Извлечение Fe, Mn, Ni, Co, Cu, Al сульфатизацией и гидрохлорированием из кека, полученного после содового спекания и выщелачивания вольфрамового концентрата

Создание инновационных зон по разработке и производству экологически чистых технологий, а также способов их использования, дальнейшие исследования по извлечению цветных металлов из отходов горно-перерабатывающего и металлургического производства остаются актуальными. Целью данного исследования является извлечение в раствор Fe, Mn, Cu, Ni, Co из кека, полученного после содового спекания и выщелачивания вольфрамового концентрата, и сохранение в кеке после выщелачивания Мo, W, Nb, Ta. В составе кека имеются структуры (якобсит, магнетит, гётит и браунит), обладающие магнитными свойствами, однако имеет место такое взаимное прорастание железных и марганцевых фаз, что магнитное обогащение позволяет получать низкокачественные марганцевые и железные продукты, доводку которых можно осуществить только химическими или гидрометаллургическими способами. Проба кека отличается повышенным содержанием железа, кальция, кремния и марганца. Ионы металлов извлекают из кека путем сульфатизирующего обжига, который осуществляют олеумом при Ж : Т = 1 : 1, температуре 250−300 °С и времени 4 ч с последующим гидрохлорированием сульфатного спека 2 н раствором НСl, 240 г/л NaCl и температурой 70 °С. За счёт интенсификации процесса выщелачивания разработанная технология приводит к более полному извлечению в раствор металлов из материалов, их содержащих, и может быть использована при переработке концентратов, промпродуктов и твердых отходов, содержащих металлы. Сульфатизация и гидрохлорирование позволяют перевести в раствор Mn, Fe, Ni, Co, Cu, Al и Са. Извлечение составило, % масс: Mn — 98,3; Fe — 99,15; Ni — 99,48; Co — 99,42; Cu — 98,85; Al — 99,95; Ca — 70,31; SiO2 — 5,79. Остаются в осадке и не извлекаются в раствор Мo, W, Nb, Ta. В дальнейшем осуществляют селективное извлечение Fe, Mn, Cu, Ni, Со — из раствора и Mo, W, Nb, Та — из кека.

Извлечение Fe, Mn, Ni, Co, Cu, Al сульфатизацией и гидрохлорированием из кека, полученного после содового спекания и выщелачивания вольфрамового концентрата // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 11-1. — С. 75–84. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-111-0-75-84.

Воропанова Лидия Алексеевна ¹ — докт. техн. наук, профессор;
Дмитрак Юрий Витальевич¹ — докт. техн. наук, профессор, ректор, е-mail: rector@ skgmi-gtu.ru;
Выскребенец Александр Степанович¹ — докт. техн. наук, профессор, е-mail: kafedratmo@skgmi-gtu.ru;
Гагиева Фатима Акимовна¹ — канд. техн. наук, ст. преподаватель, e-mail: fatima. gagieva.80@mail.ru;
Кокоева Наталия Борисовна¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: kokoeva.natali. borisovna@yandex.ru.
¹ Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), 362021, г. Владикавказ, Россия;

Воропанова Лидия Алексеевна, е-mail: lidia_metall@mail.ru.

1. Хузмиев И.К., Вагин В.С., Караев Ю.И., Гассиева О.И. Козырев Р.Р., Москаленко И.В. Инновационная зона в РСО-А «Кремниевая долина Тагаурия» // Устойчивое развитие горных территорий. — 2009. — Т. 1, — № 2. — С. 67—74.

2. Винокуров С.Ф., Гурбанов А.Г., Богатиков О.А., Сычкова В.А., Шевченко А.В., Лексиy А.Б., Дударов З.И. Геохимические особенности утилизации захоронённых отходов Тырныаузского вольфрамо — молибденового комбината методом кислого выщелачивания // Доклады Академии Наук. — 2016. — Т. 470. — № 4. — С. 344—347.

3. Мощенко Д.И., Кузина А.А., Колесников С.И. Сравнительная оценка устойчивости чернозёмов центрального Предкавказья и Кавказа к загрязнению свинцом, хромом, медью, никелем и нефтью // Устойчивое развитие горных территорий. — 2020. — Т. 12. — № 1. — С. 76—88.

4. Голик В.И., Цидаев Б.С., Качурин Н.М., Вернигор В.В. Перспективы утилизации хвостов обогощения садонских руд // Устойчивое развитие горных территорий. 2020. Т. 12. — № 1. — С. 128—137.

5. Jarvie-Eggart M.E. Responsible Mining: Case Studies in Managing Social & Environmental Risks in the Developed World // Englewood, Colorado: Society for Mining, Metallurgy and Exploration. — 2015. — 804 р.

6. Sinclair L., Thompson J. In situ leaching of copper: Challenges and future pro spects // Hydrometallurgy. — 2015. — Т.157, — Р. 306—324.

7. Zhou C., Gong Z., Hu J., Cao A., Liang H. A cost-benefi t analysis of landfill mining and material recycling in China // Waste Management. 2015. Vol. 35. P. 191—198.

8. Swain N., Mishra S., Acharya M.R. Hydrometallurgical route for recovery and separation of samarium (III) and cobalt (II) from simulated waste solution using tri-noctyl phosphine oxide — A novel pathway for synthesis of samarium and cobalt oxides nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds. — 2020, Vol. 815, — Р. 152423—15427.

9. Изотов А.Д., Горичев И.Г., Годунов Е.Б. Влияние добавок этандиовой кислоты на процесс растворения оксидов марганца в сернокислых растворах // Журнал неорганической химии . — Выпуск № 2. — 2018. — Т. 63. — С. 296—300.

10. Теляков А.Н., Петухов А.А., Дарьин А.А., Теляков Н.М. Селективное осаждение марганца при переработке фосфорсодержащих железомарганцевых конкреций/ // Металлург. — 2015. — № 6. — С. 29—32.

11. Мартиросян М.В. Применение сульфатизирующего обжига в процессах комплексного извлечения ценных компонентов из полиметаллического концентрата // Ученые записки Ереванского государственного университета. Химия и биология. — 2010. — N2. 2016. С. 19—23.

12. Луцкий Д.С. Применение растительных масел в качестве растворителей для экстрагентов, применяемых при извлечении редкоземельных элементов из водно-солевых систем. Д.С. Луцкий, Г.А. Штырц. European Research: Innovation in Science, Education and Technology // European research. — 2016. — № 2 (13). — С. 35—39.

13. Щёлкин А.А., Чекушина Е.В., Чекушина Т.В. Эксперимениальные исследования по извлечению марганца из марганецсодержащих шламов обогатительной фабрики // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. — 2009. — С. 60—65.

14. Кондратьев Ю.И., Выскребенец А.С., Бетрозов З.С., Дзеранова К.Б. Снижение энергозатрат на подземное электрохимическое выщелачивание металлов из руд // Устойчивое развитие горных территорий. — 2017. − Т. 9. −№ 4. − С. 419—426.

15. Копкова Е.К., Тюремнов А.В., Громов П.Б., Нерадовский Ю.И., Семушин В.В. Гидрохлоридная экстракционная переработка цинкового клинкера // Химическая технология. — 2015. — № 3. — С. 168—175.

16. Солоденко А.А., Васильев В.В., Солоденко А.Б., Серебряков М.А. Исследование аммиачного автоклавного выщелачивания применительно к некондиционным медным концентратам Жезказганского месторождения // Устойчивое развитие горных территорий. — 2018. − Т. 10. −№ 2. − С. 270—280.

17. Воропанова Л.А., Кокоева Н.Б. Разработка технологической схемы селективного извлечения Fe, Zn, Cu, Pb, Au и Ag из цинкового кека экстракцией // Цветные металлы. — 2016. — № 9. С. 41—44.