RU2496896C1

RU2496896C1 - Development method of scheelite concentrates

Info

Publication number: RU2496896C1
Application number: RU2012143267/02A
Authority: RU
Inventors: Елена Владимировна Богатырева; Александр Германович Ермилов
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2013-10-27

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method involves preliminary machining of initial raw material and further treatment of activated material with Na₂CO₃soda solution. With that, preliminary machining is performed till the amount of energy adopted in the form of surface of coherent dissipation areas is achieved, which is equal to 25-27 kJ/mol of scheelite, and the amount of energy adopted in the form of microdeformations, which is equal to at least 2.3 kJ/mol of scheelite. Treatment with Na₂CO₃ soda solution is performed at the temperature of 99°C.

EFFECT: simplifying the development method owing to performing a leaching process at atmospheric pressure and reduced temperature.

1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к процессам вскрытия минералов тугоплавких металлов.The invention relates to the metallurgy of rare metals, in particular to the processes of opening minerals of refractory metals.

Шеелит относится к достаточно трудновскрываемым минералам, что иллюстрируется многообразием способов переработки шеелитовых концентратов.Scheelite is a fairly difficult-to-open mineral, which is illustrated by the variety of methods for processing scheelite concentrates.

Известен способ спекания шеелита с содой (Зеликман А.Н., Меерсон Г.А. Металлургия редких металлов. - М. Металлургия, 1973. С.35-37). Процесс проводят при температуре 800-900°С со значительным избытком соды (50-100% от стехиометрии). Полученные спеки выщелачивают водой при температуре 80-90°С. Процесс многостадийный.A known method of sintering scheelite with soda (Zelikman A.N., Meerson G.A. Metallurgy of rare metals. - M. Metallurgy, 1973. P.35-37). The process is carried out at a temperature of 800-900 ° C with a significant excess of soda (50-100% of stoichiometry). The resulting specs are leached with water at a temperature of 80-90 ° C. The process is multi-stage.

Недостатками данного способа являются: высокие температура и энергоемкость процесса; опасность разъедания футеровки печи активным плавом; необходимость разубоживания концентрата до содержания WO₃ 20-22%The disadvantages of this method are: high temperature and energy intensity of the process; danger of corrosion of the furnace lining by active melt; the need to dilute the concentrate to a WO ₃ content _of 20-22%

Известен также способ разложения шеелитовых концентратов растворами фтористого натрия в автоклавах (там же, с.45-47). Процесс многостадийный, характеризуется значительным избытком реагента.There is also a method of decomposing scheelite concentrates with solutions of sodium fluoride in autoclaves (ibid., P. 45-47). The process is multi-stage, characterized by a significant excess of reagent.

Известен также способ фторирования шеелитовых концентратов (Карелин В.А., Карелин В.И. Фторидная технология переработки концентратов редких металлов. - Томск: Изд-во НТЛ, 2004. С.166-172). Процесс двухстадийный, проводится в плазменном реакторе при температурах: на первой стадии - более 2000°С; на второй - при 350°С. Помимо использования активного фтора процесс осложняется использованием специального оборудования.There is also a method of fluorination of scheelite concentrates (Karelin V.A., Karelin V.I. Fluoride technology for processing concentrates of rare metals. - Tomsk: NTL Publishing House, 2004. S.166-172). The two-stage process is carried out in a plasma reactor at temperatures: in the first stage, more than 2000 ° C; on the second - at 350 ° C. In addition to using active fluorine, the process is complicated by the use of special equipment.

Известен также способ автоклавно-содового вскрытия шеелитового концентрата с применением предварительной механоакивации в центробежной планетарной мельнице (Медведев А.С. Выщелачивание и способы его интенсификации. - М.: МИСиС. 2005. С.122-125). Предварительная механообработка в планетарной мельнице с развиваемым ускорением 25 g проводилась в течение 5-15 мин. Активации подвергались как сухие, так и пульпа концентрата с водой (активация в «мокром» режиме). После механообработки твердая составляющая отделялась от воды фильтрацией и подвергалась обработке растворами соды в автоклаве при температуре 225°С, Т:Ж=1:4 и продолжительности 2 часа.There is also known a method of autoclave-soda opening of scheelite concentrate using preliminary mechanical activation in a centrifugal planetary mill (A. Medvedev, Leaching and methods of intensification. - M .: MISiS. 2005. S.122-125). Preliminary machining in a planetary mill with a developed acceleration of 25 g was carried out for 5-15 minutes. Both dry and pulp of the concentrate with water were activated (activation in the “wet” mode). After machining, the solid component was separated from the water by filtration and subjected to treatment with solutions of soda in an autoclave at a temperature of 225 ° C, T: W = 1: 4 and a duration of 2 hours.

В результате извлекалось: без активации 93,7%, после 9 мин. активации 99,4%.As a result, it was extracted: without activation, 93.7%, after 9 minutes. activation of 99.4%.

Данный способ по совокупности сходных признаков: использование в качестве реагента содового раствора; проведение предварительной механоактивации, принят нами за прототип.This method, according to a combination of similar features: use as a reagent soda solution; preliminary mechanical activation, we have adopted as a prototype.

Недостатками данного способа являются: использование аппаратов высокого давления (до 2,5 МПа); многостадийность процесса. Степень активации определяется только по продолжительности механообработки, что при изменении параметров активации или активатора не дает возможности практического применения данного способа ввиду отсутствия методов контроля за количеством усвоенной энергии.The disadvantages of this method are: the use of high-pressure apparatuses (up to 2.5 MPa); multi-stage process. The degree of activation is determined only by the duration of the machining, which, when changing the parameters of the activation or activator, does not allow the practical application of this method due to the lack of methods for monitoring the amount of absorbed energy.

Кроме того, как показано в работе А.С. Медведева, степень извлечения ценного компонента сильно зависит от условий переработки активированного сырья.In addition, as shown in the work of A.S. Medvedev, the degree of extraction of a valuable component is highly dependent on the processing conditions of activated raw materials.

Изобретение решает задачу упрощения процессов вскрытия шеелитовых концентратов, снижения энергозатрат как на стадии предварительного активирования, так и на стадии переработки активированного материала.The invention solves the problem of simplifying the processes of opening scheelite concentrates, reducing energy consumption both at the pre-activation stage and at the stage of processing the activated material.

Поставленная задача решается тем, что в способе вскрытия шеелитовых концентратов растворами Na₂CO₃, включающего предварительную механообработку исходного сырья и последующую обработку активированного материала указанными растворами, согласно изобретению, предварительную обработку проводят до количеств энергий усвоенных в виде поверхности областей когерентного рассеивания равной 25-27 кДж/моль шеелита и микродеформаций не менее 2,3 кДж/моль шеелита, а последующую обработку растворами На₂СО₃ проводят при температуре 99°С.The problem is solved in that in the method of opening scheelite concentrates with Na ₂ CO ₃ solutions, including preliminary machining of the feedstock and subsequent processing of the activated material with the indicated solutions, according to the invention, the preliminary treatment is carried out up to the energies of the coherent dispersion regions acquired in the form of a surface equal to 25-27 kJ / mol of scheelite and microdeformations of at least 2.3 kJ / mol of scheelite, and the subsequent treatment with solutions _of 2CO _{3 is} carried out at a temperature of 99 ° C.

Оценку количества усвоенной энергии проводили по методике изложенной в работе Е.В. Богатыревой, А.Г. Ермилова «Оценка доли энергии, запасенной при механической активации минерального сырья» Неорганические материалы, 2008, том 44, с.242-247.The amount of absorbed energy was estimated according to the method described in the work of E.V. Bogatyreva, A.G. Ermilova “Assessment of the proportion of energy stored during the mechanical activation of mineral raw materials” Inorganic materials, 2008, volume 44, p.242-247.

Оценка количества усвоенной энергии позволяет не только оценить, но и контролировать реакционную способность активированного материала не по степени или скорости его реагирования, то есть на конечном этапе вскрытия, а по степени его структурных нарушений сразу после извлечения из активатора.Assessing the amount of absorbed energy allows not only to evaluate, but also to control the reactivity of the activated material not by the degree or speed of its reaction, that is, at the final stage of the autopsy, but by the degree of its structural disturbances immediately after extraction from the activator.

Технический результат - упрощение процесса вскрытия достигается за счет проведения процесса выщелачивания при атмосферном давлении и пониженной температуре в обычном агитаторе. Применения автоклавов при этом не требуется. Процесс извлечения WO₃ одностадийный.EFFECT: simplification of the autopsy process is achieved due to the leaching process at atmospheric pressure and low temperature in a conventional agitator. The use of autoclaves is not required. The WO ₃ extraction process is one-step.

Технический результат - снижение энергозатрат достигается как за счет снижения продолжительности механообработки, так и за счет снижения температуры выщелачивания.EFFECT: reduced energy consumption is achieved both by reducing the duration of machining, and by lowering the leaching temperature.

Наибольший эффект активирования проявляется при количествах энергий усвоенных в виде поверхности областей когерентного рассеивания равной 25-27 кДж/моль шеелита и микродеформаций не менее 2,3 кДж/моль шеелита. Степень извлечения при этом составляет 97-99%. У неактивированного шеелита, в тех же условиях вскрытия, она составила 30%.The greatest activation effect is manifested when the energy amounts of coherent scattering regions assimilated in the form of a surface are 25–27 kJ / mol scheelite and microstrains are not less than 2.3 kJ / mol scheelite. The degree of extraction in this case is 97-99%. In unactivated scheelitis, under the same autopsy conditions, it was 30%.

Снижение количества усвоенной энергии в виде областей когерентного рассеивания до 10 кДж/моль шеелита и микродеформации до 0,09 кДж/моль шеелита сопровождается снижением степени извлечения WO₃ до 90% (в тех же условиях).A decrease in the amount of energy absorbed in the form of coherent scattering regions to 10 kJ / mol scheelite and microdeformation to 0.09 kJ / mol scheelite is accompanied by a decrease in the degree of WO ₃ extraction to 90% (under the same conditions).

Повышение количества усвоенной энергии в виде областей когерентного рассеивания до 29-31 кДж/моль шеелит и микродеформации до 0,78-2,05 кДж/моль шеелита также сопровождается снижением степени извлечения ценного компонента до 91-92%, что может быть объяснено повышением реакционной способности сопутствующих фаз и снижением количества энергии, запасенной в виде микродеформаций.An increase in the amount of energy absorbed in the form of coherent scattering regions to 29-31 kJ / mol scheelite and microstrains to 0.78-2.05 kJ / mol scheelite is also accompanied by a decrease in the degree of extraction of the valuable component to 91-92%, which can be explained by an increase in the reaction the ability of concomitant phases and a decrease in the amount of energy stored in the form of microstrains.

Механоактивации подвергали шеелитовый концентрат крупностью ~90% фракции - 0,071 мкм, содержащего, %: W 35,6; Са 22,3; Si 1,23; Р 1,19; S 0,46; Cu 0,16.Scheelite concentrate with a particle size of ~ 90% fraction - 0.071 microns, containing,%: W 35.6; Ca 22.3; Si 1.23; P 1.19; S 0.46; Cu 0.16.

Активацию проводили в центробежной планетарной мельнице марки ЛАИР-0.015.Activation was carried out in a centrifugal planetary mill brand LAIR-0.015.

Мш:Мк - соотношение массы мелющих тел и массы загруженного концентрата.MS: MK - the ratio of the mass of grinding media and the mass of the loaded concentrate.

τ_а - продолжительность механообработки (активации).τ _a - the duration of machining (activation).

ΔEs - количество энергии, усвоенной в виде поверхности областей когерентного рассеивания.ΔEs is the amount of energy absorbed in the form of the surface of coherent scattering regions.

ΔEε - количество энергии, усвоенной в виде микродеформаций.ΔEε is the amount of energy absorbed in the form of microstrains.

Т:Ж - соотношение твердой и жидкой составляющих в пульпе при выщелачивании.T: W - the ratio of solid and liquid components in the pulp during leaching.

Конкретные примеры исполнения представлены в таблице.Specific examples of execution are presented in the table.

ТаблицаTable Соотношение количеств усвоенных энергий и степени извлечения
WO₃ растворThe ratio of the amount of energy absorbed and the degree of extraction
WO ₃ solution № образцаSample No. Режимы механоактивацииMechanical Activation Modes Количество усвоенной энергии, кДж/мольThe amount of energy absorbed, kJ / mol Режимы выщелачиванияLeaching modes Извлечение WO₃ в раствор, %The recovery of WO ₃ in solution,% Мш:МкMs: Mk τ_а, минτ _a , min ΔEsΔEs ΔEεΔEε Т:ЖT: F t, °Ct, ° C τ_выщ, чτ _high , h $C_{N a_{2} C O_{3}},$

г/л

C_{N a_{2} C O_{3}},

g / l Ref. - - - - 1:12 99 6 250 30.01 one 80: 1 2.0 26.71 2,30 1:12 99 6 250 99.18 2 80: 1 1,5 25.37 2.98 1:12 99 6 250 96.98 3 80: 1 1,0 10.49 0.09 1:12 99 6 250 90.25 four 80: 1 2,5 29.63 2.05 1:12 99 6 250 92.03 5 80: 1 3,5 31.76 0.78 1:12 99 6 250 91.30

Представленные данные показывают, что количество усвоенной энергии в виде областей когерентного рассеивания и микродеформаций коррелируется со степенью извлечения ценного компонента. Данные по условиям механоактивации приведены поскольку это единственные реперы на сегодняшний день, используемые большинством исследователей.The data presented show that the amount of absorbed energy in the form of regions of coherent scattering and microstrains correlates with the degree of extraction of a valuable component. Data on the conditions of mechanical activation are given since these are the only benchmarks to date used by most researchers.

Claims

A method for opening scheelite concentrates, including preliminary machining of the feedstock and subsequent treatment of the activated material with a Na ₂ CO ₃ soda solution, characterized in that the preliminary machining is carried out until the amount of energy acquired in the form of a surface of coherent dispersion regions of 25-27 kJ / mol scheelite and the amount of energy absorbed in the form of microstrains equal to at least 2.3 kJ / mol scheelite, and the subsequent treatment with a solution of soda Na ₂ CO _{3 is} carried out at a temperature of 99 ° C.