доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
В статье рассмотрен флотационный способ обработки золошлаковых материалов предприятий энергетики. Предложен оригинальный способ подготовки золошлаковых отходов перед их дальнейшей обработкой методом биовыщелачивания. Получены положительные результаты повышения эффективности извлечения редкоземельных металлов методом биовыщелачивания. Суть предлагаемого подхода заключается в следующем. Зольно-шлаковые отходы, образующиеся после сжигания угля, смешивают с водой и получают тонкодисперсную суспензию, в которую вводят углеродсодержащий реагент. Флотационную обработку суспензии золы проводят в механической флотомашине со временем флотации 15–18 мин и расходом воздуха примерно 0,7–0,8 м3/(м2·мин). Камерный продукт в виде очищенной зольной суспензии поступает на разделение (сепарацию) в открытый гидроциклон. При этом сгущенный продукт в виде зольного продукта отводится на специальную площадку, а слив гидроциклона направляется на очистку в напорную флотационную установку для извлечения из жидкости ионов металлов. Получен положительный эффект повышения извлечения по редкоземельным металлам, в частности по скандию примерно 26,6–30,3%; по иттрию — 28–34,7%; по лантану — 50,5–21,5%, по золоту — 18,7–21,6%; серебру — 11,4–21,4%.
The flotation process of power plants’ ash-slag materials treatment is considered in the article. The original method related to preparing of ash-slag waste before their further bioleaching processing is proposed. The positive results of rare earth metals extraction efficiency increase by bioleaching are obtained. The essence of proposed approach is as follows. Coal combustion’s ash-slag waste is mixed with water to obtain a fine suspension, in which the carbonaceous reagent is injected. Flotation treatment of ash suspension is carried out in mechanical flotation machine with flotation time equal to 15-18 min and air flow rate equal to about 0.7-0.8 m3/(m2·min). The chamber product as treated ash suspension is going to the separation in open hydrocyclone. In such a case the concentration product in the form of ash product is derived to special site, and hydrocyclone overflow is directed to the clearing in pressure flotation machine for extraction of metal ions from the liquid. A positive effect of rare earth metals’ extraction rising related in particular to scandium about 26.6-30.3%, yttrium — 28-34.7%, lanthanum — 50.5-21.5%, as well as precious metals such as gold — 18.7-21.6%, silver — 11.4-21.4% is obtained.
1. ВведениеОдним из ресурсов, который активно добывается и используется в России, является уголь. Доля России в мировых запасах угля составляет около 11%. Но добыча и использование угля, как и других минерально-сырьевых ресурсов, создает ряд экологических проблем [1–7]. К числу таких острых проблем относится проблема утилизации отходов добычи и обогащения угля, а также золы и шлаков, образующихся при его сжигании. Кроме того, использование низкосортных углей приводит к увеличению количества минеральных отходов, образующихся в результате их сжигания. Таким образом, шлако- и золоотвалы становятся источниками постоянного загрязнения окружающей среды. Эти отходы практически не используются, сваливаются в виде отвалов, что приводит к необходимости отчуждения значительных территорий и затрат на эксплуатацию полигонов золошлаковых отходов.Перспективным способом решения проблемы утилизации отвалов добычи и использования золы углей может стать переработка отходов с целью извлечения из них благородных металлов — золота и серебра, а также редкоземельных металлов — иттрия,скандия, лантана и др. Кроме того, такой подход не только решает экологические проблемы, но может быть и экономически выгоден, так как эти металлы дорогие и дефицитные.Несмотря на экологическую и потенциальную экономическую выгоду извлечения благородных и редкоземельных металлов из золо- и шлакоотвалов, существует ряд проблем. Несомненно, переработка золошлаковых отвалов с целью извлечения благородных и редкоземельных металлов сложный и малоизученный процесс. Но содержание благородных и редкоземельных металлов в отвалах достаточно мало, поэтому необходимо создать технологии, не требующие больших капитальных и эксплуатационных затрат. Если рассмотреть извлечение ценных металлов из руд, то экономически наиболее выгодна и экологически наименее вредна технология биологического выщелачивания. При этом большое значение имеет предварительная обработка золошлаковых материалов перед биовыщелачиванием. Наши исследования показали, что в ряде случаев наиболее перспективным способом является предварительная флотационная обработка золошлаковых отвалов энергопредприятий.