Печь и технология для сушки и озоления щепы, содержащей благородные металлы

чение о том, что лимитирующей стадией кинетики процесса сорбции нефтепродуктов на углеродных сорбентах в изученных условиях является диффузия внутри гранул сорбента, то есть процесс сорбции реализуется в условиях «гелевой» кинетики. Таким образом, скорость сорбции тормозится внутридиффузион-ными процессами.

Проведенные исследования процесса сорбции нефтепродуктов с использованием углеродного сорбента АБЗ на основе бурого угля Азейского разреза Тулунского месторождения Иркутского угольного бассейна позволяют сделать следующие выводы:

1. Углеродный сорбент имеет суммарную пористость по водопоглощению 0,52 см /г, сорбционная способность по йоду и метиленовому голубому со-

ставляет 43,7% и 11,7 мг/г соответственно. Полученные данные подтверждают предположение, что сорбенты на основе бурого угля обладают развитой пористой структурой и могут быть исследованы для до-очистки стоков от загрязняющих веществ, в частности от нефтепродуктов.

2. Полученный углеродный сорбент АБЗ исследован для адсорбции нефтепродуктов (дизельного топлива) в динамических условиях из модельных растворов. ДОЕ составляет 4,3мг/г, ПОЕ - 9,8 мг/г.

3. Сорбент АБЗ не уступает по сорбционным свойствам сорбенту КАД-йодный и может быть использован для доочистки производственных стоков от нефтепродуктов.

Библиографический список

1. Домрачева В.А., Трусова В.В. Исследование сорбции растворенных и эмульгированных нефтепродуктов в статических условиях // Вестник ИрГТУ. 2011. № 12. С 191 -194.

2. Саломатова А. Навстречу утренней заре по Ангаре плывут неуловимые массы дизельного топлива // Иркутский репортер. 2012. 05 мая.

3. Глазкова Е.А., Глазков О.В., Иванов В.Г., Рябова Н.В.

Извлечение нефтепродуктов из водных растворов и эмульсий ультрадисперсными оксидными адсорбентами // Нефтехимия. 2000. Т. 40. № 5. С. 397-400.

4. Айвазов Б.В. Практическое руководство по хроматографии. М.: Высш. шк., 1968. 280 с.

5. Тимофеев Д.П. Кинетика адсорбции. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 221 с.

УДК 669.002.68

ПЕЧЬ И ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ СУШКИ И ОЗОЛЕНИЯ ЩЕПЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ

1 9

Г.Г. Минеев1, Е.Б. Айсуев2

Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова 83.

Приведены результаты химического и минерального составов флотоконцентрата Самартинского и Ирокинден-ского месторождений, перерабатываемых на Самартинской золото-извлекательной фабрике (ЗИФ). Описана технология переработки Самартинского и Ирокинденского флотоконцентратов. Приведена конструкция печи для озоления щепы, содержащей благородные металлы. Описаны принцип работы печи и технология переработки щепы. Подведены итоги экспериментальной работы, проведенной на Самартинской золото-извлекательной фабрике рудника «Холбинский». Ил. 2. Табл. 2. Библиогр. 1 назв.

Ключевые слова: щепа; озоление щепы; печь кипящего слоя; вторичное сырье.

FURNACE AND TECHNOLOGY FOR DRYING AND COMBUSTION OF WOOD CHIPS CONTAINING PRECIOUS METALS

G.G.Mineev, E.B.Aisuev

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The article reports the results of chemical and mineral composition of the Samartinsky and Irokindensky field flotation concentrate being processed at the Samartinsky gold concentration plant. It describes the processing technology of Samartinsky and Irokindinsky flotation concentrates. The furnace design for combustion of wood chips containing precious metals is provided. The furnace operation principle and chip processing technology are specified. The experimental work having been carried out at the Samartinsky gold concentration plant of the Holbinsky mine is summed up. 2 figures. 2 tables. 1 source.

Key words: wood chips; combustion of wood chips; fluosolids furnace; secondary raw materials.

1 Минеев Геннадий Григорьевич, доктор технических наук, профессор кафедры металлургии цветных металлов, тел.: (3952) 523826.

Mineev Gennady, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Metallurgy of Non-Ferrous Metals, tel.: (3952)523826.

2Айсуев Евгений Батуевич, аспирант, тел.: 89243586835, e-mail: zhentyai85@mail.ru Aisuev Evgeny, Postgraduate, tel.:89243586835, e-mail: zhentyai85@mail.ru

Цех гидрометаллургии (ЦГМ) Самартинской ЗИФ рудника «Холбинский» построен по проекту института «Сибгипрозолото» в 1997-1998 гг. и предназначен для переработки золотосодержащего флотоконцентрата, получаемого обогащением руды месторождения «Зун-Холба» [1].

Технологическая схема гидрометаллургической переработки концентрата на основе методов цианирования и сорбционного выщелачивания с применением активированного угля была разработана институтом «Иргиредмет» в 1987-1996 гг.

В 1996-1997 гг. в АООТ «Забайкальский ГОК» (п. Первомайский Читинской обл.) была испытана представительная проба самартинского концентрата массой 510 т по гидрометаллургической технологии. Промышленные испытания указанной пробы подтвердили основные технологические показатели извлечения по разработанной технологии и позволили откорректировать режимные параметры основных операций.

В 1999 г. в цехе гидрометаллургии была смонтирована и запущена в работу технологическая схема переработки флотоконцентрата, получаемого на золо-тоизвлекательной фабрике рудника «Ирокинда».

Химический состав флотоконцентратов Ирокин-денской ЗИФ приведен в табл. 1, минеральный состав - в табл. 2.

Таблица 1

Результаты рентгенофлуоресцентного анализа концентратов месторождений Самарта

Наименование Самартинский Ирокинденский

компонента концентрат, концентрат

SiO2 46,2 47,4

0,31 0,83

^3 6,8 7,9

MgO - -

CaO 10,7 7,4

Na2O - -

^ 1,6 2,8

P2O5 0,022 0,01

MnO 0,099 0,11

Sобщ., в т.ч. 14,4 12,9

^ульф. 14,2 12,7

Feобщ. 14,9 15,4

^ 0,3 0,18

Zn 0,72 0,34

Pb 0,48 1,02

As 0,035 0,11

Hg <0,001 <0,001

Sb 0,002 0,002

Se <0,001 <0,001

Te <0,001 <0,001

Au, г/т 60-70 150-250

Ag, г/т 60-70 250-350

Концентрат Самартинской ЗИФ представляет сульфидный продукт с содержанием сульфидов около 60%. Основными рудными минералами в концентрате являются пирит, сфалерит, халькопирит, галенит. Породообразующие минералы представлены кварцем и полевыми шпатами (до 26%), карбонатами (до 20%), слюдистыми минералами (0,8-1%) и некоторыми другими минералами.

По результатам многочисленных химических анализов установлено, что в концентрате в среднем содержится 0,67% меди, 2,0-2,5% цинка, до 4,0% свинца, 25-40% железа, 20-35% серы, связанной с сульфидными минералами. Кроме этого, в концентрате присутствуют мышьяк - до 0,08% и углерод - до 1,5%, остальные металлы - никель, висмут, титан и др., содержатся в весьма незначительном количестве.

Ценными компонентами в концентрате являются золото и серебро. Золото в концентрате самородное, тонкое и тонкодисперсное находится в тесной ассоциации с сульфидами. Серебро находится в срастании с золотом. Пробность золота 750-800.

Таблица 2 Минеральный состав концентратов, перерабатываемых на Самартинской ЗИФ, %

Наименование Самартинский Ирокинденский

компонента концентрат концентрат

Кварц 12,0 46,0

Карбонаты (кальций, сидерит) 19,0 4,9

Полевые шпаты,

глинистые мине- 12,0

ралы

Слюдистые (мусковит, биотит, 0,8 3,0

серицит)

Хлорит, роговая обманка, гранат 18,0

Лимонит (гетит, 3,9

гидрогетит, охры)

Сульфиды (пирит, пирротин- марказит) 44,6 9,7

Сфалерит 7,2 -

Халькопирит 3,5 0,1

Ковеллин, медная

зелень, тетраэд- - 0,5

рит

Галенит 3,3 0,8

Вторичные обра-

зования свинца и - 1,1

цинка

Итого 100,0 100,0

Примечание. Прочерк - не определяли.

Рациональный анализ показывает, что 97-98% золота находится в цианируемой форме, доля упорного золота составляет 2-3% и приходится, в основном, на золото в пленках и тонковкрапленное в сульфидах.

Удельный вес концентрата 3,85 г/см3, массовая доля класса -0,074 мм - 90%.

Концентрат Ирокинденской обогатительной фабрики представляет кварцевый продукт с 50-60% содержанием кварца. Основными рудными минералами в концентрате фабрики Ирокинда являются пирит, пирротин, халькопирит, ковеллин, тетраэдрит. В концентрате встречается медная зелень, представляющая собой карбонаты и сульфаты меди, содержатся продукты разложения железных минералов - охристые вещества, имеется значительное количество глинистых минералов - до 12%, слюды - до 3%.

По результатам многочисленных химических анализов установлено, что в концентрате в среднем содержится: меди - 0,25%, цинка - 0,18-0,26%, свинца -1,2-1,5%, железа - 5-8%, серы, связанной с сульфидными минералами, - 6-8%. В концентрате присутствует мышьяк - до 0,08%, остальные металлы - ртуть, сурьма, титан и другие содержатся в весьма незначительном количестве.

Ценными компонентами в концентрате являются золото и серебро, их содержание составляет 150-250, 250-500 г/т соответственно. Золото в концентрате Ирокинда имеет пробность 340-560 и находится в свободном состоянии. Золото тонкое и тонкодисперсное крупностью от 0,1 до 0,01 мм, 90% приходится на класс -0,05 мм.

По данным рационального анализа, доля циани-руемого золота в Ирокинденском флотоконцентрате составляет 98%.

Концентрат Ирокинденской ОФ имеет удельный вес 2,83 т/м3, массовая доля класса -0,074 мм - 85-90%.

Переработка Самартинского и Ирокинденского флотоконцентратов в ЦГМ осуществляется по уголь-но-сорбционной технологии. Подготовка концентратов к процессу цианирования осуществляется раздельно, при этом доизмельчение флотоконцентратов Самар-тинской ЗИФ осуществляется в водной среде с использованием в качестве воды слива сгустителей, а Ирокинденских концентратов - в цианистой среде при высокой концентрации цианида натрия за счет введения в процесс крепкого раствора цианида натрия. Пульпа двух типов концентратов объединяется на стадии цианирования, дальнейшее извлечение золота и серебра производится из смеси концентратов.

Сгущенная пульпа с массовой долей твердого 5557% поступает на предварительное цианирование. Из пачука цианирования пульпа аэролифтом перекачивается в пачук сорбции. В пачуках сорбции осуществляется противоточная передвижка пульпы и активированного угля. Транспортировка пульпы между аппаратами сорбции от головного к хвостовому осуществляется с помощью аэролифтов. Транспортировка активированного угля между ступенями сорбции от хвостового к головному осуществляется также с помощью аэролифтов. Регенерированный уголь из накопительной колонны загружается в последний пачук сорбции.

Хвосты сорбции подвергаются контрольному грохочению на барабанном грохоте. Подрешетный продукт грохота после опробования автоматическим пробоотборником поступает в хвостовые контактные чаны, откуда перекачивается в хвостохранилище.

Насыщенный в процессе сорбционного выщела-

чивания активированный уголь из первого пачука сорбции направляется в аппараты десорбции. Для проведения процессов автоклавной десорбции насыщенного угля используется нестандартное оборудование, разработанное институтом «Иргиредмет». Вся аппаратура изготовлена из углеродистой стали.

Кроме угля, насыщенного в пульповом процессе, на десорбцию поступает активированный уголь, насыщенный при сорбции золота из оборотных растворов хвостохранилища.

Десорбция металлов с насыщенного активированного угля производится оборотным раствором после электролиза щелочно-цианистым раствором, который приготавливается в реагентном отделении и перекачивается насосом в две емкости. Из этих емкостей элюент плунжерными насосами закачивается через теплообменники в автоклавы. По достижении в автоклаве заданных параметров по температуре и давлению щелочной раствор поступает в один из аппаратов десорбции, где происходит десорбция золота с угля.

Элюат после аппаратов десорбции снова проходит через теплообменники и дополнительный холодильник и поступает в емкости. Проходя через теплообменник, элюат охлаждается, при этом он служит греющей средой для исходного элюента, поднимая его температуру на выходе из теплообменника перед автоклавом с 18 до 110°С. Температура элюата при этом снижается со 140 до 91 °С. Перед поступлением в сборную емкость элюат охлаждается в холодильнике до 25-40°С.

Щелочно-цианистый раствор используется в циклах десорбция-электролиз многократно. Периодически (по мере усталости раствора) раствор после электролиза сбрасывается в дренаж. В реагентном отделении готовится новый раствор элюента.

Термическую реактивацию проводят с целью восстановления сорбционной активности угля перед его повторным использованием. Реактивацию проводит в барабанной вращающейся печи с электронагревом. Затем уголь разгружается в бункер и подвергается грохочению на инерционном грохоте (сухое грохочение) по классу 0,4 мм. Класс +0,4 мм поступает в накопительную колонну регенерированного угля. В этой колонне осуществляется цианистая обработка угля, который далее аэролифтом закачивается в бункер отделения сорбции для загрузки его в хвостовой пачук сорбции.

Активированный уголь класса -0,4 мм затаривается в бочки и направляется на специальное складирование.

Периодически уголь после термической реактивации направляется на кислотную обработку в колоннах. Цель кислотной обработки - удаление из фазы угля карбоната кальция. После кислотной обработки в этой же колонне происходит нейтрализация угля от кислоты раствором гидроксида натрия. Кислые и щелочные растворы сливаются в емкость, в которой происходит нейтрализация кислоты, после чего раствор перекачивается в контактные чаны хвостов сорбции. Кислотная обработка производится при необходимости периодически.

Полученные золотосодержащие растворы -элюаты - собираются в емкость, из которой они последовательно пропускаются через три электролизера с плоскопараллельными катодами. Обезметалленный раствор после электролизера поступает в емкости-сборники обеззолоченных растворов, из которых через сорбционные колонны направляется на приготовление раствора элюента.

Разгрузку электролизера осуществляют комиссионно. Осадок из электролизера выгружают через нутч-фильтр на противень из нержавеющей стали и направляют на сушку и последующую плавку в плавильное отделение.

В плавильном отделении перерабатываются «золотая головка», полученная в цехе обогащения, и катодные осадки, получаемые в ЦГМ, а также продукты, содержание золота в которых составляет более 10% (зачистки, некондиционный уголь и др.). Готовой продукцией плавильного отделения являются слитки сплава Доре массой от 1,0 до 10 кг, имеющие проб-ность по золоту 300-800 и по серебру - 150-350.

При переработке флотоконцентратов на Самар-тинской ЗИФ на стадиях дробления и измельчения (при плановом ремонте мельниц) из процесса удаляется магнитный скрап, получение которого обусловлено наличием в исходном сырье железосодержащих

материалов (обломки тросов, гайки, болты и т.п.). Кроме магнитного скрапа в процессе переработки флотоконцентрата на стадиях классификации после измельчения и приема флотоконцентрата с цеха обогащения (ЦО) на плюсовом классе извлекается щепа. Переработка магнитного скрапа и щепы разработанной технологической схемой не предусмотрена, что послужило обоснованием для проведения научно-исследовательской работы по переработке данных материалов в качестве вторсырья.

При поиске технологии переработки вторичного сырья Самартинской ЗИФ было проведено озоление высушенной щепы с последующей руднотермической плавкой.

Щепа Самартинской ЗИФ хранится в складском помещении без дополнительной отопительной системы. Поддержание тепла в помещении осуществляется посредством приточной вентиляции. Щепа хранится в железной конусообразной емкости вместимостью 1,5 м3. Сушка щепы производится в этой же емкости под потоком теплого воздуха. После того, как верхний слой высушится до воздушно-сухого состояния, он направляется на озоление в печи кипящего слоя при температуре 650°С. Перед озолением отбирается проба щепы на пробирный анализ для определения содержания в ней золота и серебра.

Рис. 1. Печь кипящего слоя для озоления щепы

/У/У/Ч'УЧ

_ НАПРАВЛЕНИЕ ПОТОКОВ ВОЗДУХА

Рис. 2. Колосник

Печь кипящего слоя (рис. 1) представляет собой цилиндрический сосуд с конусом в нижней части, который является корпусом печи. Внизу цилиндрической части расположен колосник, который представляет собой решетку с подведенными снизу трубками, через которые осуществляется подача воздуха (рис. 2).

К колоснику подведена труба, к которой через фланцевое соединение подведен вентилятор для подачи воздуха в печь. В верхней части печи выведен дымоход, проходящий через скруббер, для улавливания мелких частиц, которые могут быть удалены через дымоход с потоком газов.

Загрузка щепы в печь происходит через специальное отверстие на колосник. В цилиндрической части корпуса разводится огонь. После разжигания включается вентилятор. Под воздействием потока воздуха горящая масса создает псевдокипящий слой.

Загрузка щепы производится порциями, по мере ее горения (важно поддержание температуры около 650°С). При заполнении золой печь разгружается. Цикл от разжигания печи до ее разгрузки длится 2-3 суток. Загрузка щепы за 1 цикл составляет около 300 кг, выход материала - 20%. Затем материал направляется на рудотермическую плавку. В результате получается сплав Доре.

Экспериментально было переработано 2700 кг щепы с содержанием в среднем Аи 703 г/т, Ад 625 г/т и получено 2216 г сплава Доре пробностью 650. Однако в настоящее время работа печи приостановлена, поскольку требуется решение вопросов по очистке газов от вредных веществ. Эти работы планируется выполнить в летний период 2012 г.

Библиографический список

1. Технологический регламент Самартинской ЗИФ 2011-2015 гг. Самарта: ОАО «Бурятзолото», 2011. 94 с.

УДК 54.084.,53.083.8; 669.1

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ ГАЗОУДАЛЕНИЯ И ГАЗООЧИСТКИ АЛЮМИНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

1 9

В.Н. Николаев1, В.В. Кондратьев2

Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Представлены аргументация актуальности снижения температуры и физических объемов отходящих газов от металлургических производств и краткий обзор известных патентов по данной теме. Рассматриваются наиболее перспективные концепции для обеспечения охлаждения и уменьшения объёмов нагретых газов. Приведены результаты моделирования пилотной лабораторной установки теплообменника с достаточной площадью теплообмена и низким статическим сопротивлением. Описаны комплектация пилотной лабораторной установки, схема и результаты испытаний. Ил. 8. Табл. 1. Библиогр. 7 назв.

Ключевые слова: очистка газов; системы газоудаления; производство алюминия; электролизные газы.

TECHNOLOGICAL SOLUTION FOR INTENSIFICATION OF GAS REMOVAL AND PURIFICATION IN ALUMINUM SMELTING

V.N. Nikolaev, V.V. Kondratyev

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The paper proves the relevance of reducing the temperature and physical volumes of flue gases from metallurgical plants. It overviews the patents known in this field and considers the most promising concepts to ensure cooling and reducing the volume of hot gases. The authors provide simulation results of a pilot laboratory unit of the heat exchanger with sufficient surface area of heat exchange and low static resistance, as well as describe the packaging of the pilot laboratory unit, its circuit and test results. 8 figures. 1 table. 7 sources.

Key words: gas cleaning; gas removal systems; production of aluminum; electrolytic gases. mail: kvv@istu.edu

В современных условиях в металлургии довольно остро стоит вопрос об охлаждении и очистке отходящих газов. Одной из причин является необходимость

соблюдать требования по охране окружающей среды. Экологическая обстановка обостряется, постоянно происходит ужесточение требований к выбросам в

Николаев Виктор Николаевич, аспирант, тел.: 89246037884, e-mail: selengovchanin@mail.ru Nikolaev Victor, Postgraduate, tel.: 89246037884, e-mail: selengovchanin@mail.ru

Кондратьев Виктор Викторович, кандидат технических наук, начальник отдела инновационных технологий, тел.: (3952) 405906, 79025687702, e-mail: kvv@istu.edu

Kondratyev Victor, Candidate of technical sciences, Head of the Department for Innovation Technologies, tel.: (3952) 405906, 79025687702, e-mail: kvv@istu.edu