Inventory number IRN Number of state registration
0323РК00185 AP19677216-KC-23 0123РК00664
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 20000000 AP19677216
Name of work
Исследование и разработка технологии и аппаратуры электродиализа растворов вольфрамата и сульфата натрия с регенерацией щелочи и кислоты
Type of work Source of funding Report authors
Applied Баимбетов Болотпай Сагынович
0
0
3
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский Национальный Исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева"
Abbreviated name of the service recipient НАО «КазНИТУ им. К.И. Сатпаева»
Abstract

Растворы сульфатов натрия образующиеся в процессах гидрометаллургической переработки окисленных никелевых руд и сульфид-сода-сульфатной технологии переработки сульфидных концентратов цветных металлов, растворы вольфраматов натрия получаемые при переработке вольфрамовых руд методом спекания с содой.

Түсті металдардың сульфидті концентраттарын өңдеудің сульфид-сода-сульфатты технологиясы кезінде және тотыққан никель кендерін гидрометаллургиялық өңдеу кезінде түзілетін натрий сульфаттарының ерітінділері, содалы пісіру әдісімен вольфрам кендерін қайта өңдеу кезінде алынатын натрий вольфраматтарының ерітінділері

Исследование и разработка технологии и аппаратуры электродиализа: - растворов вольфрамата натрия с регенерацией щелочи и сокращением расхода неорганических кислот и количества сульфатно-хлоридных стоков; - растворов сульфата натрия с регенерацией щелочи и серной кислоты, что снижает себестоимость переработки сульфидных концентратов цветных металлов и повышает извлечение серы в товарную кислоту.

Электродиализ технологиясы мен аппаратурасын зерттеу және әзірлеу: - сілтінің регенерациясы және бейорганикалық қышқылдар шығынының және сульфат-хлорид ағындарының мөлшерінің азаюы бар натрий вольфраматының ерітінділері; - сілті және күкірт қышқылымен регенерацияланған натрий сульфатының ерітінділері, бұл түсті металдардың сульфидті концентраттарын өңдеу құнын төмендетеді және тауарлы қышқылына күкірт шығаруды арттырады.

Термодинамический анализ реакций по программе HSC 8. Вероятностно-детерминированное планирование экспериментов. Электродиализ с использованием анионо- и катион обменных мембран. Измерение плотности растворов ареометрами, пикнометрическим и гравиметрическими методами. Измерения рН растворов приборами Hanna HI 2213 pH/OPR Metter Спектрофотометрический анализ растворов на приборе JENWEY 6300

HSC 8 бағдарламасы бойынша реакцияларды термодинамикалық талдау. Эксперименттерді ықтималдық – анықталған жоспарлау. Анион және катион алмасу мембраналарын қолданатын электродиализ. Ерітінділердің тығыздығын ареометрлермен, пикнометриялық және гравиметриялық әдістермен өлшеу. HANNA HI 2213 pH/OPR Matter аспаптарымен ерітінділердің рН-н өлшеу JENWAY 6300 құрылғысында ерітінділерді спектрофотометриялық талдау

Разработаны эскизы и чертежи лабораторного электродиализатора емкостью по раствору Na2SO4 250 мл. и по растворам щелочи икислоты по 150 мл. Изготовлен 3-х секционный лабораторный электродиализаьор с платинированным анодом и стальным катодом, с мембранами МК-40 и МА-40 Разработана и подтверждена экспериментами методика определения составов растворов Na2SO4, NaOH, H2SO4, Na2WO4 по измерениям плотности ареометрами, пикнометрическим и гравиметрическим методами. В приложении Excel разработана программа первичной обработки экспериментальных данных электродиализа сульфатных и вольфраматных растворов. Новизна проекта заключается в использовании процесса электродиализа с ионообменными мембранами и нерастворимыми платинированными анодами, что исключает образование хлоридных или сульфатных стоков и позволяет регенерировать щелочь, соду и серную кислоту. Также отличием проводимых исследований является выделение из растворов вольфрамовой кислоты с применением электродиализа, попутное получение водорода и кислорода, используемых в технологии производства товарной продукции.

Na2SO4 ерітіндісі бойынша сыйымдылығы 250 мл және қышқыл бойынша 150 мл болатын зертханалық электродиализатордың эскиздері мен сызбалары әзірленді. МК-40 және МА-40 мембраналары, платиналанған анод және болатты катоды бар үшсекциялық зертханалық электродиализатор жасалды Na2SO4, NaOH, H2SO4, Na2SO4 ерітінділерінің тығыздығын ареометрмен, пикнометриялық және гравиметриялық әдістермен өлшеу, құрамдарды анықтау әдістемесі әзірленді және эксперименттермен расталды. Excel қосымшасында сульфат пен вольфрамат ерітінділерінің электродиализінің эксперименттік деректерін бастапқы өңдеу бағдарламасы жасалды. Жобаның жаңалығы хлорид немесе сульфат ағындарының түзілуін болдырмайтын және сілтіні, сода мен күкірт қышқылын қалпына келтіруге мүмкіндік беретін ион алмасу мембраналарымен және ерімейтін платиналанған анодтармен электродиализ процесін пайдалану болып табылады. Сондай-ақ, жүргізілген зерттеулердің айырмашылығы -электродиализді қолдана отырып, вольфрам қышқылының ерітінділерінен оқшаулау, тауарлық өнімді өндіру технологиясында қолданылатын сутегі мен оттегін ілеспе алу.

Проведена серия опытов по методу планирования экспериментов с растворами Na2SO4 различной концентрации, отработана методика, получены зависимости показателей электродиализа в стационарном режиме без циркуляции растворов, что позволяет прогнозировать продолжительность процесса до полной конверсии исходных растворов и определить расчетом число стадий электродиализа в проточном режиме. Выявлено, что основным показателем процесса электродиализа растворов сульфата натрия определяемым по плотности растворов и контролируемым по закону Фарадея является степень конверсии Na2SO4 как отношение количества соли в исходном растворе поступающем в электродиализатор к количеству соли в конечном растворе. Зависимости степени конверсии сульфата натрия от начальной концентрации раствора, плотности тока при электродиализе и продолжительности процесса описываются полиномами второй степени. Проведена серия опытов по методу планирования экспериментов с растворами Na2SO4, в присутствии примеси сульфата магния MgSO4 при концентрации от 2 до 8 г/л. При электродиализе выявлена возможность отделения примеси магния в гидратный осадок с получением требуемых продуктов: щелочи и кислоты. Проведена серия опытов по электродиализу растворов вольфрамата натрия с получением желтой вольфрамовой кислоты и триоксида вольфрама.

Әртүрлі концентрациядағы Na2SO4 ерітінділерімен эксперименттерді жоспарлау әдісі бойынша бірқатар тәжірибелер жүргізілді, әдістеме пысықталды, ерітінділердің айналымынсыз стационарлық режимде электродиализ көрсеткіштерінің тәуелділігі алынды, бұл бастапқы ерітінділердің толық конверсиясына дейін процестің ұзақтығын болжауға және ағынды режимдегі электродиализ сатыларының санын есептеу арқылы анықтауға мүмкіндік береді. Ерітінділердің тығыздығымен анықталатын және Фарадей заңымен бақыланатын натрий сульфаты ерітінділерінің электродиализ процесінің негізгі көрсеткіші электродиализаторға түсетін бастапқы ерітіндідегі тұз мөлшерінің соңғы ерітіндідегі тұз мөлшеріне қатынасы ретінде Na2SO4 конверсия дәрежесі болып табылатыны анықталды. Натрий сульфатының конверсия дәрежесінің ерітіндінің бастапқы концентрациясына, электродиализдегі ток тығыздығына және процестің ұзақтығына тәуелділігі екінші дәрежелі көпмүшеліктермен сипатталады. Na2SO4 ерітінділерімен эксперименттерді жоспарлау әдісі бойынша бірқатар тәжірибелер жүргізілді, 2-ден 8 г/л-ге дейінгі концентрацияда магний сульфаты MgSO4 қоспасының қатысуымен. электродиализде магний қоспасын гидрат тұнбасына қажетті өнімдерді: сілтілер мен қышқылдарды алу арқылы бөлу мүмкіндігі анықталды. Сары вольфрам қышқылы мен үштотықты вольфрам алу үшін натрий вольфраматы ерітінділерін электродиализдеу бойынша бірқатар тәжірибелер жүргізілді.

Лабораторные исследования, отработка конструктивного оформления электродиализатора. Подготовлена к публикации статья.

Зертханалық зерттеулер, электродиализатордың конструктивті ресімделуін пысықтау. Мақала жариялауға дайындалды.

Процесс электродиализа позволяет регенерировать щелочь и серную кислоту возвращая дорогостоящие реагенты в технологические схемы переработки сырья цветных и редких металлов при приемлемых для практики расходах энергии, исключает затраты на утилизацию сульфатных стоков, а в производстве вольфрама резко сокращает расход неорганических кислот и образование стоков.

Электродиализ процесі сілті мен күкірт қышқылын қалпына келтіруге мүмкіндік береді, қымбат реагенттерді түсті және сирек металдардың шикізатын қайта өңдеудің технологиялық схемаларына практика үшін қолайлы энергия шығындарымен қайтарады, сульфат ағындарын кәдеге жарату шығындарын жояды, ал вольфрам өндірісінде бейорганикалық қышқылдардың шығынын және ағынды сулардың түзілуін күрт азайтады

Металлургия цветных и редких металлов.

Түсті және сирек металдардың металлургиясы.

UDC indices
669
International classifier codes
53.37.00;
Key words in Russian
вольфрамат натрия; сульфат натрия; ионообменная мембрана; электродиализ; нерастворимый электрод; плотность тока; выход по току;
Key words in Kazakh
натрий вольфраматы; натрий сульфаты; ион алмасу мембранасы; электродиализ; ерімейтін электрод; ток тығыздығы; ток шығымы;
Head of the organization Кульдеев Ержан Итеменович Кандидат технических наук РК, кандидат технических наук РФ / профессор
Head of work Баимбетов Болотпай Сагынович Кандидат технических наук / доцент