Мохирева Наталья Леонидовна, заместитель директора по развитию по научно-исследовательской работе и технологии
620014, г. Екатеринбург, ул. Шейнкмана, 75
Natalya L. Mokhireva, Deputy Director for Development, Research and Technology
75 Sheikman St., Ekaterinburg 620014
Логинова Ирина Викторовна, д.т.н., профессор, профессор кафедры металлургии цветных металлов
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Irina V. Loginova, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Department of Non-Ferrous Metals Metallurgy
19 Mira St., Ekaterinburg 620002
Миролюбов Виталий Романович, к.х.н., доцент, доцент кафедры технологии электрохимических производств
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Vitaly R. Mirolyubov, Cand. Sci. (Chem.), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Electrochemical Production Technology
19 Mira St., Ekaterinburg 620002
Шопперт Андрей Андреевич, д.т.н., доцент, доцент кафедры металлургии цветных металлов
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Andrey A. Shoppert, Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Non-Ferrous Metals Metallurgy
19 Mira St., Ekaterinburg 620002
Цель – выбор конструкции фильтра и режима промывки осадка гидрометаллургической переработки полиметаллического шлама для минимизации объема промывных вод и получения качественного осадка – прекурсора железооксидного пигмента. Изучение химического состава объекта исследований – пульпы после солянокислой обработки полиметаллического шлама – проводилось методами атомно-абсорбционной спектрофотометрии, рентгенофлуоресцентной спектрометрии, а гранулометрического состава – методом лазерной дифракции. В результате изучения химического состава установлено, что в жидкой фазе содержится, г/дм3 : MgCl2 90,5–105,6; AlCl3 35,8–37,6; NiCl2 8,1–9,0; FeCl3 24,5–27,1; CrCl3 5,9–6,5; MnCl2 2,1–2,4; HCl 6,5–7,7. Твердые частицы, содержащиеся в пульпе, представлены двумя выраженными группами частиц со следующими размерами: от 0,1 до 1 мкм и от 1 до 120 мкм. Установлено, что разделение пульпы с использованием модели камерно-мембранного фильтр-пресса с вертикальным расположением плит позволяет минимизировать объем промывных вод до Т:Ж=1:1, возвратить захваченный осадком маточный раствор в технологический цикл и получить качественный промытый осадок с минимальным содержанием остаточных солей (0,5% масс.). Оптимальная температура пульпы, поступающей на фильтрование, соответствует 80°С, температура воды для промывки – 60º С. Установлено, что лимитирующей стадией процесса разделения пульпы является промывка осадка, которая осуществима методом вытеснения при условии использования подкисленной воды с рН 1,5. Определено, что следует использовать фильтровальные салфетки, изготовленные из 100% полипропилена, с удельным весом ткани 540 г/м2 ± 10%, воздухопроницаемостью при 200 Па 6 л/дм2 в минуту ± 30% и максимальной рабочей температурой не менее 90º С. Таким образом, выполнен расчет удельной производительности фильтр-пресса и выбрана стандартная машина с вертикальным расположением плит и поверхностью фильтрования 500 м2 для разделения пульпы после гидрометаллургической переработки 8000 т/год влажного полиметаллического шлама.
The article aims to select a filter design and mode of washing cake in the hydrometallurgical processing of polymetallic sludge in order to minimize the volume of washing water and obtain a high-quality cake—iron oxide pigment precursor. An analysis of the chemical composition of the subject matter–pulp following hydrochloric acid treatment of polymetallic sludge—was performed using atomic absorption spectrophotometry and X-ray fluorescence spectrometry, while the particle size distribution was studied via laser diffraction. The analysis of the chemical composition revealed that the liquid phase contains, g/dm3 : MgCl2 90.5–105.6; AlCl3 35.8–37.6; NiCl2 8.1–9.0; FeCl3 24.5–27.1; CrCl3 5.9–6.5; MnCl2 2.1–2.4; HCl 6.5–7.7. The solid particles present in the pulp are represented by two distinct groups of particles having the following sizes: 0.1–1 µm and 1–120 µm. It was found that pulp separation using a chamber-membrane filterpress with the vertical arrangement of plates minimizes washing water volume up to S:L 1:1, returns the mother liquor captured by the cake to the process cycle, and helps to obtain high-quality washed cake with a minimum content of residual salts (0.5 wt%). The optimal temperature of the pulp entering the filtering process is 80℃, while that of washing water is 60℃. Cake washing was shown to be the limiting step of the pulp separation process, which can be realized via the displacement method given the use of acidified water with pH 1.5. It was found necessary to use filter cloths made of 100% polypropylene, with a specific weight of the fabric of 540 g/m2 ± 10%, air permeability of 6 L/dm2 per minute ± 30% at 200 Pa, and a maximum operating temperature of at least 90ºC. Thus, the specific capacity of the filter press was calculated and a standard machine with the vertical arrangement of plates and a filtering surface of 500 m2 was selected for pulp separation following hydrometallurgical processing of wet polymetallic sludge (8000 tons/year).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.