Мазмұны

5.6.1 Ренийді техногенді өнімдерден бөліп алу әдістері

Орталық Қазақстанның мыс-сульфидті, мыс-молибденді кендері құрамында жезказганит минералы және рений-187 изотопының бета-ыдырауы нәтижесінде түзілген осмий-187 моноизотопы шоғырлануымен ерекшеленеді.
Бұл кендер мыс, күкірт қышқылын және аммоний перренатын алудың технологиялық нобайы бойынша өңделеді. Шикізатты өңдеу барысында рений, осмий мыс өндірісінің техногенді өнімдеріне таралады. Нәтижесінде техногенді өнімдердегі сирек металдардың концентрациясы бастапқы кенге қарағанда бірнеше есе жоғарылайды. Осмий мен ренийдің өңдеу өнімдеріне таралуын зерттеу нәтижелері бұл металдардың басым бөлігі шайынды күкірт қышқылы мен қорғасынды қойыртпаққа өтетінін көрсеткен (2.3-сурет).
Жезқазған мыс өндірісіндегі ренийдің өңдеу өнімдеріне таралуын зерттеу нәтижелері электробалқыту кезінде оның 70%-ға жуық мөлшері ұшырындыға өтеді.
Тасталынатын шлактармен ренийдің 5%-ы қайтымсыз жоғалады. Конвертерлеудің 1-ші сатысында ренийдің басым бөлігі ұшырындыға өтеді. Мыс концентраттарын өңдеу кезінде ренийдің басым бөлігі газ фазасына өтіп, электрофильтр тозаңдары мен шайынды күкірт қышқылында, одан ары қорғасынды қойыртпаққа концентрленеді.
Қорғасынды қойыртпақтағы ренийдің мөлшері 500-1500 г/т, ал осмийдің мөлшері 25-60г/т құрайды. Бұдан басқа оның құрамында 0.5-1.0 % ға дейін сынап, мышьяк және органикалық қосылыстар кездеседі.
Қорғасынды қойыртпақ - негізін қорғасын қосылыстары құрайтын, құрамына осмий мен ренийдің шоғырлануы нәтижесінде сирек металдармен байытылған екіншілік шикізат болып табылады.
Қазақстанда мыс өндірісінің техногенді өнімдерінен ренийді бөліп алуға байланысты ғылыми-зерттеу жұмыстары Қарағанды химия-металлургия институтында 70-ші жылдардан бері жүргізіліп келеді.

Е.А. Букетовтің басқаруымен балқу агрегатының газ фазасынан ренийді сорбциялау әдісі алғаш рет орындалған. Кейіннен В.Г. Шкодин, В.П. Малышев, Х.А. Әлжанованың жұмыстарында ренийді сілтілі ерітіндіден сорбциялау зерттелген.
Ж.Н. Әбішев, Н.С. Бектұрғанов, С.В. Беляев еңбектерінде шаймалау, флотация, тотықты шикізаттарды сульфидтеу операцияларын қолданып, рениймен қатар түсті металдарды бөліп алу әдістері ұсынылған.
Белгілі пирометаллургиялық әдістерде қорғасынды шаң мен қойыртпақ құрамындағы осмий, рений және органикалық заттарды газ фазасына жоғары дәрежеде өткізу үшін, оларды түрлі қоспалармен түйіршіктейді; дисперсті қиын балқитын материалдармен (цемент, кремний оксиді), ферробалқыма ұнтағымен, қорғасын шаңының түйіршігімен, циклонда түзілетін ірі шаңдармен, марганец және темір концентраттарымен. Бұл шешімдер материалды балқытпай, жентектемей күйдіру температурасын жоғарылатуға мүмкіндік береді, нәтижесінде ренийдің газ фазасына өтуі 97-99 %-ға жоғарылатылған.
Мыс өндірісіндегі қорғасынды шаңды автоклавта тотықтыра шаймалап, ренийді ерітіндіге өткізуге негізделген гидрометаллургиялық әдістер де белгілі. Бұл жағдайда қорғасынды шаңды сутек пероксидінің 0,6-1,8 %-ды ерітіндісімен 110-120 0С температурада 60-70 мин бойы өңдеп ерітіндіге ренийдің 86-95 %-ын, мыс пен мырыштың 50-70 %-ын бөліп алған.
Біріктірілген пиро- және гидрометаллургиялық әдістерде Полывянный И.Р., А.К Кобжасов еңбектерінде қорғасынды шаңды немесе қойыртпақты күйдіріп ренийді газ фазасына өткізіп алған соң, күйіндіні күкірт қышқылымен шаймалап мырышты бөліп алады (шаңды өңдегенде), натрий карбонатымен шаймалау – сүзу - кектен азот қышқылымен шаймалап қорғасынды ерітіндіге өткізу – сүзу - екі ерітіндіні қосып қорғасын сульфатын алу немесе натрий карбонатымен күкірт (1-5%) қатысында шаймалау арқылы органикалық қоспаларды сорбциялайды, нәтижесінде алынған қорғасын сульфатының сапасы жақсарады немесе натрий карбонатымен шаймалаған соң қорғасын карбонатынан тұратын кекті металдық қорғасын алу мақсатында тотықсыздандыра балқытады.
1960-1975 жылдары Э.Е. Фаинның жетекшілігімен Балқаш мыс балқыту зауытында мысты-молибден кендерін өңдеуде түзілетін күкірт қышқылды қойыртпақтан Os187-изотопын алу технологиясы жасалған. Технология қойыртпақты тотықтыра күйдіру әдісімен осмийді газды фазаға өткізіп, натрий гидроксиді ерітіндісінде ұстап, одан ары осмийді сульфидті тұнбаға түсіруге негізделген. Осмий толық концентратқа өтеді. Авторлар осмийдің мөлшері 15 %-ға жететін концентрат алған. Жасалған технология Балқаш тау-кен металлургиялық комбинатында жартылай-өндірістік қондырғыда сынақталған.
Бұл әдістерді орындалу принципіне қарай шартты түрде екі топқа бөлуге болады:
1. осмий мен ренийдің оттекті қосылыстарының ұшқыштығына және суда ерігіштігіне сүйене отырып, шикізатты тотықтырғыш қатысында өңдеу (күйдіру немесе шаймалау) арқылы сирек металдарды газ фазасына немесе ерітіндіге бөліп алу
2. қойыртпақтың негізгі құрамдас бөлігі - қорғасын қосылыстарын ерітіндіге өткізу арқылы, ерімейтін қалдықты осмий мен рений бойынша байыту
Осмий және ренийқұрамды материалдарды өңдеу тәжірибесінде металдардың ұшқыш оттекті қосылыстарының