Обогащение руд цветных металлов
Дано краткое описание центробежного тяжелосредного сепаратора с двухслойной разделительной средой, предназначенного для повышения качества гравитационных концентратов при обогащении рудного сырья цветных, редких и благородных металлов, приводится его принципиальная схема. Рассмотрено решение дифференциальных уравнений движения разделяемых частиц в его рабочей зоне. В результате получены аналитические выражения наиболее важных гидродинамических параметров перемещения легких и тяжелых частиц – радиальной и продольной их скоростей, необходимых для корректных расчетов основных конструктивных элементов сепаратора. Испытаниями лабораторной модели аппарата на искусственных смесях кварца и галенита установлено, что взаимозасорение продуктов сепарации не превышает 5 %.
Проведены исследования комплексообразующей способности серосодержащих собирателей по отношению к ионам металлов (Cu2+, Ni2+, Fe2+, Co2+) при температуре 298 К и ионной силе 0,075–0,75 моль/л (NaNo3). Установлено, что для фосфорсодержащих собирателей наибольшим сродством к ионам металлов обладает дибутилдитиофосфат калия, а максимальную комплексообразующую способность проявляет ион Со2+. Получены ряды термодинамической стабильности, а также рассчитаны величины изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса, температурно-зависимые и температурно-независимые вклады в ΔG0 комплексов ионов металлов с анионами собирателей.
Показана возможность применения ультратонкого измельчения при переработке минерального сырья. Приведены примеры успешного использования данной технологии в области обогащения полиметаллического сырья и гидрометаллургии благородных металлов. Описаны принцип работы бисерной мельницы и ее основные технологические параметры (размер и загрузка мелющей среды, скорость вращения импеллера, плотность пульпы).
Металлургия цветных металлов
В предположении электрохимической природы взаимодействия газа-восстановителя (СО) с оксидным расплавом, содержащим ионы металлов переходной группы, выведено кинетическое уравнение для расчета скорости восстановительного процесса, учитывающее физико-химические свойства контактирующих фаз. На примере взаимодействия оксидного расплава системы СаО–SiO2–Al2O3, содержащего до 6,0 мас.% MenOm (NiO, CoO, Cu2O), обдуваемого газовой фазой с парциальным давлением РСО = (0,4÷5,0)·102 МПа при Т = 1623 К показано удовлетворительное согласие расчетных и экспериментальных данных.
Получен гранулят оксида алюминия пиролизом карбоксильного катионита КМ-2П. Установлен режим пиролиза КМ-2П с сорбированными ионами алюминия. Полученные образцы исследовали методами рентгенофазового анализа и электронной микроскопии. Определены гранулометрический состав и удельная поверхность.
Исследовано получение активного гидроксида алюминия из щелочно-алюминатного раствора процесса Байера с помощью соли алюминия. Для этого была использована способность неравномерного роста кристаллов при низких температурах и без перемешивания. В результате образуется осадок с высокой удельной поверхностью, который легко растворяется в кислотах и щелочах. Экспериментально определена энергия активации получения активного гидроксида алюминия, которая составила 155,4 кДж/моль, что указывает на кинетический режим протекания процесса, несмотря на отсутствие перемешивания. Показана возможность применения полученного активного гидроксида алюминия в качестве затравки для производства хорошо откристаллизованного мелкодисперсного порошка гидроксида алюминия, который может быть использован для получения оксида алюминия неметаллургического назначения.
Металлургия редких и благородных металлов
Представлены методы получения и результаты исследования высокопористого губчатого серебра и морфологии его образования. Показано, что этот продукт представляет собой наноструктуру, состоящую из частиц серебра размером 100–200 нм, сросшихся между собой в конгломераты разветвленной формы. Даны примеры возможного использования наноструктурного высокопористого губчатого серебра.
Изучена сорбция рения (VII) и ванадия (V) волокнистыми ионитами серии ФИБАН из минерализованных сульфатно-хлоридных растворов. Получены равновесные, кинетические и динамические характеристики сорбции Re и V ионитом ФИБАН марки АК-22, содержащим следующие функциональные группы: =NH, –NH2, –СOOH и ≡N. Установлено, что максимальная емкость этого реагента по ванадию (V) наблюдается при значении рН = 4. Изотермы сорбции Re и V линейны и описываются уравнением Генри с константами Kг = 1,36±0,30 мл/г (R2 = 0,995) и 674±21 мл/г (R2 = 0,999) соответственно. В условиях ограниченного объема раствора получены интегральные кинетические кривые сорбции и с учетом времени полупревращения рассчитаны эффективные коэффициенты диффузии Re и V, составившие 9,0·10–13 и 7,5·10–15 м2/с соответственно. Показана возможность разделения этих металлов в динамических условиях.
Металловедение и термическая обработка
Энерго- и ресурсосбережение
Приведены научные и практические результаты исследования и разработки новых технологий утилизации хвостов гидрометаллургического производства в выработанные пространства и хвостохранилища на основе их иммобилизации (отвердения). Определены и испытаны рецептуры твердеющих смесей, выполнена оценка их прочности. Показано, что скорость повышения прочности растет при увеличении расхода шлака и времени выдержки твердеющей смеси.
Экономика и менеджмент
Описаны текущее состояние и характер изменения рынка галлия под влиянием появляющихся новых секторов его применения, включая состояние и перспективы российского рынка. Показана динамика мирового производства и цен на галлий за последние годы. Выполнен анализ изменений в торгово-промышленной политике Китая как основного производителя этого металла. Оценена потребность в галлии в средне- и долгосрочной перспективе.
ISSN 2412-8783 (Online)