Магистерская диссертация на тему: Исследование возможности извлечения редких металлов из золы-уноса ТЭЦ

Введение

Роль редких металлов в современной технике все более возрастает. Редкие металлы в значительной мере определяют развитие таких важных отраслей промышленности, как производство специальных сталей, твердых и жаропрочных сплавов, электротехники, электровакуумной техники и ряда отраслей новой техники. За последние десятилетия новые металлы вошли в орбиту промышленного использования, возросли масштабы и расширилась номенклатура продуктов производств редких металлов.

Рассеянные редкие металлы встречаются обычно в виде изоморфных примесей в ничтожных концентрациях в кристаллах других минералов. Поэтому рентабельное извлечение рассеянных редких металлов возможно только из отходов производств основных металлов. Надо также учитывать и технологические трудности извлечения их из сырья.

В последнее время возрос интерес к извлечению редких металлов из нетрадиционных источников сырья, к которым следует отнести пыли и возгоны различных производств, в частности энергетики. Золу-уноса от сжигания угля можно рассматривать как техногенное сырье для получения многих ценных металлов, тем более, что она имеет пока нулевую стоимость. Поэтому извлечение редких металлов, наряду с основными компонентами (алюминий, железо), может сделать переработку золы-уноса рентабельной уже в ближайшем будущем.

Утилизация золошлаковых отходов ТЭЦ позволит расширить минерально-сырьевую базу, а также сократить земельные площади под золоотвалы и улучшить экологическую обстановку в зоне золоотвалов.

Целью нашей работы является поиск наиболее перспективных путей извлечения редких металлов из золы-уноса экибастузского угля.

Оглавление

- Введение 3

- Литературный обзор

- Способы извлечения галлия из промышленных отходов

- Извлечение галлия из отходов алюминиевого производства

- Извлечение галлия из отходов переработки свинцово-цинковых руд

- Извлечение галлия из отходов переработки углей

- Способы извлечения ванадия из промышленных отходов

- Экспериментальная часть

- Характеристика золы

- Техника безопасности

- Приборы и посуда

- Реактивы

- Методики анализов

- Фотометрическое определение железа с сульфосалициловой кислотой

- Фотометрическое определение алюминия с алюминоном

- Фотометрическое определение ванадия

- Фотометрическое определение галлия

- Методика определения кремния

- Выполнение сплавления и растворения навески силиката золы

- Методики эксперимента

- Методика обескремнивания

- Методика щелочной и кислотной обработки

- Методика электрохимического выщелачивания

- Полученные результаты и их обсуждение

- Отработка методики анализа на содержание ванадия

- Поведение галлия и ванадия при выщелачивании

- Исследование влияния температуры и добавки NaCl на эффективность выщелачивания галлия, ванадия, железа и алюминия в сернокислой среде

- Исследование эффективности выщелачивания галлия, ванадия, железа и алюминия щелочными растворами с добавкой NaCl

- Исследование влияния концентрации щелочи, температуры и времени выщелачивания на полноту извлечения галлия

- Исследование возможности полного извлечения галлия при многостадийной обработке золы

- Электрохимическое выщелачивание ванадия

- Электровыщелачивание в кислой среде

- Электровыщелачивание в щелочной среде

- Выводы 53

- Литература 54

- Приложения

Заключение

1. Показано, что галлий может быть полностью извлечен из золы-уноса ТЭЦ четырехкратной обработкой раствором щелочи концентрацией 200 г/л при t=80C и Т:Ж=1:10.

2. Извлечение ванадия из золы-уноса ТЭЦ растворами кислоты и щелочи в исследованных условиях составляет 11-12%.

3. Добавка NaCl при кислотном выщелачивании позволяет извлечь в раствор 79,8% железа и 24% галлия.

Список литературы

1. Дымов А.М., Савостин А.П. Аналитическая химия галлия. - М.: Наука, 1968. - С. 5-9, 131-134.

2. Иванова Р.В. Химия и технология галлия. - М.: Металлургия, 1973. - С. 5-9, 131-134.

3. Еремин Н.И. Галлий. - М.: Металлургия, 1964.

4. Меерсон Г.А., Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. - М.: Металлургииздат, 1955. - С. 495-501.

5. Beja М. Chimie еt Industrie, 67, I, 1952, 45-55, цит. по [4].

6. Резник П.А., Иванова Р.В. Сборник научных трудов Гиредмета, 1, 238, 258 (1959).

7. Резник П.А., Миронова З.М. Цветные металлы, 12, 60 (1940).

8. Яценко С.П., Деменев Н.В. Журнал неорганической химии, 4, 869 (1959).

9. Хасиева С.А., Зеликман А.Н., Иванова Р.В. Азербайджанский химический журнал, №5, 109 (1964).

10. Еремин Н.И., Гуськов В.М. Журнал прикладной химии, 33, 157 (1960).

11. Нижник А.Т., Шехтер З.В. Журнал прикладной химии, 35, 295 (1962).

12. Шалавина Е.Л., Гусарова Т.Д. Труды института металлургии АН КазССР, 1964. - Т. 9. - С. 121-129.

13. Шалавина Е.Л., Гусарова Т.Д. Труды института металлургии АН КазССР, 1965. - Т. 12. - С. 52-57.

14. Химия и технология редких и рассеяных элементов. Ч. I. /Под ред. К.А. Большакова. - М.: Высшая школа, 1976. - С. 245-276.

15. Gastinger Е. Berg-und Huttenmannische Monatshefte, 99, I, 1954, 13, цит. по [4].

16. Нижник А.Т., Шехтер З.В. Журнал прикладной химии, 37, 742 (1964).

17. Morgan G.J. Chem. Soc., 1935, р.556, цит. по [2].

18. Кострикин В.М., Иванов-Эмин Б.Н. Журнал прикладной химии, 13, №10 (1940).

19. Janagari М.J. Coal Research Inst. (Japan), 1956, v. 7, р. 129-138, цит. по [2].

20. Schreiter W. Chem. Techn., 1954, Вd 3, s. 141-143, цит. по [2].

21. Еремин Н.И. Изв. вузов. Цветная металлургия. 1960. Т. 2. С. 108.

22. Абишева З.С., Блайда И.А., Пономарева Е.И. Цветные металлы. 1994. №3. С. 36-38.

23. Абишева З.С., Блайда И.А., Пономарева Е.И. Цветные металлы. 1994. №2. С. 42-44.

24. Людоговский Г.И. Требования промышленности к качеству минерального сырья. Ванадий. Госгеолтехиздат, 1960.

25. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Ч. III. /Под ред. К.А. Большакова. - М.: Высшая школа, 1976. - С. 16-36.

26. Ежовска-Тршебятовска Б., Копач С., Микульский Т. Редкие элементы. - М.: Мир, 1979. - С. 297-300.

27. Амирова С.А., Печковский В.В. и др. Журнал прикладной химии, 36, №5, 936 (1963).

28. Veres J. Acta techn. Acad. scient. hung., 41, №3-4 (1962), цит. по [25].

29. Винаров И.В., Янкелевич Р.Г. Украинский химический журнал, 30, №5, 524 (1964).

30. Кунаев А.М. Пиро-гидрометаллургические способы переработки ванадиевого сырья Казахстана. - Алма-Ата: Наука, 1971. - С. 17-21.

31. Основы металлургии. Т. IV. Редкие металлы. /Отв. ред. Грейвер Н.С. и др. - М.: Металлургиздат, 1967.

32. Ростокер У. Металлургия ванадия. - М.: ИЛ., 1959. - С. 9.

33. Izumi Tsuboi, Shigetami Kasai, Takuya Yamamoto, Isao Komasawa, Eiichi Kunugita. Извлечение редких металлов из летучей угольной золы // Int. Solv. Extr. Conf., 1990 (ISEC'90), Kyoto, July 16-21, 1990: Abstr.-[Kyoto], 1990. - С. 215. - Англ., цит. по РЖХим 8Л52, 1991.

34. Schemel Roberto, Rodriguez Domingo, Salazar Ramon. Выщелачивание и извлечение ванадия из ванадийсодержащих отходов //Пат. 4539186, США. Заявл. 15.03.84 №589951, опубл. 3.09.85. МКИ С 01 G 31/00, НКИ 423/62, цит. по РЖХим 12Л121, 1986.

35. Каваёси Яцухиро. Извлечение ванадия // Заявка 60-161339, Япония. Заявл. 30.01.84, №59-13332, опубл. 23.08.85. МКИ С 01 G 31/00, С 22 В 34/22, цит. по РЖХим 13Л126, 1986.

36. Патент №4798709, США, опубл. 17.01.89. МКИ С 01 G 31/00, НКИ 423-63. Способ обработки золы-уноса.

37. Поляков А.Ю. Основы металлургии ванадия. - М.: Металлургиздат, 1959.

38. Слотвинский-Сидак Н.Г., Потапов И.В. Изв. вузов. Цветная металлургия. 1962. №3. С.100-107.

39. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. - М.: Химия, 1984. - С. 111.

40. ГОСТ 18165-81. Вода питьевая. Метод определения массовой концентрации алюминия. - М., 1981.

41. ГОСТ 10364-90. Нефть и нефтепродукты. Метод определения ванадия. - М., 1990.

42. ГОСТ 12711-77. Твердое топливо. Метод определения массовой доли галлия. - М., 1977.

43. Годовская К.И., Рябина Л.В., Новиков Е.Ю., Гернер М.М. Технический анализ. - М.: Высшая школа, 1967. - С. 386-387.