Дайте характеристику технологии комплексной переработки шлаков фосфорного производства с получением ценных товарных продуктов.

На сегодняшний день в отвалах металлургических и химических производств накопилось огромное количество техногенных отходов с высоким содержанием кремнезема, в частности шлаков фосфорного производства, которые можно рассматривать как один из перспективных источников получения минеральных наполнителей. Основными операциями технологической схемы являются: вскрытие шлака растворами карбоната натрия; промывка карбонатно-силикатного кека; очистка содово-силикатного раствора от алюминия; осаждение диоксида кремния из раствора углекислым газом; промывка осажденного диоксида кремния. В укрупненно-лабораторном масштабе проведены испытания разработанной технологии. Среднее извлечение кремния из шлака на стадии выщелачивания составило 43,99 %, в товарный продукт - 39,84 %.

В разработанной технологии сырьем вместо общепринятой силикат-глыбы является отход фосфорной промышленности – силикатно-кальциевый шлак. Осаждение диоксида кремния из силикатного раствора ведется углекислым газом. В остальном особых отличий от традиционного «мокрого» способа нет. Оборудование стандартное. Гидрометаллургические способы переработки отходов являются менее энергозатратными, более гибкими и приемлемыми с экологической точки зрения.

В результате реализации проекта будет разработана технология комплексной переработки шлаков фосфорного производства, позволяющая получать:·

Осажденный диоксид кремния (белая сажа) с высокой удельной поверхностью (по методу БЭТ – 160-180 м² /г) и специфической наноструктурой. Этот синтетический наполнитель играет большую роль при создании резинотехнических изделий, искусственных кож, обувных материалов, построении трехмерных фотонных кристаллов и в качестве сорбентов различного назначения. Полученная по предлагаемой технологии белая сажа соответствует марке БС-120 (страны СНГ), классу WR - SiO₂ - HR и типу «вулкасилS» (ФРГ, фирма «Байер») или «зеосил-175» (Франция, фирма «Рон-Пуленк»). Опытный продукт прошел ряд испытаний как наполнитель в шинных резинах и обувных материалах и оказался принципиально пригодным для использования в этих целях.· Карбонатно-силикатный кек - тонкодисперсный порошок с развитой поверхностью, в котором в большом количестве присутствует тонкодисперсный кальцит (CaCO₃), поэтому этот минеральный наполнитель может быть использован в лакокрасочной промышленности и производстве строительных материалов. Испытания показали его пригодность для использования в масляных красках вместо молотого барита, водоэмульсионных красках ЭВА-27А, где он может заменить 50-60% традиционных природных наполнителей.

· Триполифосфат натрия, применяемый в производстве моющих средств, нефтяной, стекольной и керамической промышленностях.

 

12.Опишите процесс переработки полезных ископаемыхСырье ̈, предназначенное для переработки в готовую продукцию, должно удовлетворять определённым требованиям. Это достигается комплексом операций, составляющих процесс подготовки и обогащения сырья. Методы подготовки и обогащения сырья зависят от его агрегатного состояния. - Газообразное сырьё подвергают предварительной очистке от жидких и твёрдых примесей. Для этого применяют методы, аналогичные методам очистки жидкого сырья от твёрдых примесей, а также очистку в электрофильтрах.

-Подготовка твёрдого сырья включает измельчение, классификацию, сушку.

-Подготовка жидкого сырья заключается в его очистке от твёрдых и газообразных примесей̆. В качестве методов очистки от твёрдых примесей применяют отстаивание, фильтрование, центрифугирование. Газообразные примеси могут быть удалены нагревом или интенсивным механическим перемешиванием. Обогащением сырья называется процесс отделения полезной части сырья (полезного компонента) от пустой породы (балласта) с целью повышения концентрации полезного компонента. Обогащение позволяет получать концентрированное сырьё.

Если обогащают твёрдые материалы, то полученный продукт, обогащённый полезной составной частью, называют концентратом, а отходы, содержащие пустую породу, - хвостами.

Методы обогащения твёрдого сырья подразделяют на механические (физические), физико- химические, химические и термические. Механические методы основаны на различии физических свойств компонентов сырья, таких как размер частиц, плотность, твёрдость, электропроводность, магнитная проницаемость и др. Важнейшими механическими способами обогащения твёрдого сырья являются рассеивание (грохочение), гравитационное разделение, электромагнитная и электростатическая сепарация.К физико-химическим методам относится флотация. Химические методы обогащения основаны на применении реагентов, которые избирательно (селективно) растворяют одно из веществ, входящих в состав смеси, или на образовании и осаждении новых соединений. К химическим методам обогащения относится выщелачивание.

Методы термического обогащения основаны на различии температуры плавления отдельных составляющих сырья. Эти методы используются в промышленности сравнительно редко.

Переработка руды осуществляется в несколько стадий. В первом приближении это добыча, обогащение и переработка продуктов обогащения (редко руды) с получением конечных материалов. Для успешного протекания процессов переработки необходимы различные вспомогательные материалы: топливо (электроэнергия); огнеупоры; флюсы;

химические реактивы. Расходование больших количеств топлива обусловлено широким применением при производстве процессов, проводимых при высоких значениях температуры. При этом используют все виды топлива – твердое, жидкое и газообразное. В топливе могут присутствовать компоненты негорючей массы – азот и вода, а в твердом топливе – и зола, состоящая из Аl₂О₃, SiO₂, CaO и др.Для предохранения аппаратов от разрушения при проведении высокотемпературных процессов используются огнеупоры. Огнеупоры - это изделия из минерального сырья, которые устойчивы при высоких значениях температуры.Флюсами называют минеральные добавки, используемые в пирометаллургических процессах для корректирования состава получающихся шлаков. В качестве реагентов в процессах переработки используют минеральные соли, кислоты и основания, а также различные органические соединения.