Статья
Название статьи Исследование процесса кислотного обеззоливания концентрата флотации графитизированной металлургической пыли
Авторы Орехова Н.Н. д-р техн. наук, доцент, n_orehova@mail.ru
Библиографическое описание статьи Орехова Н. Н., Фадеева Н. В., Зинченко А. А., Исаева Л. С. Исследование процесса кислотного обеззоливания концентрата флотации графитизированной металлургической пыли // Вестник Забай- кальского государственного университета. 2023. Т. 29, № 4. С. 73–84. DOI: 10.2109/2227-9245-2023-29- 4-73-84.
Категория Недропользование, горные науки
УДК 622.7/622.234.42
DOI 10.2109/2227-9245-2023-29-4-73-84
Тип статьи Научная статья
Аннотация Перспективным сырьём для получения чешуйчатого графита являются графитизированные пыли металлургического передела железных руд – спели. Проблема получения малозольного графита из спелей сопряжена с поиском эффективного способа обеззоливания концентратов флотационного обогаще- ния. Цель работы – экспериментальная проверка возможности эффективного снижения зольности концентрата флотации химической доводкой кислотным выщелачиванием. Объектом исследования являлся флотационный концентрат, полученный из графитизированной спели кислородно-конвертерного цеха. За- дача исследования состояла в выборе способа кислотного обеззоливания для дальнейшей оптимизации процесса. В статье приводятся сведения о результа- тах обеззоливания природного графита обработкой растворами индивидуаль- ных кислот и их смесей зарубежными исследователями. Рассмотрены различия составов природного и техногенного графита, обуславливающие выбор способа кислотного выщелачивания зольных компонентов. Дано термодинамическое обоснование выбору сочетания плавиковой и серной кислот. Представлены ре- зультаты однофакторных экспериментов по обработке концентрата выщелачи- вающими растворами соляной, серной, азотной и плавиковой кислот и резуль- таты оптико-микроскопического изучения обеззоленного графита. Приведены и проанализированы зависимости влияния на параметры выщелачивания вида кислоты, продолжительности выщелачивания и концентрации раствора. Опти- ко-микроскопический анализ подтвердил эффективность применения плавико- вой кислоты для обеззоливания графита. Установлено, что добавка плавиковой кислоты к 10-процентному раствору серной кислоты в количестве 0,5 % улучша- ет показатели обеззоливания. Зольность графитового концентрата при 90 мин контакта с комплексным выщелачивающим раствором снижена с 22 до 12,45 %. Дальнейшее снижение зольности без дополнительной дезинтеграции затруд- нено из-за нахождения зольных железокислородных включений в межслоевом пространстве частиц техногенного графита.
Ключевые слова техногенное сырьё, металлургическая пыль, чешуйчатый графит, концентрат флотации, параметры выщелачивания, зольность, соляная кислота, серная кислота, азотная кислота, плавиковая кислота, сочетания кислот
Информация о статье
Список литературы 1. Борбат В. Ф., Адеева Л. Н., Чариков Э. О. Анализ возможности процесса фторидной переработки золы ТЭЦ // Вестник Омского университета. 2003. № 3. С. 37–39. 2. Гильманшина Т. Р., Королева Г. А., Лыткина С. И. Разработка способов десульфурации скрыто- кристаллического графита // Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. 2020. Т. 8, № 1. С. 21–25. 3. Молчанов В. П., Медков М. А. Разработка технологии очистки природного графита России от при- месей с применением методов пиро-гидрометаллургии // Труды Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. М.: Ин-т геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского Российской академии наук, 2019. С. 410–413. 4. Фадеева Н. В., Орехова Н. Н., Колодежная Е. В., Нигматова Н. Н. Исследование физико-химиче- ских закономерностей процесса флотации графитововй спели // Вестник Магнитогорского государствен- ного технического университета им. Г. И. Носова. 2022. № 4. С. 37–46. 5. Фадеева Н. В., Орехова Н. Н., Горлова О. Е. Опыт переработки графитсодержащей пыли ме- таллургического производства // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75, № 5. С. 632–639. 6. Щипцов В. В. Графитоносные рудные районы Фенноскандинавского щита // Труды Карельского научного центра Российской академии наук. 2022. № 2. С. 33–49. 7. Bu X., Tong Z., Bilal M., Ren X., Ni M., Ni C., Xie G. Effect of ultrasound power on HCl leaching kinetics of impurity removal of aphanitic graphite // Ultrasonics Sonochemistry. 2023. No. 95. P. 106–415. 8. Chehreh Chelgani S. et al. A review of graphite beneficiation techniques // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2016. Vol. 37, no. 1. P. 58–68. 9. Dan L., Maslov V., Trofimova L., Cios G. The Formation, Properties and Use of Dispersed Iron-Graphite Metallurgical Waste // Journal of Casting & Materials Engineering. 2022. Vol. 6, no. 4. P. 81–91. 10. Frenier W. W., Growcock F. B. Mechanism of iron oxide dissolution – A review of recent literature // Corrosion. 1984. Vol. 40, no. 12. P. 663–668. 11. Jara A. D., Betemariam A., Woldetinsae G., Kim J. Y. Purification, application and current market trend of natural graphite: A review // International Journal of Mining Science and Technology. 2019. Vol. 29, no. 5. P. 671–689. 12. Kuzin A. V., Gorichev I. G., Lainer Y. A. Stimulating effect of phosphate ions on the dissolution kinetics of iron oxides in an acidic medium // Russian Metallurgy (Metally). 2013. Vol. 20. P. 652–657. 13. Li J., Liu R., Ma L., Wei L., Cao L., Shen W., Huang Z. Combining multiple methods for recycling of Kish graphite from steelmaking slags and oil sorption performance of Kish-based expanded graphite // ACS omega. 2021. Vol. 6, no. 14. P. 9868–9875. 14. Mustika D., Torowati T., Dimyati A., Sudirman S., Fisli A., Joni I. M., Langenati R. Purification of Indonesian Natural Graphite as Candidate for Nuclear Fuel Matrix by Acid Leaching Method: Chemical Characterization // Urania: Jurnal Ilmiah Daur Bahan Bakar Nuklir. 2020. Vol. 26, no. 3. P. 157–176. 15. Peng W., Qiu Y., Zhang L., Guan J., Song S. Increasing the Fine Flaky Graphite Recovery in Flotation via a Combined MultipleTreatments Technique of Middlings // Minerals. 2017. Vol. 7. P. 208. 16. Syarifuddin F., Florena F. F., Hanam E. S., Trisko N., Kustiyanto E., Enilisiana E., Arinton G Syarifuddin F. Effect of acid leaching on upgrading the graphite concentrate from West Kalimantan (Indonesia) // AIP Conference Proceedings. 2016. Vol. 1712, no. 1. P. 121–131. 17. Zhao S., Cheng S., Xing B., Ma M., Shi C., Cheng G., Zhang C. High efficiency purification of natural flake graphite by flotation combined with alkali-melting acid leaching: application in energy storage // Journal of Materials Research and Technology. 2022. Vol. 21. P. 4212–4223. 18. Способ очистки графита. URL: http://www.sungraf.net/newsshow-131-248-1.html (дата обращения: 11.09.2023). Текст: электронный. 19. Термические константы веществ. URL: https://www.chem.msu.su/cgi-bin/tkv.plshow=welcom. html&ysclid=lnw5zcdg4e519215504 (дата обращения: 14.08.2023). Текст: электронный.
Полный текст статьиИсследование процесса кислотного обеззоливания концентрата флотации графитизированной металлургической пыли