промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала

^ промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu; антисептика ≤ 0,01 As; рН 4-4,2; < 0,0001 Tartrat; < 0,0001 ЦПБ


Рис.3 Технологическая схема переработки тонких и грубых

металлургических пылей медеплавильного производства

^ Пыли конверторов Вода техно Возгоны конверторов

(2 класс угрозы), %: Серная кислота (2 класс угрозы), %:

0,01 In; 0,7 As; 0,015 In; 0,9 As;

26,6 Pb промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала; 21,6 Zn; 0,6 Сu 32,5 Pb; 25,1 Zn; 0,9 Сu

Изготовление пульпы:

(1-3 Ж:Т)


Двухстадийное выщелачивание

(25-30 г/дм3 [H2SO4]равн.; 338-343 К; 2 час)




^ Фильтрация пульпы

(328-333 К; 4 час)

Кек Фильтрат (Zn ≤ 50 г/дм3)


Промывка (рН 5-7) Фильтрат (Zn ≥ 50 г/дм3)

Выпаривание

Промвода Кек (2 класс промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала угрозы),%:

0,001 In; 1,2 As; Фильтрат (Zn ≥ 110г/дм3)

50,6 Pb; 10,5 Zn; 1,3 Сu

Смола КФП-12 (50 кг/м3)___

Получение предварительного свинца

Селективная сорбция индия

(333-343 К; Vр-ра/час =Vсмолы )

Известковое молоко

(13 % Са(ОН)2) Фильтрат Смола КФП-12 Гексаметафосфат промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала

(3% ГМФ)

Гидролитическая чистка от As Десорбция индия

(343-353 К; рН 4-4,5; 8 час) (333-343 К; 0,5Vр-ра/час =Vсмолы)

Цетилпиридиний бромид

(8,5% ЦПБ) Элюат Смола КФП-12

Фильтрация Осаждение и флотация (фильтрация) сублат-соли индия

(1:1:3 In промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала:ГМФ:ЦПБ; 298-303 К; 12 час;

концентрация, г/дм3: 0,12 In; 0,65 ГМФ; 1,3 ЦПБ)

Шлам (1 кл.опас.), %: Раствор Флотопродукт (осадок),%:

< 0,001 In; 4,1 As; 5,2 In; 1,2 As; 0,04 Pb; 5,9 Zn; 0,01 Сu

0,4 Pb; 4,9 Zn; 0,1 Сu

^ На получение

На получение Выпаривание железного

промышленного индия промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала

антисептика

Товарный раствор ZnSO4, г/дм3:

≥ 110 Zn; ≤ 0,001 Cu; ≤ 0,01

As; < 0,001 In; < 0,001 ГМФ;

< 0,0001 ЦПБ; рН 4-4,2


Рис.4 Технологическая схема переработки конверторных пылей и

возгонов медеплавильного производства

Разработана технологическая схема переработки металлургических пылей и возгонов медеплавильного производства промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала (рис.3), предусматривающая:

двухстадийное выщелачивание серной кислотой; селективное осаждение из фильтратов выщелачивания тартратных комплексов германия галогенидами четвертичных аммониевых либо пиридиниевых оснований, к примеру, цетилпиридиний бромидом (ЦПБ) при молярном отношении Ge:винная кислота:ЦПБ = = 1:2:3, с следующей промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала флотацией либо фильтрацией осадка; гидролитическая чистка раствора от меди и мышьяка. Регулятором флотации служил бутиловый ксантогенат, рекуперированный при утилизации кубовых остатков производства ксантогенатов. Продуктами предложенной технологии являются: медьсодержащий кек выщелачивания, утилизируемый в промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала производстве предварительный меди, первичный германийсодержащий концентрат – сырье для получения металла высочайшей чистоты, раствор сульфата цинка – флотореагент, применяемый при обогащении медно-цинковых концентратов, мышьяксодержащий шлам гидролитической чистки смесей, поступающий на получение промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала соединений арсенатов – головного компонента промышленного антисептика «Элемсепт» ТУ 2157-107-00194429-2007.

Главные технологические операции при переработке конверторных пылей и возгонов: двухстадийное выщелачивание серной кислотой; селективная сорбция индия из фильтратов выщелачивания на ионитах КФП-12 либо КФ-7 с промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала следующим элюированием индия 3 %-ным веществом гексаметафосфата натрия (ГМФ); осаждение индия из элюата 8,5 %-ным веществом ЦПБ при молярном отношении In : ГМФ : ЦПБ = 1:1:3; выделение осадка из раствора флотацией либо фильтрацией; гидролитическая чистка смесей от промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала As (рис.4).

Оценка величины предотвращенного экологического вреда (ПУпро) от

сокращения площадей промышленных отвалов, вовлекаемых в переработку, проведена по формуле:

ПУпро = УудроКфгпΣk=1к(mпkросКоkр), руб/год, (5)

где Уудро = НсSКэп/Мр - показатель удельного промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала вреда окружающей природной

среде от размещения 1 т отходов производства 5 класса угрозы (1 условной тонны для всех отходов), руб./усл.т; Нс - средняя по региону кадастровая цена сельскохозяйственной земли, руб/га; S – площадь мест организованного

размещения отходов производства промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала всех классов угрозы, га; Кэп – коэффици-

ент экологической ситуации и значимости состояния почв; Мр - суммарная масса отходов, скопленных в данном регионе на конец года, усл. т; Кфгп - фоновый коэффициент промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала экологической ситуации и экологической значимости состояния земли в r-ом городском образовании, где размещен полигон отходов (Кфгп =2,5 для УрФО, уровень загрязнения земли Zc ≥ 32); mпkрос - масса санкционированного размещения на предприятии отходов производства k-ого класса промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала угрозы, т; Коkр - коэффициент, учитывающий относительную опасность k-ого класса отходов (табл.11).

При значениях: Нс =21400 руб/га, S = 9332,6 га, Кэп =1,7, Мр = 568937000 усл.т, определены величины Уудро = 0,6 руб/усл.т и ПУпро = 0,82 млн промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала.руб/год,

что доказано расчетами Института экономики УрО РАН.

Таблица 11 - Начальные данные для расчета величины предотвращенного экологического вреда ПУпро


Перерабатываемые отходы

Масса отхода (mпkрос), т/год

Класс угрозы

Коkр

Приведенная масса отходов (Мотх),усл.т/год

Шламы промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала чистки сточных вод

470

3

33

15510

Металлургические пыли

5250

2

50

262500

Конверторные пыли

5000

2

50

250000

Гипсогидратные кеки

1000

2

50

50000

Золы-уносы от сжигания углей

500

4

17

8500

Всего

12220







586510

Итого с = 2,5




1366275


^ В четвертой главе приведены результаты исследовательских работ по созданию гидрометаллургической технологии всеохватывающей переработки анодных остатков электролитического рафинирования предварительного алюминия с рекуперацией промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала меди, алюминия, железа, галлия. Дано научное обоснование принципа подбора поверхностно-активных веществ для процесса ионной флотации коллигендов. Экспериментально определены начальные данные для расчета величины адсорбционно-сольватного фактора стойкости дисперсных систем промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала.

Анодные остатки, соcтава, %: 19-27 Al; 0,15-0,22 Ga; 15-21 Cu; 5-12 Fe, содержат оксидную и металлизированную фракции в соотношении (4-5):1, которые предложено выщелачивать в кислотных (H2SO4 = 0,04 - 0,23 моль/дм3) и

смешанных кислотно-солевых растворителях (H2SO4/CuSO4=0,02-0,4/0,04-0,23 моль промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала/дм3) при Ж:Т = (3-10):1. В критериях, исключающих внешнедиффузионное сопротивление (mо(Al) = 3,73 г; mo(Ga) = 0,03 г; S = 0,83 дм2; V = 1 дм3), изучено воздействие концентрации кислоты и температуры пульпы на величину удельной скорости (ω, дм/об0,5·с промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала0,5), коэффициент диффузии (D, дм2/с) и энергию активации растворения металлизированной фракции. Установлено, что выщелачивание кислотным растворителем протекает в кинетической области: значения коэффициента (b = Δln(Cо-Cτ)/Δτ, с-1) удельной скорости растворения растут в интервале промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала (0,91-1,3).10-4 с-1; Еакт = 31-35 кДж/моль (табл.12).

Определены главные характеристики технологии и аппаратов для цементационного выщелачивания металлизированной фракции анодных остатков (масса/объем фракции mф/vф = 2,5т /0,93 м3; ρ =2,7 г/см3; ΣAl,Ga = 0,82 т; d = 0,3 дм; Т промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала:Ж=1:10; H2SO4 / CuSO4 = 0,21/ 0,23 моль/дм3; ω =3,2.10-4 дм/об0,5.с0,5: длительность выщелачивания τв = [lnCo- ln(Co-Cτ)]V/ωSn0,5 = 8,3 час; объем пульпы vп = vф+vр-ра= 26 м3; объем реактора 32,5 м3, при коэффициенте промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала наполнения 0,8 (Н/d = 2,5; dр = 2,55 м; Нр = 6,38 м).

Изучено воздействие концентрации кислоты и температуры пульпы на процесс растворения оксидной фракции при критериях: mо(Al) = 14,9 г; mo(Ga )= 0,1 г; V =1 дм3; S = 4,1 дм промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала2; n = 9 с-1; Т = 323-363 К (табл.13).


Таблица 12 – Характеристики процесса растворения металлизированной фракции

[H2SO4], моль/дм3

[CuSO4], моль/дм3

H2SO4 /CuSO4/

(Al+Ga )

b.104,

с-1

ω.106, дм/об0,5·с0,5

Еакт, кДж/М

0,046

0

0,33/0/1

0,91

0,84

35

0,092

0,66/0/1

1

0,92

34,3

0,14

0,99/0/1

1,12

1,03

33,2

0,18

1,31/0/1

1,21

1,11

32,1

0,23

1,64/0/1

1,3

1,2

31




D.105, дм2/с




0,02

0,23

0,15/1,65/1

5,52

1,32

13,3

0,04

0,3/1,65/1

8,69

1,78

11,9

0,07

0,53/1,65/1

14,28

2,48

10,7

0,11

0,75/1,65/1

20,71

3,18

8,5

0,21

1,5/1,65/1

20,93

3,2

0,25

0,19

1,78/1,38/1

17,03

2,79

12,3

0,29

0,15

2,05/1,1/1

13,3

2,37

16,7

0,33

0,12

2,33/0,83/1

9,79

1,93

20,6

0,36

0,08

2,6/0,55/1

6,82

1,52

24,1

0,4

0,04

2,88/0,28/1

4,07

1,08

27,9

Таблица 13 – Характеристики промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала процесса растворения оксидной фракции

[H2SO4],

моль/дм3

[H2SO4]/ [(Al+Ga)]

b.104,

с-1

ω.106, дм/об0,5·с0,5

Еакт,

кДж/моль

0,18

0,33

7,55

1,39

14,3

0,37

0,66

13,55

2,5

18,1

0,55

0,99

19,17

3,53

22,3

0,74

1,32

23,3

4,29

26

0,92

1,65

24,71

4,55

29,7

1,29

2,31

19,93

3,67

31,1

1,84

3,31

15,25

2,81

33,2


В слабокислых смесях (H2SO4 ≤ 0,18 моль/дм3) процесс протекает в

диффузионной области (Еакт промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала. < 14 кДж/моль либо < 5,7 kТ). В интервале концентраций серной кислоты (0,18-0,92) моль/дм3 выщелачивание протекает в переходной области: при возрастании концентрации кислоты скорость растворения оксидной фракции возрастает и лимитируется только диффузией растворителя, Еакт = 14,3-29,7 кДж/моль (5,8-12 kТ). В области концентрированных смесей (H2SO4 > 1 моль/дм3) скорость выщелачивания оксидной фракции понижается из-за уменьшения растворимости сульфата алюминия и лимитируется диффузией товаров реакции, Еакт.= 31,1-33,2 кДж/моль (12,6-13,4 kТ).

Определены главные технологии и размеры аппаратов для выщелачивания оксидной фракции промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала анодных остатков (масса / объем фракции

mф / vф = 7,5 т/1,92 м3; ρ = 3,9 г/см3; Σ(Al,Ga)2О3 = 3,04 т; dчас = 0,015 дм;

Т:Ж = 1:6; H2SO4 = 0,9 моль/дм3; ω = 4,55.10-4 дм/об0,5.с0,5): длительность выщелачивания τв = [lnCo- ln промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала(Co-Cτ)]V/ωSn0,5 = 0,4 час; общий объем пульпы

47 м3; объем реактора 30 м3, при коэффициенте наполнения 0,8 и 2-ух циклах выщелачивания (Н/d = 2,5; dр = 2,5 м; Нр = 6,25 м).

Раздельное выщелачивание при хороших критериях металлизированной промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала и оксидной фракций позволило минимизировать длительность процесса переработки анодных остатков.

Селективная сорбция галлия из смесей, получаемых при выщелачивании анодных остатков на хелатообразующих аминокарбоксильных и фосфорнокислых смолах (КБ-2; АНКБ-(2-50); r = 0,05 см; v = 9 с-1) лимитируется промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала хим кинетикой - на характеристики процесса оказывают влияние природа, степень ионизации и место расположения в матрице ионногенных групп смолы, также степень гидратации и способность к комплексообразованию сорбирующихся

ионов (табл.14).


Таблица 14 – Характеристики промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала сорбции галлия при хим кинетике


Ионит

[Ga], г-ат/дм3

[H2SO4], М

*)В·104,с-1

*)t0,5·10-4,c

Еакт.,кДж/М

КБ-2

0,033

рН =

3,0-3,3

0,084

3,521

32,7

АНКБ-35

0,033

0,067

4,414

38,7

АНКБ-10

0,033

0,089

3,323

33,3

АНКБ-50

0,056

5,282

42,6

АНКБ-2

0,8-1

0,049

6,039

49,8

КФП-12

0,2-0,25

0,073

4,052

36,8

АНКБ-35

0,04

рН =

3,0-3,3

0,069

4,286

-

0,035

0,051

5,80

0,03

0,038

7,784

0,025

0,026

11,38

0,033

0,1-0,15

0,055

5,376

34

*) температура раствора 293 К


При сорбции на карбоксильном катионите КБ-2 катионы галлия, вместе промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала с ионной связью, способны создавать и ковалентную связь – значения В = 8,4.10-6 с-1, Еакт = 32,7 кДж/моль (13,2 kТ).

Аминокарбоксильные амфолиты АНКБ содержат аминоуксусные и ами-

нодиуксусные группировки, вследствие чего, толика ковалентной связи, по срав-

нению промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала с КБ-2, ещё более растет и становится определяющей, что характе-

ризуется понижением константы скорости (В, с-1) и повышением энергии акти-

вации. процесса (для АНКБ-35: В = 6,7.10-6 с-1, Еакт. = 38,7 кДж/моль (15,6 kT промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала).

При возрастании толики аминодиуксусных группировок с 0,33 до 1 и степени комплексообразования многофункциональных групп ионитов с ионами металлов в ряду от АНКБ-10 к АНКБ-50 константа скорости В понижается: с 8,9.10-6 до 5,6.10-6 с-1, а Еакт. возрастает с 33,3 до промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала 42,6 кДж/моль (13,5-17,2 kT).

У смолы АНКБ-2, в отличие от других исследованных аминокарбоксильных амфолитов, аминная группа заходит в состав бензольного кольца, что существенно увеличивает её характеристики как акцептора протонов и промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала способность к образованию координационных связей с сорбируемыми ионами металлов - значение В понижается до 4,9·10-6 с-1, Еакт. увеличивается до 49,8 кДж/моль (20,1 kT).

При увеличении степени ионизации фосфорнокислых групп до рКн = 2,15 (КФП-12) по сопоставлению с рКн промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала = 4 для карбоксильных групп (КБ-2, АНКБ-

(10-50), расширяется рабочий кислотный спектр смол до 20-25 г/дм3 H2SO4.

При сорбции на хелатообразующих ионитах с повышением начальной концентрации галлия значения B растут, порядок реакции приравнивается n = 2, выявлено промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала наличие линейной зависимости в координатах «lg(dF/dt)–lgCo».

Набухаемость (ρ) амфолита АНКБ-35 в кислых смесях (H2SO4 >

0,05 моль/дм3) понижается с 1,3 до 1,05 см3/г, усиливается воздействие гелевой кинетики и сорбция промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала протекает в переходной области: величина Еакт. миниатюризируется до 34 кДж/моль (13,7 kT).

Технологическая схема переработки анодных остатков электролитического рафинирования предварительного алюминия (рис.5), предугадывает последующие главные операции: дробление и грохочение - для разделения металлизированной (+2 мм) и оксидной (-2 мм промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала) фракций; цементационное растворение металлизированной фракции в кислотно-солевом растворителе; кислотное выщелачивание оксидной фракции; селективную сорбцию галлия из объединённых смесей выщелачивания на амфолите АНКБ-35 с следующим элюированием галлия веществом 1,3 моль промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала/дм3 H2SO4 и осаждением гидроксидов галлия и железа.

Продуктами предложенной технологии являются: медьсодержащий кек и шлам нейтрализации смесей выщелачивания, утилизируемые в медеплавильном производстве; первичный галлийсодержащий концентрат; смешанный железо-алюминийсодержащий коагулянт, применяемый при промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала чистке промышленных сточных вод, также в производстве защитных покровных материалов на базе отходов обогащения минеральных волокон хризотил-асбеста.

При научном обосновании подбора ПАВ (собирателей) для ионной флотации компонент раствора (коллигендов) рассмотрены два промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала варианта протекания процесса:

- пенная сепарация (фракционирование), когда извлекаемые ионы не образуют с сборщиками плохорастворимого соединения (сублата) и адсорбируются на подвижной границе «жидкость-газ», активированной поверхностно-активными ионами (ПАИ) сборщика;

- пеночная (плёночная) флотация, когда промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала ПАИ заходит в состав сублата, являясь сразу осадителем и сборщиком извлекаемых ионов.

2-ой вариант характеризуется высочайшими значениями скорости флотации и коэффициента концентрирования коллигенда (γ = [Ме]пен/[Ме]р-р).

Величина произведения промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала растворимости (ПР) образующегося сублата связана с конфигурацией свободной энергии Гиббса (∆Gобр) реакции:

∆Gобр. = - R∙T∙lnПР (6)


^ Анодные остатки (100 %) (3 класс угрозы)


Дробление, грохочение


Фракция окисленная -2 мм (78,1 %) Фракция металлизированная +2 мм (21,9 %) Ga = 0,25 %; Al = 21,2 %; Ga = 0,11 %; Al = 32,6 %; Cu промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала = 19,3 %; Fe = 5,4 % Cu = 27,6 %; Fe = 5,6 %

Н2SO4, H2O CuSO4.5H2O Воздух




Кислотное выщелачивание Цементационное выщелачивание [Н2SO4] = (0,8-0,9) моль/дм3; [Н2SO4] = (0,1-0,2) моль/дм3; τ = 7 час; Т=363-368 К; τ = 4 час; [CuSO4] = 0,23 моль/дм3; Т=363-368 К; Т:Ж=1:6 Фильтрация промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала Т:Ж=1:10

Кек Фильтрат Фракция +2 мм


Промывка (рН = 5-7) Нейтрализация

[Н2SO4]ост = 0,04 моль/дм3 Т:Ж=1:25;

Т=318-323 К τ = 5 час

Промвода Кек (3 класс угрозы)

Ga = 0,06 %; Al = 15,5 %; Фильтрация

Cu = 21,6 %; Fe = 1,2 %

Получение предварительный меди Шлам (3 кл.опас.) Раствор

Ga = 0,03 %; Al промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала = 6,7 %;

Смола АНКБ-35 Cu = 13,2 %; Fe = 1,7 %

(30 кг/м3)

Селективная сорбция галлия

Т = 333-343 К Vр-ра/час =Vсмолы


1,3 M Н2SO4 Смола АНКБ-35 Раствор


Десорбция галлия Выпаривание


Cмола АНКБ-35 Элюат Коагулянт Fe-Al-содержащий,%:

NaOH 0,002 Ga; 11,3 Al; 0,1 Cu; 4,9 Fe промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала



Осаждение гидроксида галлия

Раствор Осадок, %:

13,1 Ga; 14,8 Al; 6,2 Cu; 2,3 Fe

Выпаривание

Получение железного галлия

Сухой остаток, %:

21 Na; 0,1 Ga; 0,08 Al; 0,06 Cu; 0,03 Fe




Рис.5 Технологическая схема переработки анодных остатков

электролитического рафинирования предварительного алюминия

Согласно принципу аддитивности вкладов промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала, ∆Gобр. сублата складывается из конфигурации свободной энергии, имеющего место в итоге перехода в состав сублата углеводородного радикала сборщика (∆GR), ПАИ сборщика (∆GP) и иона коллигенда (∆GK):

∆Gобр. = zP(∆GR ±∆GP промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала) ± zK(∆GK), (7)

ПР = ехр[zP(∆GR±∆GP) ± zK(∆GK)]/RT, (8)

где zP и zK – стехиометрические количества ионов сборщика и коллигенда, нужные для образования сублата.

Для гомологического ряда собирателей вклад ∆GR:

∆GR = ∆GСН2∙nCH промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала2, (9)

где ∆GСН2 ≈ 2,5 кДж/моль соответствует работе, нужной для раздвижения диполей воды на объем СН2-группы при ее переходе из сублата в раствор; nCH2 – количество метиленовых групп в углеводородном радикале.

Суммарный вклад полярной промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала группы сборщика и коллигенда (∆GPK):

ехр ∆GPK/RT = ПР – (ехр zP∆GR/RT) (10)

Выявлены эмпирические зависимости ∆GPK от энтропии гидратации коллигендов (∆S, э.е.) и ∆GP от константы ионизации (рКн) ПАИ (рис.6):

∆GPK промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала = zP∆GP + F∙∆S, (11)

где F – температурный коэффициент пропорциональности (0,43 К).

∆GP = С + D∙рКН, (12)

где D ≈ 7,11 кДж/рКН - угловой коэффициент.



Образование плохорастворимого сублата и его флотация в плёночном режиме вероятна при промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала отрицательных значениях ∆GPK < 0. Сродство коллигендов к ПАИ собирателей растет с повышением отрицательной гидратации ионов (∆S > 0) и уменьшением константы ионизации рКН полярной группы ПАИ.

Для обычных гидратированных катионов цветных и редчайших металлов свойственны высочайшие значения конфигурации энтропии растворителя в области положительной гидратации (∆S < 0): от -44,5 э.е. (Zn промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала) до -104,2 э.е. (Ga), вследствие чего они не образуют сублатов с анионными сборщиками.

Для получения сублатов предложено переводить редчайшие и рассеянные

металлы в состав растворимых всеохватывающих анионов с высочайшими значениями

конфигурации энтропии в промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала области отрицательной гидратации (∆S > 0), к примеру, германий с оксикислотами (щавелевая, винная), индий и галлий с метафосфатами (тетра-, гекса-), которые осаждают из раствора длинноцепочечными (С10-С18) катионоактивными алкиламинами [R-N+(C промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала5H5)], с следующим выделением из объема раствора флотацией либо фильтрацией.

Расход собирателей для флотационного выделения коллигендов определяется экспериментально методом построения диаграмм состояния аква рас-творов собирателей и коллигендов, отражающих их разные формы: участок

1кривой отделяет промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала настоящий раствор ПАВ и коллигенда от мицеллярного раствора ПАВ; участок 2 кривой - мицеллярный раствор ПАВ от суспензии сублата; участок 3 кривой – настоящий раствор сборщика и коллигенда от суспензии сублата (рис.7).



В точке скрещения промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала участков 1-3 кривых–тройной точке (ТТ) диаграмм, сосуществуют настоящие и коллоидные смеси ПАВ с суспензией сублата. Соотношение концентраций сборщика и коллигенда в тройной точке диаграмм состояния соответствуют стехиометрическому составу образующегося сублата промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала. Мало нужное количество ПАВ для осаждения из раствора коллигенда равно концентрации сборщика в тройной точке.

Флотация катионов галлия Ga(Н2О)х3+ и анионных комплексов Nax[Ga(PO3)6]-(3-x) с начальной концентрацией Со = 10-4-10-3 г промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала-ион/дм3 осуществлена с внедрением солей алкилсульфатов (R-OSO3Na) и алкилпиридиния (R-NC5H5Cl) в спектре концентраций С = 10-3-10-2 моль/дм3.

Определены (табл. 15): коэффициент (Е = mпен / mр-р) и степень (ε, %)

извлечения коллигенда промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала в пенный продукт; константа равновесия (K); концентрация сборщика в пенной фракции (Ci, моль/дм3); коэффициент концентрирования коллигенда γm = Спен/Ср-р.

Таблица 15 – Характеристики процесса пенной сепарации ионов галлия

Ci промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала .102, моль/дм3

0,45

1,35

2,25

3,15

4,05

4,5

ε, %

7,8

21,8

33,7

43,7

52,5

55,9

ln(Ei+1) .102

8,2

24,6

41

57,4

73,8

82

Ki, дм3/моль

18,2

При флотации катионов галлия алкилсульфатами степень извлечения коллигенда ε пропорциональна концентрации сборщика в пенной фракции Ci. Величины адсорбции сборщика на поверхности пузырьков воздуха и константы скорости пенной сепарации промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала, соответственно, составили Гm=2,4·10-6 моль/м2 и Km=5,4·10-4 с-1; коэффициент γm= 30-35.

Для дисперсной фазы сублата – цетилпиридиний гексаметафосфат галлия (С16Н33NC5H5)3[Ga(PO3)6] с начальным содержанием Со = 0,1-1 моль/дм3 значения константы промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала скорости и коэффициента концентрирования, соответственно, равны: Кs = (143 – 241)·10-4, с-1; γs ≥ 350.

Повышение кинетических характеристик процесса при флотации сублата происходит, благодаря мультислойному покрытию поверхности пузырьков воздуха частичками дисперсной фазы, в отличие от монослойного рассредотачивания ионов коллигенда на промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала поверхности пузырьков воздуха при пенной сепарации (Гs >> Гm).

Для реализации в технологических схемах рекомендовано флотировать коллигенд в составе плохорастворимого сублата. В качестве регулятора флотации дисперсной фазы сублатов применен эмульгатор - бутилксантогенат промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала калия (~0,01 моль/дм3), рекуперированный из кубовых остатков производства флотореагента на СУМЗе (г.Ревда).

Проведен анализ процессов взаимодействия частиц сублата меж собой и с пузырьками воздуха при пленочной флотации. Для расчёта возможных кривых в координатах ΣU промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала(kT)―h(м) за ранее определены значения сложной константы Гамакера (А*=0,682∙10-20, Дж), оборотный радиус Дебая (θ=(4,6-458)∙10 6, м-1), радиус (rч=(1-10).10-7 м, rп=(0,5-5).10-4 м) и величина заряда (φч≤15 мВ, φп=10--60 мВ), соответственно, частиц (rч, φч промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала) и пузырьков (rп, φп) воздуха.

В слабокислых смесях (рН = 2-6) при концентрации сборщика ЦПХ, равной (0,43-0,85)∙10-6 моль/дм3, частички сублата ‒ цетилпиридиний гексаметафосфата галлия (Со = 27 мг/дм3) владеют маленьким положительным зарядом (φч промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала ≤ 12 мВ). При всем этом энергетический барьер отталкивания отсутствует (ΣU < 1,5 kT), что позволяет частичкам дисперсной фазы необратимо коагулировать в ближнем минимуме в режиме «быстрой» коагуляции (рис.8а).

Рассчетная величина константы скорости «быстрой» коагуляции приравнивается Кб = 1,073.10-17 м промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала3/с.







При содействии относительно маленьких по размеру(rч ≤ 4.10-7 м) и заряду (φч ≤ 12 мВ) частиц сублата; с пузырьками воздуха (rп = (0,5-5).10-4 м; φп ≤ 60 мВ) энергетический барьер отталкивания отсутствует (ΣU < 1,5 kT) и частички дисперсной фазы свободно перебегают на поверхность пузырьков воздуха и выносятся в пенный продукт. По мере роста размера (rч >4.10-7 м) и заряда промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала поверхности частиц (φч >12 мВ) сублата, возникает энергетический барьер отталкивания (ΣU > 1,5 kT), который затрудняет переход частиц дисперсной фазы на поверхность раздела фаз «жидкость-газ» (рис.8б). В данном случае, частички агрегируют в далеком минимуме промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала и перебегают в пенный продукт вкупе с межпузырьковой жидкостью, что наращивает длительность процесса и понижает коэффициент концентрирования.

Нужно точно подбирать концентрацию катионного сборщика, чтоб не допустить перезарядки частиц дисперсной фазы.

Изучена кинетика коагуляции промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала частиц сублата (27 мг/дм3 цетилпиридиний гексаметафосфата галлия), стабилизированного неионогенным ПАВ (ОП-7), в дисперсных системах без электростатического барьера отталкивания (Ui < 1,5 kT). Замедление процесса коагуляции и понижение значений констант «медленной» коагуляции, по сопоставлению промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала с константой «быстрой» коагуляции в 20-40 раз (Км < Кб = 1,073.10-17 м3/с), обосновано адсорбционно-сольватным барьером отталкивания (Ustr = 3,12-3,7 kT), реализуемого за счет адсорбции на поверхности частиц дисперсной фазы молекул растворителя и неионогенного ПАВ промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала (табл.16).

Таблица 16 - Характеристики процесса коагуляции сублат-соли галлия

Количество ОП-7

Км∙1017, м3/с

τ0,5,с

Ustr, kT

10-5 моль/кг

10-10 моль/м2

0

0

0,0474

311

3,12

0,2

0,633

0,0433

340

3,21

0,4

1,266

0,0369

399

3,37

0,6

1,899

0,0327

451

3,49

0,8

2,532

0,0293

503

3,6

1

3,165

0,0265

556

3,7


Оценка величины предотвращенного экологического вреда (ПУпро) от

сокращения площадей промышленных отвалов, за счет вовлечения в перера-

ботку промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала анодных остатков электролитического рафинирования предварительного алю-миния 3 класса угрозы проведена по формуле (5):

ПУпро = Уудро.Мотх = 0,25 млн.руб/год,

при значениях mпkрос = 5000 т/год; Коkр = 33; Кфгп = 2,5; Мотх = 412500 усл.т/год, что доказано расчетами Института экономики промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала УрО РАН.

^ В пятой главе на базе выявленных закономерностей массопереноса, кинетики и предложенных математических уравнений исследованных гидрометаллургических процессов произведен расчет главных размеров и черт головных образцов агрегатов с хорошим расходом конструкционных материалов для промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала разработанных ресурсо- и энергосберегающих процессов по всеохватывающей переработке водянистого и твердого техногенного сырья.

^ Для сорбционного доизвлечения примесей томных цветных и темных металлов (ΣСMe = 5·10-4 г-ион/дм3) из сточных вод (V=1000 м промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала3/сут) на КУ-2-8 (СОЕ = 7,5·10-4 г-ион/г (47,6 мг/г); В = 0,527.10-3 с-1) в количестве mMe=ΣСMe.V=500 г-ион/сут нужное количество (объем) ионита составляет mc = mMe/СОЕ=0,67 т (vc=0,867 м промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала3) КУ-2-8 при длительности сорбции τс=СОЕ/В=25,1 час. Для поддержания данной производительности чистки стоков от металлов-примесей (mMe=500 г-ион/сут) окончательное количество (объем) смолы на стадии сорбции/десорбции составило mc.кон. = mc.τс/24=0,7 т промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала (vc.кон=0,906 м3). Суммарное количество смолы в процессе сорбции Σmc.кон=mc.кон.2=1,4 т. Объем сорбционной колонны 1,13 м3, при заполнении 0,8 (Н/d = 6; Нк = 3,73 м; dк = 0,62 м).

^ Для доизвлечения металлов-примесей (ΣСо = 5·10-4 г промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала-ион/дм3) из сточных вод (V=1000 м3/сут) флотацией (Qвоз=2,4.10-2 м/с; [ДСН]равн = 1 моль/м3; ε = 0,95;

R = 1.10-4 м; Km.экс = 1,8.10-4 с-1) длительность процесса составляет τф=ε/Km=5278 с; количество циклов флотации в день промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала nц = 24/tф=16,4; объем смесей в цикле Vц=V/nц = 61м3; объем флотационной колонны 7,64 м3, при заполнении 0,8 (Н : d = 5; Нк = 6,25 м; dк = 1,25 м) будет нужно 10 флотоколонн.

Определены главные размеры сгустителей-отстойников для рационального промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала режима свободного осаждения гидроксидов металлов из сточных вод

(V = 1000 м3/сут; qтв.исх = (0,15-0,5) кг/м3 = (150 - 500) кг/сут; Сфл ≤ 0,9·10-3 кг/м3,

qфл ≤ 6 мг/гтв ): dс = 4-4,2 м; Нс = 2,5–3,1 м; Fос = 12,6 -14 м2 (табл.6).

^ При выщелачивании промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала германийсодержащих металлургических пылей (масса/объем пыли mп/vп = 2,5т/1м3; ρ = 2,5 г/см3; d = 150 мкм; S = 4.106 дм2; Ge=0,015 %; mGe=5,17 г-ион; Т=293 К; Т:Ж=1:3; vуд=0,27.10-9 г-ион/дм2.с) длительность растворения промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала германия составляет τв= mGe/vуд.S=1,33 час; объем пульпы v = vп+ vр-ра = 8,5м3; объем реактора выщелачивания 10,63 м3, при заполнении 0,8 (Н/d = 2,5; dр= 1,76 м; Нр= 4,39 м).

^ При сорбционном выделении германия из смесей промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала выщелачивания

(V=7,5 м3/цикл; СGe=6,89·10-2 г-ион/дм3; mGe = 516,6 г-ион/цикл; Т=353 К) на ионите АН-31Г (СОЕGe =40 мг/г (5,51·10-4 г-ион/г); В=4.10-3 с-1; r=5.10-2 см; ρ=1,3 см3/г) количество промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала cорбента для 1-го цикла равно mc(vc) = mGe /СОЕGe = 0,94 т (1,22 м3); длительность сорбции τс = СОЕGe/В = 2,78 час , число циклов сорбции nц = 24/τс = 8 цикл/сут; с учетом загрузки десорбционной колонны суммарная масса ионита в промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала процессе Σmc=mc.2=2т; объем сорбционной колонны 1,53м3, при заполнении 0,8 (Н/d = 6, dк= 0,69 м; Нк= 4,14 м).

^ При расчете флотомашин применена универсальная модель процесса ионной флотации:

dC/dt = (Cоq – Cq - kГkτkdkпCQ)/V, моль/м промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала3.с (13)

где t – длительность флотации, с; Cо,С – концентрации извлекаемого компонента, соответственно, в начальном растворе и во флотационной камере, моль/м3;q – большой расход поступающей на флотацию (либо отработанной) воды промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала, м3/с; kГ = Г*St/C – фактор рассредотачивания для всплывающих пузырьков газа, м; Г*St – адсорбция (адгезия) извлекаемого компонента на пузырьках газа при стационарном (сбалансированном) состоянии, моль/м2; kτ = Г*τ/Г*St – степень промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала приближения Г*τ к Г*St («кинетика» адсорбции); Г*τ - адсорбция (адгезия) извлекаемого компонента на пузырьках газа за время всплывания τ; kd – удельная (на единицу объема газа) поверхность пузырьков, м2/м3; kп = 1 – [(dМп - dМАП)/dMВ промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала] – степень отделения металла, вынесенного пузырьками газа к верхней границе воды; dМп – количество извлекаемого компонента адсорбируемого (десорбируемого) в объем аква фазы с ее поверхности за время dt; dМАП - количество извлекаемого компонента на пузырьках газа промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала, находящихся у верхней границы воды (от момента начала торможения до окончания перехода через обозначенную границу) за время dt; dMВ - количество извлекаемого компонента, выносимого пузырьками газа к верхней границы воды за промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала время dt; Q – большой расход газа, м3/с, V – объем воды во флотационной камере, м3.

Личным случаем уравнения (13) является уравнение стационарного режима (dC/dt =0; C = CSt = const) непрерывного процесса:

CSt/Co промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала = 1/(1 + kГkτkdkпQ/q) (14)

С учетом уравнения (14):

ε = 1 – [1/(1+ kГkτkdkпQ/q)], (15)

где ε ≈ (1 – С/Со) – извлечение при флотации.

Значения кинетического коэффициента (k) процесса непрерывной флотации рассчитаны по результатам опыта на примере цетилпиридиний тартрата германия по промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала уравнению:

k = q/(1 - ε)Q (16)

Для дискретного флотационного процесса извлечение и длительность флотации (tф) определяли по уравнениям:

ε = 1 – ехр(-kQt/V) (17)

tф = V/q (18)

Величина k может рассчитана по данным дискретной флотации:

k ≈ (Δε/Δt промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала)[V/Q(1 – ε*)], (19)

где ε* – среднее для интервала Δt значение ε.

С учетом (19), исходя из кинетических кривых кривых ε = f(t), рассчитывали зависимость величины кинетического коэффициента от концентрации извлекаемого компонента k = φ1(C). Приобретенные данные применены для построения зависимостей промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала эффективности непрерывного процесса флотации от его физических характеристик, также для определения нужного числа камер промышленной флотомашины.

Концентрация извлекаемого компонента в отработанном растворе в стационарном режиме связана с расходом воды уравнением:

СSt = Со промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала/[(1 + (kQ/q)] (20)

Для построения зависимости СSt от q в опытах по дискретной флотации при данных значениях Со, Q, dпуз.и Н снимали кинетическую кривую ε = f(t) с учетом выражения (19), после этого рассчитывали зависимость промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала k = φ1(C). По уравнению (20) определяли зависимости СSt = φ2(k), надлежащие разным значениям q при неизменных Со и Q.

Из уравнения (20) получено выражение для n-камерной флотомашины при k = const:

СSt = Со[1/(1 + kQ/q промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала)]n (21)

В общем случае:

(22)

Для определения (n) по результатам порционных тестов, проведенных при данных для проектируемой машины значениях Со, Н, dпуз. И интенсивности аэрации (Q/V), строили зависимость k промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала = φ1(С) (рис.9, кривая 1).

Потом по уравнению (20) высчитали зависимость СSt-i = φ2(k) для данного Q/q (рис.9, кривая 21). Абсцисса точки их скрещения (I) определяет СSt-1 для первой камеры, равную начальной концентрации компонента Со промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала2 для 2-ой камеры. Для значения Со2 вновь высчитали зависимость СSt-i = φ2(k) при том же Q/q (рис.9, кривая 22), обусловили абсциссу точки ее скрещения (II) с кривой 1 и т.д., до того промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала времени, пока не было достигнуто нужное значение СSt.

Зависимость k = φ1(C) при Со = 10-3 моль/дм3, q = 360 см3/мин; Q = 100 см3/мин; Н = 50 см; V = 0,5 дм3 (рис.9, кривая 1), соответствует уравнению:

k = – 0,107Cst2 + 2,215Cst + 0,31

Зависимости СSt-i промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала = φ2(k) (рис.9, кривые 21-4) соответствуют уравнениям:

k2-1 = 0,185Cst2 – 3,542Cst + 17,04;

k2-2 = 3,687Cst2 – 20,59Cst + 29,28;

k2-3 = 15,32Cst2 – 43,26Cst + 29,75;

k2-4 = 24,68Cst2 – 43,79Cst + 19,48




Таким макаром, для воплощения ионной флотации в стационарном режиме (1м3/час), к примеру, цетилпиридиний промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала тартрата германия, из раствора выщелачивания металлургических пылей с начальной концентрацией извлекаемого компонента Со=10-3 моль/дм3 при данных параметрах процесса: СSt=0,63.10-4 моль/дм3; q = 277,8.10-6 м3/с; V = 23,15.10-3 м3, q/V = 0,012 с-1; Q промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала = 77,18.10-6 м3/с; Q/V = 3,334.10-3 с-1; Н = 0,5 м; dпуз.=1,5.10-3 м, нужна 4-х камерная флотомашина (n=4) с рабочими размерами каждой камеры: высота – 0,55 м; поперечник – 0,243 м: площадь поперечного сечения – 0,0463 м2.

^ В 6-ой главе способами многомерного регрессионного анализа промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала и

компьютерного моделирования с внедрением стандартных программных пакетов («Excel», «Mathcad», «Maple», «Statistica») выведены регрессионные уравнения (23-27) зависимости главных характеристик (Yi) от величины характеристик (Xj) исследованных пиро- и гидрометаллургических процессов, использованные для разработки систем промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала действенного управления и автоматизации разработанных технологий:

– чистка шахтных и сточных вод

Y = 540,79 + 1,39Х1 – 9,12Х2 – 3,10Х3 – 0,14Х1Х2 + 0,02Х1Х3 +

+0,03Х2Х3 –0,006Х12+0,62Х22+0,009Х32; R2 = 0,99; (23)

где Y – cкорость осаждения дисперсной фазы, Vос промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала=(1,9-8).10-4, м/с; Х1 – содержание дисперсной фазы в пульпе, qтв.исх=75-600, г/м3; Х2 – поперечник частиц, d = 27 - 45, мкм; Х3 – температура пульпы, Т = 277 - 363, К;

– пирометаллургическая возгонка германия:

Y= – 311,16+0,58X1-1,15X2 +42,36X3+127,38X4+0,09X1X2-0,25X промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала1X3- 0,59X1X4+

+0,04X2X3-0,51X2X4-8,68X3X4-0,03X12–0,004X22-0,04X32-0,28X42; R2=0,99; (24) где Y – степень возгонки германия, γ = 55-98%; Х1 – основность шихты, (CaO+MgO)/SiO2) = 0,3-0,8; Х2 – содержание шлакообразующих компонент,

∑(CaO,MgO промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала,SiO2) = 10-70%; Х3 – содержание углерода, С = 2,5-32,5%; Х4 – со-

держание серы, S = 4-11%;

– цементационное выщелачивание анодного остатка

Y = – 88,68+ 4,49X1 + 3,56X2 - 22,53X3 + 3,55X4 + 0,06X1X2 –

– 0,67X1X3 + 0,14X1X4 + 0,27X2X3 - 0,11X2X4 + 0,29X3X4 +

+0,002X12 - 0,001X промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала22 - 0,38X32 + 0,02X42; R2 = 0,994; (25)

где Y – удельная приведенная скорость растворения анодного остатка, ωп= (2,9-10,95)·10-6, дм3/см2·с; Х1 – отношение концентраций серной кислоты и медного купороса в составе кислотно-солевого растворителя,

[H2SO4]/[CuSO промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала4] = (4,43-64,2); Х2 – суммарная концентрация алюминия и галлия в пульпе, (Al+Ga) = (0,63-1,02), г-ат/дм3; Х3 – интенсивность смешивания пульпы, n = (1,66-9),с-1; Х4 – температура пульпы, t = 50-90, оС;

– выход медьсодержащей массы при шахтной плавке

Y = – 3349,88 + 33,88Х1 + 33,64Х2 + 33,97Х3 + 33,91Х4 +

+ 33,91Х промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала5 + 33,78Х6 + 33,5Х7 + 34,07Х8; R2 = 0,533; (26)

где Y - выход медьсодержащей массы (31,85-35,59),%; Х1- медный лом (9,1-14,16),%; Х2 - смесь РДК (5,99-14,57),%; Х3 - анодный и силикатный шлаки, штейн (0,01-7,85),%; Х4 - сульфидные материалы (30,38-38,45),%; Х5 - золотосодержащие концентраты (0,01-4,52),%; Х6 – обратные промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала материалы (15,67-28,2),%; Х7 – клинкер (6,47-10,94),%; Х8 – флюсы (8,22-11,18),%;

– содержание примесей в медьсодержащей массе при шахтной плавке

Y = – 9,53 + 0,107Х1 + 0,133Х2 + 0,096Х3 + 0,102Х4 +

+ 0,095Х5 + 0,102Х6 + 0,095Х7 + 0,113Х8; R2 = 0,564; (27)

где Y – отношение медь/примеси в медьсодержащей массы (1,06-1,09),%; Х1- медный лом (8,22-15,96),%; Х промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала2 - смесь РДК (5,31-8,56),%; Х3 - анодный и силикатный шлаки, штейн (0,01-9,0),%; Х4 - сульфидные материалы (27,52-39,72),%; Х5 - золотосодержащие концентраты (0,01-4,76),%; Х6 – обратные материалы (18,7-31,15),%; Х7 – клинкер (6,98-10,14),%; Х8 – флюсы (6,48-10,84),%.

Приобретенные аналитические зависимости применены для анализа и оптимизации пиро промышленного ≥ 110 Zn; ≤ 0,003 Cu - Комплексное извлечение попутных элементов из сырья металлургических предприятий урала- и гидрометаллургических переделов исследованных видов водянистого и твердого техногенного сырья, что позволило минимизировать удельные расходы реагентов, прирастить выход товарной продукции, уменьшить образование вторичных отходов производства.


proksimalnij-epifiz-plechevoj-kosti.html
prokuratorom-gorod-ischezli-visyachie-mosti-soedinyayushie-hram-so-strashnoj.html
prokuratura-i-fsb-proveryayut-obshestvennie-organizacii-yuga-rossii-visokotehnologichnuyu-medpomosh-za-schyot-oms-36.html