ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕЛЕНА ЦЕМЕНТАЦИОННЫЙ МЕТОДОМ ИЗ ОТРАБОТАННОЙ ПРОМЫВНОЙ КИСЛОТЫ РГП «ЖЕЗКАЗГАНРЕДМЕТ»

АННОТАЦИЯ

В статье приведены оптимальные параметры для извления селена в отработанной промывной серной кислоте. Для обеспечения комплексности переработки металлургических отходов как перспективного сырья и повышения рентабельности производства.

Ключевые слова: цементация, селен, отработанная промывная кислота.

С учетом повышения спроса на мировом рынке редких рассеянных металлов и их соединений их добыча, селекция и получение в виде товарной продукции является одним из приоритетных направлений развития Республики Казахстан. Для стабилизации ситуации редкометальной отрасли в стране необходимо инициирование новых производств по выпуску конкурентоспособной продукции на основе редких металлов, совершенствование методической базы контроля качества редкометальных объектов, создание химико-аналитических сертификационных центров по контролю качества продукции.

Извлечение рениевой продукции и изотопа осмия-187 на предприятии РГП «Жезказганредмет» осуществляется из исходной промывной серной кислоты. В связи с отсутствием технологии извлечения цветных и редких металлов из образующейся отработанной промывной серной кислоты, она утилизируется как отход вместе с ценными компонентами, теряемыми безвозвратно. Ежегодно на предприятии РГП «Жезказганредмет» образуется 14,4-21,6 млн. л отработанной промывной серной кислоты. Для обеспечения комплексности переработки металлургических отходов как перспективного сырья и повышения рентабельности производства, одной из важнейших задач является изучение состава отработанной промывной серной кислоты и разработка технологии получения редких металлов при гидрометаллургической переработке этого сырья.

Эксперименты по цементации селена проводились на образцах отработанной промывной серной кислоты с концентрацией селена от г/дм³ . Температура процесса варьировалась и составляла 25°, 50°, 75°, 90 °С. Цементация осуществлялась медным порошком при взбалтывании в сернокислой среде.

Учитывая, что медный порошок окисляется на воздухе с образованием оксида меди, активность медного порошка при расчетах была принята 75%. Концентрация серной кислоты варьировалась и составляла 20 г/дм³, 60 г/дм³ и 100 г/дм³⁶ в соответствующих экспериментах. Общий объем раствора составлял 250 см³. Расход медного порошка рассчитывался в соответствии с реакцией. Механическое перемешивание растворов проводили на лабораторной установке. Число оборотов мешалки - 200 об/мин. Эксперименты проводились при температурах 90 ° С и 25 ° С.

Вещественный состав осадков, полученных в результате цементации, определялся рентгенофлуоресцентным методом определялся методом рентгенодифракционного анализа. Съемка дифрактограмм проб проводилась на рентгеновском дифрактометре РФА X'Pert Pro в лаборатории университета ВКГУ им. С. Аманжолова.

Быстрата осаждения селена увеличивается с повышением кислотности и температуры опытов. Влияние концентрации кислоты на кинетику процесса обусловлено сдвигом потенциала системы с ростом кислотности раствора и переходом от более инертных гидроксокомплексов к более лабильным формам [1].

Рисунок 1. Осаждения селена в цементат. Концентрации серной кислоты 20, 60 и 100 г/дм³, при температуре - 25°С, максимальное время эксперимента – 180 мин.

Рисунок 2. Осаждения селена в цементат. Концентрации серной кислоты 20 и 100 г/дм³, при температуре - 90°С, максимальное время эксперимента – 120 мин.

При проведении процесса цементации в сильнокислой среде более 1,5 часов достигаются высокие показатели извлечения селена - более 92%. Результаты рентгенодифракционного анализа свидетельствуют о том, что основными формами селена в осадках являются медные селениды.

По результатам видно что при увелечении объема медного порошка в два раза получения селена в цементате науровне более 90%, а при трехкратном увелечении избытка порошка меди идет незначительное увелечение извлечения селена (до 92%).

Для определения энергии активации процесса осаждения были построены кинетические кривые, представленные на рисунке 3.

Рисунок 3. Кинетические кривые осаждения при температурах 90°С и 25 °С и H₂S0₄ 100 г/дм³

На основе полученных данных от опытов установлено:

• При осаждения селена порощком меди повышения температуры и кислотность среды значительно уменьшает продолжительность процесса;
• оптимальные параметры процесса цементации, обеспечивающие практически полное извлечение селена: концентрация H₂S0₄ >100 г/дм³, время осождения 30-40 мин при температуре 80-90 °С.
• гидрохимический характер образования цементатов предполагает высокую реакционную активность их поведения в гидрометаллургических процессах.

Таким образом, в качестве оптимального способа извлечения селена в сернокислых растворах сложного состава является цементацией медным порошком [2].

Список литературы:

1. Грейвер Т.Н. Селен и теллур. Новая технология получения и рафинирования / Т.Н. Грейвер, И.Г. Зайцева, М.М. Косовцева. - М.: Металлургия, 1977.-296 с.
2. Патент RU 2285662 Способ осаждения элементарного селена из кислых растворов, содержащих Se(VI) Грейвер Т.Н., Шнеерсон Я. М., Ласточкина М.А., Глазунова Г. В., Тер-Оганесянц А. К., Анисимова Н. Н заявл. 31.08.2004; опубл. 10.02.2006