К проблеме рационального использования сырья при переработке сульфидных медно-никелевых руд |
А.Г.Касиков Важнейшими принципами рационального природопользования является повышение комплексности использования сырья, ликвидация необоснованных потерь при его добыче, обогащении и переработке.Это позволяет повысить выпуск продукции на действующих предприятиях, в ряде случаев исключает необходимость строительства новых предприятий, а также способствует снижению загрязнения окружающей среды отвальными продуктами. Переработку сульфидного медно-никелевого сырья нельзя назвать комплексной, так как она направлена преимущественно на извлечение никеля и меди. При этом благородные металлы извлекаются попутно, что ведет к полной потере осмия и значительным потерям серебра и редких платиновых металлов. Извлечение других редких металлов, а также железа и магния действующие технологии переработки медно-никелевого сырья не предусматривают совсем. Снижает коэффициент комплексности использования сырья и низкое извлечение кобальта, значительная часть которого переходит в отвальные шлаки. Решить проблему повышения комплексности использования сырья при переработке медно-никелевых руд возможно за счет совершенствования способов утилизации отходов производства, многие из которых являются отвальными продуктами.В ОАО «Кольская ГМК» отвальными продуктами в настоящее время являются вскрышные породы, хвосты флотации, шлаки и железистые кеки. В ряде случаев в отвал могут попадать и другие отходы, включая отработанные ванадиевые катализаторы. Основным потребителем вскрышных пород является промышленность стройматериалов. Однако в настоящее время для этих целей используется лишь 5-8% от общего объема отходов, что связано их существенными отличиями от традиционного по минеральному и химическому составу, физико-химическим и технологическим свойствам сырья, используемого в стройиндустрии. Наиболее существенными отличиями является присутствие в составе отходов минералов и элементов-примесей, не характерных для традиционного минерального сырья для производства строительных и технических материалов [1]. В этой связи вскрышные породы от добычи медно-никелевых сульфидных руд совместной комиссией Минтяжстроя, Минцветмета и Госстроя РСФСР признаны неблагоприятными для использования [2]. Перспектива вовлечения в переработку хвостов обогащения сульфидных медно-никелевых руд связана в основном с утилизацией их в стройиндустрии. В частности, в работе [3] сообщается о возможности использования хвостов при производстве высокопрочной плитки, характеризующейся низкой истираемостью. Лежалые хвосты могут также быть использованы для производства пигментных наполнителей лакокрасочных составов, причем отмечено, что присутствие в хвостах сульфидов не оказывает существенного влияния на свойства конечного продукта, а даже повышает его яркость и стойкость [4]. Попытки извлечь из хвостов цветные металлы с целью более рационального использования данного вида отходов пока не увенчались успехом, так как обогатительные и гидрометаллургические методы оказались неэффективными. Еще одним видом отвальных продуктов медно-никелевого производства являются железисто-магнезиальные шлаки. Установлено, что складирование шлаков приводит к постепенному вымыванию из них меди, никеля и кобальта и, как следствие, загрязнению природной воды тяжелыми металлами [5-7]. В настоящее время в хозяйственный оборот вовлекается только небольшая часть этих отходов, которые используют в основном в качестве закладочного материала и при отсыпке дорог. Небольшое количество этих отходов применяли в пескоструйных аппаратах [3]. Ранее шлаки использовали на комбинате «Североникель» для получения термоизоляционных плит, которые отправляли даже за пределы Мурманской области [8]. Другим примером применения шлаков в строительстве является их использование в качестве добавки в бетоны, которые впервые стали применять в 1959 г. [9]. Последние разработки, выполненные в ИХТРЭМС КНЦ РАН, показали, что из шлаков медно-никелевого производства с помощью кислотной обработки могут быть получены добавки в магнезиальное вяжущее, обеспечивающие значительное повышение его водостойкости [10]. Кроме стройиндустрии шлаки применяли для получения ряда технических материалов и реагентов. В частности, магнезиально-железистый шлак использовали при производстве шлако-щелочного адсорбента [12] и для получения железо-кремниевого коагулянта, причем добавка последнего реагента в воду совместно с обожженными технологическими илами комбината «Североникель» позволила значительно увеличить удерживающую способность осадков [13]. После закрытия в Мончегорске плавильного цеха еще одним отвальным продуктом Кольской ГМК стали железистые кеки. Данный продукт содержит сравнимое с исходной рудой количество цветных металлов и поэтому его захоронение нельзя считать рациональным. Кроме того, железистые кеки содержат водорастворимый никель и медь. В ИХТРЭМС КНЦ РАН разработано несколько вариантов комплексной переработки железистых кеков с применением жидкостной экстракции [14 ]. В частности, разработана технологическая схема совместной переработки железистых кеков и промывной серной кислоты, обеспечивающая не только утилизацию наиболее проблемных отходов медно-никелевого производства, но и получение дополнительной продукции. В начале 2000 г. в отвалах Кольской ГМК скопились сотни тонн отходов отработанных ванадиевых катализаторов, содержащих 6-7% оксида ванадия.В тоже время отходы V-катализаторов являются перспективным источником сырья для получения оксидных соединений ванадия, которые находят широкое применение в различных областях техники. Ранее показано, что ванадиевый катализатор можно переработать в Кольской ГМК с использованием для его выщелачивания бедных сернистых газов [15]. Остаток выщелачивания, представляющий собой в основном диоксид кремния с примесью ванадия, очень близок по составу к шихте, используемой при производстве ванадиевых стекол, и поэтому также является товарной продукцией. Кроме того, имеется опыт использования отработанных катализаторов при получении глазурей [16]. В настоящее время в Кольской ГМК складированию подлежат также тонкие конвертерные пыли комбината «Печенганикель». Эти отходы содержат значительные количества цинка и свинца которые являются наиболее вредными примесями для получения качественного электролитного никеля и поэтому эти пыли захоранивают. В тоже время эти отходы содержат значительные количества таких редких металлов как Re, Tl и Ge, которые в значительной степени переходят в раствор уже при водном выщелачивании и могут быть извлечены в отдельные концентраты с использованием сорбционных или экстракционных способов. Помимо отвальных продуктов при переработке медно-никелевого сырья образуются разнообразные отходы, которые направляются в оборот на пирометаллургическую переработку, что не всегда является рациональным. В частности, возврат тонкой пыли никелевого производства и остатков выщелачивания медных огарков на пирометаллургическую переработку ведет к значительным потерям серебра. В тоже время в ИХТРЭМС КНЦ РАН разработаны способы, позволяющие извлекать серебро в отдельные концентраты. Металлургическая пыль Кольской ГМК была использована также для получения технического медного купороса, необходимого при флотации сульфидных медно-никелевых руд, причем, как показали испытания, использование собственного реагента взамен чистого медного купороса позволило несколько улучшить показатели флотации и отказаться от завоза данного реагента из-за пределов Мурманской области. Примером рационального использования отходов является также применение продуктов дожигания кубовых остатков производства карбонильного никеля, состоящих преимущественно из мелкодисперсных частиц оксида железа и феррита никеля, в качестве компонента бескремниевых лигатур. Замена чистого оксида никеля на данный вид отходов позволила снизить затраты на 1 т лигатуры примерно на 3000 $ США [17]. Кроме того, остатки дожигания использовали в качестве пигмента при окраске металлических поверхностей, предназначенных для работы в агрессивных средах. Существуют и некоторые другие примеры комплексной переработки и рационального использования отходов медно-никелевого производства, однако их внедрение тормозится слабой заинтересованностью предприятий, не имеющих достаточных экономических стимулов к переработке отвальных продуктов, как это имеет место во многих зарубежных странах [11].ЛИТЕРАТУРА
Set as favorite
Bookmark
Email This
Hits: 5477 |