Obróbka metalurgiczna metali nieżelaznych

Obróbka metalurgiczna metali nieżelaznych

Produkty wapiennicze mają podstawowe znaczenie dla wydobycia i otrzymywania metali nieżelaznych, w tym aluminium, miedzi, złota, niklu, kobaltu, uranu, tytanu i litu. Wapno jest ponadto istotne dla oczyszczania pirometalurgicznego i wytopu szeregu metali nieżelaznych. Produkty wapiennicze są także stosowane przy przerobie ścieków i odpadów, a także do sedymentacji, odwadniania, filtracji oraz w ochronie środowiska i zapewnianiu bezpieczeństwa w kopalniach.

Firma Lhoist oferuje szereg produktów wapienniczych o odpowiedniej czystości i reaktywności, przeznaczonych do optymalizacji procesów i odzyskiwania metali. Będąc ekspertami w dziedzinie skuteczności wykorzystania wapna dostarczamy naszym klientom innowacje i doświadczenie w ramach usług niestandardowych. Usługi te obejmują dostawę odczynników zawierających wapno do zewnętrznych instalacji lasowania wapna w produkcji mleka wapiennego (zawiesiny lasowanego wapna) w obiektach klienta.

Metalurgia ekstrakcyjna, hydrometalurgia i przetwarzanie minerałów

 

 

Produkcja koncentratów metali nieszlachetnych metodami flotacji minerałów

Minerały wydziela się metodą flotacji (przy wytwarzaniu koncentratów minerałów siarczkowych) polegającą na wykorzystaniu różnic w reaktywności powierzchni minerałów w różnych wartościach pH. Przez zastosowanie wapna do kontroli pH powstają różnice w zachowaniu minerałów podczas flotacji, co pozwala na zatężenie i selektywne wydzielenie cennych siarczków metali nieszlachetnych (miedzi, niklu, kobaltu, cynku i ołowiu).

Osiadanie pirytu podczas flotacji minerałów siarczkowych

Piryt FeS2 – najczęściej występujący, ale najmniej cenny minerał siarczkowy – należy podczas flotacji oddzielić od cennych siarczków metali nieszlachetnych, na przykład chalkopirytu CuFeS2. Osiadanie pirytu pozwala nie dopuścić do zanieczyszczenia i rozcieńczenia zatężonego produktu przez FeS2. Oddzielanie jest możliwe dzięki zastosowaniu wapna.

Produkcja tlenku glinu z boksytu w procesie Bayera

Proces Bayera jest podstawową metodą przemysłową rafinacji boksytu i produkcji tlenku glinu. Na kilku etapach przeróbki tego minerału wykorzystuje się wapno, zazwyczaj w postaci lasowanej (mleka wapiennego). Należą do nich roztwarzanie, kaustyfikacja, filtracja, otrzymywanie materiału filtracyjnego (glinianu triwapnia) i usuwanie szczawianów.

Odzyskiwanie złota metodą cyjankową

Cyjanek jest najczęściej wykorzystywanym środkiem ługującym pozwalającym na przejście złota do roztworu, z którego można je wydzielić i przekształcić w złoto metaliczne. Wapno ma podstawowe znaczenie dla kontroli procesu ługowania cyjankami, ponieważ zwiększa pH do skutecznego i bezpiecznego poziomu.

Przeróbka ogniotrwałych rud złotonośnych

Ogniotrwałe rudy złotonośne zawierają zazwyczaj siarczek żelaza (najczęściej piryt FeS2), który należy utlenić i usunąć przed zastosowaniem cyjanków. We wszystkich procesach utleniania tworzy się kwas; do jego zobojętnienia, wytrącenia zanieczyszczeń i kontroli pH (>10,5) w metodzie cyjankowej zużywa się znaczne ilości wapna. W tych zastosowaniach zapewniamy maksymalizację wydajności wykorzystania wapna.

Usuwanie arsenu

Arsen jest istotnym i niebezpiecznym zanieczyszczeniem występującym w wielu rudach miedzi i ogniotrwałych rudach złotonośnych. Często występuje w roztworach kwaśnych i należy go usunąć w trwałej postaci stałej. Uważa się, że najlepszą metodą jego usuwania jest przekształcenie rozpuszczalnego arsenu w skorodyt FeAsO4.2H2O. Wymaga to użycia następujących materiałów:

  • Rozpuszczalne żelazo(II).
  • Utleniacz do utleniania żelaza(II) do żelaza(III). Powoduje to jednoczesne utlenienie arsenu do arsenianu i współstrącanie As z Fe w postaci skorodytu.
  • Wapno zwiększające pH roztworu kwaśnego zawierającego arsen. Pozwala to na utlenienie żelaza(II) do żelaza(III) oraz zapewnia wytrącenie trwałego skorodytu. 

 

Ługowanie rud zawierających tlenek miedzi i kobaltu

Przeróbka hydrometalurgiczna rud zawierających tlenek miedzi i kobaltu wymaga roztworzenia rudy w kwasie. W kilku etapach z otrzymanego roztworu kwaśnego wytrąca się rozpuszczone pierwiastki stanowiące zanieczyszczenia. W różnych etapach wytrącania w tych procesach stosuje się wapno.

Przeróbka hydrometalurgiczna laterytu zawierającego nikiel

Przeróbka hydrometalurgiczna laterytów zawierających nikiel (limonitów i saprolitów) wymaga warunków kwaśnych do roztworzenia niklu w rudzie laterytowej. Roztwór kwaśny zobojętnia się w kilku etapach stosując wapno, rozpuszczone pierwiastki stanowiące zanieczyszczenia wytrąca się z roztworu, a cenne metale nieszlachetne (Ni, Co, Cu) wyodrębnia się w postaci wytrąconej. 

Wydzielanie srebra z ogniotrwałych siarczkowych rud złotonośnych

Podczas utleniania pod ciśnieniem i obróbki niektórych rud w reaktorach ciśnieniowych może nastąpić przechodzenie srebra do odpadów w postaci koprecypitatu wraz z zasadowymi siarczanami żelaza, co uniemożliwia jego wydzielenie. Można zastosować proces gotowania z wapnem: osady zawierające srebro reagują z wapnem w wysokiej temperaturze, w wyniku czego przekształcają się w tlenki i wodorotlenki żelaza, a srebro przechodzi do roztworu, co umożliwia jego wydzielenie.

Produkcja tlenku tytanu

W produkcji TiO2 z ilmenitu FeTiO3 wykorzystuje się kwas siarkowy. Do zobojętniania tworzących się ścieków i usunięcia rozpuszczonych zanieczyszczeń metalicznych przed ponownym użyciem lub odprowadzeniem do środowiska konieczne są wapień i wapno.

Produkcja koncentratu rudy uranu

Do ługowania uranu z niektórych rud stosuje się kwas siarkowy, często z utleniaczem, na przykład żelazem(III). Ługowanie następuje w instalacji, na zwałach lub w zbiornikach z mieszaniem. Po wydzieleniu uranu z roztworu (zazwyczaj metodą ekstrakcji rozpuszczalnikiem) odprowadzony kwaśny roztwór pozostałości wymaga zobojętnienia i oczyszczenia, aby usunąć rozpuszczone metale. Wapno stosuje się do zobojętnienia i wytrącania.

Produkcja litu

Lit, w postaci węglanu lub wodorotlenku, otrzymuje się z różnych źródeł, w tym ze złóż spodumenowych, lepidolitu i solanek. Do głównych procesów, w których wykorzystuje się wapno, należą:

  • Usuwanie magnezu w procesach odzyskiwania z solanek
  • Zobojętnianie i usuwanie zanieczyszczeń w procesach z użyciem spodumenu
  • Przekształcanie węglanu litu w wodorotlenek litu jednowodny

Bezpieczeństwo i zastosowania technologiczne

 

 

 

 

Kontrola wilgotności w mineralnych produktach stałych (dopuszczalna zawartość wody w transporcie)

W przypadku produktów mineralnych, na przykład rud żelaza i innych koncentratów mineralnych, obowiązują ścisłe przepisy dotyczące dopuszczalnej zawartości wody w transporcie luzem. Zbyt mała zawartość wody powoduje problemy z zapyleniem. Zbyt duża zawartość wody prowadzi do fluidyzacji materiału, co może mieć fatalne konsekwencje w przypadku masowców. Wapno CaO reaguje z wolną wodą tworząc wodorotlenek wapnia, dzięki czemu zawartość wody w produktach mineralnych się zmniejsza. Wapno można także wykorzystywać do kontroli wilgotności w minerałach stałych luzem, w warunkach otoczenia powodujących powstawanie rudy wilgotnej i lepkiej, co prowadzi do trudności w jej przemieszczaniu.

Odwadnianie i flokulacja zawieszonych cząstek mineralnych w środkach zagęszczających

Wapno można stosować jako flokulant do zagęszczania i sedymentacji cząstek mineralnych, ponieważ zwiększa szybkość sedymentacji i ułatwia odwadnianie przy usuwaniu odpadów.

Zapobieganie wyciekowi dzięki właściwościom hydraulicznym

Wapno powoduje zmianę właściwości hydraulicznych w przypadku środków zapobiegających wyciekowi roztworów i odpadów. Proviacal® DD jest produktem na bazie wapna opracowanym specjalnie do modyfikacji właściwości hydraulicznych wałów ochronnych, tam i instalacji do odpadów. www.proviacal.com

Kontrola odorów w koncentratach mineralnych

Kontrola odorów jest istotna przy przechowywaniu, transporcie i manipulacji koncentratami minerałów siarczkowych metali nieszlachetnych. W koncentratach mineralnych pozostają środki zbierające do flotacji, na przykład ksantogeniany. W pewnych warunkach te związki organiczne mogą ulegać rozkładowi podczas składowania, transportu i manipulacji koncentratami metali nieszlachetnych. Produkty rozkładu zawierają gazowe organiczne związki siarki o silnej, nieprzyjemnej woni. Dlatego władze mogą wprowadzać ograniczenia transportu tych koncentratów. Dzięki zastosowaniu produktów zawierających wapno w ostatecznym etapie rozdziału materiałów stałych od cieczy w produkcji koncentratów można znacznie zmniejszyć odory towarzyszące koncentratom mineralnym. 

Zapobieganie eksplozjom pyłu węglowego

Zmielony wapień stosuje się do wydobywania węgla metodą głębinową, aby nie dopuścić do eksplozji pyłu węglowego i je ograniczyć. Zazwyczaj rozpyla się go na ścianach chodników, gdzie działa jako środek wiążący pył węglowy oraz nie dopuszcza, aby ten przedostał się do powietrza i zwiększył ryzyko wybuchu. Ponadto w strategicznych miejscach w kopalni rozkłada się worki z wapieniem. W razie wybuchu ulegają one rozerwaniu. Powstający pył wapienny zmniejsza stężenie pyłu węglowego, a także jego właściwości wybuchowe i potencjał spalania.

Oczyszczanie i wytop pirometalurgiczny

Wapień stosuje się w wielu procesach rafinacji i wytopu miedzi, niklu, aluminium i magnezu.

 

 

Miedź i nikiel

  • Topnik w piecach do wytopu miedzi tworzący żużel. Wapno jest trwałe w wysokiej temperaturze i w przeciwieństwie do wapienia nie wymaga dostarczania energii, którą należałoby uzupełnić. 
  • Usuwanie arsenu z miedzi w konwertorach i piecach anodowych, wytrącanie arsenu ze strumieni odpadowych do odzyskiwania kwasów z pieców.
  • Środek do oczyszczania gazów z topienia w procesach spuszczania metali nieszlachetnych. 
  • Uproszczenie filtracji zebranego pyłu i ograniczanie tworzenia szlamu w filtrach workowych zawierających wilgoć z powietrza.

Aluminium

REFINAL™ jest specjalistycznym środkiem do topienia i rafinacji aluminium opracowanym we współpracy z firmą MQP Ltd. dostarczającą nowoczesnych technologii i urządzeń do produkcji aluminium.

http://www.mqpltd.com/

Magnez

Gama produktów EMGESAL® FLUX obejmuje wysokiej jakości topniki do metali lekkich opracowane specjalnie do rafinacji magnezu. Pozwalają one na usuwanie inkluzji niemetalicznych, chronią materiał roztopiony i gaszą zapalony magnez. Brochure Emgesal® - EN

W naszym zakładzie Rheinkalk produkuje się szereg niezawierających wapna bezwodnych produktów syntetycznych na bazie karnalitu (MgCl2-KCl), przeznaczonych do wytopu i rafinacji metali lekkich.