Inventory number IRN Number of state registration
0325РК01133 AP25795519-KC-25 0125РК00772
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 9997190 AP25795519
Name of work
Селективное извлечение мышьяка из пыли медной плавки совместной механоактивацией с сульфидом натрия и гидроксидом натрия и последующим выщелачиванием
Type of work Source of funding Report authors
Applied Осеров Тимур Болатханович
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Институт проблем горения"
Abbreviated name of the service recipient ИПГ
Abstract

Медеплавильная пыль, полученная с Жезказнанского медеплавильного завода, образующаяся в процессе пирометаллургической переработки сульфидных концентратов меди.

Жезқазнан мыс балқыту зауытынан алынған, мыс сульфидті концентраттарын пирометаллургиялық өңдеу кезінде пайда болған мыс балқыту шаңы.

Цель проекта заключается в разработке технологии, обеспечивающей высокую селективность извлечения мышьяка при минимальном извлечении меди, цинка и свинца, что позволит снизить потери ценных металлов и снизить затраты на реагенты.

Жобаның мақсаты - мыс, мырыш және қорғасынды минималды мөлшерде алу арқылы мышьякты алудың жоғары селективтілігін қамтамасыз ететін технологияны әзірлеу, бұл бағалы металдардың жоғалуын азайтып, реагент шығындарын азайтады.

В ходе выполнения экспериментальной части работы применён комплекс современных физико-химических методов (Ситовой анализ, механоактивация, рентгеновская дифракция (XRD) для определения фазового состава, метод БЭТ для измерения удельной поверхности, сканирующая электронная микроскопия (SEM) для изучения морфологии частиц и химический анализ растворов для определения концентрации мышьяка, меди, цинка и свинца. ), позволяющих всесторонне охарактеризовать исследуемую медеплавильную пыль до и после проведения обработки.

Жұмыстың тәжірибелік бөлігі барысында зерттелген мыс балқыту шаңын өңдеуге дейін және одан кейін кешенді сипаттауға мүмкіндік беретін заманауи физика-химиялық әдістер жиынтығы қолданылды (елекпен талдау, механикалық активтендіру, фазалық құрамды анықтау үшін рентгендік дифракция (XRD), меншікті беттік ауданды өлшеу үшін BET әдісі, бөлшектердің морфологиясын зерттеу үшін сканерлеуші ​​электронды микроскопия (SEM) және мышьяк, мыс, мырыш және қорғасын концентрациясын анықтау үшін ерітінділердің химиялық талдауы), бұл зерттелген мыс балқыту шаңын өңдеуге дейін және одан кейін жан-жақты сипаттауға мүмкіндік берді.

Проведена полная характеристика мышьяксодержащей пыли Жезказганского МПЗ: выполнено фракционирование (1,25–0,04 мм), определены массовые доли и морфология частиц. РФА выявил PbSO₄, ZnSO₄·H₂O, As₂O₃, а в мелких фракциях — CuSO₄·5H₂O и Pb₄(SO₄)(CO₃)₂(OH)₂, что обеспечило репрезентативную базу для механоактивации. Установлено различие в отклике фракций ≤80 и ≤900 мкм: у мелкой фракции наблюдается максимум удельной поверхности (~135 м²/г) при 15 мин с последующим снижением из-за агломерации, тогда как у крупной — умеренный рост (~4,8 м²/г) и стабилизация. Выявлено формирование вторичных мышьяксодержащих фаз уже на ранних стадиях. На нефракционированной пыли определён оптимальный режим механоактивации — 400 об/мин, соотношение пыль:шары 1:10, 15 мин; удельная поверхность увеличивается почти вдвое, фиксируется рост дефектности и разрушение арсенсодержащих фаз. Показана возможность активации без рассевания, что упрощает технологию. При совместной механоактивации с Na₂S (до 40 %) установлена стадийность сульфидизации: дегидратация сульфатов, образование Na₂Zn(SO₄)₂·4H₂O, Na₂SO₄ и S₆, а также перевод As₂O₃ в малорастворимые сульфидные и тиоарсенатные формы. Получено предактивированное состояние системы, обеспечивающее эффективное селективное выщелачивание и экологически безопасное связывание мышьяка.

Жезқазған мұнай өңдеу зауытынан алынған мышьяк бар шаңның толық сипаттамасы жүргізілді: фракциялау жүргізілді (1,25–0,04 мм), бөлшектердің массалық үлестері және морфологиясы анықталды. Рентгендік дифракциялық талдау PbSO₄, ZnSO₄ H₂O, As₂O₃, ал ұсақ фракцияларда CuSO₄ 5H₂O және Pb₄(SO₄)(CO₃)₂(OH)₂ анықталды, бұл механикалық белсендіру үшін репрезентативті негіз болды. ≤80 және ≤900 мкм фракциялардың реакциясындағы айырмашылық анықталды: ұсақ фракция 15 минутта максималды меншікті бет ауданын (~135 м²/г) көрсетті, кейіннен агломерацияға байланысты азайды, ал ірі фракция орташа өсуді (~4,8 м²/г) және тұрақтануды көрсетті. Екінші реттік мышьяк бар фазалардың пайда болуы ерте кезеңдерде анықталды. Фракцияланбаған шаң үшін оңтайлы механикалық белсендіру режимі анықталды: 400 айн/мин, шаң:шар қатынасы 1:10, 15 мин; меншікті бетінің ауданы екі есеге жуық артады, ақаулардың артуы және мышьяк бар фазалардың бұзылуы тіркелген. Технологияны жеңілдететін скринингсіз белсендіру мүмкіндігі көрсетілген. Na₂S-пен біріктірілген механикалық белсендіру кезінде (40%-ға дейін) сатылы сульфидтену белгіленді: сульфаттардың сусыздануы, Na₂Zn(SO₄)₂ 4H₂O, Na₂SO₄ және S₆ түзілуі, сондай-ақ As₂O₃-тың нашар еритін сульфид және тиоарсенат формаларына айналуы. Жүйенің алдын ала белсендірілген күйі алынды, бұл тиімді селективті шаймалауды және мышьяктың экологиялық қауіпсіз байланысуын қамтамасыз етті.

Технологическая схема включает термодегидратацию пыли при 110 °C (4 ч) для стабилизации влажности и, при необходимости, фракционирование. Оптимальный режим механоактивации без реагентов: планетарная мельница — 400 об/мин, соотношение пыль:шары = 1:10, время 15 мин. Такой режим обеспечивает максимум удельной поверхности при минимальной агломерации; увеличение скорости до 600 об/мин нецелесообразно. При совместной механоактивации с Na₂S (400 об/мин, 1:10, 15–30 мин) оптимальный диапазон составов — пыль:Na₂S = 90:10–60:40; при 30–40 % Na₂S достигается глубокая конверсия сульфатных фаз, при 10–20 % — поверхностное сульфидирование. Прирост удельной поверхности для фракции ≤ 80 мкм составляет 26,4 → 134,7 м²/г (15 мин), для ≤ 900 мкм — до 4,8 м²/г. Для нефракционированной пыли отмечен почти двукратный рост SSA и дефектность структуры, что подтверждает достижение активного состояния без рассевания. При со-активации с Na₂S фиксируются Na₂Zn(SO₄)₂·4H₂O, Na₂SO₄ и S₆, снижается доля PbSO₄/ZnSO₄, а As₂O₃ переходит в сульфидные и тиоарсенатные формы, что обеспечивает безопасное связывание мышьяка и повышает извлечение при дальнейшем выщелачивании. Режим 400 об/мин, 1:10, 15 мин — энергосберегающий и технологически упрощённый; дозировка Na₂S подбирается по цели: 10–20 % — экономичный вариант, 30–40 % — максимальная степень конверсии.

Процесс схемасы ылғалдылықты тұрақтандыру үшін шаңды 110 °C (4 сағат) температурада термиялық құрғатуды және қажет болған жағдайда фракциялауды қамтиды. Реагенттерсіз оңтайлы механикалық белсендіру режимі келесідей: планеталық диірмен — 400 айн/мин, шаң:шар қатынасы = 1:10, уақыт 15 мин. Бұл режим минималды агломерациямен максималды меншікті бет ауданын қамтамасыз етеді; жылдамдықты 600 айн/мин дейін арттыру практикалық емес. Na₂S-пен біріктірілген механикалық белсендіру кезінде (400 айн/мин, 1:10, 15–30 мин) оңтайлы құрам диапазоны шаң:Na₂S = 90:10–60:40 болып табылады; 30–40% Na₂S кезінде сульфат фазаларының терең конверсиясына қол жеткізіледі, 10–20% кезінде — беттік сульфидтеу жүзеге асырылады. ≤ 80 мкм фракция үшін меншікті беткі ауданның ұлғаюы 26,4 → 134,7 м²/г (15 мин), ≤ 900 мкм үшін — 4,8 м²/г дейін. Фракцияланбаған шаң үшін SSA және құрылымдық ақаулардың екі есеге жуық ұлғаюы байқалады, бұл дисперсиясыз белсенді күйге жетуді растайды. Na₂S, Na₂Zn(SO₄)₂ 4H₂O, Na₂SO₄ және S₆-пен бірлесіп белсендіру кезінде бекітіледі, PbSO₄/ZnSO₄ үлесі азаяды, ал As₂O₃ сульфидті және тиоарсенат формаларына айналады, бұл мышьяктың қауіпсіз байланысуын қамтамасыз етеді және одан әрі шаймалау кезінде экстракцияны арттырады. 400 айн/мин, 1:10, 15 мин режимі энергияны үнемдейді және технологиялық тұрғыдан жеңілдетілген; Na₂S дозасы мақсатқа сәйкес таңдалады: 10-20% - үнемді нұсқа, 30-40% - конверсияның максималды дәрежесі.

Нет

Жоқ

Нет

Жоқ

Область применения — переработка мышьяксодержащих пылей и шламов цветной металлургии, прежде всего медеплавильных производств.

Қолданылу аясы - түсті емес металлургиядан, ең алдымен мыс балқыту өндірісінен алынған мышьяк бар шаңдар мен шламдарды өңдеу.

UDC indices
622.778
International classifier codes
53.01.00;
Key words in Russian
механоактивация; механохимия; выщелачивание; соединения мышьяка; осаждение из раствора;
Key words in Kazakh
механикалық белсендіру; механохимия; шаймалау; мышьяк қосылыстары; ерітіндіден тұндыру;
Head of the organization Надиров Рашид Казимович Кандидат химических наук / Профессор
Head of work Осеров Тимур Болатханович PhD / PhD доктор