (по табл. 2) |
||||||
9 |
0,91 |
3,217 |
0,100 |
0,017 |
98,1 |
94,9 |
10 |
0,98 |
3,464 |
0,140 |
0,032 |
96,7 |
95,9 |
11 |
1,01 |
3,570 |
0,130 |
0,030 |
97,1 |
96,2 |
12 |
1,13 |
2,253 |
0,200 |
0,049 |
95,7 |
93,4 |
13 |
1,08 |
2,160 |
0,109 |
0,028 |
97,4 |
91,8 |
14 |
0,84 |
1,680 |
0,095 |
0,019 |
97,8 |
90,5 |
15 |
0,94 |
1,880 |
0,092 |
0,013 |
98,6 |
94,3 |
16 |
1,02 |
2,040 |
0,156 |
0,023 |
97,8 |
93,7 |
17 |
1,05 |
2,100 |
0,058 |
0,011 |
98,9 |
91,6 |
18 |
0,98 |
1,960 |
0,081 |
0,013 |
98,6 |
91,7 |
19 |
0,98 |
1,970 |
0,061 |
0,010 |
99,3 |
90,5 |
Третий этап испытаний (по табл. 2) |
||||||
20 |
0,93 |
1,850 |
0,027 |
0,005 |
99,5 |
89,0 |
21 |
0,97 |
1,940 |
0,052 |
0,012 |
98,8 |
89,7 |
22 |
1,07 |
2,140 |
0,054 |
0,013 |
98,8 |
90,9 |
23 |
0,99 |
1,980 |
0,098 |
0,024 |
97,6 |
90,8 |
среднее: |
98,0 |
92,1 |
||||
Примечания – Извлечение
фтора в газовую
фазу рассчитано по
его содержанию (в % масс. к Ве) в исходном и просульфатизированном
концентрате. |
Так, среднестатистическое обесфторивание концентрата в
процессе его сульфатизации
составило 92,1% масс. (диапазон изменения – 84,5¸96,3% масс.) при среднестатистическом извлечении Be в раствор - 98,0% масс. (диапазон изменения – 95,7¸99,5% масс.). Отходящие печные газы,
представленные главным образом SiF4, HF и SO3,
улавливались в существующей 4-ступенчатой противоточной схеме абсорбции. В
период испытаний после 4-ступенчатой очистки (абсорбции) печных газов воздушный
поток вентилятором выбрасывался в атмосферу. Выбросы Ве
в атмосферу на 1 кг Ве в концентрате в период
испытаний были многократно ниже в сравнении с действующей технологией
разложения и сернокислотного вскрытия бериллиевых концентратов.
Как показали результаты
представленной работы, испытанная технология вскрытия концентрата обеспечивает снижение
себестоимости производства 1 кг Be в техническом Be(OH)2 на
7,8% за счет отказа от необходимости сплавления бериллиевых концентратов
со щелочными флюсами.
В 1-й ступени абсорбции печных газов (скруббер,
работающий в замкнутом цикле с холодильником) происходило образование кремнефтористоводородной кислоты (КФВК), типичный состав
которой представлен в табл.
4. В ходе
промышленных испытаний, выход
Be из
концентрата в газовую фазу составил 0,03% масс. от исходной загрузки Be с сырьем на сульфатизацию.
Таблица 4 – Количество полученной КФВК и ее
типичный химический состав
№ партии КФВК |
Объем (масса) КФВК, м3 (т) |
Содержание в КФВК |
|||||
H2SiF6, % масс. |
HF, % масс. |
H2SO4, % масс. |
P2O5, |
SiO2, |
Be, г/л |
||
1 |
2,0 (2,80) |
29,38 |
4,18 |
13,88 |
0,022 |
<0,5 |
0,0770 |
2 |
2,0 (2,82) |
33,43 |
5,00 |
11,52 |
- |
- |
0,0970 |
3 |
2,0 (2,82) |
33,22 |
1,68 |
13,23 |
- |
- |
0,0460 |
4 |
2,0 (2,80) |
29,40 |
3,66 |
13,48 |
- |
- |
0,0260 |
5 |
2,0 (2,82) |
32,67 |
0,05 |
15,79 |
0,024 |
- |
<0,0100 |
6 |
8,75 (12,35) |
32,24 |
0,005 |
19,44 |
0,019 |
<0,5 |
0,0052 |
7 |
5,8 (8,23) |
31,43 |
1,91 |
23,89 |
- |
- |
0,0036 |
8 |
8,75 (12,35) |
31,35 |
<0,005 |
18,21 |
- |
- |
0,0037 |
9 |
5,8 (8,23) |
29,46 |
6,32 |
10,58 |
- |
- |
0,0029 |
10 |
5,8 (8,23) |
31,28 |
0,05 |
16,74 |
0,029 |
- |
0,0033 |
|
Сумма: |
Средневзвешенные значения: |
|||||
|
44,9 (63,35) |
31,38 |
<1,72 |
17,01 |
0,023 |
<0,5 |
0,0144 (0,001) |
|
|
Требования ТУ 2122-55500209438-01 (КФВК марка А): |
|||||
|
|
³ 30,0 |
не лимит. |
не лимит. |
£ 0,03 |
£ 0,5 |
не лимит. |
B испытанном
техпроцессе получения сульфатов имеется возможность попутно производить КФВК с
содержанием основного вещества и примесей, отвечающим требованиям потребителей
технической КФВК марки А. Это обстоятельство позволяет рассматривать полученную
КФВК как потенциальный товарный
продукт (попутный при производстве сульфатов), стоимость которого в настоящее
время составляет до 500 USD за 1 т H2SiF6. В случае
реализации полученной в период испытаний КФВК (99,09 т или 31,09 т H2SiF6) объем продаж составит
15 545 USD. Учитывая, что производственные затраты цеха А на получение опытной
партии сульфатов составили 22 430 USD, за счет реализации
полученной КФВК они могут быть в значительной степени окуплены. В случае реализации
полученной в ходе испытаний КФВК создаются предпосылки к снижению себестоимости
производства 1 кг Be в техническом Be(OH)2 на 17,6%.
Пульпа, полученная после репульпации сульфатов
цеха А (табл. 5), откачивалась в накопители поз. 60 цеха Б, откуда подавалась в
головной реактор каскада выщелачивания сульфатов поз. 31.
Дальнейшая переработка пульпы выполнялась без использования каскада
осветлителей (после выщелачивания и нейтрализации пульпа поступала на стадию
фильтрования на фильтр-прессах поз. 301,2,
минуя осветлители; отфильтрованный кек после репульпационной отмывки кислым маточным раствором гидрометаллургического
передела цеха Б повторно отфильтровывался на фильтр-прессе
поз. 303, после чего при остаточном содержании Be в нем < 0,15% масс,
сбрасывался в отвал). Фильтраты поз. З01-3 объединялись в накопителе
сульфатного раствора поз. 61 и далее использовались при осаждении чернового Ве(ОН)2. Важно отметить, что в период испытаний
нагрузка по твердому на фильтр-прессы поз. 301-3
снизилась в ~ 3 раза по сравнению с действующей технологией. При этом в ~ 3
раза уменьшились трудозатраты на операции выгрузки кека
из указанных фильтров и достигнута экономия бельтинга. Полученный раствор BeSО4
(фильтраты поз. 301-3) перерабатывался в штатном технологическом режиме.
Данные о
качестве растворов BeSО4 (табл. 6)
свидетельствуют, что испытанная технология вскрытия Ермаковского
концентрата позволяет получать значительно более чистые сульфатные растворы по
сравнению с действующей технологией. Глубокая очистка раствора от Fe, а
также то, что все Fe в концентрате находится в виде Fe (III)
[см. ниже содержание Fe в черновом маточном
растворе по табл. 9] создает предпосылки для ликвидации «железистой» ветки в
технологической схеме цеха Б.
В табл. 7
приведены данные о количестве и качестве чернового Ве(ОН)2,
полученного в цехе Б в период испытаний, подтверждающие приведенные выше
данные о существенно менее низком содержании F и других примесей в
опытной партии сульфатного раствора по сравнению с указанным показателем типичным для действующей
технологий.
За
время
испытаний
получено
Таблица
5 – Количество и качество сульфатной массы, завезенной в цех Б из цеха А
Кол-во контейнеров с сульфатной массой, завезенных в цех
Б из цеха А, шт./смену |
Масса сульфатов, завезенных в цех Б из цеха А, кг |
Средневзвешенное содержание в сульфатной массе, % масс. |
Кол-во бериллия, завезенного в цех Б из цеха А с
сульфатной массой, кг |
|
Ве |
H2SO4 |
|||
383
181922 1,97
8,22 3590,54 В
действующей технологии цеха Б: 0,75÷0,90 12÷15 |
||||
Таблица 6 – Химический состав сульфатных растворов
Содержание Ве г/л |
Содержание примесей, г/л (% масс. к Ве) |
||||||
Fe |
Al |
Mn |
F |
Ca |
Si |
Cr |
|
Среднесуточные* значения в период испытаний по
поз. 301,2: 3,00 0,25(11,5) 1,09(45,9) 0,50(20,4) 0,15(4,6) 0,53(27,8) 0,098(5,3) 0,009(0,3) Среднесуточные* значения в период испытаний по
поз. 61: 1,95 0,21(11,6) - -
-
0,46(28,0) 0,103(6,6) - Среднесуточные* значения до испытаний по поз.
61 (июль 2004 г.): 2,08
1,88(95,8) - -
3,23 0,75(39,4)
0,221(11,4) - (210) |
|||||||
Примечание.
* - суточные рассчитаны как среднесменные |
3487,8 кг чернового Ве(ОН)2 в пересчете на Be. Что касается типичного качества
чернового Ве(ОН)2
(табл. 7), полученного в период испытаний,
то данный
промпродукт технологии заметно чище
чернового Ве(ОН)2, получаемого по
существующей технологии (табл. 7): по Мn в ~2,6 раза, по Сr в
~2,3 раза, по SО42- в ~2,4 раза, по Fe в
~8,5 раза, по Si в ~2,1 раза, по Са в ~7,5 раза, по Al в ~5,3 раза. Как
показали результаты лабораторных экспериментов, к гидроксиду
такого качества достаточно применения кратковременной низкотемпературной отмывки
в слабощелочном растворе, чтобы получать кондиционный для производства фторбериллата аммония Ве(ОН)2.
Таким образом, при использовании испытанной технологии вторая бригада гидрометаллургического
отделения цеха Б будет задействована только для получения технического Ве(ОН)2 для производства лигатуры карботермической
меднобериллиевой лигатуры.
Вследствие
низкого содержания примесей в черновом Ве(ОН)2
содержание Be в нем в период испытаний увеличилось в ~2 раза
по сравнению с содержанием Be в черновом Ве(ОН)2, получаемом в рамках действующей технологии
(см. табл. 7). В ~2 раза снизились нагрузка по твердому на фильтр-прессы
(поз. 304,5), задействованные под фильтрование пульп чернового на выгрузку
осадка из указанных фильтров, а также достигнута экономия бельтинга.
Таблица 7
– Масса и типичный химический состав чернового Ве(ОН)2
Масса Ве
в опытной партии Ве(ОН)2, кг |
Содержание бериллия в
пульпе Ве(ОН)2, г/л |
Содержание примесей в Ве(ОН)2, % масс. к Ве |
||||||
Al |
Fe |
Si |
Ca |
Mn |
Cr |
SO42- |
||
Среднесуточные* значения в период испытаний: 3487,8 21,59 40,58 8,22 4,95 1,21
0,27
0,28 95,63 Среднесуточные* значения до испытаний
(январь-февраль 2003г., июль 2004г.): 10,23
214,51 69,73
10,55 9,07 0,71 0,64 231,95 |
||||||||
Примечание. * -
суточные рассчитаны как среднесменные |
Недостаточно высокая
производительность цеха Б в период испытаний объясняется низким расходом
сырьевой сульфатной пульпы (установленного технологической службой цеха Б) в
каскад выщелачивания и нейтрализации (поз. З1), что было необходимо
для тщательного отслеживания технологических показателей процесса и отработки
технологического режима переработки нового вида сульфатов до технического Ве(ОН)2. Что
касается качества технического Ве(ОН)2,
полученного в период испытаний, то по содержанию лимитируемых примесей данный
продукт с хорошим запасом отвечает требованиям ФС РК 30054230 АО-197-2001
(табл. 8): содержание всех лимитируемых примесей в гидроксиде
в 1,3÷10,0 раз ниже лимитируемых значений для сорта В и в
1,04÷10,0 раз ниже лимитируемых значений для сорта А.
В
табл. 9 приведены данные о потерях Be с отвальными продуктами цеха Б и обороте Be с кислым маточным
раствором, полученные за время испытаний. В период проведения испытаний отвальные
продукты цеха Б (КСК, черновой и алюминатный маточные растворы)
характеризовались низким содержанием Be и, как следствие, содержание Be в сбросной отвальной пульпе (поз. 7) не
превышало 0,1 г/л, составляя в среднем 0,051 г/л (табл. 9), что свидетельствует
о достаточно высоком извлечении Be из
концентрата в гидроксид, т.к. даже при переработке
гораздо более бедного по Be гранулята допустимая концентрация Be в сбросной пульпе (поз. 7) составляет
0,15 г/л. Вместе с тем в ~2,5 раза выше обычной концентрация Be в кислом маточном растворе,
отмеченная в период испытаний, привела к соответствующему увеличению оборота Be в «голову» процесса. Для устранения
указанного недостатка требуется выполнить корректировку режимов щелочной
обработки богатого по Be
чернового Ве(ОН)2и кислотной отмывки, полученного
в результате этого щелочного гидроксида.
Обращает на себя внимание
(табл. 9) возможность получения в рамках испытанной технологии концентрации Be в
пульпе выщелачивания сульфатов 7,64 г/л против ~3 г/л при использовании
действующей технологии. При этом обеспечиваются условия для коренного снижения
материальных потоков в производстве чернового Ве(ОН)2
(с соответствующим снижением производственных затрат) и сокращения объемов отвального
чернового маточного раствора. Одной из возможных причин повышенного содержания Be в
кислом маточном растворе в период испытаний явилось низкое содержание примесей
в черновом Ве(ОН)2 и, как следствие, в два
раза более высокое содержание Be в дан-
ном полупродукте технологии в сравнении с
черновым Ве(ОН)2, получаемом в рамках
действующей технологии. Поэтому необходимо проведение НИР по корректировке
режимов щелочной очистки чернового Ве(ОН)2 от
алюминия и кислой
Таблица 8 – Данные о количестве технического
гидроксида бериллия и его химическом составе
Содержание Ве в Ве(ОН)2, % масс. |
Содержание примесей в Ве(ОН)2,
% масс. к Ве |
||||||
Fe |
Al |
Si |
Ca |
Mn |
Cr |
SO42- |
|
20,64 |
0,63 |
0,058 |
1,00 |
0,36 |
0,030 |
0,013 |
0,62 |
20,49 |
0,51 |
0,11 |
0,65 |
0,35 |
0,100 |
0,0073 |
0,40 |
20,49 |
0,36 |
0,11 |
0,56 |
0,40 |
0,010 |
0,0061 |
0,56 |
20,49 |
1,40 |
0,30 |
0,45 |
0,36 |
0,061 |
0,022 |
2,38 |
20,49 |
1,58 |
0,28 |
0,59 |
0,40 |
0,088 |
0,026 |
1,95 |
20,49 |
1,45 |
0,20 |
0,59 |
0,44 |
0,083 |
0,025 |
2,35 |
20,49 |
0,77 |
0,11 |
0,60 |
0,35 |
0,024 |
0,012 |
0,45 |
20,49 |
1,35 |
0,13 |
0,80 |
0,56 |
0,051 |
0,015 |
0,40 |
Средневзвешенные значения для опытной партии Ве(ОН)2 в целом: 0,96 0,15 0,67 0,40 0,06 0,02 1,01 Требования ФС РК 30054230 АО – 197 – 2001: - сорт А ≥18,0 ≤1,0 ≤0,8 ≤0,8 ≤0,8 не лимит. ≤0,2 не лимит. -сорт В ≥18,5 ≤3,0 ≤0,8 ≤0,8 ≤0,8 ≤0,1 ≤0,2 ≤2,5 |
очистки щелочного Ве(ОН)2 от Fe и других примесей применительно к
переработке богатых по Be
черновых гидроксидов. Необходимо провести НИР по
определению максимально возможной концентрации Be в сульфатном растворе, поступающем на
осаждение чернового Ве(ОН)2, при которой
не возникнет технологических проблем при переработке полученного из таких
растворов чернового Ве(ОН)2.
В табл. 10 приведены
данные о производственных затратах и объеме образовавшихся жидких отходов цеха
Б в период проведения испытаний.
Из данных табл. 10 и табл.
9 следует, что потери Be с жидкими отходами за
время испытаний составили 140,7 кг.
В период испытаний
процесса переработки сульфатов до технического Ве(ОН)2
за счет сокращения расходов реагентов, материалов, энергоресурсов и сбросов
жидких отходов на хвостохранилище достигнута экономия
затрат в размере 818 950 тг (табл. 10). Очевидно, что
фактическая экономия затрат по гидрометаллургическому переделу цеха Б
составляет еще большую величину,
т.к. в расчете не учтены снижение трудозатрат (на стадиях
выгрузки осадков
Таблица 9 – Результаты анализа пульпы выщелачивания,
отвальных продуктов и оборотных маточных растворов
Сырьевая сульфатная пульпа |
Пульпа выщелачивания (поз. 31) |
Пульпа выщелачивания (поз. 31) |
Пульпа КСК (поз. 306) |
Черн. маточный р-р |
Алюминатный маточный р-р |
Пульпа (поз. 7) |
Кислый маточный р-р |
|
Сод. Ве, г/л |
Сод. H2SO4, г/л |
Сод. H2SO4, г/л |
Сод. Ве, г/л |
Сод. Ве, % масс. |
Сод. Ве, г/л |
Сод. Ве, г/л |
Сод. Ве, г/л |
Сод. Ве, г/л |
Среднесуточные*
значения в период испытаний: 7,64 45,6 22,6 3,23 0,11 0,031 0,013 0,051 2,32 Среднесуточные*
значения до испытаний (январь-февраль 2003г., июль 2004г.): - - 8,60 2,80 0,11 0,057 0,014 0,027 0,74 |
||||||||
Примечания. 1. * -
суточные значения рассчитаны как среднесменные. 2. Содержание железа в черновом
маточном растворе в период испытаний находилось на низком уровне (0,001 г/л
против 0,170 г/л в действующей технологии), что косвенно свидетельствует о
практически полном отсутствии Fe (II) в исходном концентрате. |
||||||||
из фильтр-прессов
и переработки кремнево-сульфатной пульпы в каскаде осветлителей), и снижение
расходов на содержание и эксплуатацию оборудования (на стадии переработки
кремнево-сульфатной пульпы в каскаде осветлителей). При переработке сульфатов до
технического Ве(ОН)2 достигнуто снижение себесто-
Таблица 10 – Технико-экономические показатели работы цеха Б в период испытаний
Расход
реагентов, материалов и энергоресурсов |
Сброс
жидких отходов на хвостохранилище*, м3
(м3/кг Ве в ГП |
||||
Амвода, кг (кг/кг Ве в ГП) |
Бельтинг,
м (м/кг Ве в ГП) |
Сода
каустическая, кг (кг/кг Ве в ГП) |
Пар,
Гкал (Гкал/кг Ве в ГП) |
Элетроэнергия, кВт (кВт/кг Ве в
Гп) |
|
173094 (54,49) |
1228 (0,38) |
43709 (13,76) |
457,5 (0,144) |
- |
2758 (0,87) |
Экономия |
|||||
116,790 |
77,970 |
24,230 |
69,483 |
264,514** |
265,963 |
Всего
экономия, тыс. тг: 818,950 |
|||||
Примечание. * - плата за сброс жидких отходов на хвостохранилище 364 тг/м3;
** - экономия электроэнергии
достигнута за счет того, что в период испытаний в течение 26-ти суток не
использовались 12 электродвигателей (каскад осветлителей) мощностью 5 кВт каждый,
которые в действующей технологии работают в непрерывном режиме. |
имости производства в размере
не менее 5,6%. С учетом экономии,
достигнутой при переработке концентратов до сульфатов (см. выше), суммарное
снижение себестоимости технического Ве(ОН)2
составило: 1) без реализации КФВК – не менее 13,4%; 2) с реализацией КФВК – не
менее 23,2%.
Литература
1. Самойлов В.И., Борсук А.Н. Методы совместной переработки фенакита, бертрандита и берилла в гидрометаллургии бериллия. – Усть-Каменогорск: Медиа – Альянс, 2006.
2. Силина Г.Ф., Зарембо Ю.И., Бертина Л.Э.
Бериллий. Химическая технология и металлургия . - М.: Атомиздат,
1960.