Ғылым • 12 Маусым, 2024

Шашыранды металдар концентратын алу технологиясы

203 рет
көрсетілді
6 мин
оқу үшін

Металлургия – экономика­мыздың негізгі саласы. Еліміз­дегі ірі ғылыми орталық са­на­латын Металлургия және кен байыту институты­ның ғы­лыми бағыты – кен ба­йы­­ту, металлургия және ма­те­­риалтану саласында ір­гелі және қолданбалы зерт­­теулерді жүр­гізу, олар­дың нә­тижесін тәжі­рибе­лік сынақ­тардан өткізіп, өнді­ріске енгізу.

Шашыранды металдар концентратын алу технологиясы

Коллажды жасаған – Қонысбай ШЕЖІМБАЙ, «EQ»

Институт ғалымдары еліміздегі және шетелдегі кәсіпорындарда түсті, асыл, сирек кездесетін метал­дар­ды алудың бірегей технология­ла­рын әзірлеп, өндіріске енгізіп келе­ді. Қазір институт өнді­ріс кәсіп­орындарымен қатар халық­ара­лық ғылыми-өндірістік байланыс­тарды кеңінен дамыту үстінде. Олар – «Қазақмыс корпорациясы» ЖШС,­ Павлодар алюминий зауыты, Қаз­Хром, Өскемен титан магний комби­наты, «Алтынтау Көкшетау» АҚ, «Nova Цинк» ЖШС (Ресей), «Алмалық тау-кен металлургия комбинаты» АҚ (Өзбекстан), «Полюс-Красноярск» АҚ (Ресей), «Emdad Energy» АҚ (Оман сұлтандығы), Швейцарияның Қалдықты қайта өңдеу компаниясы (DHZ AG), сонымен қатар Бейжіңнің Орта­лық ме­таллургия және тау-кен инсти­туты (Қытай).

Сирек кездесетін шашыранды металдар мен олардың қосылыста­ры өзінің бірегей қасиеттеріне байланысты заманауи технологиялар­да ма­ңызды орын алады. Олар таза технологиялар, гибридті көліктер және электроника сияқты инновация­­лық салаларда, сондай-ақ батареялар мен атом энергетикасы сияқты дәс­түр­лі салаларда қолданылады.

Әлем бойынша сирек кездесетін шашыранды металдардың қоры қа­зіргі уақытта 110 миллион тоннаны құрайтыны айқындалып отыр, осы қордың үштен бірі Қытай еліне тиісті. Сондай-ақ АҚШ, Үндістан, Ресей, Аустралия және Канада ел­дері сирек кездесетін шашыранды ме­тал­дардың салыстырмалы түрде үлкен ресурстарына бай.

Құрамында сирек шашыран­ды металдар бар фосфорит кенінің бо­ла­шағы аса зор. Жылына фосфо­­­рит кені әлемде 250 млн тоннаға де­йін өндіріледі. Бұл кендердің құ­ра­мында орташа есеппен тоннасына жарты килограмдай (460 грамм) сирек кез­десетін шашыранды металдар болатыны анықталды. Бұл шамамен осы металдардың жылдық өндірісі 115 мың тоннаға жуық.

ТМД және Еуропадағы құра­мында фосфор шикізаты бар ты­ңайт­қыштар мен жемдік фосфаттар өн­діретін ірі компаниялардың бірі «Қаз­фосфат» ЖШС Жамбыл өңірінде орна­ласқан.

Басқа шикізаттарға қарағанда фосфорит кендерінен сирек шашыранды кездесетін металдар алу­­­­дың бірқатар артықшылығы бар: бі­рінші – қаражат негізінен кен­­­нен фосфориттің өнімін алу үшін жұм­салады. Сондықтан осы өнім­­дер­дегі сирек кездесетін ша­шыран­ды метал­дарды бөліп алу үшін са­­лыс­­тырмалы түрде шы­ғын аз бо­лады. Екінші – метал кон­цен­трат­тарын алу үшін минерал­ды тыңайтқыштар шығаратын зауыт­тар­дың қондырғыларын пайда­ла­ну­ға болады. Үшінші – фосфорит концентраттарын өңдеу кезінде бөлінетін шашыранды металдарда радиоактивті компоненттер өте аз болғандықтан, оны өңдеу оңай.

Фосфориттерді күкірт қышқы­лымен өңдеу кезінде шикі­зат құра­мындағы сирек шашыран­ды метал­дардың 25-тен 30 пайызға де­йін экстрак­циялық фосфор қыш­қылында шо­ғыр­ланады, қалғаны каль­ций суль­фатымен бірге тұн­ба­ға түсіп, фос­фогипстің құрамына кіреді.

Бүгінде бұл металдарды өн­діру мен игерудің барлық қа­жетті алғы­шарты бар болса да, елі­мізде сирек кездесетін металдарды өндіретін өн­діріс орны толық қуатында жұмыс істемей тұр. Бұған дейін Ертіс хи­мия-металлургиялық комбинаты рес­­пуб­ликада сирек кез­десетін ме­тал­дарды өндіруші кәсіп­орын бо­ла­тын, алайда оған шикізат сырттан тасы­малданатын. Бүгінгі күні оның қуаттылығы айтар­лықтай тө­мендеді.

Қаратау фосфорит кенінен алынатын негізгі өнімнен басқа кешенді өңдеуге арналған болашағы зор шашыранды металдардың шикізат көзі болып табылады.

Фосфоритті фосфогипстің (тер­бий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций) апа­титті фосфогипстен (лантан, церий, празеодим, неодим) басты айыр­машылығы – ондағы ауыр топ­тағы лантаноидтардың болуында, олардың нарықтық бағасы жеңіл топтағы лантаноидтардан 1,5-2 есе қымбат.

«Қазфосфат» («Минералды ты­ңайт­­қыштар зауыты»,) жылына 1 490 000 тонна экстракциялық фос­фор қышқылын шығарады. Экстрак­ция­­лық фосфор қышқылының құра­мында орта есеппен 600 тонна сирек жер металдары болады.

Институтымызда Қаратау фос­­фо­­риттерін өңдеу кезінде алын­ған экстракциялық фосфор қышқы­лы­нан сирек жер металдарын сорб­циялық жолмен алу технологиясы әзірленіп жатыр, нәтижесінде 95 па­­йыздық сирек кездесетін шашы­ранды метал­дардың оксидтері (кон­центраты) алы­натын технология ұсы­­натын бо­ламыз.

Сонымен қатар фосфор өнді­рісі­нің қалдық өнімі саналатын фос­­фогипстен сирек металдарды алу және құрылыс материалда­рын өн­діру ар­қылы кешенді өңдеу тех­но­логия­сы бо­йынша кеңей­тілген зертха­на­лық зерттеу­лер жүргізіп жатыр­мыз. Фос­­фо­гипс­тің құрамында тон­насына бір кило­грамнан үш килограмм (1-3 кг/тонна) аралығын­да си­рек кез­десетін шашыранды металдар бар. Бүгінгі таңда фосфогипс­тің қоры техногендік қалдықтарда ­17 000 000 тоннаны құ­райды, яғни сирек ша­шыранды ме­талдарының қоры 25 500 тонна. Сон­дай-ақ жылына 1-1,5 мил­лион тонна фосфогипс қалдық­қа шы­ғады, яғни оның құрамында 1500-2000 тонна ара­лығында сирек кез­десетін шашы­ран­ды металдары бар. Ғылыми зерт­теу нәтижесінде 25-30 % сирек кез­десетін шашыранды ме­талдарының оксидтерін алуға болады.

Осылайша, салыстырмалы түрде қарапайым технологиялық схеманы пайдалана отырып, фосфор өнер­кәсібінің қатты қалдықтарын – фос­фогипсті өңдеп, құрамы 25-30% сирек шашыранды металдарының кон­центраты, 90% кварц және гипс бай­ланыстырғышы сияқты сұра­нысқа ие бағалы өнімдерді алуға болады.

Қорытып айтқанда, іргелі және қол­данбалы зерттеу жұмы­сын жал­­ғас­тырып, нәтижесін тәжі­ри­бе­лік сынақ­тан өткізіп, өнді­ріске қо­суы­мызға болады. Бұған инсти­ту­ты­мыз­дың ғы­лыми қуаты жетеді. Егер біз­дің бас­тамамыз өз нәтижесін берсе, Жам­был өңірінің экономикасы­на зор үлес қосары анық.

 

Бақдәулет КЕНЖАЛИЕВ,

Қ.Сәтбаев университеті Металлургия және кен байыту институтының бас директоры, профессор