Введение к работе
з
Актуальность темы. При рафинировании чернового алюминия трёхслойным электролизом образуются полиметаллические анодные остатки, состава, %: 10-34 - А1; 14-30 - Си; 12-15 - Fe; 5-20 - Si; 0,2-0,4 - Ga; 0,1-0,2 - V; 0,1-0,25 - Ті, являющиеся перспективным сырьём для получения меди, алюминия, железа и галлия. Высокое исходное содержание алюминия препятствует прямой переработке анодных остатков в пирометаллургическом цикле получения черновой меди и требует их предварительного обогащения/обеднения по меди/алюминию для повышения соотношения Си/А1 и селективного выделения галлия. Актуальность работы обусловлена исследованием и разработкой экологически безопасных и ресурсосберегающих технологий и агрегатов по комплексной переработке техногенного сырья с оптимальным удельным расходом топливно-энергетических ресурсов и конструкционных материалов, что минимизирует вредные воздействия на окружающую среду.
Цель работы. Разработка технологии по комплексной переработке анодных остатков с получением первичных галлиевого и медного концентратов, смешанного алюминий - железосодержащего коагулянта, посредством:
выявления новых данных о поведении цветных и редких металлов в процессах выщелачивания техногенного сырья, их селективного выделения и концентрирования из растворов;
построением адекватной математической модели для эффективного управления и автоматизации технологии выщелачивания анодных остатков в зависимости от параметров процесса;
- опытно-промышленных испытаний разработанной технологии и
получения исходных данных для её внедрения в производство.
Научная новизна. Определены кинетические режимы (внешне и внутридиффузионный, химический) и параметры (константы скорости растворения и обмена, коэффициенты диффузии), коэффициенты
4 концентрирования и энергии активации процессов: цементационного
растворения и кислотного выщелачивания металлов из исходного сырья;
сорбционного выделения ионов металлов из растворов выщелачивания
различного состава. Опробована математическая модель обработки данных
процесса цементационного выщелачивания анодных остатков в смешанных
кислотно-солевых растворителях, позволяющая оптимизировать технологию
переработки техногенного сырья в зависимости от его состава.
Практическая значимость работы. Разработана, испытана и рекомендована к внедрению на медеплавильных предприятиях комплексная технология переработки полиметаллических анодных остатков процесса рафинирования чернового алюминия. Результаты работы приняты в качестве исходных данных для проекта реконструкции цеха переработки пылей на ООО «Медногорский медно-серный комбинат».
Методы исследований. Использованы химический, нефелометрический, рентгенофазовый, УФ- и ИК-спектроскопический методы исследований и анализа, математическая обработка экспериментальных данных.
Положения, выносимые на защиту. Кинетические закономерности процессов: цементационное выщелачивание алюминия и галлия кислотно-солевыми растворителями из исходного сырья; селективное сорбционное выделения галлия из растворов выщелачивания различного состава.
Результаты лабораторных исследований и опытно-промышленных испытаний комплексной технологии переработки полиметаллических анодных остатков с рекуперацией меди, железа, алюминия и галлия.
Разработанная технология переработки полиметаллических анодных остатков с получением товарных продуктов: первичного галлиевого и медного концентратов, смешанного алюминий - железосодержащего коагулянта.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на конференциях: XI-я конференция «Современные проблемы информатизации в технике и технологиях», Воронеж, 2006 г; VII-я Международная конференция «Компьютерное моделирование 2006», Санкт-Петербург, 2006.
5 Публикации. По теме диссертации получен патент на изобретение,
опубликовано 3 статьи и 2 тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав,
выводов, списка литературы 81 наименований, приложений. Материал изложен
на 116 страницах машинописного текста, включая 51 рисунок и 35 таблиц.
