Мазмұны

5.5 Сульфидті мыс концентраттарын өңдеуде ренийдің таралуы

Мыс сульфидті кендер ренийдің өндірістік маңызды шикізат көзі, онда рений концентрациясы 1 г/т және одан жоғары болады. Кенді байытуда мыс концентраттарында рений мөлшері 5-6-дан 20-35 г/т дейін жетеді.
Дәстүрлі схема бойынша мыс өндірісінде мыс концентраттары алдымен күйдіріледі, содан кейін конвертерленетін штейнге балқытылады. Ковертерленіп балқытылған шикі мыс таза катоды мыс алу мақсатында электрохимиялық тазартуға жіберіледі.
Мыс балқыту зауыттарында рений күкірт қышқылы өндірісінің шығатын газдарынан, дымқыл тазалау кезінде пайда болатын шаң мен шламдардан алынады. Қайта өңдеу өнімдері арасында ренийдің таралуы балқыту процесінің аппараттық дизайнына және қолданылатын технологиялық схемаға байланысты. Сонымен, сульфидті мыс концентраттарын штейнге өңдеу көбінесе оттегі-факельді немесе шағылыстыратын пештерде жүзеге асырылады, одан кейін конвертерленеді. Осы кезеңде шаю бөліміне шығатын газдармен бірге бастапқы құрамындағы ренийдің 56-60 % бөлінеді, ал ренийдің ~40% - ы (баланс бойынша) металда қалады.
Егер концентратты штейнге балқыту шағылыстыратын пештерде жүргізілсе, онда балқыту процесінде ренийдің 45-50 % -ы газдарға өтеді де, 40 % - ға жуық мөлшері штейнге қалады, кейіннен конвертерлеу кезінде бқл мөлшері газдарға өтеді. Оттегі-факельді балқыту кезінде шаң-газ фазасымен бірге кететін ренийдің мөлшері 40 % - дан аспайды, ал оның штейнде қалатын мөлшері 50-52 % - ға дейін артады.
Сульфидті мыс концентраттарынан ренийді толығымен газ фазасына өткізу үшін балқыту мен конвертерлеу процесін біріктіру ұсынылған. Бұл процесте штейн балқымасына ауа ағынын енгізу аймағында оттегі потенциалы мен факель аймағындағы температура жоғары болып ренийдің газ фазасына толық өтуіне қолайлы жағдайлар жасалады.
Өнеркәсіптік масштабта мұндай процесті конвертерлерде концентрат шихтасын балқымаға тік және бүйірлік фурмалар арқылы үрлеу арқылы жүзеге асыруға болады. Қайта өңдеу өнімдері бойынша ренийдің таралуы мынадай көрсеткіштермен сипатталады (%- бен):

Үрленген концентрат пен штейннің қатынасы шикізаттың құрамымен анықталады және үрлеуді оттегімен байытқанда артады. Алынған түрлендіргіш газдардан рений дымқыл скрубберлерде ұсталады және циркуляциялық сульфат ерітінділерінде шоғырланады. Скруббер ерітінділері негізінен шайынды ерітінділері болғандықтан, отандық техникалық әдебиеттерде оларды көбінесе шайынды күкірт қышқылының ерітінділері деп атайды.
Мыс сульфидті концентратынан балқыту, конвертерлеу процестері арқылы ренийдің 50-70 % шайынды күкірт қышқылына өтеді. Шикі мыспен ренийдің 4 % - на дейін (баланс бойынша), ал шлактармен -2,5 % - ға дейінгі мөлшері жоғалады. Ренийдің ең үлкен жоғалымы (19 % дейін мөлшері) атмосфераға шағылысатын пештерден және конвертерлерден шығарып, ауаға тасталынатын газдардың құрамында.
Мыс металлургиясында Ванюковтың балқытуы процесі кең таралған. Бұл процесте бөлінетін газдарға ренийдің 65-70 % өтеді, ал бастапқы концентраттағы ренийдің 10-15% - дан аспайтын бөлігі штейнге өтеді. Ылғал шаң ұстау жүйелерінде рений 80-85 % шайынды күкірт қышқылының ерітінділеріне және аз мөлшері дымқыл электрофильтрлер мен шашыратқыштардың шламдарына өтеді (0,02% Re).
Шайынды күкірт қышқылының құрамы пирометаллургиялық өңдеудің аппаратуралық дизайнына байланысты емес. Ерітінділерде орташа есеппен 70 %--ға дейін күкірт қышқылы, 0,5-3 г/л мыс, 0,1-0,5 г/л рений және 0,5-10 г/л темір бар. 2.7-кестеде мыс штейндерін конвертерлеу кезінде түзілетін шайынды күкірт қышқылының орташа құрамы келтірілген.
Күкірт қышқылының концентрациясы 20-30 % (және одан да көп) шайынды ерітінділерді қышқыл алу циклінен тұнбалауға шығарады. Тұнбаларды (тауарлық қорғасын қағын) декантациялаудан және жуудан кейін шайынды ерітінділер негізгі ерітінділермен біріктіріліп, ренийді алуға жіберіледі.
Шайынды күкірт қышқылында әртүрлі қоспалар болған кезде оны тікелей кәдеге жарату мүмкіндігі шектеледі (мысалы, шайынды қышқылын 93% H2SO4 алғанға дейін моногидратпен нығайту) және одан құнды компоненттерді және ең алдымен ренийді алу бірінші орынға қойылады.

2.7-кесте. Шайынды күкірт қышқылының құрамы