Metalurgické zpracování neželezných kovů

Metalurgické zpracování neželezných kovů

Výrobky na bázi vápna hrají klíčovou roli v oblasti těžby a získávání neželezných kovů, jako jsou hliník, měď, zlato, nikl, kobalt, uran, titan a lithium. Vápno je důležitým materiálem také pro pyrometalurgickou rafinaci a tavení mnoha druhů neželezných kovů. Výrobky na bázi vápna jsou dále používány k čištění vzniklých odpadních vod a hlušiny, a při procesech usazování, odvodňování, filtrace, při ochraně životního prostředí a zajišťování bezpečnosti pracovníků v dolech.

Společnost Lhoist nabízí širokou paletu produktů na bázi vápna s odpovídajícím stupněm čistoty a reaktivity určených k optimalizaci zpracování a získávání kovů. Jakožto odborníci v oblasti účinného využití vápna nabízíme našim zákazníkům inovace a odborné zkušenosti v rámci služeb přizpůsobených potřebám zákazníků, od dodávek činidel z vápenných produktů po jednotky k hašení vápna pro výrobu vápenného mléka (hašeného vápna) zajišťované přímo v provozu zákazníka formou outsourcingu.

Metalurgické získávání kovů, hydrometalurgie a zpracování minerálů

 

 

Výroba koncentrátu základních kovů metodou flotace minerálů

Separace minerálů metodou flotace (k výrobě koncentrátů sulfidových minerálů) je založena na principu různých reakcí minerálních povrchů při různých úrovních pH. Použitím vápna k řízení pH je možné dosáhnout různé flotace minerálů za účelem koncentrace a selektivního získávání vzácných sulfidů základních kovů (měď, nikl, kobalt, zinek a olovo). 

Snižování obsahu pyritu při flotaci minerálů s obsahem sulfidů

Pyrit FeS2 – nejhojněji se vyskytující, avšak nejméně vzácný sulfidový minerál (ruda) – musí být při flotaci oddělen od vzácných sulfidů základních kovů, jako je například chalkopyrit CuFeS2. Bez snižování obsahu pyritu by FeS2 způsobil kontaminaci a zředění koncentrovaného produktu. Použití vápna usnadňuje proces separace. 

Výroba oxidu hlinitého z bauxitu Bayerovou metodou

Tzv. Bayerova metoda je základním průmyslovým postupem při rafinaci bauxitu za účelem výroby aluminy (oxidu hlinitého). Vápno, obvykle v podobě hašeného vápna (vápenné mléko), se používá při různých postupech zpracování minerálů. Mezi ně patří digesce, kaustifikace, filtrace, výroba s použitím filtru (vytváření uhličitanu vápenatého) a odstraňování oxalátu. 

Získávání/těžba zlata kyanidovým loužením hornin

Kyanid je nejčastěji používaným loužidlem k získání/těžbě zlata jeho přetvářením na roztok, ze kterého lze zlato získat a přetvořit na zlatý kov. Vápno, které má klíčovou roli v procesu řízení procesu loužení, zvyšuje pH na účinnou a bezpečnou provozní úroveň.

Úprava obtížně zpracovatelné zlaté rudy

Obtížně tavitelná zlatá ruda obvykle obsahuje sulfidy železa (nejčastěji pyrit, FeS2), které je nutné nechat zoxidovat a odstranit. Při různých postupech oxidace vzniká kyselina, což vyžaduje značné množství vápna za účelem kyselé neutralizace, srážení nečistot a řízení pH (> 10,5) pro proces kyanidového loužení. Účinnost použití vápna pro tyto účely můžeme maximalizovat.

Odstraňování arzénu

Arzén je významnou a nebezpečnou nečistotou vyskytující se v mnoha obtížně zpracovatelných měďnatých a zlatých rudách. Často se vyskytuje v kyselých roztocích a musí být odstraněn přetvořením do stabilní pevné formy. Za nejvhodnější postup je považováno přetvoření rozpustitelného arzénu na skorodit FeAsO4.2H2O. K tomu jsou potřeba následující prvky:

  • Rozpustné dvojmocné železo;
  • Oxidant k oxidaci dvojmocného železa na trojmocné železo. V důsledku tohoto procesu dochází ke kooxidaci arzénu na arseničnan a koprecipitaci (spolusrážení) As s Fe ve formě skoroditu;
  • Vápno ke zvýšení hodnoty pH roztoku obsahujícího kyselý arzén. To usnadňuje oxidaci dvojmocného železa na trojmocné železo a zajišťuje srážení a stabilitu skoroditu. 

Loužení rud s obsahem oxidu měďného a kobaltnatého

Hydrometalurgické zpracování rud s obsahem oxidu měďného a kobaltnatého zahrnuje rozpuštění rudy pomocí kyseliny. Výsledný kyselý roztok vyžaduje několik kroků, během kterých se vysráží rozpuštěné nečistoty z roztoku. Během těchto procesů se ke srážení v různých krocích používá vápno.

Hydrometalurgické zpracování nikelnatých lateritů

Hydrometalurgické zpracování nikelnatých lateritů (limonity nebo saprolity) vyžaduje kyselé podmínky pro rozpuštění niklu v lateritické rudě. Tento kyselý roztok je pomocí vápna neutralizován v několika krocích, při kterých jsou vysráženy rozpuštěné nečistoty z roztoku a jsou získány cenné základní kovy (Ni, Co, Cu).

Získávání stříbra z obtížně zpracovatelných zlatých rud

Při zpracování určitých zlatých rud metodou oxidace pod tlakem nebo pomocí autoklávu může stříbro přecházet do zbytků jako produkt srážení ve formě základních sulfátů železa, což znemožňuje jeho získání. Zde je možné použít proces vření vápna: produkty srážení s obsahem stříbra reagují při vysokých teplotách s vápnem. Následně dochází k jejich přetvoření na oxidy železa a/nebo hydroxidy a k solubilizaci stříbra stříbra za účelem jeho dalšího získávání.

Výroba oxidu titánu

Při výrobě TiO2 z ilmenitu FeTiO3 se používá kyselina sírová. Vápenec a vápno slouží k neutralizaci vzniklé odpadní vody a odstranění rozpuštěných kovových nečistot před opětovným použitím nebo vypuštěním do okolí. 

Výroba uranu ve formě tzv. žlutého koláče

Kyselina sírová slouží k získávání uranu loužením z určitých druhů rud, často společně s určitým oxidantem, například trojmocným železem. Loužení se provádí in situ, tedy přímo na místě na haldách nebo v systémech s míchadly. Po získání uranu z roztoku (obvykle extrakcí roztoku) je třeba pomocí neutralizace a zpracování zbytkové kyseliny sírové odstranit zbytkové kovy. Vápno slouží jak k neutralizaci, tak k vysrážení.

Výroba lithia

Lithium ve formě uhličitanu nebo hydroxidu se vyrábí z několika zdrojů, včetně spodumenové rudy, lepidolitu a solanky. V případě těchto matriálů se vápno používá především při:

  • odstraňování hořčíku při získávání solanky,
  • neutralizaci a odstraňování nečistot při získávání spodumenu,
  • přeměně uhličitanu lithného na monohydrát hydroxidu lithného.

Aplikace v oblasti bezpečnosti a zpracování

 

 

 

 

Řízení vlhkosti u pevných produktů z minerálů (limity vlhkosti při přepravě)

Minerální produkty, jako jsou železná ruda a jiné minerální koncentráty, musí splňovat přísně regulované limity vlhkosti při přepravě ve formě sypkého/volně loženého materiálu. Příliš nízká vlhkost způsobuje problémy s vysokou prašností. Přílišná vlhkost zase způsobuje fluidizaci materiálu s nebezpečím katastrofálních důsledků pro přepravující lodě. Vápno CaO reaguje s volnou vodou, přičemž vzniká hydroxid vápenatý a dochází ke snížení obsahu vlhkosti v minerálních produktech. Vápno může sloužit také k řízení vlhkosti sypkých minerálních pevných látek v klimatických podmínkách, které způsobují vlhnutí a lepkavost rud, což způsobuje problémy při manipulaci se sypkými hmotami.

Odvodnění a vločkování suspendovaných minerálních částic v zahušťovadlech

Vápno může být použito jako vločkovací prostředek při zahušťování a usazování minerálních částic, což vede k rychlejšímu usazování a lepšímu odvodnění při likvidaci hlušiny.

Úpravy hydraulických vlastností

Vápno může upravovat hydraulické vlastnosti zařízení k rozpouštění a ukládání hlušiny. Proviacal® DD je produkt na bázi vápna speciálně určený pro hydraulické úpravy hrází, přehrad a zařízení na zachycování hlušiny. www.proviacal.com

Omezení zápachu minerálního koncentrátu

Omezení zápachu je velmi důležité při skladování, přepravě a manipulaci se základními kovy a minerálními koncentráty s obsahem sulfidů. V minerálních koncentrátech jsou zadržovány flotační sběrače, například xantáty. Během skladování, přepravy a manipulace s koncentráty základních kovů může za určitých okolností docházet k rozkládání těchto organických sloučenin. Při rozkladu vznikají mimo jiné plynné organosírové sloučeniny, které vytvářejí výrazný zápach. Z těchto důvodů mohou regulatorní orgány omezit přepravu takových koncentrátů. Použití vápenných produktů v závěrečné fázi separace pevných látek a kapalin při výrobě koncentrátu může výrazně snížit zápach související s minerálními koncentráty.

Prevence výbuchů uhelného prachu

Mletý vápenec se používá v podzemních uhelných dolech k prevenci výbuchů uhelného prachu. Obvykle se nanáší nástřikem na vnitřní stěny dolu, kde působí jako pojivo uhelného prachu, čímž zabraňuje jeho víření ve vzduchu a zamezuje nebezpečí výbuchu. Kromě toho se pytle s vápencem umísťují na strategických místech v dole a v případě exploze také vybuchnou, přičemž dojde k rozprášení vápence, který zředí koncentraci uhelného prachu ve vzduchu a sníží se dopad exploze a potenciál spalování/hoření.

Pyrometalurgická rafinace a tavení

Vápno je používáno k celé řadě procesů rafinace a tavení mědi, niklu, hliníku a hořčíku. 

 

Měď a nikl

  • Slouží jako tavidlo v měděných pecích k vytváření strusky. Vápno je stabilní při vysokých teplotách a nevyžaduje žádné energetické vstupy, na rozdíl od vápence, při jehož použití dochází k úbytku energie, která musí být nahrazena.
  • Používá se k odstraňování arzénu z mědi v konvertorech a anodových pecích a srážení arzénu z proudů z pražicích pecí pro zpětné získávání kyseliny.
  • Lze je použít jako čisticí činidlo k úpravě plynů vzniklých při odpichu/vypouštění základních kovů.
  • Zjednodušuje filtraci zachyceného prachu a přispívá k zamezení vytváření bláta v pytlových filtrech v důsledku vlhkosti vzduchu. 

Hliník

REFINAL™ je speciální činidlo k tavení a rafinaci hliníku, které bylo vyvinuto ve spolupráci s naším partnerem, společností MQP, poskytovatelem inovativních technologií a zařízení na zpracování hliníku. http://www.mqpltd.com/

Hořčík

EMGESAL® série FLUX obsahuje vysoce kvalitní struskotvorné přísady k rafinaci hořčíku. Tyto přísady odstraňují nekovové vměstky, zajišťují ochranu taveniny a slouží jako hasivo v případě vznícení hořčíku. Brochure Emgesal® - EN

Náš závod Rheinkalk vyrábí celou řadu bezvápenatých syntetických bezvodých produktů na bázi karnalitu (MgCl2-KCl). Tyto produkty jsou určeny k tavení a rafinaci lehkých kovů.