авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Физико-химическое обоснование рациональной технологии сульфидизирующего обжига труднообогатимой золотосодержащей арсенопиритной руды

-- [ Страница 2 ] --

Таким образом, результаты проведенного термодинамического моделирования доказывают возможность полного извлечения мышьяка в малотоксичной сульфидной форме при обжиге арсенопирита с пиритом в атмосфере перегретого водяного пара. Теоретически необходимый расход сульфидизатора составляет 1,5-2 моля. Увеличение количества воды более 1 моля приводит к окислению образующихся сульфидов мышьяка. Термодинамический анализ свидетельствует о возможности проведения экспериментальных исследований в необходимом интервале температур (973-1073 К) при избытке сульфидизатора и ограниченном количестве воды с получением сульфидов мышьяка заданного состава.

 Равновесный состав при взаимодействии 1М FeAsS с 2М FeS2 и 1М H2O Равновесный-2

Рис. 3. Равновесный состав при взаимодействии 1М FeAsS с 2М FeS2 и 1М H2O

 Равновесный состав при взаимодействии 1М FeAsS с 2М FeS2 и 2М H2O 2. Эффективность-3

Рис. 4. Равновесный состав при взаимодействии 1М FeAsS с 2М FeS2 и 2М H2O

2. Эффективность удаления мышьяка в газовую фазу определяется особенностью протекания процесса в диффузионной области и, главным образом, зависит от температуры и продолжительности обжига. Зависимость степени деарсенизации от продолжительности обжига удовлетворительно описывается уравнением Ерофеева Колмогорова.

Проведен формально-кинетический анализ процесса обжига арсенопиритсодержащей руды в атмосфере водяного пара, который показал, что процесс удовлетворительно описывается уравнением Ерофеева-Колмогорова

, (1)

где – доля прореагировавшего вещества ко времени ,

k и n – постоянные. По Ерофееву, n – число последовательных стадий при образовании устойчивого начального центра новой твердой фазы.

На рис. 5 представлены интегральные кинетические кривые, которые отражают зависимость степени деарсенизации от продолжительности обжига при различных температурах. Из рисунка видно, что температура существенно влияет на степень деарсенизации.

 Зависимость степени деарсенизации от времени Если экспериментально-7

Рис. 5. Зависимость степени деарсенизации от времени

Если экспериментально полученная зависимость степени превращения вещества от времени описывается уравнением (1), то, откладывая на оси абсцисс значения ln , а на оси ординат - ln[-ln(1- )], получим прямую линию.

Из экспериментальных данных степени деарсенизации было получено значение двойного логарифма и построен график зависимости ln[-ln(1- )] от ln . На рис. 6 показана прямолинейность графика для каждой температуры, которая показывает, что процесс удовлетворительно описывается уравнением Ерофеева-Колмогорова. Постоянная n находится по наклону отрезков в координатах двойного логарифма от степени превращения и логарифма от времени. Значение n < 1 свидетельствует о том, что изучаемый процесс лежит в диффузионной области. В случае, когда n 1, процесс протекает во всем объеме твердого вещества.

На рис. 7 показана зависимость скорости реакции от времени. Из рисунка видно, что скорость деарсенизации достигает максимума через 5 минут. Для всех температур максимум проявляется в указанном интервале.

 Зависимость ln[-ln(1- )] от ln  для процесса деарсенизации для каждой температуры -8

Рис. 6. Зависимость ln[-ln(1- )] от ln для процесса деарсенизации

для каждой температуры

 Зависимость скорости деарсенизации от времени На основании экспериментальных-10

Рис. 7. Зависимость скорости деарсенизации от времени

На основании экспериментальных данных в уравнении (1) определены коэффициенты n и k, значения которых показывают, что процесс деарсенизации арсенопирита протекает в диффузионной области. Определены значения констант скорости реакции и энергии активации, которая равна 13,59 кДж/моль. Установлено, что константа скорости процесса растет с увеличением температуры.

3. Предложена технология вывода мышьяка в малотоксичной сульфидной форме при переработке труднообогатимой золотосодержащей руды, включающая обжиг с сульфидизатором (некондиционным пиритным концентратом с содержанием серы не менее 35 %), которая позволяет частично утилизировать токсичные отходы, содержащие пирит, при эффективном извлечении золота.

Для нахождения оптимальных режимов деарсенизации использовалась матрица планирования эксперимента, по которой варьировались такие параметры как - температура (х1), продолжительность процесса (х2) и расход сульфидизатора (х3), которые задавали по трехфакторной матрице планирования эксперимента на пяти уровнях.

Уровни изучаемых факторов представлены в таблице 1.

Таблица 1

Уровни изучаемых факторов

Факторы Уровни
1 2 3 4 5
(х1) температура процесса, К 673 773 873 973 1073
(х2) продолжительность процесса, мин 5 10 15 20 25
(х3) масса сульфидизатора, г 0 0,10 0,25 0,50 0,75

Лабораторные опыты по обжигу арсенопиритсодержащей руды с сульфидизатором в атмосфере перегретого водяного пара были проведены на разработанной установке, представленной на рис. 8. Установка состоит из трех основных узлов – электропечи 2, парогенератора 3, реактора 4. Для получения водяного пара в парогенератор подается холодная вода, расход пара осуществляется по расходу воды ротаметром типа РМ-Iа. Контроль и регулирование температуры в реакционной зоне печи осуществляется терморегулятором (Ш 4538) с точностью ± 1 К. Поглотители газов 5 позволяют определять количество продуктов в газовой фазе.

Для определения остаточного содержания мышьяка в полученных огарках был проведен химический анализ стандартным гипосульфидным методом, фотометрически, по окраске коллоидного раствора. По степени отгонки мышьяка методом усреднения результатов были построены графики частных зависимостей степени деарсенизации мышьяксодержащей арсенопиритной руды (Yi) от факторов (Xi) (рис. 9-10).

 Схема лабораторной установки: 1 – ротаметр; 2 – электропечи; 3 – парогенератор; 4-11

Рис. 8. Схема лабораторной установки:

1 – ротаметр; 2 – электропечи; 3 – парогенератор; 4 – реактор; 5 – поглотители газов

 Зависимость степени деарсенизации от температуры. Зависимость степени-12
Рис. 9. Зависимость степени деарсенизации от температуры.

 Зависимость степени деарсенизации от времени Методом наименьших квадратов-13

Рис. 10. Зависимость степени деарсенизации от времени

Методом наименьших квадратов были определены алгебраические выражения для частных функций. Расчетные значения частных функций представлены в таблице 2.

Таблица 2

Расчетные значения частных функций

Уровни Функции
Y1=(f(T)) = 9. 10-5 – 0,002Х1 Y2=(f()) = -0,0182Х22 + 1,1039Х2 + 58,798
1 39,4176 63,8625
2 49,2316 68,0170
3 73,8456 71,2615
4 92,2596 73,5960
5 96,9736 75,0205
Среднее значение 70,3456 70,3556

Функция зависимости степени деарсенизации от содержания FeS2 – не значима, так как не влияет на степень деарсенизации.

С учетом значений частных функций обобщенное уравнение Протодьяконова примет вид:

Коэффициент корреляции обобщенного уравнения Y составляет R = 0,996 при значимости tR = 699,28. Ошибка уравнения составила 0,56 %, что свидетельствует о соответствии экспериментальных данных полученным зависимостям.

Из анализа частных зависимостей степени деарсенизации арсенопиритной руды (Yi) от факторов (Xi) следует, что оптимальными условиями процесса деарсенизации арсенопиритной руды являются: температура 973-1073 К; продолжительность обжига 20-25 мин. Обжиг целесообразно вести при температуре 973-1003 К (увеличение температуры до 1023 К повышает инкапсуляцию золота в огарке).

В таблице 3 представлены технологические показатели обжига арсенопиритсодержащей руды с сульфидизатором в оптимальных режимах (температура 1003 К, продолжительность 20 мин).

Таблица 3

Технологические показатели обжига

Продукт Выход Содержание, % Распределение, %
г % As S As S
Шихта 50,00 100,00 7,20 18,24 100,00 100,00
Огарок 33,88 67,76 0,01 1,62 0,09 6,48
Пыль 0,50 1,00 0,16 56,00 0,02 3,31
Конденсат 13,68 27,36 26,24 55,84 99,88 90,21
Невязка 1,94 3,88


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.