Fino podešavanje volframovih koncentrata na elektromagnetnom separatoru. Obogaćivanje ruda i naslaga kositra i volframa. Značajne rezerve minerala u mnogim ležištima Uzbekistana omogućavaju izgradnju velikih visoko mehaniziranih rudarskih i obogaćivanja.

Vladivostok

anotacija

U ovom radu razmatraju se tehnologije za obogaćivanje šeelita i volframita.

Tehnologija obogaćivanja volframovih ruda obuhvata: prethodnu koncentraciju, obogaćivanje zdrobljenih proizvoda preliminarne koncentracije za dobijanje skupnih (grubih) koncentrata i njihovo prečišćavanje.

Ključne riječi

Šeelit ruda, volframit ruda, teška srednja separacija, jigging, gravitacioni metod, elektromagnetna separacija, flotacija.

1. Uvod 4

2. Pretkoncentracija 5

3. Tehnologija obogaćivanja ruda volframita 6

4. Tehnologija obogaćivanja šeelitskih ruda 9

5. Zaključak 12

Reference 13

Uvod

Volfram je srebrno-bijeli metal visoke tvrdoće i tačke ključanja od oko 5500°C.

Ruska Federacija ima velike istražene rezerve. Njen potencijal za rudu volframa procjenjuje se na 2,6 miliona tona volfram trioksida, u čemu su dokazane rezerve 1,7 miliona tona ili 35% svjetskih.

Polja u razvoju u Primorskom kraju: Vostok-2, OJSC Primorsky GOK (1,503%); Lermontovskoye, AOOT Lermontovskaya GRK (2,462%).

Glavni minerali volframa su šelit, hübnerit i volframit. U zavisnosti od vrste minerala, rude se mogu podeliti na dve vrste; šeelit i volframit (huebnerit).

Pri preradi ruda koje sadrže volfram koriste se gravitacijske, flotacijske, magnetske, kao i elektrostatičke, hidrometalurške i druge metode.

preliminarna koncentracija.

Najjeftinije i istovremeno visokoproduktivne metode predkoncentracije su one gravitacijske, kao što je odvajanje teških medija i jigging.

Teška medijska odvojenost omogućava stabilizaciju kvaliteta hrane koja ulazi u glavne cikluse prerade, da se odvoji ne samo otpadni proizvod, već i da se ruda odvoji na bogatu grubo rasejanu i lošu fino rasejanu rudu, koja često zahteva suštinski različite šeme prerade, jer se razlikuju izrazito u materijalnom sastavu. Proces se odlikuje najvećom preciznošću odvajanja gustine u poređenju sa drugim gravitacionim metodama, što omogućava postizanje visokog iskorištavanja vrijedne komponente uz minimalni prinos koncentrata. Prilikom obogaćivanja rude u teškim suspenzijama dovoljna je razlika u gustoći izdvojenih komada od 0,1 g/m3. Ova metoda se može uspješno primijeniti na grubo rasprostranjene rude volframita i scheelite-kvarca. Rezultati studija o obogaćivanju volframovih ruda iz ležišta Pun-les-Vignes (Francuska) i Borralha (Portugal) u industrijskim uslovima pokazali su da su rezultati dobijeni obogaćivanjem u teškim suspenzijama mnogo bolji nego kada se obogaćuju samo na mašinama za šivanje - u tešku frakciju se izdvaja više od 93% rude.

Jigging u poređenju sa teškim-srednjim obogaćivanjem, zahteva manje kapitalne troškove, omogućava obogaćivanje materijala u širokom rasponu gustine i finoće. Veliki džigging se široko koristi za obogaćivanje ruda velikih i srednje rasprostranjenih koje ne zahtijevaju fino mljevenje. Primjena jigginga je poželjnija pri obogaćivanju karbonatnih i silikatnih ruda skarn, venskih naslaga, dok vrijednost kontrastnog omjera ruda u pogledu gravitacionog sastava treba da prelazi jedan.

Tehnologija obogaćivanja ruda volframita

Velika specifična težina minerala volframa i krupnozrnasta struktura volframitnih ruda omogućavaju široku primjenu gravitacijskih procesa u njihovom obogaćivanju. Za dobijanje visokih tehnoloških pokazatelja potrebno je u gravitacionoj šemi kombinovati aparate sa različitim karakteristikama razdvajanja, u kojima je svaka prethodna operacija u odnosu na sledeću, takoreći pripremna, poboljšavajući obogaćivanje materijala. Šematski dijagram obogaćivanja ruda volframita prikazan je na sl. jedan.

Odbijanje se koristi počevši od veličine po kojoj se jalovina može identificirati. Ova operacija se takođe koristi za odvajanje grubo diseminiranih volframovih koncentrata sa naknadnim ponovnim mlevenjem i obogaćivanjem jalovine. Osnova za izbor šeme jigginga i veličine obogaćenog materijala su podaci dobijeni odvajanjem gustine materijala veličine 25 mm. Ako su rude fino raspršene i preliminarne studije pokažu da su za njih neprihvatljivo obogaćivanje velikih dimenzija i šivanje, tada se ruda obogaćuje tokovima male debljine koji nose suspenziju, što uključuje obogaćivanje na pužnim separatorima, mlaznim žljebovima, konusnim separatorima, bravama. , tabele koncentracije. Postepenim mlevenjem i stepenastim obogaćivanjem rude, ekstrakcija volframita u grube koncentrate je potpunija. Grubi gravitacijski koncentrati volframita se dovode u standard prema razvijenim shemama korištenjem mokrih i suhih metoda obogaćivanja.

Bogati koncentrati volframita obogaćeni su elektromagnetnom separacijom, dok se elektromagnetna frakcija može kontaminirati željezo-cink mješavinom, mineralima bizmuta i djelimično arsenom (arsenopirit, skorodit). Za njihovo uklanjanje koristi se magnetizirajuće pečenje koje povećava magnetsku osjetljivost željeznih sulfida, a istovremeno se sumpor i arsen, koji su štetni za volframove koncentrate, uklanjaju u obliku plinovitih oksida. Volframit (hubnerit) se dodatno ekstrahuje iz mulja flotacijom pomoću sakupljača masnih kiselina i dodatkom neutralnih ulja. Grubi gravitacijski koncentrati relativno je lako dovesti do standarda korištenjem električnih metoda obogaćivanja. Flotacija i flotaciona gravitacija se izvode uz dovod ksantata i sredstva za upuhivanje u blago alkalnom ili slabo kiselom mediju. Ako su koncentrati kontaminirani kvarcom i lakim mineralima, onda se nakon flotacije podvrgavaju ponovnom čišćenju na tablicama koncentracije.

Slične informacije.

Rude volframa u našoj zemlji prerađivane su u velikim GOK-ovima (Orlovsky, Lermontovski, Tyrnauzsky, Primorsky, Dzhidinsky VMK) prema sada već klasičnim tehnološkim shemama sa višestepenim mljevenjem i obogaćivanjem materijala podijeljenim u uske klase veličine, po pravilu, u dvije ciklusi: primarno gravitaciono obogaćivanje i fino podešavanje grubih koncentrata različitim metodama. To je zbog niskog sadržaja volframa u prerađenim rudama (0,1-0,8% WO3) i visokih zahtjeva za kvalitetom koncentrata. Primarno obogaćivanje za grubo raspršene rude (minus 12+6 mm) izvedeno je džigom, a za srednje, fino i fino raspršene rude (minus 2+0,04 mm) korišćeni su pužni aparati različitih modifikacija i veličina.

Godine 2001. prestala je sa radom fabrika volfram-molibdena Dzhida (Buryatia, Zakamensk), akumulirajući nakon nje tehnogeno nalazište volframa Barun-Naryn, višemilionsko po zapremini pijeska. Od 2011. godine Zakamensk CJSC prerađuje ovo ležište u modularnom pogonu za preradu.

Tehnološka shema se zasnivala na obogaćivanju u dvije faze na Knelson centrifugalnim koncentratorima (CVD-42 za glavni rad i CVD-20 za čišćenje), ponovnom mljevenju srednje mase i flotaciji masivnog gravitacionog koncentrata za dobijanje koncentrata KVGF klase. Tokom rada uočen je niz faktora u radu Knelson koncentratora koji negativno utiču na ekonomske performanse prerade pijeska, a to su:

Visoki operativni troškovi, uklj. troškovi energije i troškovi rezervnih dijelova, što je, s obzirom na udaljenost proizvodnje od proizvodnih kapaciteta i povećanu cijenu električne energije, ovaj faktor od posebnog značaja;

Nizak stepen ekstrakcije volframovih minerala u gravitacioni koncentrat (oko 60% rada);

Složenost ove opreme u radu: sa fluktuacijama u materijalnom sastavu obogaćenih sirovina, centrifugalni koncentratori zahtevaju intervenciju u procesnim i radnim postavkama (promene pritiska vode za fluidizaciju, brzina rotacije posude za obogaćivanje), što dovodi do fluktuacija u karakteristikama kvaliteta dobijenih gravitacionih koncentrata;

Značajna udaljenost proizvođača i, kao rezultat, dugo čekanje na rezervne dijelove.

U potrazi za alternativnom metodom gravitacione koncentracije, Spirit je izvršio laboratorijska ispitivanja tehnologije odvajanje vijaka pomoću industrijskih pužnih separatora SVM-750 i SVSH-750 proizvođača LLC PK Spirit. Obogaćivanje se odvijalo u dvije operacije: glavnoj i kontrolnoj uz prijem tri proizvoda obogaćivanja – koncentrata, sredine i jalovine. Svi proizvodi obogaćivanja dobijeni kao rezultat eksperimenta analizirani su u laboratoriji ZAO Zakamensk. Najbolji rezultati prikazani su u tabeli. jedan.

Tabela 1. Rezultati odvajanja vijaka u laboratorijskim uslovima

Dobijeni podaci su pokazali mogućnost korištenja pužnih separatora umjesto Knelsonovih koncentratora u operaciji primarnog obogaćivanja.

Sljedeći korak je bio izvođenje poluindustrijskih ispitivanja postojeće šeme obogaćivanja. Sastavljeno je pilot poluindustrijsko postrojenje sa vijčanim uređajima SVSH-2-750, koji su instalirani paralelno sa Knelson CVD-42 koncentratorima. Obogaćivanje je obavljeno u jednoj operaciji, dobijeni proizvodi su dalje slani prema šemi operativnog postrojenja za obogaćivanje, a uzorkovanje je vršeno direktno iz procesa obogaćivanja bez zaustavljanja rada opreme. Pokazatelji poluindustrijskih ispitivanja prikazani su u tabeli. 2.

Tabela 2. Rezultati uporednih poluindustrijskih ispitivanja pužnih aparata i centrifugalnih koncentratoraknelson

Indikatori	Izvorna hrana	Koncentriraj se
Oporavak, %

Rezultati pokazuju da je obogaćivanje pijeska efikasnije na vijčanim aparatima nego na centrifugalnim koncentratorima. Ovo se prevodi u manji prinos koncentrata (16,87% naspram 32,26%) uz povećanje iskorištenja (83,13% naspram 67,74%) u koncentrat minerala volframa. Ovo rezultira kvalitetnijim koncentratom WO3 (0,9% naspram 0,42%),

Volfram je najvatrostalniji metal sa tačkom topljenja od 3380°C. I to određuje njen obim. Takođe je nemoguće napraviti elektroniku bez volframa, čak je i nit u sijalici volfram.

I, naravno, svojstva metala određuju poteškoće u njegovom dobivanju ...

Prvo morate pronaći rudu. To su samo dva minerala - šeelit (kalcijum volframat CaWO 4) i volframit (gvožđe i mangan volframat - FeWO 4 ili MnWO 4). Potonji je poznat od 16. vijeka pod nazivom "vučja pjena" - "Spuma lupi" na latinskom, odnosno "Wolf Rahm" na njemačkom. Ovaj mineral prati rude kalaja i ometa topljenje kalaja, pretvarajući ga u šljaku. Stoga ga je moguće pronaći već u antici. Bogate volframove rude obično sadrže 0,2 - 2% volframa. U stvarnosti, volfram je otkriven 1781.

Međutim, pronalaženje ovoga je najjednostavnija stvar u rudarstvu volframa.
Dalje - rudu treba obogatiti. Postoji gomila metoda i sve su prilično složene. Prvo, naravno. Zatim - magnetna separacija (ako imamo volframit sa željeznim volframitom). Sledeće je gravitaciono odvajanje, jer je metal veoma težak i ruda se može isprati, slično kao kod vađenja zlata. Sada i dalje koriste elektrostatičko odvajanje, ali je malo vjerovatno da će metoda biti korisna ubojici.

Dakle, odvojili smo rudu od otpadnog kamena. Ako imamo šelit (CaWO 4), onda se sljedeći korak može preskočiti, a ako volframit, onda ga trebamo pretvoriti u šelit. Da bi se to postiglo, volfram se ekstrahuje rastvorom sode pod pritiskom i na povišenoj temperaturi (proces se odvija u autoklavu), nakon čega sledi neutralizacija i taloženje u obliku veštačkog šeelita, tj. kalcijum volframat.
Takođe je moguće sinterovati volframit sa viškom sode, tada se dobija ne kalcijum volframat, već natrijum, što nije toliko značajno za naše potrebe (4FeWO 4 + 4Na 2 CO 3 + O 2 = 4Na 2 WO 4 + 2Fe 2 O 3 + 4CO 2).

Sljedeća dva koraka su ispiranje CaWO 4 -> H 2 WO 4 vodom i razgradnja vrućom kiselinom.
Možete uzeti različite kiseline - klorovodičnu (Na 2 WO 4 + 2HCl \u003d H 2 WO 4 + 2NaCl) ili dušičnu.
Kao rezultat, izoluje se volframova kiselina. Potonji se kalcinira ili otopi u vodenoj otopini NH 3, iz koje se isparavanjem kristalizira paravolframat.
Kao rezultat, moguće je dobiti glavnu sirovinu za proizvodnju volframa - WO 3 trioksid dobre čistoće.

Naravno, postoji i metoda za dobijanje WO 3 pomoću hlorida, kada se volfram koncentrat tretira hlorom na povišenoj temperaturi, ali ova metoda neće biti jednostavna za ubicu.

Volframovi oksidi se mogu koristiti u metalurgiji kao aditiv za legiranje.

Dakle, imamo volfram trioksid i ostaje jedna faza - redukcija u metal.
Ovdje postoje dvije metode - redukcija vodika i redukcija ugljika. U drugom slučaju, ugalj i nečistoće koje on uvijek sadrži reagiraju s volframom i stvaraju karbide i druga jedinjenja. Stoga volfram izlazi “prljav”, krt, a za elektroniku je vrlo poželjan čist, jer imajući samo 0,1% gvožđa volfram postaje lomljiv i iz njega je nemoguće izvući najtanju žicu za filamente.
Tehnički proces s ugljem ima još jedan nedostatak - visoku temperaturu: 1300 - 1400 ° C.

Međutim, proizvodnja sa redukcijom vodonika također nije dar.
Proces redukcije se odvija u specijalnim cevnim pećima, zagrijanim na način da, dok se kreće duž cevi, „čamac“ sa WO3 prolazi kroz nekoliko temperaturnih zona. Mlaz suvog vodonika teče prema njemu. Oporavak se dešava iu "hladnim" (450...600°C) iu "vrućim" (750...1100°C) zonama; u "hladnom" - do najnižeg oksida WO 2, zatim - do elementarnog metala. Ovisno o temperaturi i trajanju reakcije u "vrućoj" zoni mijenjaju se čistoća i veličina zrna volframa u prahu koji se oslobađaju na zidovima "čamca".

Dakle, dobili smo čisti metalni volfram u obliku najmanjeg praha.
Ali ovo još nije ingot metala od kojeg se nešto može napraviti. Metal se dobija metalurgijom praha. Odnosno, prvo se presuje, sinteruje u atmosferi vodika na temperaturi od 1200-1300 ° C, a zatim se kroz njega propušta električna struja. Metal se zagrijava do 3000 °C i dolazi do sinterovanja u monolitni materijal.

Međutim, radije nam nisu potrebni ingoti ili čak šipke, već tanka volframova žica.
Kao što razumijete, ovdje opet nije sve tako jednostavno.
Izvlačenje žice se vrši na temperaturi od 1000°C na početku procesa i 400-600°C na kraju. U ovom slučaju, ne samo da se žica zagrijava, već i matrica. Zagrijavanje se vrši plamenom plinskog gorionika ili električnim grijačem.
Istovremeno, nakon izvlačenja, volframova žica je premazana grafitnom mašću. Površina žice mora biti očišćena. Čišćenje se vrši žarenjem, hemijskim ili elektrolitičkim jetkanjem, elektrolitičkim poliranjem.

Kao što možete vidjeti, zadatak dobivanja jednostavne volframove niti nije tako jednostavan kao što se čini. I ovdje su opisane samo glavne metode, sigurno ima puno zamki.
I, naravno, čak i sada volfram je skup metal. Sada jedan kilogram volframa košta više od 50 dolara, isti molibden je skoro dva puta jeftiniji.

Zapravo, postoji nekoliko namjena za volfram.
Naravno, glavni su radio i elektrotehnika, gdje ide volframova žica.

Sljedeća je izrada legiranih čelika koji se odlikuju posebnom tvrdoćom, elastičnošću i čvrstoćom. Dodan zajedno sa hromom u željezo, daje takozvane brzorezne čelike, koji zadržavaju svoju tvrdoću i oštrinu čak i kada se zagrijavaju. Koriste se za izradu glodala, bušilica, glodala, kao i drugih alata za rezanje i bušenje (općenito, u alatu za bušenje ima puno volframa).
Od njega se prave zanimljive legure volframa sa renijumom - visokotemperaturni termoparovi koji rade na temperaturama iznad 2000 °C, ali samo u inertnoj atmosferi.

Pa, još jedna zanimljiva primjena su volframove elektrode za zavarivanje za električno zavarivanje. Takve elektrode su nepotrošne i potrebno je dopremiti još jednu metalnu žicu na mjesto zavarivanja kako bi se osigurala zavarena bazena. Volframove elektrode se koriste u argon-lučnom zavarivanju - za zavarivanje obojenih metala kao što su molibden, titan, nikl, kao i visokolegiranih čelika.

Kao što vidite, proizvodnja volframa nije iz davnina.
A zašto postoji volfram?
Volfram se može dobiti samo izgradnjom elektrotehnike - uz pomoć elektrotehnike i za elektrotehniku.
Nema struje - nema volframa, ali ni ona vam nije potrebna.

Glavni minerali volframa su šelit, hübnerit i volframit. U zavisnosti od vrste minerala, rude se mogu podeliti na dve vrste; šeelit i volframit (huebnerit).
Šeelitne rude u Rusiji, a u nekim slučajevima iu inostranstvu, obogaćuju se flotacijom. U Rusiji se proces flotacije scheelitnih ruda u industrijskom obimu odvijao prije Drugog svjetskog rata u tvornici Tyrny-Auz. Ova fabrika prerađuje veoma složene rude molibden-šeelit koje sadrže niz minerala kalcijuma (kalcit, fluorit, apatit). Minerali kalcija, poput scheelite, plutaju se oleinskom kiselinom, depresija kalcita i fluorita nastaje miješanjem u otopini tekućeg stakla bez zagrijavanja (dugi kontakt) ili uz zagrijavanje, kao u tvornici Tyrny-Auz. Umjesto oleinske kiseline koriste se frakcije talovog ulja, kao i kiseline iz biljnih ulja (reagensi 708, 710 itd.) same ili u mješavini sa oleinskom kiselinom.

Tipična shema flotacije šeelitne rude data je na sl. 38. Po ovoj šemi moguće je ukloniti kalcit i fluorit i dobiti koncentrate koji su kondicionirani u smislu volfram trioksida. Ho apatit i dalje ostaje u tolikoj količini da je sadržaj fosfora u koncentratu iznad standarda. Višak fosfora se uklanja otapanjem apatita u slaboj hlorovodoničnoj kiselini. Potrošnja kiseline zavisi od sadržaja kalcijum karbonata u koncentratu i iznosi 0,5-5 g kiseline po toni WO3.
Kod kiselog luženja, dio scheelite, kao i powellita, se otapa, a zatim precipitira iz otopine u obliku CaWO4 + CaMoO4 i drugih nečistoća. Nastali prljavi sediment se zatim obrađuje po metodi I.N. Maslenitsky.
Zbog poteškoća u dobivanju kondicioniranog volframovog koncentrata, mnoge tvornice u inostranstvu proizvode dva proizvoda: bogati koncentrat i siromašan za hidrometaluršku preradu u kalcijum volframat prema metodi razvijenoj u Mekhanobre I.N. Maslenitsky, - luženje sodom u autoklavu pod pritiskom sa prelaskom u rastvor u obliku CaWO4, nakon čega sledi prečišćavanje rastvora i taloženje CaWO4. U nekim slučajevima, kod grubo rasprostranjenog scheelite, dorada flotacijskih koncentrata se vrši na stolovima.
Iz ruda koje sadrže značajnu količinu CaF2, ekstrakcija šeelita u inostranstvu flotacijom nije savladana. Takve rude, na primjer u Švedskoj, obogaćuju se na stolovima. Šelit uvučen fluoritom u flotacijski koncentrat se zatim izvlači iz ovog koncentrata na stolu.
U tvornicama u Rusiji, scheelit rude se obogaćuju flotacijom, čime se dobijaju kondicionirani koncentrati.
U fabrici Tyrny-Auz ruda sa sadržajem 0,2% WO3 koristi se za proizvodnju koncentrata sa sadržajem 6o% WO3 sa ekstrakcijom od 82%. U fabrici Chorukh-Dairon, sa istom rudom po sadržaju VVO3, dobija se 72% WO3 u koncentratima sa ekstrakcijom od 78,4%; u fabrici Koitash, sa rudom sa 0,46% WO3 u koncentratu, dobija se 72,6% WO3 sa iskorišćenjem WO3 od 85,2%; u fabrici Lyangar u rudi 0,124%, u koncentratima - 72% uz ekstrakciju 81,3% WO3. Dodatno odvajanje loših proizvoda moguće je smanjenjem gubitaka u jalovini. U svim slučajevima, ako su sulfidi prisutni u rudi, oni se izoluju prije flotacije scheelite.
Potrošnja materijala i energije ilustrirana je sljedećim podacima, kg/t:

Volframit (Hübnerite) rude se obogaćuju isključivo gravitacionim metodama. Neke rude sa neujednačenim i krupnozrnim širenjem, kao što je ruda Bukuki (Transbaikalija), mogu se prethodno obogaćivati ​​teškim suspenzijama, odvajajući oko 60% otpadnog kamena finoće -26 + 3 MM sa sadržajem ne više od 0,03% WO3.
Međutim, s relativno niskom produktivnošću tvornica (ne više od 1000 tona / dan), prva faza obogaćivanja se izvodi u mašinama za šivanje, obično počevši od veličine čestica od oko 10 mm s grubo raspršenim rudama. U novim modernim shemama, osim strojeva za jigging i stolova, koriste se i Humphrey vijčani separatori, koji zamjenjuju neke od stolova s ​​njima.
Progresivna shema obogaćivanja volframovih ruda data je na sl. 39.
Završna obrada volframovih koncentrata zavisi od njihovog sastava.

Sulfidi iz koncentrata tanjih od 2 mm izoluju se flotacijskom gravitacijom: koncentrati se nakon miješanja sa kiselinom i flotacijskim reagensima (ksantat, ulja) šalju u koncentracionu tablicu; dobijeni CO koncentrat se suši i podvrgava magnetnoj separaciji. Krupnozrnati koncentrat se prethodno usitnjava. Sulfidi iz finih koncentrata sa tabela sa suspenzijom se izoluju pjenom flotacijom.
Ako ima puno sulfida, preporučljivo je odvojiti ih iz hidrociklonskog odvoda (ili klasifikatora) prije obogaćivanja na stolovima. Ovo će poboljšati uslove za odvajanje volframita na stolovima i tokom dorade koncentrata.
Tipično, grubi koncentrati prije dorade sadrže oko 30% WO3 sa povratom do 85%. Za ilustraciju u tabeli. 86 prikazuje neke podatke o fabrikama.

Prilikom gravitacionog obogaćivanja volframitnih ruda (hubnerit, ferberit) iz mulja tanjih od 50 mikrona, ekstrakcija je vrlo mala, a gubici u sluznom dijelu su značajni (10-15% sadržaja u rudi).
Iz mulja flotacijom sa masnim kiselinama pri pH=10, dodatni WO3 se može povratiti u nemasne proizvode koji sadrže 7-15% WO3. Ovi proizvodi su pogodni za hidrometaluršku obradu.
Rude volframita (Hübnerite) sadrže određenu količinu obojenih, rijetkih i plemenitih metala. Neki od njih prelaze tokom gravitacionog obogaćivanja u gravitacione koncentrate i prenose se u doradnu jalovinu. Koncentrati molibdena, bizmuta-olovo, olovo-bakar-srebro, cink (sadrže kadmijum, indijum) i pirit mogu se izolovati selektivnom flotacijom iz sulfidne jalovine, kao i iz mulja, a može se dodatno izolovati i proizvod volframa.

25.11.2019

U svakoj industriji u kojoj se proizvode tečni ili viskozni proizvodi: farmaceutski, kozmetički, prehrambeni i hemijski – svuda...

25.11.2019

Do danas je grijanje ogledala nova opcija koja vam omogućava da očuvate površinu ogledala od vruće pare nakon poduzimanja vodenih postupaka. Hvala za...

25.11.2019

Barkod je grafički simbol koji prikazuje izmjenu crnih i bijelih pruga ili drugih geometrijskih oblika. Primjenjuje se kao dio obilježavanja ...

25.11.2019

Mnogi vlasnici seoskih stambenih imanja, koji žele stvoriti najudobniju atmosferu u svom domu, razmišljaju o tome kako pravilno odabrati ložište za kamin, ...

25.11.2019

Kako u amaterskoj tako i u profesionalnoj gradnji, profilne cijevi su vrlo popularne. Uz njihovu pomoć grade sposobne da izdrže teška opterećenja ...

24.11.2019

Zaštitna obuća je dio opreme radnika namijenjen za zaštitu stopala od hladnoće, visokih temperatura, hemikalija, mehaničkih oštećenja, struje itd...

24.11.2019

Svi smo navikli da se, napuštajući kuću, obavezno pogledamo u ogledalo da provjerimo svoj izgled i još jednom se nasmijemo svom odrazu....

23.11.2019

Od pamtivijeka glavni poslovi žena širom svijeta bili su pranje rublja, čišćenje, kuhanje i sve vrste radnji koje doprinose organizaciji udobnosti u kući. Međutim, tada...

Hemijski element je volfram.

Prije nego što opišemo proizvodnju volframa, potrebno je napraviti kratku digresiju u povijest. Naziv ovog metala sa njemačkog je preveden kao "vučja krema", porijeklo termina seže u kasni srednji vijek.

Prilikom dobijanja kalaja iz raznih ruda uočeno je da se u nekim slučajevima gubi, prelazeći u pjenastu zguru, „kao vuk koji proždire plijen“.

Metafora se ukorijenila, dajući ime kasnije primljenom metalu, trenutno se koristi na mnogim jezicima svijeta. Ali na engleskom, francuskom i nekim drugim jezicima volfram se naziva drugačije, od metafore "teški kamen" (volfram na švedskom). Švedsko porijeklo riječi povezuje se s eksperimentima poznatog švedskog hemičara Scheelea, koji je prvi dobio volframov oksid iz rude koja je kasnije nazvana po njemu (šeelit).

Švedski hemičar Šele, koji je otkrio volfram.

Industrijska proizvodnja volfram metala može se podijeliti u 3 faze:

• obogaćivanje rude i proizvodnja volfram anhidrita;
• redukcija na metal u prahu;
• dobijanje monolitnog metala.

Obogaćivanje rude

Volfram se u prirodi ne nalazi u slobodnom stanju, prisutan je samo u sastavu raznih jedinjenja.

• volframit
• scheelites

Ove rude često sadrže male količine drugih supstanci (zlato, srebro, kalaj, živa itd.), uprkos vrlo niskom sadržaju dodatnih minerala, ponekad je njihovo vađenje tokom obogaćivanja ekonomski izvodljivo.

1. Obogaćivanje počinje drobljenjem i mljevenjem stijene. Zatim materijal ide u dalju preradu, čiji načini zavise od vrste rude. Obogaćivanje ruda volframita obično se vrši gravitacionom metodom, čija je suština upotreba kombinovanih sila zemljine gravitacije i centrifugalne sile, minerali su razdvojeni po hemijskim i fizičkim svojstvima - gustini, veličini čestica, kvašenju. Na taj način se odvaja otpadna stijena, a koncentrat se magnetskom separacijom dovodi do potrebne čistoće. Sadržaj volframita u nastalom koncentratu kreće se od 52 do 85%.
2. Šelit, za razliku od volframita, nije magnetni mineral, pa se na njega ne primjenjuje magnetna separacija. Za šeelitne rude, algoritam obogaćivanja je drugačiji. Glavna metoda je flotacija (proces odvajanja čestica u vodenoj suspenziji) praćena upotrebom elektrostatičke separacije. Koncentracija scheelite može biti i do 90% na izlazu. Rude su takođe složene, istovremeno sadrže volframite i šeelite. Za njihovo obogaćivanje koriste se metode koje kombiniraju gravitacijske i flotacijske sheme.
   
   Ako je potrebno dalje prečišćavanje koncentrata prema utvrđenim standardima, koriste se različiti postupci u zavisnosti od vrste nečistoća. Da bi se smanjile nečistoće fosfora, koncentrati scheelite se na hladnom tretiraju hlorovodoničnom kiselinom, dok se kalcit i dolomit uklanjaju. Za uklanjanje bakra, arsena, bizmuta koristi se pečenje, nakon čega slijedi tretman kiselinama. Postoje i druge metode čišćenja.

Da bi se volfram pretvorio iz koncentrata u rastvorljivo jedinjenje, koristi se nekoliko različitih metoda.

1. Na primjer, koncentrat se sinterira s viškom sode, čime se dobiva natrijum volframit.
2. Može se koristiti i druga metoda - luženje: volfram se ekstrahira otopinom sode pod pritiskom na visokoj temperaturi, nakon čega slijedi neutralizacija i taloženje.
3. Drugi način je tretiranje koncentrata gasovitim hlorom. U tom procesu nastaje volfram hlorid, koji se zatim sublimacijom odvaja od hlorida drugih metala. Dobiveni proizvod se može pretvoriti u volframov oksid ili direktno preraditi u elementarni metal.

Glavni rezultat različitih metoda obogaćivanja je proizvodnja volfram trioksida. Nadalje, on je taj koji ide u proizvodnju metalnog volframa. Od njega se dobija i volfram karbid, koji je glavna komponenta mnogih tvrdih legura. Postoji još jedan proizvod direktne prerade koncentrata volframove rude - ferovolfram. Obično se topi za potrebe crne metalurgije.

Oporavak volframa

Nastali volfram trioksid (volfram anhidrit) u sljedećoj fazi mora se reducirati u stanje metala. Restauracija se najčešće izvodi široko rasprostranjenom metodom vodika. Pokretna posuda (čamac) sa volfram trioksidom se ubacuje u peć, temperatura raste usput, vodik se dovodi prema njoj. Kako se metal smanjuje, nasipna gustina materijala se povećava, volumen utovara kontejnera se smanjuje za više od pola, stoga se u praksi koristi rad u 2 faze, kroz različite vrste peći.

1. U prvoj fazi nastaje dioksid iz volfram trioksida, u drugoj fazi se iz dioksida dobija čisti volframov prah.
2. Zatim se prah prosije kroz mrežicu, krupne čestice se dodatno melju kako bi se dobio prah zadate veličine zrna.

Ponekad se ugljenik koristi za redukciju volframa. Ova metoda donekle pojednostavljuje proizvodnju, ali zahtijeva više temperature. Osim toga, ugljen i njegove nečistoće reagiraju s volframom, stvarajući različite spojeve koji dovode do kontaminacije metala. Postoji niz drugih metoda koje se koriste u proizvodnji širom svijeta, ali u smislu parametara, redukcija vodonika ima najveću primjenjivost.

Dobivanje monolitnog metala

Ako su prve dvije faze industrijske proizvodnje volframa dobro poznate metalurzima i koriste se jako dugo, tada je bio potreban razvoj posebne tehnologije za dobivanje monolita iz praha. Većina metala se dobija jednostavnim topljenjem i potom lijeva u kalupe, s volframom zbog njegovog glavnog svojstva - netopivosti - takav postupak je nemoguć. Metoda za dobivanje kompaktnog volframa iz praha, koju je početkom 20. stoljeća predložio američki Coolidge, još uvijek se koristi u različitim varijacijama u naše vrijeme. Suština metode je da se prah pod utjecajem električne struje pretvara u monolitni metal. Umjesto uobičajenog topljenja, da bi se dobio metalni volfram, potrebno je proći nekoliko faza. Na prvom od njih prah se utiskuje u posebne šipke-šipke. Zatim se ove šipke podvrgavaju postupku sinterovanja, a to se radi u dvije faze:

1. 1. Prvo, na temperaturama do 1300ºS, štap se prethodno sinterira kako bi se povećala njegova čvrstoća. Postupak se izvodi u posebnoj zatvorenoj peći s kontinuiranim dovodom vodonika. Za dodatnu redukciju koristi se vodonik, prodire u poroznu strukturu materijala, a uz dodatno izlaganje visokoj temperaturi stvara se čisto metalni kontakt između kristala sinterovane šipke. Štabik nakon ove faze je značajno očvrsnut, gubi do 5% u veličini.
   2. Zatim prijeđite na glavnu fazu - zavarivanje. Ovaj proces se izvodi na temperaturama do 3 hiljadeºC. Stub je fiksiran steznim kontaktima i kroz njega prolazi električna struja. U ovoj fazi se koristi i vodonik - potreban je za sprječavanje oksidacije. Struja koja se koristi je vrlo velika, za šipke poprečnog presjeka 10x10 mm potrebna je struja od oko 2500 A, a za poprečni presjek od 25x25 mm - oko 9000 A. Korišteni napon je relativno mali, od 10 do 20 V. Za svaku seriju monolitnog metala prvo se zavaruje ispitna šipka koja se koristi za kalibraciju načina zavarivanja. Trajanje zavarivanja ovisi o veličini šipke i obično se kreće od 15 minuta do sat vremena. Ova faza, kao i prva, također dovodi do smanjenja veličine štapa.

Gustoća i veličina zrna nastalog metala zavise od početne veličine zrna štapa i od maksimalne temperature zavarivanja. Gubitak dimenzija nakon dva koraka sinterovanja je do 18% dužine. Konačna gustina je 17–18,5 g/cm².

Za dobivanje volframa visoke čistoće koriste se različiti aditivi koji isparavaju tijekom zavarivanja, na primjer, oksidi silicija i alkalnih metala. Kako se zagrijavaju, ovi aditivi isparavaju, uzimajući sa sobom druge nečistoće. Ovaj proces doprinosi dodatnom pročišćavanju. Kada se koristi ispravan temperaturni režim i odsustvo tragova vlage u atmosferi vodonika tokom sinterovanja, uz pomoć ovakvih aditiva, stepen prečišćavanja volframa se može povećati na 99,995%.

Proizvodnja proizvoda od volframa

Dobiven iz originalne rude nakon opisane tri faze proizvodnje, monolitni volfram ima jedinstven skup svojstava. Osim vatrostalnosti, ima vrlo visoku dimenzijsku stabilnost, zadržavanje čvrstoće na visokim temperaturama i odsustvo unutrašnjeg naprezanja. Volfram takođe ima dobru duktilnost i duktilnost. Dalja proizvodnja se najčešće sastoji od izvlačenja žice. To su tehnološki relativno jednostavni procesi.

1. Prazni delovi ulaze u mašinu za rotaciono kovanje, gde se materijal redukuje.
2. Zatim se izvlačenjem dobije žica različitih promjera (crtanje je provlačenje šipke na specijalnoj opremi kroz konusne rupe). Tako možete dobiti najtanju volframovu žicu s ukupnim stupnjem deformacije od 99,9995%, dok njena čvrstoća može doseći 600 kg / mm².

Volfram se počeo koristiti za filamente električnih svjetiljki čak i prije razvoja metode za proizvodnju savitljivog volframa. Ruski naučnik Lodygin, koji je prethodno patentirao princip upotrebe niti za lampu, 1890-ih je predložio korištenje volframove žice uvijene u spiralu kao takvog filamenta. Kako je volfram dobijen za takve žice? Prvo je pripremljena mješavina volframovog praha sa nekim plastifikatorom (na primjer, parafinom), zatim je iz ove smjese istisnuta tanka nit kroz rupu određenog promjera, osušena i kalcinirana u vodiku. Dobivena je prilično krhka žica, čiji su pravolinijski segmenti pričvršćeni na elektrode lampe. Bilo je pokušaja da se dobije kompaktni metal drugim metodama, međutim, u svim slučajevima, krhkost niti je ostala kritično visoka. Nakon rada Coolidgea i Finka, proizvodnja volframove žice dobila je solidnu tehnološku osnovu, a industrijska upotreba volframa počela je brzo rasti.

Lampa sa žarnom niti koju je izumio ruski naučnik Lodygin.

Svjetsko tržište volframa

Obim proizvodnje volframa je oko 50 hiljada tona godišnje. Lider u proizvodnji, ali i u potrošnji, je Kina, ova zemlja proizvodi oko 41 hiljadu tona godišnje (Rusija, za poređenje, proizvodi 3,5 hiljada tona). Važan faktor u ovom trenutku je prerada sekundarnih sirovina, obično otpadnog volfram karbida, strugotine, piljevine i ostataka volframa u prahu, takva prerada osigurava oko 30% svjetske potrošnje volframa.

Filamenti izgorelih žarulja sa žarnom niti se praktički ne recikliraju.

Globalno tržište volframa je nedavno pokazalo pad potražnje za volframovim filamentima. To je zbog razvoja alternativnih tehnologija u oblasti rasvjete - fluorescentne i LED sijalice agresivno zamjenjuju konvencionalne žarulje sa žarnom niti kako u svakodnevnom životu tako iu industriji. Stručnjaci predviđaju da će se upotreba volframa u ovom sektoru u narednim godinama smanjivati ​​za 5% godišnje. Potražnja za volframom u cjelini ne opada, pad primjenjivosti u jednom sektoru nadoknađen je rastom u drugim, uključujući inovativne industrije.