6.2. Кендерді байытудың және газтазартқыштардың марганецқұрамды шламдары
Жоғары сапалы марганецті кендердің қорларының экстенсивті жұмысы құрамында 10...14 % Mn, ал ескі тоғандарда 17...20 % Mn бар байытудың шламдарының үлкен санының қалыптасуымен сүйемелденді. Марганецті кендердің Никополь кен орнының жыл бойғы эксплуатациясы шламсақтағыштарда құрамында 10 млн т-дан кем емес марганец бар 100 млн т-дан жоғары байыту шламдары жиналған. Механикаландырылған кешендермен кен қазуды ескере отырып, шикі кенде бос жыныстың, сондықтан, тауарлы концентраттың бірлігіне шламдардың нақты өнімділігі үлесі өсуде.
Ереже бойынша, байытудың қалдықтарының металлургиялық өңдеуі тиімсіз және олардан марганецті бөлу үшін марганецті минералдарды қышқылдардың ерітінділерімен қалдықтардың өңдеу есебінен жоюға және марганецтің негізгі бөлімін ерітіндіге аударуға мүмкіндік беретін өңдеудің гидрометаллургиялық әдістерін қолданады. Марганецқұрамды ерітінділерді ерімеген қатты фазаның(үйінді) қалдығынан бөлгеннен кейін қышқыл ерітінділерге Ca(OH)2, NaOH және басқа сілтілік реагенттер қосып, концентраттар түрінде марганецтің бөлінуін өндіреді.
Марганецтік шламдардан марганецті бөліп алудың мысалы болып фазалардан оны қалпына келтіру есебінен марганецті іс жүзінде толықтай(95 %-ға дейін) өндіруді қамтамасыз ететін олардың күкірт қышқылының, FeSO4-ті қосқанда SO2 газымен, ерітіндісімен өшіру жұмысы болуы мүмкін, оның ішінде төртвалентті жағдайдағы марганец. Марганецтің ерітіндіден әрі қарай бөлінуі әйгілі жолдармен жүзеге асады.
Домналық ферромарганецті балқытқан кезде газтазартқыштардың шламдары пайда болады – өндірістің қалдықтары, құрамында салмағы бойынша, %: қазіргі уақытта пайдалану мүмкін емес 14...16 Mn, 14…18.5 SiO, 1…1.5 Feобщ, 13…17 CaO, 2…3.3 MgO, 5…8.4 Al2O3 және 10 %-ға дейін көміртегі.
Домналық өндірістің шлам үлгілерінің физика-химиялық қасиеттері зерттелген, құрамында, масс. %: 14,0 марганец, 0,17 фосфор, 13,3 кремний оксиді және 68,8 % - 1 мм фракция. Петрографиялық зерттеулер көрсеткендей құрамында марганеці бар негізгі фазалар болып силикаттар табылады, ол оны минералды қышқылдармен өшіру жұмысында марганецтің ашылуының төменгі дәрежесін түсіндіреді.
Құрамында 50-ден 35 %-ға дейін марганец, ферромарганец өндірісі үшін пайдалы 0,03-тен 0,1 %-ға дейін фосфор және 2,5-нан 7 %-ға дейін кремний оксиді бар, гидрометаллургиялық тәсілмен концентрат алу арқылы бұл қалдықтарды қайта өңдеудің мүмкіндіктерімен жұмыс істеді. Шламның 50...80 мың т. қайта өңделуі қосымша 1,5...6 мың т. марганецті өндіріске тартуға, шаңтәрізді қалдықтардың шығарындысын төмендетуге және өндірістің экологиясын жақсартуға мүмкіндік береді.
6.3. ЖЭС-тің ванадийқұрамды шламдары
Әлемнің барлық аймақтарында (Оңтүстік Американы қоспағанда) жылу электр станциялары (ЖЭС) электрэнергия өндірісінде басым рөл атқарады. Бұл мазуттарды жағатын, электрэнергия өндірісінің жалпы шамамен 75 %-ын құрайтын ЖЭС үлесі ТМД аймағына да қатысты. Бағалы құрамдастарды алу үшін ЖЭС қалдықтарының өнеркәсіптік пайдаланылуы қажет, экономикалық және экологиялық жағынан негізделген міндет болғандықтан, мамандардың пікірі бойынша бұл үрдіс алдағы онжылдықта сақталады. Ресейдің техногенді қалдықтарындағы және аралық өнімдеріндегі ванадийдің ең жоғары үлесі, Урал және Еділ ванадийқұрамды кен орындарының мұнай өңдеу кезінде, сонымен қатар мазутты жағатын ЖЭС шламдары мен күлінде алынатын, мазутта пен мұнай коксында қамтылған.
Бұрынғы КСРО-ның қазандық оттығында жылына 70...100 млн т күкіртті мазут өртенетін. Онымен қоса 10 мың тоннадан астам ванадий, 2 мың т никель және шамамен 500 т басқа металдар түсті. ААҚ «Чусовой металлургия комбинаты» және ААҚ «Ванадий-Тулачермет» - Ресейдің негізгі ванадий өндіретін кәсіпорындарының екеуі де теміркенді шикізаттан алынатын ванадийдің мұндай мөлшері оның көлеміне балама.
Қазіргі уақытта Канадада, АҚШ-та, Венесуэлада және басқа дамыған елдерде ванадий мен никельді мұнай мен битумнан ғана емес, сонымен қатар мұнайөнімдерінің ЖЭС-сында жаққаннан кейінгі күл қалдықтарынан да алады.
53 – суретте ЖЭС қалдықтарындағы негізгі құрамдастардың түрлері, мөлшері және құрамы көрсетілген.
Зола уноса – күлде
Бедная – кедей
Бедный шлам – кедей шлам
Накопленный на шламонакопителях – шламтөгінділерде жинақталған
Промывочные воды – жуынды сулар
Отфильтрованный – сүзілген
Зола с дробеочистки – тазалау түсіру үшін күл
Богатая – бай
Богатый шлам – бай шлам
На переработку – өңдеу үшін
53 – сурет. Қазанның әртүрлі аймақтарында пайда болатын ванадийқұрамды композициялар. Шақшалардағы – жағуға түскен V2O5-тің жалпы мөлшерінің пайыздары
Құрамында 1.5...8 % V2O5 бар күлде мазутты жаққан бүкіл кезең үшін түтінді газдармен жоғалған, шашыраңқы. Құрамында 12...30 % V2O5 бар тазалау түсіру үшін күл ішінара шламтөгінділерге, ішінара үйіндіге ауланған. Жөндеу кезеңдерінде қалыптасатын, жуынды сулардан оқшауланған шламдар негізінен шламтөгінділерде жинақталғанн, ал ЖЭС бойынша, онда сүзгі жабдығы бар, сүзілген шламдар металлургияға өңдеуге жөнелтілетін. Негізінен құрамында 0,5...1,5 % күкірті бар бай шламды өңдейді.
35 – кестеде 90-жылдардың соңына қарай жиналған ЖЭС қалдықтарының болжамды мөлшері көрсетілген.
35 – кесте
90 – жылдардың аяғына қарай жинақталған ванадийқұрамды шламдар мен күлдердің бағаланған қоры
V2O5 құрамы |
Шламдар мен күлдердің мөлшері, мың т. |
Шламдар мен күлдердегі V2O5 мөлшері |
1,0 дейін |
12,0 |
120 |
1...10 |
101,0 |
5000 |
10...20 |
2,7 |
430 |
20...30 |
0,3 |
80 |
Қорытынды: |
116,0 |
5630 |
ЖЭС қалдықтарының химиялық және фазалық құрамының әртүрлілігі практикада не тек ванадийді, не барлық пайдалы компоненттерді(ванадий, никель, темір және күкіртті ) алу үшін қолданылатын шикізаттың әр түрін өңдеудің көптеген әртүрлі тәсілдерін тудырады. Техногенді шикізаттың бұл түрінің өңдеуге тарту үлкен экономикалық және халықшаруашылық мағынаға ие, себебі ванадий, темір және никель бойынша шикізатты негізді тек іс жүзінде кеңейтуге, минералды ресурстарды үнемдеуге ғана емес, сонымен қатар ЖЭС өнеркәсіптік аймақтарында экологиялық жағдайды жақсартуға, ұнтақ ванадийқұрамды күлдермен ластануын төмендетуге және уытты ерітінділердің төгіндісін жоюға мүмкіндік береді.