WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Исследования проводили на установке кипящего слоя с площадью пода 30 см2 с пробами ЖМК Финского залива.

Материальный баланс процесса обжига, снятый на выходе установки в стационарный режим, представлен в таблице 4. Сульфатизация марганца в конкрециях осуществлялась за счет диоксида серы, подаваемого из баллона. В промышленных условиях в качестве сульфатизатора возможно использование пиритного концентрата, подаваемого в шихту, или пиритного концентрата, необходимого для поддержания температуры обжига, и диоксида серы, требуемого для сульфатизации марганца.

Таблица 4

Материальный баланс процесса сульфатизации шельфовых ЖМК в кипящем слое

(удельный расход газовой смеси - 10 нм3/час.м2 ).

Поступило

Получено

№ п/п

Наименование продукта

Кол-во,
г

Содержание,%

наименование продукта

Кол-во, г

Содержание,%

Mn

Fe

P2O5

SO2

O2

Mn

Fe

P2O5

SO2

O2

1

Шельфовые ЖМК

3000,0

15,8-16,3

15,2-16,0

4-4,5

-

-

Огарок ШЖМК

2300,0

11,90

11,5

2,96

-

-

2

Воздух (4,925 дм3/мин)

19128,0

-

-

-

-

21

Пыль

1919,0

(64%)

10,51

11,71

2,41

-

-

N2

15111,0

O2

4017,0

3

SO2 (0,075 дм3/мин)

645,0

-

-

-

100

-

Отходящие газы

-

-

-

-

18

N2

3443,0

O2

15111,0

Итого:

22773,0

Итого:

22773,0

Результаты выщелачивания огарка от обжига и пыли водными растворами показали, что при температуре 50 °С и отношении Ж:Т=3:1 за 15 минут в раствор переходит 75-88% марганца. Небольшой переход в раствор фосфора отмечается в случае выщелачивания пыли обжига.

Теплотехнические расчеты и результаты укрупненных лабораторных исследований показали возможность использования пиритных концентратов для поддержания теплового режима процесса обжига и осуществления сульфатизации металлов конкреций за счет содержащейся в них серы.

Актуальным является вопрос комплексного использования и извлечения цветных металлов пиритных концентратов.

Результаты исследований на примере сульфатизации кобальта путем окислительно-сульфатизирующего обжига в КС смесью сернистого газа и кислорода, позволили определить оптимальный технологический режим процесса, заключающийся в проведении дополнительного окислительного обжига пиритного концентрата кислородосодержащим дутьем, при соотношении
0,42-0,98 нм3 O2/кг серы, в течение 2-68 секунд, перед обжигом смесью сернистого газа и кислорода. Степень сульфатизации кобальта составила 97%.

Выполненный термодинамический расчет и лабораторные исследования в системах Mn-S-O и Mn-P-S применительно к марганцевым конкрециям подтвердили возможность использования выщелачивания с предварительным сульфатизирующим обжигом совместно с пиритом для переработки фосфорсодержащих ЖМК Финского залива, и отклонили технологию сернокислотного выщелачивания, ввиду наличия фосфора в растворе.

При проведении укрупнено-лабораторных испытаний по сульфатизирующему обжигу ЖМК было обращено внимание на то, что в отходящих газах содержалось очень низкое количество диоксида серы (0,4 – 0%), что указывало на возможность адсорбции сернистого газа (заполняющего практически весь объем частиц) на высокопористой поверхности частиц ЖМК. Проверке этого предположения были посвящены исследования по изучению адсорбционных свойств конкреций.

Исследования проводились на лабораторной установке кипящего слоя (рис. 5) в диапазоне температур от 50 до 300°С. Навески ЖМК влажностью от 1 до 16,7% с содержанием 27,63% Mn и 5,64% Fe обрабатывались в кипящем слое газовой смесью из сернистого газа и воздуха. По истечению опыта материал выгружался, взвешивался и анализировался на содержание в нем серы, марганца и железа. Об адсорбционных способностях ЖМК судили по увеличению содержания серы в огарке после обжига.

Рис. 5. Схема установки для изучения кинетики сульфатизирующего обжига

1 - реометр; 2 - манометр; 3 - загрузочное устройство; 4 - теплоизоляционный материал; 5 - штуцер подачи газа 6 - термопара; 7 - кварцевый реактор;
8 - газораспределительная решетка; 9 - кожух печи с теплоизоляцией;
10 - нагревательная камера; 11 - разгрузочное устройство; 12 - система очистки газов; 13 - вакуумный насос.

В таблице 4 приведены результаты лабораторных испытаний по исследованию адсорбции диоксида серы на поверхности частиц ЖМК.

Таблица 4

Результаты лабораторных исследований адсорбции диоксида серы

на поверхности ЖМК при обжиге в кипящем слое.
(Время обжига - 15 мин., влажность конкреций – 1%)

N

опыта

Т, С

Содержание элементов в конкрециях
после опыта, %

Sобщ/SSO4

Feвод

Mnвод

1

50

4,04/3,71

0,007

1,38

2

100

4,23/3,46

0,007

1,38

3

150

4,02/3,62

0,005

1,49

4

200

4,69/3,61

0,005

2,10

Результаты обжига в непрерывном режиме работы установки свидетельствуют о том, что в диапазоне температур 100-150°С происходит увеличение содержания серы в огарке от 0,15% в исходной пробе до 3,05-3,5%, а при температурах 250-300°С - до 5 -6,9% при постоянном расходе ЖМК и газовой смеси (таблица 4).

С увеличением влажности ЖМК от 1,0% до 16,7% (что соответствует влажности конкреций при естественной сушке), содержание серы в огарке при тех же параметрах обжига составило более 6%.

Проведенные исследования позволили определить адсорбционную емкость по SO2 фосфорсодержащих железомарганцевых конкреций - 7 – 8 вес. %.

Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования ЖМК для очистки отходящих газов металлургического производства.

2. Сочетание процессов обжига ЖМК и осаждения диоксида марганца из полученного сульфатного раствора гидроксидом аммония в присутствии окислителя позволяет получить марганцевый концентрат без примесей фосфора.

Проведенные экспериментальные и термодинамические исследования показали возможность использования сульфатизирующего обжига, позволяющего осуществить селективный переход в водорастворимую форму цветных металлов без фосфора, который остается в нерастворимой форме и после стадии фильтрации переходит в кек. Применение технологии сернокислотного выщелачивания на данный момент неприемлемо и требует разработки технологии извлечения и утилизации фосфора из растворов от выщелачивания железомарганцевых конкреций.

Были проведены исследования по получению чистых осадков оксида марганца. В качестве окислителя использовали технический кислород, кислород воздуха и раствор перекиси водорода. Исследовали влияние рН, температуры, продолжительности перемешивания и количества окислителя на осаждение марганца аммиаком. Опыты проводились на лабораторной установке (рис. 3). Исходный раствор заливали в колбу и нагревали при перемешивании до заданной температуры, после чего добавляли аммиак до определенного рН и подавали окислитель при высокой степени диспергации. Для опытов использовали искусственные растворы, приготовленные из солей соответствующих металлов следующего состава: марганец -
35-36 г/л; железо - 8-10 г/л.

Осаждение марганца аммиаком при использовании кислорода в качестве окислителя проводили при давлении 0,5 атм. и температуре 50С. Для определения рН осаждение марганца проводили в пределах рН=7,8-8,4, время перемешивания равнялось 30 минут (рис. 6).

Рис. 6. Зависимость извлечения Mn от рН раствора
при подаче технического кислорода

Результаты свидетельствуют о том, что практически полное извлечение марганца достигается при рН = 8,0 и составляет 99,97%.

Для определения оптимального времени перемешивания опыты проводили при рН=8,2 как с подачей технического кислорода и кислорода воздуха, так и без подачи воздуха (рис. 7).

Результаты показали, что с подачей технического кислорода полное осаждение марганца происходит за 20 минут, в то время как при подаче кислорода воздуха за 80 минут осаждается 99,71% марганца, а без подачи воздуха – 64,69% за то же время.

Установлены оптимальные условия осаждения марганца при использовании перекиси водорода в качестве окислителя: рН=8,0, температура = 50 С, расход перекиси 1,1 г-эквH2O2/г-эквMn, время перемешивания – 10 минут. Извлечение 99,99%.

Рис. 7. Кинетика осаждения диоксида марганца гидроксидом аммония

Исследования по осаждению марганца из сульфатных растворов гидроксидом аммония в присутствии окислителя показали возможность получения чистых осадков диоксида марганца.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»