Способ переработки шлама хроматного производства

(51) 22 7/00 (2009.01) 22 34/32 (2009.01) 22 3/08 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Техническим результатом от использования изобретения является вовлечение в сферу производства шламовых хвостов, получение богатого магнийсодержащего раствора и обогащение хромом шлама до параметров хромитового концентрата. Технический результат достигается в способе переработки шлама хроматного производства,включающем обработку его водной суспензии серной кислотой, отделении раствора сульфата магния от твердой фазы (шлама), при этом обработку шламовых хвостов ведут в автоклаве при температуре 110-160 С,начальной концентрации серной кислоты 190-200 г/дм 3,давлении в автоклаве 0,15-0,7 МПа,продолжительности выщелачивания 2-3 часа при активном перемешивании механической мешалкой с числом 150-250 оборотов в минуту. Кроме того, шлам дополнительно подвергают обработке карбонатом аммония (4)2 СО 3 в количестве 10-20 от массы шлама.(72) Жарменов Абдурасул Алдашевич Тельбаев Сали Адильевич Еденбаев Серик Султанович Жунусова Гульшат Жарасбаевна Устемиров Хаджахмет Сыйхымджанович Кальянова Ольга Алексеевна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАМА ХРОМАТНОГО ПРОИЗВОДСТВА(57) Изобретение относится к переработке шламовых отходов, образующихся при обогащении хромитовых руд с получением богатого шлама,соответствующего по содержанию оксида хрома хромитовому концентрату с разделением оксида хрома и магния и концентрированием магния в растворе. 24764 Изобретение относится к переработке шламовых отходов,образующихся при обогащении хромитовых руд с получением богатого шлама,соответствующего по содержанию оксида хрома хромитовому концентрату с разделением оксида хрома и магния и концентрированием магния в растворе. Известен способ переработки хроматных шламов,заключающийся в восстановлении содержащегося в них шестивалентного хрома до трехвалентного состояния путем обработки водных суспензий шлама серосодержащими восстановителями в щелочной среде при температуре 122-160 С (А.с. СССР 969674, Кл. С 01 37/02, 1982). К недостаткам данного способа можно отнести то, что ни сам шлам, ни его компоненты полезно не используются. Известен способ переработки хроматных шламов, основанный на обработке их углекислотой(диоксидом углерода) с одновременным извлечением соединений хромаи магния. Техническая сущность способа состоит в двухстадийной обработке водной суспензии хроматных шламов с ТЖ 120-40) при температуре 20-40 С 30 углекислотой в присутствии сернокислого кальция (А.с. СССР 689950, Кл. 01 37/14, 1979 г). К его недостаткам следует отнести низкую степень извлечения хромаиз хроматного шлама(48-60),его многостадийность,необходимость использования концентрированного газообразного диоксида углерода. Наиболее близким, по технической сущности к заявленному способу, является способ переработки шлама хроматного производства, включающий разложение соединений магния и хрома путем обработки шлама водной суспензией серной кислоты при массовом соотношении ЖТ в суспензии в пределах 3-8, температуре 70-100 С,конечном значении рН среды 4-7, поддерживаемом введением кислоты со скоростью 2,5-7 л 24/ кгшлама. Образовавшийся раствор сульфата магния и хромовой кислоты отделяют от твердой фазы обработанного шлама, который после довосстановления остаточного хромадо хрома, подвергают обработке при температуре 150180 С. Далее проводят очистку растворов сульфата магния от соединений хрома и кальция.(Патент . 2083497. 1. 601 37/02, 37/14,С 01 5/24 дата опубл. 1997.01.10) Недостатком этого способа является относительно низкая степень разложения соединений магния (91) и степень извлечения хрома 94,6, сложность и многостадийность технологии разложения хроматного шлама и разделения соединений магния и хрома после разложения серной кислотой, низкая экологическая безопасность способа при работе с кислотами и реагентами из-за негерметичности аппаратуры. Задачей изобретения является разработка эффективного способа переработки шламовых хвостов обогащения хромитовых руд,обеспечивающего повышение концентрации оксида хрома в шламе до параметров хромитового концентрата, максимальное повышение извлечения магния в раствор, предотвращение выделения вредных токсичных веществ в окружающую среду. Техническим результатом от использования изобретения является вовлечение в сферу производства шламовых хвостов, получение богатого магнийсодержащего раствора и обогащение хромом шлама до параметров хромитового концентрата. Технический результат достигается за счет того,что шламовые хвосты обогащения хромитовых руд подвергают автоклавному выщелачиванию серной кислотой с начальной концентрацией 190-200 г/дм 3,0,15-0,7 МПа, продолжительности выщелачивания 2-3 часа при перемешивании механической мешалкой 150-250 об/мин. С целью повышения извлечения магния в раствор в суспензию подают карбонат аммония (4)23 в количестве 10-20 от массы шлама. Способ осуществляется следующим образом. Шламовые хвосты обогащения хромитовых руд направляются на приготовление суспензии при соотношении ЖТ 41, начальной концентрацией серной кислоты 190-200 г/дм 3. Суспензию загружают в автоклав, туда же подают карбонат аммония в количестве 10-20 от массы шлама. Автоклав герметизируется,включаются нагреватели,приборы КИПиА,одновременно включается механическое перемешивание суспензии - 150-250 об/мин. По достижении рабочей температуры автоклавного выщелачивания 110160 С и давления 0,15-0,7 МПа в изотермических условиях осуществляется выщелачивание загруженного материала, продолжительностью 2-3 часа. По завершении выщелачивания выключаются нагреватели и подается холодная вода на охлаждение водяной рубашки автоклава. При охлаждении пульпы до температуры менее 70 С останавливают механическую мешалку и начинают слив пульпы в емкость (сборник). Полученную пульпу фильтруют на вакуум-фильтрах. Полученный хромсодержащий осадок (кек) промывают водой, фильтруют, сушат и после проведения химического и количественного анализа состава, соответствующего хромитовому концентрату, направляют на процесс грануляции. Магнийсодержащий раствор(фильтрат) анализируется на содержание компонентов и направляется на процесс очистки от примесей с целью получения в дальнейшем магниевой продукции. В таблице 1 приведен рациональный состав шламовых хвостов обогащения хромсодержащих руд. Технологические параметры и результаты экспериментальных работ автоклавного выщелачивания шламовых хвостов обогащения хромитовых руд приведены в таблице 2. Пример (таблица 3, опыты 1-12). Берут 200 г шлама обогащения хромитовых руд и приготавливают суспензию при соотношении ЖТ 41, начальной концентрации серной кислоты 190 г/дм 3 (опыты 1-6) и 200 г/дм 3 (опыты 7-9). Полученную суспензию загружают в автоклав,гуммированный кислотоупорным свинцом, туда же подают карбонат аммония в количестве 10 (опыты 1-3 7-9) и 20 (опыты 4-6 10-12) от массы шлама. Автоклав герметизируют, включают нагреватели, приборы КИПиА, одновременно включают механическое перемешивание суспензии 200 об/мин. По достижении рабочей температуры автоклавного выщелачивания 110-160 С и давления 0,15-0,7 МПа в изометрических условиях осуществляется выщелачивание загруженного материала, продолжительностью 2 часа (опыты 13 7-9) и 3 часа (опыты 4-6 10-12). По завершении процесса автоклавного выщелачивания выключают нагреватели и после окончания охлаждения пульпы до температуры менее 70 С останавливают механическую мешалку и сливают пульпу,которую направляют на процесс фильтрации с целью разделения неразложившегося осадка (кек) и раствора (фильтрат). Просушенный кек и фильтрат анализируют на содержание основных компонентов, в первую очередь, оксидов хрома и магния. При температурах 110-160 С, концентрации серной кислоты 190 г/дм 3, продолжительности 2 часа, количестве добавки (4)23 -10 и активном перемешивании 150-250 об/мин механической мешалкой, извлечение оксида хрома составляет 98,15-95,20, содержание его в кеке 51,80-52,35, извлечениераствор в пределах 92,70-96,33. При тех же температурах, кислотности и перемешивании автоклавного выщелачивания,продолжительности 3 часа и количестве добавки(Н 4)2 СО-20, извлечение оксида хрома в кек составляет 98,0-94,9 при его содержании в кеке 52,1-52,9, извлечениев раствор в пределах 93,0-97,0. При температурах 110-160 С, кислотности серной кислоты 200 г/дм 3, продолжительности 2 часа, количестве добавки (4)23-10, механическим перемешивании, извлечение оксида хрома в кек составляет 98,1-94,5 при его содержании в кеке 51,9-52,8, извлечениев раствор в пределах 93,7-97,7. При тех же температурах, кислотности,перемешивании автоклавного выщелачивания,продолжительности 3 часа и количестве добавки(4)23 -20, извлечение оксида хрома в кек составляет 97,7-94,7 при его содержании в кеке 52,2-53,05, извлечениев раствор в пределах 94,3-98,3. Таким образом, предлагаемый способ позволяет проводить автоклавное выщелачивание шламовых хвостов обогащения хромитовых руд и концентрировать оксид хрома до 51,6-53,05 в кеках выщелачивания, соответствующего по содержанию оксида хрома - хромитовому концентрату с достаточно высоким извлечением 94,7-98,15, перевестив раствор с высоким извлечением 92,7-98,3 при технологических параметрах проведенных опытов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки шлама хроматного производства, включающий обработку его водной суспензии серной кислотой, отделении раствора сульфата магния от тврдой фазы, шлама,отличающийся тем, что обработку шламовых хвостов ведут в автоклаве при температуре 110160 С, начальной концентрации серной кислоты 190-200 г/дм 3, давлении в автоклаве 0,15-0,7 МПа,продолжительности выщелачивания 2-3 часа при активном перемешивании механической мешалкой с числом 150-250 оборотов в минуту. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что шлам дополнительно подвергают обработке карбонатом аммония (4)23 в количестве 1020 от массы шлама.