ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ ОБОГАЩЕНИЕ ОТВАЛЬНЫХ МЕДНЫХ ХВОСТОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ БЕЛОЙ САЖИ

В статье приведены результаты по термохимическому обогащению чернового концентрата отвальных медных хвостов с содержанием в % Cu – 4,40; SiO₂ – 37,02; Al₂O₃ – 10,195. Термохимическими исследованиями установлено, что при спекании концентрата со щелочью образуется силикат и алюмосиликат натрия. В зависимости от температуры спекания в интервале 250-500 °С извлечение кремнезема в раствор увеличивается с 59,96% до 70,40%. После водного выщелачивания спека при условиях: Ж:Т = 3:1 температуре 60 °С; продолжительности 60 минут содержание меди в кеке увеличивается в среднем в 1,2 раза.

Для выделения из силикатного раствора белой сажи использовали в качестве нейтрализующего агента углекислый газ. Белую сажу получали путем двухступенчатой карбонизации силикатного раствора углекислым газом в рециркуляционной системе, с доведением pH до 9-10. Исследовали влияние продолжительности осаждения, температуры, концентрации силикатного раствора на удельную площадь поверхности (S_уд., м²/г) белой сажи.

Установлено, что при увеличении продолжительности карбонизации уменьшается удельная площадь поверхности, а при увеличении температуры раствора удельная площадь поверхности белой сажи уменьшается.

Установлено, что при температуре 25 °С, продолжительности процесса 50 мин и при конечном pH=9,7 ед. образуется белая сажа с удельной площадью поверхности 200 м²/г.

После удаления примесей оксида алюминия раствором серной кислоты при температуре 80 °С получена белая сажа, соответствующая марке БС-100.

1. Investigation into the Question of Complex Processing of Bauxites of the Srednetimanskoe Deposit / I.V. Loginova et al // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. – 2013. – V. 54. – P. 143-147.

2. Loginova I.V. Extraction of Rare-Earth Metals During the Systematic Processing of Diaspore Boehmite Bauxites / I.V. Loginova, A.A. Shoppert, L.I. Chaikin // Metallurgist. – 2016. – V. 60. – P. 198-203.

3. Каршигина З.Б. Комплексная переработка кремнийсодержащих минеральных и техногенных образований с получением осажденного диоксида кремния и извлечением редкоземельных металлов. дисс….phD: защищена 22.12.2016 / Каршигина Зауре Байтасовна. – Алматы, 2016. – 147 с.

4. Садыралиева У.Ж. Химическое обогащение нефелиновых сиенитов с получением концентрата редкоземельных элементов / У.Ж. Садыргалиева // Известия ВУЗов Кыргызстана. – 2015. – № 2. – C. 45-47.

5. Извлечение кремния из шлаков фосфорного производства растворами карбоната натрия / Е.Г. Бочевская и др. // Комплексное использование минерального сырья. – 2006. – № 3. – С. 29-34.

6. Возможность использования отходов химических и металлургических предприятий Казахстана для получения осажденного диоксида кремния / З.С. Абишева и др. // Комплексное использование минерального сырья. – 2006 – № 2 – С. 70-75.

7. Alkali fusion-leaching method for comprehensive processing of fly ash / A.А. Shoppert et al // Technogen Conference Proceedings, KnE Materials Science. – 2017. – № 1. – Р. 89-96.

8. Shoppert A.A. Novel Method for Comprehensive Processing of Low-Grade Copper Concentrate / A.A. Shoppert, L.M. Karimova, D.V. Zakharyan // Materials Engineering and Technologies for Production and Processing IV, Solid State Phenomena. – 2018. – V. 284. – Р. 856-862.

9. А.с. 345763 СССР, МПК C01B 33/12(2006.01) C09C 1/30(2006.01). Способ получения белой сажи / А.И. Илясов, Е.П. Попляков, В.Ф. Соболев; заявл. 29.04.70; опубл. 30.01.78. Бюл. № 4. – 2 с.

10. Осаждение аморфного диоксида кремния из силикатных растворов, полученных после переработки минеральной высококремнистой руды / Е.Г. Бочевская и др. // Вестник науки и образования. – 2017. – № 12(36), Т.1. – С.18-23.

11. Пат. 24434 РК, С 01 В 33/18. Способ получения белой сажи из силикатно-кальциевых шлаков фосфорного производства / Абишева З.С., Бочевская Е.Г., Каршигина З.Б., Загородняя А.Н., Франгулиди Л.Х., Шарипова А.С.; заявитель и патентообладатель АО «ЦНЗМО». – № 2008/0542.1; заявл. 08.05.08. опубл. 15.08.2011, Бюл. № 8.

12. Technology of phosphorus slag processing for preparation of precipitated silica. Z.S. Abisheva et al // J. Theoretical Foundations of Chemical Engineering, July, 2013 – V. 47, № 4. – Р. 428-434.

13. Извлечение редкоземельных металлов из шлаков фосфорного роизводства и получение силикатного раствора / З.Б. Каршигина и др. // Комплексное использование минерального сырья. – 2016. – № 2. – С. 18-25.

14. Recovery of rare earth metals and precipitated silicon dioxide from phosphorus slag / Z. Karshigina et al // J. Minerals Engineering. – 2015. – V. 77. – Р. 159-166.

15. Бочевская Е.Г. Осаждение аморфного диоксида кремния из силикатных растворов, полученных после переработки минеральной высококремнистой руды / Е.Г. Бочевская, З. Каршигина, Э. Саргелова // Вестник науки и образования. – 2017. – № 12(36). – С. 18-23.

16. Кутищева Е.С. Способы получения высокодисперсного диоксида кремния / Е.С. Кутищева, И.О. Усольцева, Ю.В. Передерин // Ползуновский вестник. – 2021. – № 2. – С. 188-193. DOI: https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2021.02.026.

17. Панина О.Д. Исследование влияния различных факторов на величину удельной поверхности диоксида кремния / О.Д. Панина, Ю.В. Передерин, И.О. Усольцева // VI Всероссийская конференция «Химия и химическая технология: достижения и перспективы», Из-во: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева. – 2022. – С. 116-118.

18. Пат. 2740995 Российская Федерация, МПК 51 C01B 33/18, C01B 33/193. Способ получения микрокремнезема из природного диатомита осаждением раствора азотной кислоты / Селяев В.П., Куприяшкина Л.И., Седова А.А., Карандашов Д.Л., Муханов М.А.; патентообладатель ФГБОУВО «Национальный исследовательский Мордовский гос. унив-т им. Н.П. Огарёва». – № 2020116983; заявл. 22.05.2020; опубл. 22.01.2021. Бюл. № 3.

19. Пат. 2023664 Российская Федерация, МПК С01В 33/18. Способ получения осажденного кремнеземного наполнителя / Деревянко В.В., Соболев В.Ф., Попляков Е.П., Зверев Ю.Н., Балабанов В.М.; патентообладатель Соболев Валентин Федорович. № 5019457/26; заявл. 23.09.1991; опубл. 30.11.1994. Бюл. № 24.

20. Пат. 2625114 Российская Федерация, МПК С 01 В 33/18. Способ получения тонкодисперсного аморфного микрокремнезема золь-гель методом / Селяев В.П., Седова А.А., Куприяшкина Л.И., Осипов А.К., Селяев П.В.; патентообладатель ФГБОУВО «Национальный исследовательский Мордовский гос. унив-т им. Н.П. Огарёва». №2016115956; заявл. 22.04.2016; опубл. 11.07.17. Бюл. № 20.

21. Пат. 2156734 Российская Федерация, МПК С 01 В 33/18 Способ получения белой сажи / Дружбин Г.А., Карапира Н.И., Кузнецов И.О., Чудновцев В.И.; патентообладатель Кузнецов Игорь Олегович. № 2000107665/12; заявл. 30.03.2000 г.; опубл. 27.09.2000. Бюл. № 27.

22. Нажарова Л.Н. Получение микрочастиц «белой сажи» из кислых золей / Л.Н. Нажарова, Д.И. Галимбекова // Вестник казанского технологического университета. – 2010. – № 8. – С. 284-287.

23. ГОСТ 18307-78. Сажа белая. Технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1978. – 19 с.