WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Также была изучена зависимость степени извлечения оксидов алюминия и железа из состава обожженной породы от температуры, продолжительности процесса и концентрации серной кислоты (рис.4.).

Зависимость степени извлечения Al2O3 и Fe2O3 предварительно обожженных аргиллитов серной кислотой в интервале температур 20-980С приведена на (рис.4.а). Из рисунка видно, что при 980С максимальное извлечение Fe2O3 составляет 63%, а Al2O3 – 95%.

Зависимость степени извлечения оксидов алюминия и железа от продолжительности процесса сернокислотной обработки аргиллитов изучали в интервале времени от 15 до 60 мин. С увеличением длительности процесса переработки (60 мин) при оптимальной температуре извлечение Al2O3 возрастает до 94,78%, а Fe2O3 до 63,04% соответственно (рис.4.б). Для максимального извлечения компонентов достаточна часовая обработка исходного сырья.

Концентрация кислоты изменялась от 20 до 96,5% (рис.4.в). Неизменными факторами в данном процессе являлись: температура – 980С; продолжительность процесса – 60 мин. С ростом концентрации кислоты от 40 до 60% степень извлечения компонентов возрастает, достигая максимального значения 87,7-94,7% для Al2O3 и 58,2-63,04% для Fe2O3 [85].

Влияние размера частиц на извлечение полезных компонентов, входящих в состав аргиллитов, изучалось после фракционного разделения аргиллитов. Показано, что оптимальной крупностью обрабатываемого сырья является 0,1 мм.

Таким образом, в результате выполненных исследований можно рекомендовать следующие условия процесса разложения аргиллитов: температура обжига – 6000С; температура кислотного разложения – 980С; продолжительность разложения – 60 мин; концентрация серной кислоты – 60% и размер частиц – 0,1 мм и менее.

Рис.4. Зависимость степени извлечения Fe2O3 и Al2O3 в раствор от: температуры (а); продолжительности процесса (б) и концентрации кислоты (в) при сернокислотном разложении аргиллитов месторождения Чашма-Санг.

Кинетика сернокислотного разложения аргиллитов месторождения Зидды

Характер кинетических кривых (рис.5.а) при извлечении оксида алюминия указывает на то, что разложение аргиллита происходит также быстро в течение 1 часа, и достигается 48.1-56.7% извлечение при температуре 980С. При 800С за это время достигается 48%-ное извлечение.

Константы скорости разложения аргиллитов рассчитывали по кинетическому уравнению первого порядка. Построенные графики зависимости (рис.5.б) lg1/(1-)·10 от времени представляют собой прямые линии, имеющие наклон 45-55 градусов.

Изменение константы скорости разложения аргиллитов Зиддинского месторождения серной кислотой от температуры процесса подчиняется закону Аррениуса, что подтверждается прямолинейной зависимостью lgKср. от 1/Т·103 (рис.6).

Рис.5. Зависимость степени извлечения Al2O3 от: продолжительности процесса разложения (а), зависимости lg1/(1-)·10 от времени (б) аргиллитов месторождения Зидды.

Рис.6. Зависимость lgКср. от обратной абсолютной температуры 1/Т·103 при извлечении Al2O3 в раствор в результате обработки 40-60%-ной H2SO4 аргиллитов месторождения Зидды.

Кажущаяся энергия активации процесса разложения аргиллитов серной кислотой рассчитанная по уравнению Аррениуса, составила 39,57 кДж/моль. Численное значение энергии активации свидетельствует о протекании процесса в смешанной, близкой к диффузионной области [85].

Кинетика сернокислотного разложения аргиллитов месторождения

Чашма-Санг

Характер кинетических кривых (рис.7.а) разложения аргиллитов серной кислотой при извлечении в раствор оксида алюминия указывает на то, что разложение аргиллита происходит в течение 1 часа, достигая извлечения 87.7-94.7% при температуре 980С. При 800С за это время достигается 63.4%-ное извлечение.

Константы скорости разложения аргиллитов рассчитывали по кинетическому уравнению первого порядка. Построенные графики зависимости (рис.7.б) lg1/(1-)·10 от времени представляют собой прямые линии, имеющие наклон 55-65 градусов.

Рис.7. Зависимость степени извлечения Al2O3 от: продолжительности процесса разложения (а), зависимости lg1/(1-)·10 от времени (б) в результате обработки 60%-ной H2SO4 аргиллитов месторождения Чашма-Санг.

Изменение константы скорости разложения аргиллитов месторождения Чашма-Санга серной кислотой от температуры процесса подчиняется закону Аррениуса, что подтверждается прямолинейной зависимостью lgKср. от 1/Т·103 (рис.8).

Кажущуюся энергию активации процесса разложения аргиллитов серной кислотой рассчитывали по уравнению Аррениуса, которая составила 48,98 кДж/моль. Численное значение энергии активации свидетельствует о протекании процесса в смешанной, близко к кинетической области.

Рис.8. Зависимость lgKср. от обратной абсолютной температуры 1/Т·103 при извлечении Al2O3 в раствор в результате обработки 60%-ной H2SO4 аргиллитов месторождения Чашма-Санг.

3.ХЛОРИРОВАНИЕ АРГИЛЛИТОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗИДДЫ И ЧАШМА-САНГ ТАДЖИКИСТАНА

Хлорирование аргиллитов месторождения Зидды

Хлорный способ позволяет селективно выделить алюминиевые и железные соединения.

Хлорный метод переработки алюминийсодержащих руд состоит из следующих основных переделов: обезвоживание сырья и хлорирование, разделение полученной смеси хлоридов на отдельные продукты различными методами.

Метод хлорирования может дать высокий результат для получения солей алюминия и железа из аргиллитов Зиддинского месторождения, а также обеспечить высокую степень извлечения оксидов алюминия и железа.

Результаты хлорирования приведены на рис.9

Влияние температуры на хлорирование оксидов, входящих в состав аргиллита месторождения Зидды исследовали в интервалах 100-10000С при длительности процесса 120 мин (рис.9.а). Содержание восстановителя – активированного угля в шихте составил 40-50%. Максимальное извлечение оксида алюминия достигается при температуре 700-8000С и составляет 68,9%, а в некоторых опытах – до 69,6%. Следует отметить, что значительное влияние температуры на хлорируемость оксидов наблюдается в интервале 500-8000С. В этом интервале степень хлорирования оксидов алюминия и железа возрастает от 13,9-59,8% и 25.8-94.9% соответственно.

Зависимость степени хлорирования оксидов Al2O3 и Fe2O3 от продолжительности процесса хлорирования изучали в интервале от 20 до 120 мин (рис 9.б). С увеличением длительности процесса переработки до 120 мин при оптимальной температуре 750-8000С извлечение оксидов Al2O3 и Fe2O3 возрастает, достигая максимального значения 69,6% и 95,2% соответственно.

Содержание восстановителя в шихте изменялось от 2 до 100% (рис.9.в), а неизменными факторами в данном процессе являлись: температура – 8000С и продолжительность процесса – 120 мин. Увеличение содержания восстановителя в шихте более 40-50% практически не изменяет степень извлечения оксидов.

Рис.9. Зависимость хлорирования оксидов Al2O3 и Fe2O3 месторождения Зидды от: температуры (а), продолжительности процесса хлорирования (б), содержания восстановителя (в) и размера частиц аргиллита (г).

Результаты проведенных опытов, где в качестве восстановителя были использованы угли Зиддинского и других месторождений Таджикистана, предварительно очищенных от сероорганических примесей путем прокаливания без доступа кислорода при температуре 350-400С показали, что они проявляют хорошую восстановительную способность в процессе хлорирования аргиллитов Зидды. Это исключает транспортировку угля (восстановителя) из-за рубежа и использования активированного угля.

Влияние крупности частиц на извлечение оксидов при хлорировании аргиллитов Зидды изучалось после фракционного разделения аргиллита. Хлорирование сырья проводили в присутствии 40-50% восстановителя (угля) при оптимальной температуре 750-8000С в течение 120 мин. При этом степень извлечения Al2O3 и Fe2O3 составляет 68,1 и 94,9% соответственно рис.9.г.

В следующей серии опытов изучали влияние количества подаваемого хлора на хлорируемость оксидов алюминия и железа, входящих в состав аргиллитов месторождения Зидды, которое изменялось от 2 до 15 мл/мин. Результаты хлорирования приведены на рис. 10.

Рис.10. Зависимость степени извлечения оксида алюминия и железа от расхода хлора месторождения Зидды.

Как показывают результаты опытов, максимальное хлорирование оксидов наблюдается при расходе хлора 14-15 мл/мин или 7,8 гр. хлора в час для навески весом 5 гр. При этом степень извлечения оксидов достигает: Al2O3 – 72,6% и Fe2O3 – 96,5% соответственно.

Таким образом, в результате выполненных исследований можно рекомендовать следующие условия разложения аргиллита месторождения Зидды: температура обжига – 6000С; температура хлорирования – 700-8000С; продолжительность хлорирования аргиллита – 120 мин; содержание восстановителя в шихте – 40-50% и размер частиц – менее 0,1 мм.

Хлорирование аргиллитов месторождения Чашма-Санг

Результаты химического анализа аргиллитов месторождения Чашма-Санга показывают, что оксиды алюминия и железа составляют: Al2O3 -31,5%; Fe2O3 – 8,75% соответственно. Методика хлорирования аргиллитов месторождения Чашма-Санг аналогична методике хлорирования аргиллитов месторождения Зидды.

Влияние температуры на степень хлорирования оксидов, входящих в состав аргиллитов месторождения Чашма-Санг, изучали в пределах 400-10000С, содержание восстановителя в шихте составляло 50%, размер частиц аргиллитов и угля был одинаков – 0,1 мм. Результаты опытов приведены на рис.11.а. Максимальная степень извлечения оксидов алюминия и железа достигает при температуре 10000С: Al2O3 – 78,4% и Fe2O3 – 97,2%. Значительное влияние температуры на процесс хлорирования оксидов наблюдается в интервале 500-7000С.

Рис.11. Зависимость хлорирования оксидов Al2O3 и Fe2O3 месторождения Чашма-Санг от: температуры (а), продолжительности процесса хлорирования (б), содержания восстановителя (в) и размера частиц аргиллита (г).

Зависимость степени хлорирования оксидов алюминия и железа в зависимости от продолжительности хлорирования изучали в интервале от 20 до 120 мин (рис.11.б). Постоянными факторами этого процесса были: температура – 8000С, размер частиц – 0,1 мм и содержание восстановителя – 50%. В изученных интервалах продолжительности процесса степень извлечения оксидов увеличивается: оксид алюминия – от 11,6 до 76,8% и оксид железа – от 27,1 до 96,8%.

Влияние количества угля в шихте на хлорирование оксидов алюминия и железа из состава аргиллитов изучали при постоянной температуре. Содержание восстановителя в шихте изменялось от 5 до 60% (рис.11.в).

Максимальная степень извлечения достигается при содержании угля в шихте 50-60% и составляет: Al2O3 - 71,7-74,6% и Fe2O3 – 92,3-94,7%. В процессе хлорирования использовали уголь Зиддинского месторождения, который проявил хорошую восстановительную способность.

Влияние размера частиц на степень хлорирования оксидов алюминия и железа изучали при температуре 8000С и продолжительности процесса 120 мин. Содержание восстановителя в шихте составляло 40-50%.

Как показывают результаты опытов, с уменьшением размера частиц от 0,5 до 0,063 мм, постепенно увеличивается степень извлечения оксидов, достигая максимального значения для Al2O3 - 72,8% и Fe2O3 – 95,5% соответственно рис.11.г.

Количество подаваемого хлора изменялось от 2 до 16 мл/мин. Результаты хлорирования приведены на рис. 12. Как показывают результаты опытов, максимальное хлорирование оксидов наблюдается при расходе хлора 12-13 мл/мин или 6,8 гр. хлора в час для навески весом 5 гр., где степень извлечения оксидов достигает: Al2O3 – 72.9-74.6% и Fe2O3 – 96.2-97.4%.

Исходя, из вышеизложенных результатов можно рекомендовать следующие условия для хлорирования аргиллитов месторождения Чашма-Санг: температура 700-7500С, продолжительность хлорирования оксидов – 100-20 мин; содержание восстановителя в шихте – 30-40% и размер частиц – 0,063 мм.

Рис.12. Зависимость степени извлечения оксида алюминия и железа от расхода хлора месторождения Чашма-Санг.

Кинетика хлорирования аргиллитов месторождения Зидды

Характер кинетических кривых (рис.13.а) хлорирования аргиллитов при извлечении оксида алюминия указывает на то, что разложение аргиллита происходит в течение 2 часов, достигая извлечения 94,8% при температуре 8000С. При 7000С за это время достигается 78,7%-ное извлечение.

Построенные графики зависимости (рис.13.б) lg1/(1-)·10 от времени представляют собой прямые линии.

Полученные экспериментальные точки при различных температурах удовлетворительно укладываются на прямой, имеющей отрицательный наклон.


Рис. 13. Зависимость степени разложения оксида алюминия от времени (а) и Lg от времени (б) из состава аргиллита месторождения Зидды. Температура 8000С; продолжительность-120 мин; размер частиц – 0,1-0,063 мм; расход хлора – 14-15 мл/мин

Изменение константы скорости хлорирования аргиллитов от температуры подчиняется закону Аррениуса, что подтверждается прямолинейной зависимостью lgКср. от 1/Т·10 3 (рис.14). Для определения энергии активации строили график зависимости LgК от (1/Т·10), при этом получена прямая линия.

Рис. 14. Зависимость LgК от обратной абсолютной температуры при хлорировании аргиллитов месторождения Зидды.

Как видно из рис. 14, точки удовлетворительно укладываются на прямую линию Аррениуса, по наклону которой вычислена величина кажущейся энергии активации, равная при хлорировании 19,43 кДж/моль. Также по известным уравнениям была вычислена энергия активации Е, численное значение которой совпадает со значением, найденным графическим методом. Численное значение энергии активации и зависимость скорости хлорирования свидетельствуют о его протекании в смешанной области. Проведенные исследования раскрывают механизм процессов хлорирования аргиллитов месторождении Зидды.

Кинетика хлорирования аргиллитов месторождения

Чашма-Санг

Результаты опытов по кинетике хлорирования аргиллитов месторождения Чашма-Санг представлены на рис.15.а. Изменение степени извлечения оксида алюминия, входящего в состав аргиллита, от времени при температурах 600-8000С выражается прямолинейным характером хода кривой зависимости. Эти кинетические кривые хорошо описываются уравнением первого порядка.

Построив график зависимости от времени (рис.15.б), получаем прямые, имеющие отрицательный наклон, равный -.

Pages:     | 1 || 3 |






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