Вторинна переробка відходів сульфідних руд для виділення молібдену

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Введення

Необхідність створення раціональних технологій переробки важкозбагачуваних молібденових руд пов'язана, перш за все, зі скороченням сировинної бази молібденової промисловості нашої країни. І хоча в Росії розвідано більше десяти родовищ з промисловими запасами молібдену і сім з них представлені до промислового освоєння, проте в даний час тільки три родовища розробляються. За деякими оцінками розвідані запаси можуть забезпечити виробництво молібдену (по сучасному рівню його споживання) на 50-60 років. Проте, цілком реально, що підприємства, що експлуатують Жірекенское, Сорське і Тирниаузское родовища і виробляють 98% молібдену в концентраті, вичерпають запаси руди відповідно до 2015, 2020 і 2025 років.

Глава 1. Молібден

1.1 Родовища і використання

Молібден (Мо) - широко поширений елемент земної кори, однак здобувають його далеко не у всіх країнах світу, через рідкісної зустрічальності порід з вмістом високоякісної молібденової руди (молібденіту, ). У певній кількості молібден отримують в якості побічного продукту при обробці мідних руд. Значною мірою в якості джерела молібдену можуть служити вугільні електростанції. Молібден - важливий мікроелемент.

Молібден (в різних ступенях окислення - 0, +2, +3, +4, +5 і +6) входить до складу широкого спектра застосовуваних у промисловості сполук. Він легко переходить з одного ступеня окислення в іншу при найменших змінах умов зовнішнього середовища. Для цього елемента характерна тенденція до утворення комплексів - за винятком сульфідів і галогенідів, велика частина його сполук є комплекси. Шестивалентний молібден утворює ізо - і гетерополярность кислоти.

Більше 90% виробленого у світі молібдену використовується як добавка до сплавів кольорових металів і заліза, в тому числі - сталям; решта 10% застосовуються у виробництві хімічних реактивів і мастильних матеріалів. В якості складового елементу сталей молібден знаходить застосування в електриці та електроніці, військової і автомобільної промисловості, а також у літакобудуванні. Ще одна область застосування молібдену - виробництво неорганічних молібденсодержащіх барвників, морилок і лаків. У слідових кількостях молібден все частіше використовується в добривах.

Найважливіше з використовуваних в промисловості сполук цього елемента - триоксид молібдену , Що отримується шляхом термічної обробки сульфідних руд. Чистий триоксид молібдену застосовується у виробництві хімреактивів і каталізаторів, технічно чистий - в якості каталізатора в нафтохімії, а також як складова частина керамічних глин, емалей і барвників. Бісульфід молібдену застосовується як термостійкої мастила або добавки до змащенням. Гексакарбоніл молібдену - Вихідна речовина для синтезу органічних молібденсодержащіх дубильних речовин. Він все ширше використовується для покриття поверхонь шляхом термічного розкладання.

Сполуки молібдену широко використовуються як каталізатори або активатори (промотори) каталізу, особливо в нафтохімічній промисловості - при крекінгу і риформінгу нафтопродуктів і алкілуванні. Застосовуються вони також як лабораторних хімреактивів (фосфомолібдати). Крім того, молібденсодержащіе речовини використовуються в гальваностегії і при протравленні (дубленні).

При виробленні та промисловому застосуванні молібдену та його сполук можливий контакт з пилом і аерозолями, що містять як сам молібден, так і його оксиди і сульфіди. Особливо велика ймовірність цього контакту в ході високотемпературних технологічних процесів, наприклад, при використанні електропечей. Контакт з такими речовинами, як мастильний аерозоль бісульфіда молібдену, гексакарбоніла молібдену і продуктів його розпаду, пилу гідроксиду молібдену при гальваностегії, а також випаровувань триоксид молібдену, що утворюються при температурі вище , Може становити небезпеку для здоров'я людини.

Експерименти на тваринах показали високу токсичність сполук молібдену. Гострі отруєння можуть послужити причиною сильного подразнення шлунково-кишкового тракту, проносу, коми і навіть летального результату від розриву серця. Дані досліджень на тваринах підтверджують і здатність молібдену викликати дисфункції легень, за симптоматикою подібні з пневмоконіозом. У робітників, що контактували з чистим молібденом або оксидом молібдену (При концентраціях від 1 до 19 мг ) Протягом 3-7 років, також виявлявся пневмоконіоз. Вдихання молібденової пилу при роботі із сплавами або карбідами цього металу може викликати специфічну "легеневу хворобу важких металів".

Ступінь токсичності різних молібденсодержащіх речовин неоднакова. Так, нерозчинні сполуки цього елемента (наприклад, бісульфід і багато оксиди і галогеніди) характеризуються низькою токсичністю, а розчинні - в яких молібден присутній у складі аніону (наприклад, молібденат натрію - ) - Набагато більш токсичні. З цими речовинами необхідно звертатися з підвищеною обережністю. Запобіжні заходи необхідно приймати і в разі ризику надмірного контакту зі свіжими випарами молібдену при розкладанні гексакарбоніла цього металу.

Контакт з триоксид молібдену викликає роздратування очей і слизових оболонок носа і горла. Характерний прояв молібденової інтоксикації - анемія, знижена концентрація гемоглобіну і скорочення числа еритроцитів.

При підвищеному рівні змісту молібдену в кормі для худоби у тварин спостерігалася деформація суглобів кінцівок. У хіміків, що мали справу з розчинами сполук молібдену і вольфраму, нерідко відзначалася подагра; була доведена також кореляція між вмістом молібдену в їжі і захворюваністю на подагру, уремією і ксантіноксідазной активністю.

Рекомендації з безпеки і охорони здоров'я На промислових підприємствах, що використовують молібден, повинна бути встановлена ​​витяжна вентиляція безпосередньо у джерела випарів. При інженерних і аварійних роботах, пов'язаних з усуненням похибок систем контролю або установці таких, потрібно використовувати респіратори, якщо ці роботи пов'язані з необхідністю входу в цистерни або інші закриті резервуари. У фарбувальній промисловості, в друкарнях і в гальванічних цехах повинні існувати місцева і загальна система витяжної вентиляції, а також захисні скла (очки), спецодяг і достатньо надійні респіратори, що дозволяють знизити рівень контакту з сухими молібденсодержащімі інгредієнтами неорганічних і органічних барвників.

Глава 2. Виробництво молібдену із сульфідних руд

Основною сировиною для виробництва молібдену, його сплавів і сполук служать стандартні молібденітовие концентрати, що містять 47-50% Мо, 28-32% S, 1-9% SiO 2 і домішки інших елементів. Концентрат піддають окислювальному випалу при 570-600 ° С в многоподових печах або печах киплячого шару.

Перед хімічною переробкою молібденсодержащую руду потрібно збагатити. Основним методом збагачення руд є флотація молібденітових - спосіб поділу дрібних частинок різних речовин, заснований на різній їх змочуваності і накопиченні на поверхні розділу фаз. Спочатку молібденітовая руда попередньо подрібнюється в дробарках, потім у кульових млинах, а потім надходить на колективну сульфідну флотацію. За допомогою цього процесу вдається отримати концентрат, що містить до 10% молібдену. Отриманий молібденовий концентрат надходить далі на селективну флотацію із застосуванням спеціальних реагентів, в процесі якої (при заданому значенні рН) відбувається селективне відділення MoS 2 від інших сульфідів (халькопіриту і пр). Повторюючи цей процес 5-6 разів (з проміжним подрібненням), отримують, в залежності від технології і первісного мінералогічного складу, якісний молібденовий концентрат із вмістом Mo 48-58,6%, Сu 0,01-2,2%. Слід відзначити високий рівень вилучення молібденіту в процесі флотації, складову 90-95% і вище.

Першою і найважливішою стадією в процесі хімічної переробки молібденітового концентрату є випал, що дозволяє позбавитися від небажаних домішок: сірки, води і залишків флотореагентів. Якщо в концентраті міститься реній, при випалюванні утворюється летючий оксид Re 2 O 7, к-рий видаляють разом з пічними газами. У результаті випалення відбувається цільова реакція окислення дисульфіду молібдену до триоксиду 2MoS 2 + 7O 2 = 2MoO 3 + 4SO 2 і безліч інших побічних процесів, які помітно впливають на подальше вилучення молібдену:

6CuFeS 2 + 19O 2 = 2Fe 3 O 4 + 6CuO + 12SO 2

MoO 3 + CaCO 3 = CaMoO 4 + CO 2

MoO 3 + CuO = CuMoO 4

MoO 3 + PbO = PbMoO 4.

Температурний режим і ефективність випалу залежать від багатьох факторів, насамперед від ступеня подрібнення концентрату.

Недогарок, що містить молібденовий ангідрид, переводять або в парамолібдат амонію або чистий MoO3, або в молібдат кальцію. З двох перших можна в подальшому отримати будь-які з'єднання молібдену, у тому числі високочисті. Найбільше поширення при добуванні молібдену з недогарків високоякісних концентратів отримав аміачний метод, так як в 8-10% водному аміаку розчиняється молібденовий ангідрид, і не розчиняється більшість домішок, супутніх йому в огарки. У залежності від складу концентрату і умов випалу вдається витягти 80-95% молібдену. Чи не витягнутий MoO 3 переробляється за додатковою схемою. З аміачного розчину молібдату амонію молібден можна витягувати у вигляді парамолібдата амонію (NH 4) 6Mo 7 O 24 · 4H 2 O, молібденової кислоти H 2 MoO 4 або молібдату кальцію CaMoO 4.

Крім аміачного вилучення молібденового ангідриду іноді практикується його сублімація з недогарків (якщо в них мало вміст нелетких молибдатов) в інтервалі температур 900-1000 ° С, яка дозволяє отримувати MoO 3 чистотою 99,95%.

Іноді замість випалу молібденітовий концентрат розкладають HNO 3, при цьому беруть в облогу молибденовую кислоту МГО 3 Н 2 О, яку розчиняють в аміачної води і отримують, як описано вище, парамолібдат амонію. Частина молібдену залишається в маточному розчині, з якого молібден витягають іонним обміном або екстракцією. При переробці низькосортних концентратів (містять 10-20% молібдену) огарки витравлюють розчинами Na 2 CO 3, з отриманих розчинів Na 2 MoO 4 осаджують Саме 4, використовуваний у чорній металургії. За іншим способом за допомогою іонного обміну або рідинної екстракції розчин Na 2 MoO 4 переводять їх у розчин (NH 4) 2 MoO 4, з к-якого потім виділяють парамолібдат амонію.

Металевий молібден отримують (спочатку у вигляді порошку) відновленням МГО 3 в струмі сухого водню. Процес ведуть в трубчастих печах у дві стадії: перша - при 550-700 ° С, друга - при 900-1000 ° С. Молібденовий порошок перетворюють в компактний метал методом порошкової металургії або методом плавки. У першому випадку отримують порівняно невеликі заготовки (перетином 2-9 см 2 при довжині 450-600 мм). Порошок молібдену пресують у сталевих прес-формах під тиском 200-300 Мн / м 2 (2000-3000 кгс / см 2). Після попереднього спікання (при 1000-1200 ° С) в атмосфері водню заготовки (штабики) піддають високотемпературному спіканню при 2200-2400 ° С. Спечений штабик обробляють тиском (кування, протяжка, прокатка). Більші спечені заготовки (100-200 кг) отримують при гідростатичному пресуванні в еластичних оболонках. Заготівлі в 500-2000 кг виробляють дугового плавкою у печах з охолоджуваних мідним тиглем і витрачаються електродом, яким служить пакет спечених штабиков. Крім того, використовують електроннопроменеву плавку молібдену. Для виробництва феромолібдену (сплав; 55-70% Мо, решта Fe), що служить для введення присадок молібдену в сталь, застосовують відновлення обпаленої молібденітового концентрату (недогарка) ферросилицием у присутності залізної руди і сталевої стружки.

Глава 3. Способи отримання молібдену в різних процесах промислових виробництв

3.1 Молібден із сульфідних мідних руд

Молібден відділяється у вигляді побічного продукту на стадії флотації при подрібненні сульфідних мідних руд. Цей процес описаний А. Петриком мл., X.Дж. Беннеттом, К.Є. Старче і Р.К. Вайснером (в Інформаційному циркулярі 8569, м. Вашингтон, Міністерство гірської промисловості США, 1973 р). У результаті розгляду літератури і відвідування підприємств зазначені автори розробили гіпотетичну схему процесу, яка представлена ​​на рис.1.

Продуктивність установки складає 6 т молібдену в день. Кількість мідного концентрату, яке потрібно переробити для отримання 1 т молібденіту, змінюється в широких межах. Ставлення кількостей отриманого сульфіду міді і сульфіду молібдену може змінитися від 10 до 1 до декількох тисяч до 1. Іс нує кілька можливостей для роздільного отримання концентратів молібдену і міді. Одна з них полягає в проведенні диференціальної флотації. Спочатку одержують загальний сплив сульфідів міді і молібдену, а потім їх розділяють шляхом селективної флотації. Цей спосіб застосовується в тих випадках, коли зміст молібдену в руді настільки мало, що не має сенсу відразу проводити селективну флотацію. Такий зміст молібдену характерно для більшості руд.

Рис. 1. Підсистема виділення молібдену як побічного продукту: 1 - сірчана кислота і ферроцианид натрію; 2 - концентратор, 3 - кондиціонер, 4 - сплив; 5 - стадії очищення; 6 - залишок; 7 - піноутворювач, ферроцианид натрію, нафту, 8 - фільтрація, сушка , упаковка, 9 - 5,8 т концентрату MoS 2 (90-96% MoSj, <0,5% Си); 10 - фільтр; / / - підготовлена ​​руда (60 ТОВ т / День, 0,02% молібденіту, 0,7% CuS); 12 - хвости, 13 - первинна флотація; 14 - 90% CuS відновлюється і 80% молібденіту; 15 - 430 т на день концентрату, що містить 9,6 т молібденіту; 16 - млин; 17 - сірчана кислота, пероксид водню, депрессори (ферроцианид калію, ціанід і ферроцианид натрію), нафта (колектор молібденіту) , піноутворювач, 18а, б - перший н друге апарати для флотації молібденіту; 19 - 420 т на день мідного концентрату, що направляється на фільтрування і плавку; 20 - залишок (сульфіду міді).

Спільне відділення сульфідів молібдену і міді шляхом флотації не представляє якої-небудь проблеми. Підготовка мідно-молібденових руд для флотації проводиться точно так само, як і підготовка мідних руд. Руду подрібнюють до отримання часток таких розмірів, які придатні для флотації. Потім матеріал обробляють промотором флотації. Гіпотетична схема передбачає одержання первинного загального концентрату в кількості 430 т на день. Загальний концентрат сушать, подрібнюють і готують для флотації сульфіду молібдену.

Поділ сульфідів міді і молібдену в основному відбувається в першому і другому флотаційних апаратах для грубого поділу. Матеріал, не спливає у другому флотаційному апараті, являє собою мідний концентрат. Спливаючий матеріал є сульфідом молібдену, який піддають подальшому очищенні. Всі операції, за винятком первинної флотації, в схемі включені в підсистему побічних продуктів. У підсистему молібдену входять всі стадії переробки сульфіду молібдену після отримання загального концентрату. Гіпотетична схема процесу включає також інші стадії, показані на рис.1.

До таких стадій відносяться сушка, подрібнення і підготовка до першої флотації, а також шестістадійная очищення молібденового концентрату. Передбачається, що ступінь виділення сульфіду молібдену при первинній флотації становить 80%, а вихід молібденової підсистеми становить 60%. У результаті переробки виходить 5,8 т сульфіду молібдену в день з 60 ТОВ т мідної руди, що містить в середньому 0,02% сульфіду молібдену.

Готують для вилуговування молібденсодержащее сировина: позабалансовому або балансову руду, визначають вміст в сировині молібдену. Проводять приготування розчину для вилуговування шляхом розчинення у воді гіпохлориту натрію (nacio), при цьому зміст останнього в розчині встановлюють відповідно до відношення гіпохлориту натрію до змісту молібдену в сировині (3-13):

1. Зрошення здійснюють циклічно, чергуючи його з окислювальними паузами. Періодично протягом всього процесу вилуговування до повного вилучення виробляють визначення залишкового вмісту молібдену в руді. У відповідності зі значенням залишкового вмісту молібдену коректують зміст гіпохлориту натрію, підтримуючи його співвідношення із залишковим вмістом молібдену (3-13):

Таким чином, концентрацію витравлюють розчину зменшують у міру вилуговування.

Проводять досліди по вилуговування молібденсодержащего сульфідної сировини методом перколяції з руди крупністю (-0,63-0) мм проби 0,3 кг. Окислювальний період 2 діб., Щільність зрошення 200 л / т. В якості об'єкта дослідження використовують руду з вмістом молібдену 0,1555%. При відношенні гіпохлориту до змісту молібдену більше 13 і менше 3 відбувається зменшення швидкості вилуговування металу в розчин. Швидкості витягання молібдену розчинами гіпохлориту натрію концентрацій 54 і 80 г / л відповідно рівні 5,7 і 5% в 1 добу. Зниження швидкості вилуговування в циклах залежить від наступаючого виснаження, сприятливого для вилуговування змісту молібдену в сировині і зменшення ступеня активності поверхні внаслідок її окислення.

Досліди по вилуговування молібдену з руди в перколяційні варіанті були проведені з подачею розчину гіпохлориту натрію як постійної концентрації, так і з концентраціями, відповідними соотношеніюnac10: mo. Підтримання відносини на певному рівні дозволяє підвищити витяг молібдену з руди в розчин у порівнянні з варіантом подачі зрошують розчином з постійною концентрацією. Із умови забезпечення заданої основності кінцевого шлаку знаходять витрата сирого вапняку.

Витяг молібдену з сульфідно-окислених і окислених руд. Сульфідно - повеллітовие концентрати. Такі концентрати містять знижена кількість Мо, підвищений - Са, Fe, F, Si02. Молібден знаходиться в основному в складі молібденіту, феррімолібдіта, повелліта. Останні два в значній частині знаходяться у вигляді прімазок на кварці і молібденом. Склад концентрату (%): Мообщ - 6-10, Моокісл - 4-7, So6nx - 5-7; 5сульф - 0,1-0,2; SiOa - 8-10; А1203 - 4-5; СаО - 30 - 50; Fe - 2-4; Сі - 0,5 - 0,3; F - II-13, інші домішки - 0,7-1,2.

Переробляти такі концентрати можна принципово за тією ж схемою, що й бідні сульфідні. Для високого вилучення молібдену необхідно багатостадійної противоточной вилуговування і велика витрата соди. Доцільно розчини об'єднувати з тими, які утворюються в ході обробки бідних сульфідних концентратів. Таким чином, обидва типи концентратів раціонально обробляти на одному підприємстві.

Переробка феррімолібдітових концентратів. Хімічний склад типових феррімолібдітових руд і концентрату:

М ° заг Мосжісл Si0 * Fe AI * ° * Са ° S

Окислена руда ... .0,08 0,07 67,2 2,78 16,48 0,99 0,28

Концентрат 0,29 0,21 51,4 7,53 14,67 - 0,96

Молібден в таких рудах і концентратах знаходиться у складі феррімолібдіта і повелліта - в різному їх співвідношенні. Незважаючи на бідність цих руд і концентратів, переробка їх раціональна, тому що покладу феррімолібдітсодержащіх руд можуть бути досить великими. Молібден в них пов'язаний із залізними мінералами; від заліза Мо повно може бути відділений лише хімічними методами. Можливі вилуговування сірчаної кислотою і розчином соди в автоклавах, випал з вапном зподальшим вилуговуванням содою в автоклавах, випал з хлоридом натрію, хлорування хлором і його газоподібними сполуками - ССЦ і S2CI2.

Хлорування молібденових недогарків, окислених проміжних продуктів і чистих сполук молібдену. Хлорування - перспективний метод переробки низькосортних недогарків, окислених концентратів і проміжних продуктів збагачення окислених руд, що містять молібден. Хлорування може також застосовуватися для отримання чистих хлоридів з метою вироблення з них металевого молібдену методами дисоціації або Металотермія. Хлорувати можна хлором, летючими хлоридами (наприклад S2C12, СС14), твердими хлоридами. Хлорування низькосортних концентратів, що містять сульфіди, доцільно застосовувати до обпаленим "недогарка" таких концентратів. Ректифікацією продуктів хлорування можуть бути отримані з'єднання високої чистоти [42].

Витяг молібдену з розчинів. Ступінь вилучення молібдену з рудної сировини залежить не тільки від повноти хімічного розтину мінералу і перекладу молібдену в розчин, але і від повноти подальшого вилучення його з розчинів. У викладених вище технологічних схемах молібден витягувався з первинних розчинів осадженням пари - і полімолібдата амонію, молібдату кальцію, "феррімолібда-тов", а з бідних розчинів і промивних вод - іонним обміном. Крім цих способів, можливо осадження малорозчинної Трісулі-фіда молібдену MoS3, екстракція молібдену органічними екстра-Гента, осадження сполук молібдену нижчої валентності, відновленням молибдатного розчинів молібденом або воднем. Осадження MoSз застосовується в промисловості для відділення молібдену від вольфраму при переробці комплексних вольфрамо-молібденових проміжних продуктів (див. гл. V). Осадження сполук нижчої валентності, зокрема МоО2, не отримало практичного застосування.

3.2 Молібден з молібденового брухту

Деяка кількість вторинного молібдену витягають при виробництві легованих сталей, спеціальних сплавів і металів. Більша частина виділяється матеріалу використовується на тих же металургійних підприємствах, де він виходить. Дуже мала кількість молібдену витягують з молібденсодержащіх виробів, що вийшли з ужитку.

Молібден з брухту легованих сталей звичайно не розглядають як джерело молібдену. Все більше молібдену витягують з відпрацьованих каталізаторів і хімічних залишків [16].

3.3 Молібден з колошникового пилу плавильних печей

Цей процес, розроблений X. Кастанья, призначений для виділення молібдену у вигляді молібденової кислоти з відходів, зокрема, з відпрацьованих каталізаторів, що містять носій - у-оксид алюмінію і молібден у вигляді оксиду або сульфіду.

Процес включає оброблення відходів карбонатом натрію і нагрівання для перекладу молібдену в молібдат натрію. Останній перетворюють на молибденовую кислоту, обробляючи концентрованої азотної кислотою. При цьому виходить дуже чиста молібденова кислота, яка може бути використана як для виробництва з'єднань молібдену, так і для виділення чистого металу. Схема цього процесу представлена ​​на ріс.119.

Відпрацьований каталізатор попередньо обпалюють в окисної атмосфері при температурі ~ 500 ° С, в результаті чого відбувається видалення основних кількостей летких продуктів, вуглецю, а також частини сірки.

Каталізатор знаходиться у вигляді невеликих циліндричних нли круглих гранул. До його складу входить 8% Мо, 1,5% S і ~ 2% З; носієм є у-оксид алюмінію.

Далі каталізатор обробляють в обертовому змішувачі водним розчином, що містить 400 г / л Na 2 C 0 3, при температурі 70 ° С. Обробку проводять в періодичному режимі, завантажуючи по 100 кг сировини, які протягом 30 хв обробляють 37,5 л розчину. На обробку 1 кг сировини витрачається 150 г Na 2 C 0 3.

Розрахунок показує, що кількість Na 2 C 0 3, теоретично необхідне для перекладу містяться 8% Мо в молібдат натрію становить £ ~ 87 г / кг сировини. Для перекладу 1,5% S в сульфат натрію потрібно 1944 г Na 2 C 0 3 на 1 кг сировини. Таким чином, надлишок Na a C 0 3 становить 19 г / кг сировини, т.е.1, 9%.

Обробку проводять у двох змішувачах, з'єднаних паралельно, таким чином, щоб під час вивантаження сировини з одного змішувача в іншому змішувачі проводилася обробка наступної порції сировини.

Сировина з змішувача подається у обертову піч довжиною ~ 4,2 м і внутрішнім діаметром 630 мм, що нагрівається, пропанового пальником до температури 650-750 "С.

Сировина надходить безперервно з швидкістю £ ~ Ю0 кг / ч. Час перебування сировини в гарячій зоні печі складає ~ 1 ч.

На виході з печі продукт охолоджується до 70 - 80 С в холодильнику, стінки якого охолоджуються циркулюючої водою.

Близько 95% молібдену, що міститься в каталізаторі, перебуває у вигляді молібдату натрію.

Молібдат натрію розчиняють, промиваючи продукт (шар товщиною ~ 10 див) на безперервному стрічковому фільтрі з фільтруючою поверхнею 1 м 2. Промивання проводиться в шість стадій.

На останній стадії подають гарячу воду (80 ° С) зі швидкістю 120 л / ч.

З першої стадії виводиться концентрований розчин молібдату натрію, який містить 45-50 г / л Мо, зі швидкістю = ^ 104 л / ч. Твердий продукт після промивання на останній стадії чистою водою видаляють з фільтра. Він містить ~ 0,27% Мо. Вихід на стадії промивки становить - 97%.

Розчин, що містить молібден, подають з постійною швидкістю л / год у перший реактор нейтралізації. Одночасно насосом через витратомір в реактор подається 1953%-ний розчин HN 0 3.

Реактор забезпечений охолоджуючої сорочкою, по якій циркулює вода, в результаті чого температура в ньому не перевищує 20 ° С. Обсяг реактора складаєте 150 л, а час перебування розчину трохи більше 1 ч. У реакторі безперервно проводиться контроль величини рН, яка повинна становити 5,2-5,5. Для досягнення такої величини середня продуктивність кислотного насоса повинна становити 8 л / ч.

Розчин, у якому починається осадження часток оксиду алюмінію, далі вступає в другій реактор такого ж об'єму як і попередній, в який так само подається така ж кількість того ж самого розчину азотної кислоти, що і в перший реактор. Температура у другому реакторі в результаті охолодження водою не перевищує 30 ° С.

У цих умовах відбувається розчинення випадаючих часток оксиду алюмінію і розчин стає прозорим.

Потім розчин подають в третій реактор, такого ж об'єму, який нагрівають до 100 ° С циркулюючим водяною парою.

У цьому реакторі відбувається осадження молібденової кислоти, в той час як більша частина алюмінію лишається в розчині. Осад підтримується у вигляді суспензії за допомогою мішалки.

Суспензію направляють на обертовий фільтр, на якому осад відокремлюють і безперервно промивають демінералізованої водою, що містить 2% (об'ємно) концентрованою HN 0 3.

Потім осад сушать гарячим повітрям при ~ 100 ° С.

Осад складається в основному з молібденової кислоти і середній вміст Мо в ньому становить 61,2%, а вміст алюмінію - тільки 0,004%; його з редньо щільність дорівнює 2.

Схема процесу виділення молібдену з відпрацьованих каталізаторів: 1 - розчин Na, CO s; 2 - імпрегнування, 3 - спікання; 4 - гаряча вода, 5 - розчинення; 6 - концентрована HNO a; 7 - нейтралізація; 8 - відстоювання; 9 - осадження ; 10 - 1% - ий розчин HNO,; 11 - фільтрація і промивання; 12 - сушка, 13 - суха молібденова кислота; 14 - відходи; 15 - віддалений твердий продукт; 16 - промивна.

Вихід Мо у вигляді молібденової кислоти, в розрахунку на Мо, що міститься у відпрацьованому каталізаторі, складає ~ 85%.

Подібний процес описаний Г. Гравії. Цей процес включає змішування каталізатора з порошкоподібною карбонатом натрію, додавання води і повторне перемішування для того, щоб частини каталізатора абсорбували воду. Потім суміш нагрівають для перетворення присутнього молібдену в молібдат натрію, обробляють при кімнатній температурі вуглекислим газом, додають гарячу воду для розчинення молібдату натрію, нейтралізують азотною кислотою і осадженням виділяють молибденовую кислоту високої чистоти, яка може бути використана для виробництва з'єднань молібдену і для виділення чистого металу .

3.4 Молібден з відходів процесу виробництва вольфрамових ламп розжарювання

При виробництві вольфрамових ниток напруження, особливо спіральних і біспіральні, для отримання першої спіралі дуже тонку нитку вольфрамову намотують на маленький молібденовий сердечник. Вольфрамову спіраль і молібденовий сердечник потім намотують на другий сердечник таким чином, що виходить подвійна вольфрамова спіраль. Її знімають з другого осердя, а перший молібденовий сердечник лишається всередині витків маленької вольфрамової спіралі. Після зрізання до необхідних розмірів спіраль занурюють в суміш сірчаної та азотної кислот, в якій відбувається розчинення молібденового сердечника, який таким чином віддаляється з вольфрамової спіралі.

Отримана спіраль використовується в лампах розжарювання. При виготовленні односпіральних ниток розжарювання також використовуються молібденові сердечники.

Для розчинення можна використовувати суміш сірчаної та азотної кислот різного складу. Хороші результати досягаються з сумішшю 13 н. сірчаної кислоти і 7 н.

Схема процесу виділення молібдену з відпрацьованих кислих розчинів, що утворюються при виробництві вольфрамових ниток накалювання: 1 - розчин 40-75 г / л молібдену в 15 н. кислоті; 2 - аміак; 3 - установка рН = 2 - i - 3 н перемішування протягом 10 год при температурі 70-80 ° С; 4 - промивна вода, 5 - декантірованіе; 6 - промивка; 7 - матковий розчин; 8 - фільтр; 9 - Високочистий продукт азотної кислоти.

При розчиненні в кислоті досить великої кількості молібдену (~ 40-75 г / л) швидкість розчинення молібдену значно знижується і розчин кислот розглядається як відпрацьований. До останнього часу не існувало економічного процесу виділення молібдену з цього розчину і тому він, після відповідної обробки, прямує в стік.

Процес для виділення молібдену розроблений А.Д. Кулькарні (цей процес, схема якого представлена ​​на рис.2, передбачає виділення молібдену з відпрацьованих розчинів сірчаної та азотної кислоти шляхом додавання гідроксиду амонію до встановлення величини рН розчину 1,5-3, переважно 2-3.

Потім розчин перемішують, одночасно нагріваючи до температури не перевищує 95 ° С до тих пір, поки практично весь розчинений молібден не випадає у вигляді осаду комплексу молібдату амонію. Після цього осад відокремлюють від розчину.

Список використаної літератури

  1. Ахметов Н.С. "Загальна та неорганічна хімія" М.: Вища школа, 2001.

  2. Берт Р.О. "Технологія гравітаційного збагачення" М.: Надра, 1990.

  3. Бусева А.І. Аналітична хімія молібдену. М.: Видавництво АН СРСР, 1962, - 300с.

  4. Васильєв В.П. Аналітична хімія. У 2 кн. Кн.2. Фізико-хімічні методи аналізу: Учеб. для студ. вузів, які навчаються за хіміко-технологічних спеціальностей - 2-е вид., перераб. і доп. - М.: Дрофа, 2002. - 384 с.

  5. Глінка Н.Л. Загальна хімія. - Л.: Хімія, 1988. - 702 с.

  6. Гороновскій І.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Є.Ф. Короткий довідник з хімії К.: Видавництво АН СРСР, 1962, 658 з.

  7. Жарський І.М., Новіков І.Г. Фізичні методи дослідження в неорганічної хімії. М.: Вища школа, 1988, 271 с.

  8. Зелікман О.М., Коршунов Б.Г. Металургія рідких металів М.: Металургія, 1991.

  9. Карякін Ю.В., Ангелів І.І. "Чисті хімічні речовини" М. 1974.

  10. Крешков А.П., Ярославцев О.О. Курс аналітичної хімії. - М.: Хімія, 1964. - 430 с.

  11. Меркін Е.Н. "Екстракція металів деякими органічними катіонообменних реагентами" М., 1968.

  12. Некрасов Б.В. "Основи загальної хімії" т.1 М.: Хімія 1973.

  13. Рітчі Г.М., Ешбрук А.В. Екстракція: принципи та застосування в металургії. Пер. З англ. М.: Металургія, 1983.

  14. Рисс М.А. "Виробництво феросплавів" М.: Металургія, 1985.

  15. Скуг Д., Уест Д. Основи аналітичної хімії. У 2 т. Пер з англ. М.: Мир, 1979, - 438 с.

  16. Довідник хіміка. У 3-х т. М.: Хімія, 1966, 1070 с.

  17. Стьопін Б.Д., Горштейн І.Г., Блюм Г.З., Курдюмов Г.М., Оглобліна І.П. "Методи отримання особливо чистих неорганічних речовин" Л.: Хімія, 1969.

  18. Фігуровський Н.А. "Історія хімії" М.: Просвещение 1979.

  19. Фізична хімія. Практичне та теоретичне керівництво. Під ред. Б.П. Нікольського, Л.: Хімія, 1987. - 875 с.

  20. Хімія і технологія рідкісних і розсіяних елементів. Під ред. Большакова К.А.Ч. ІІІ. М.: Вища школа, 1976, 320 с.

  21. Хімія: Довідкове видання / під ред.В. Шретер, К. - Х, Лаутеншлегер, Х. Бібрак та ін: Пер. з нім. - М.: Хімія, 1989. - 648 с.

  22. Хімічна енциклопедія в 5 т. / під ред. І.Л. Кнунянца. - М.: Радянська енциклопедія, 1990.

  23. Ягодин Г.А., Сінегрібова О.А., Чекмарьов А.М. "Технологія рідкісних металів в атомній техніці" М.: Атоміздат, 197

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
77.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Вторинна переробка зольного пилу для отримання пуццолана
Безвідходна переробка відходів сірчаної кислоти для отримання добрив
Видобуток і переробка платинових руд
Отримання молібдену з відходів промисловості
Переробка відходів
Біотехнологія і переробка відходів Біогаз
Переробка відходів молочного виробництва
Переробка відходів на основі гуми
Переробка відходів виробництва полімерних труб
© Усі права захищені
написати до нас