Satbayev University, Институт металлургии и обогащения, Алматы, Казахстан:

А. С. Шарипова, cтарший научный сотрудник, канд. техн. наук, эл. почта: a_sharipova@mail.ru
К. А. Линник, инженер
А. Н. Загородняя, главный научный сотрудник, докт. техн. наук
Н. Бахытлы, младший научный сотрудник

Рассмотрен процесс концентрирования селена в осадке из шлама сернокислотного цеха Балхашского медного завода. Такой шлам характеризуется повышенным содержанием селена в отличие от аналогичных шламов заводов цветной металлургии (12,5–4,6 % (мас.)). Вовлечение его в сферу производства позволит увеличить выпуск селена более чем на 30 % относительно получаемого заводом из медеэлектролитных шламов. Эксперименты проводили со шламом, выделенным из пульпы от промывки металлургических газов, образующихся в процессе плавки медной шихты и конвертирования штейна. Шлам промыт водой от серной кислоты, высушен при 105 ^oC. Определен качественный, количественный и вещественный состав шлама с использованием современных приборов нового поколения. В шламе обнаружены 15 элементов, содержание которых существенно отличается. Основными компонентами являются свинец (51,17 % (мас.)) и селен (12,49 % (мас.)), формы их нахождения — сульфат свинца, элементный селен. В виде вкраплений присутствуют и другие соединения свинца и ртути — различные соли кислот селена. Учитывая основные формы нахождения свинца и селена в шламе, свинец первоначально перевели в карбонатную форму выщелачивание м раствором карбоната натрия, свинец выводили из кека в раствор азотной кислотой. Изучено влияние концентрации карбоната натрия (50–200г/дм³), Т:Ж (1:(26)), времени обработки (20–120 мин), температуры (20–70 ^oC) при постоянных навесках шлама и скорости вращения мешалки на поведение свинца и селена. Выбраны оптимальные условия, при которых оба элемента практически полностью остаются в карбонатном кеке, в раствор извлекается 0,019 % Pb и 0,17 % Se. В кеке обнаружены три карбонатсодержащих соединения свинца и семь селенсодержащих в различных количествах. При выщелачивании карбонатного кека азотной кислотой свинец практически полностью переходит в раствор, селен остается в кеке в виде простого вещества и селенида ртути. Содержание селена в кеке по сравнению со шламом увеличилось в 5,6 раза.

Работа выполнена при финансовой поддержке Комитета науки Министерства науки и образования республики Казахстан по программе «Разработка и реализация инновационных технологий, обеспечивающих повышение извлечения цветных, благородных, редких, редкоземельных металлов и решение производственных задач промышленных предприятий Республики Казахстан на 2018–2020 годы».

1. Загородняя А. Н. Шлам сернокислотного цеха Балхашского медеплавильного завода альтернативный источник получения селена на предприятии. Обзор // Комплексное использование минерального сырья. 2018. № 4. С. 46–53. DOI: 10.31643/2018/6445.29.
2. Кульчицкий Н. А., Наумов А. В. Современное состояние рынков селена и соединений на его основе // Цветная металлургия. Известия вузов. 2015. № 3. С. 43–47.
3. Мировой и российский рынок селена и теллура 2018. URL : https://www.metalresearch.ru/pdf/World_Rus_Se_Te_mark.pdf
4. Кенжалиев Б. К., Требухов С. А., Володин В. Н. и др. Извлечение селена из промпродуктов металлургического производства // Комплексное использование минерального сырья. 2018. № 4. С. 56–64. DOI: 10.31643/2018/6445.30.
5. Храпунов В. Е., Требухов С. А., Марки И. А. и др. Извлечение селена из шламов сернокислотного производства вакуумным методом // Комплексное использование минерального сырья. 2014. № 4. С. 42–48.
6. Kenzhaliyev B. K., Trebukhov S. A., Nitsenko A. V. et al. Determination of technological parameters of selenium recovery from metallurgical production middlings in a vacuumdistillation unit // International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development (IJMPERD). 2019. Vol. 9, Iss. 6. P. 87–98.
7. Карелов С. В., Мамяченков С. В., Набойченко С. С. и др. Комплексная переработка свинцово-оловянных кеков // Цветные металлы. 1994. № 2. С. 17–20.
8. Карелов С. В., Мамяченков С. В., Набойченко Е. С. Техногенные отходы медеплавильного производства и перспективы их переработки // Цветные металлы. 2000. № 9. С. 47–49.
9. Чинкин В. Б., Козлов П. А. Анализ процесса извлечения свинца из свинцовых кеков, полученных при переработке вельц-оксидов // Цветная металлургия. 2001. № 10. С. 21–23.
10. Тарасов А. В., Бесер А. Д., Чинкин Е. В. Исследования для разработки технологической схемы переработки свинцовых кеков с извлечением свинца, цинка, меди и драгоценных металлов // Цветная металлургия. 2002. № 10. С. 26–32.
11. Карелов С. В., Сергеев В. А., Мамяченков С. В., Анисимова О. С. Очистка свинцово-трилонатных растворов от примесей с регенерацией растворителя // Цветная металлургия. 2008. № 3. С. 13–16.
12. Карелов С. В., Сергеев В. А., Паньшин А. М. и др. Гидрометаллургическая технология переработки свинцовых кеков цинкового производства с использованием комплексообразующих реагентов // Цветные металлы. 2009. № 6. С. 29–31.
13. Мамяченков С. В., Анисимова О. С., Сергеев В. А., Карелов С. В. Альтернативная гидрометаллургическая переработка свинецсодержащих промпродуктов // Матер. Второго междунар. конгресса «Цветные металлы – 2010». — Красноярск, 2–4 сентября 2010. С. 206–213.
14. Тарасов А. В. Металлургическая переработка вторичного свинцового сырья. — М. : Гинцветмет, 2003. — 224 с.
15. Арешина Н. С., Касиков А. Г., Мальц И. Э. Изучение возможности получения дополнительной селеновой продукции из промпродуктов и отходов медно-никелевой технологии // Сб. докл. Всерос. науч. конф. с междунар. участием «Исследования и разработки в области химии и технологии функциональных материалов». — Апатиты, 2010. С. 27–29.
16. Касиков А. Г., Арешина Н. С., Мальц И. Э. Гидрометаллургическая переработка отходов газоочистки медноникелевого производства // Матер. Второго междунар. конгресса «Цветные металлы – 2010». Красноярск, 2–4 сентября 2010. С. 721–727.
17. Арешина Н. С., Касиков А. Г., Мальц И. Э., Зенкевич Т. Р. Извлечение селена из продуктов газоочистки ОАО «Кольская ГМК» // Цветные металлы. 2011. № 11. С. 62–65.
18. Загородняя А. Н., Линник К. А., Шарипова А. С., Акчулакова С. Т. Подготовка шлама сернокислотного цеха Балхашского медеплавильного завода для изучения вещественного состава селена // Химическая технология. 2019. № 10. С. 462–468. DOI: 10.31044/1684-5811-2019-20-10-462–468.
19. Abisheva Z. S., Zagorodnyaya A. N., Bukurov T. N. et al. Comprehensive processing of copper-sulfide ores resulting in the production of rare metal concentrates // Proceedings of the XXI International Mineral Processing Congress. — Rome, Italy, July 2000. Vol. B. P. 1022–1029.
20. Абишева З. С., Загородняя А. Н., Шарипова А. С. и др. Комплексная переработка свинцовых шламов медного производства // Цветные металлы. 2002. № 3. С. 33–36.
21. Букуров Т. Н., Абишева З. С., Загородняя А. Н. и др. Комплексная переработка сульфидных медных руд с получением концентратов редких металлов // Вестник национального технического университета имени К. И. Сатпаева. 2002. № 5. С. 176–177.
22. Abisheva Z., Zagorodnyaya A., Bukurov T. et al. The recovery of rhenium and radiogenic osmium from copper processing by-products // Proceedings of the Copper-Cobre 2003 5-th International Conference. — Santiago, Chile, 30 November – 3 December 2003. Vol. VI, Book 2. P. 645–657.
23. ГОСТ 5100–85. Сода кальцинированная техническая. Технические условия. — Введ. 01.01.1986.
24. ГОСТ 4461–77. Реактивы. Кислота азотная. Технические условия. — Введ. 01.01.1979.
25. Nakomoto K. Infrared and Raman spectra of inorganic and coordination compounds. — New York : John Wiley and Sons, 2009. P. 419.
26. Сильверстейн Р., Басслер Т, Моррил Г. Спектрометрическая идентификация органических соединений. — М. : Мир, 1977. — 592 с.
27. Farmer V. C. The Infrared spectra of minerals. — London : Mineralogical society, 1974. — 539 р.
28. Казицына Л. А., Куплетская Н. Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. — М. : Высшая школа, 1971. — 264 с.
29. Большаков Г. Ф., Глебовская Е. А., Каплан З. Г. Инфракрасные спектры и рентгенограммы гетероорга нических соединений. — Л. : Химия, 1967. — 168 с.
30. Moenke H. Mineralspektren. — Berlin : Acad. Verlag, 1962. — 394 р.
31. HR Aldrich FT-IR Collection Edition II. URL: https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/834-016201#/ 834-016201 (дата обращения: 08.04.2021).
32. Шарипова А. С. Комплексная переработка свинцовых пылей медного производства с получением перрената аммония и соединений цветных металлов : автореф. … дис. канд. техн. наук. — Алматы, 2009. — 22 с.