Лекция 4.
Сырье вхимическом производстве. Методы обогащения сырья
ПРОБЛЕМАСЫРЬЯ В ОБСТАНОВКЕ ИСТОЩЕНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ
Динамичныйрост народного хозяйства приводит к ускоренному потреблению всех видов ресурсов(материальных, энергетических, финансовых и др.).
Кресурсам химико-технологических систем относят:
— сырье,
— энергию,
— труд,
— финансы
— фонды(оборудование).
Наиболееуниверсальным и ценным сырьем для химической и нефтехимической промышленностиявляются горючие полезные ископаемые:
— нефть,
— уголь,
— природные газы
— попутные газы
— полиметаллические руды
- фосфориты.
Выборсырья для проектируемого процесса будет определяться уровнем эффективностииспользования основных видов ресурсов. Создание нового продукта начинается сисследования возможных схем получения молекулы заданной структуры, так какхимическая реакция определяет вид (виды) используемого сырья. Следующим этапомявляется систематизация реакций по признакам условий проведения процесса,используемых типов катализаторов, методов подготовки сырья и способов выделенияцелевого продукта из реакционной смеси. Далее следует операция отбраковкивариантов, для которых непригодность по тому или иному критерию очевидна.Оставшиеся варианты принимаются к дальнейшей разработке, первым этапом которойстановится лабораторное исследование. В результате исследования могут бытьполучены первичные данные (скорость реакции, конверсия, селективность) дляопределения необходимых оценок сопоставляемых альтернативных процессов. Расчетсебестоимости, показателя приведенных затрат, показателя эффективностииспользования ресурсов позволяет сделать окончательный выбор.
Приотбраковке альтернативных вариантов сырья следует учитывать ожидаемый объемпроизводства, содержание полезного компонента в сырье, величину конверсии иселективности, скорость реакции, количество побочных продуктов и их чистоту,число химических стадий, стоимость и доступность сырья, ресурсоемкость, наличиестоков и выбросов.
Остановимсятолько на проблемах использования сырьевых и энергетических ресурсов впромышленном органическом синтезе. За десятилетие мировое потребление нефти,газа и угля возрастает почти вдвое, а потребность в энергии удваивается каждые12-14 лет. Что касается добычи нефти, то в настоящее время наметилась тенденцияк ее стабилизации и даже некоторому снижению до уровня 3 млрд т в год [1].
Около70% нефти и 50% угля, извлеченных из недр, добыты за последние 15-20 лет.Естественно, что все это привело к истощению богатых месторождений,расположенных в европейской части нашей страны. Горнодобывающая промышленностьуже ориентируется на эксплуатацию все более бедных месторождений ископаемых,химический и минералогический составы которых меняются не только погеографическим районам, но и в пределах площади отдельных месторождений.
Перерабатывающиепредприятия вынуждены приспосабливаться к частому изменению содержания целевыхкомпонентов и вида примесей в сырье. Такая ситуация становится характерной длямногих основных видов химического сырья: нефти, полиметаллических руд, фосфоритови др.
Добычаугля, газа, нефти переместилась в районы Сибири, что связано с большимикапитальными вложениями в освоение месторождений и большими затратами натранспортировку сырья. Все это привело к удорожанию стоимости самого сырья(газа, нефти, угля) и стоимости получаемых из него продуктов (бензина,дизельного топлива, пластических масс, синтетических волокон, синтетическихкаучуков). Например, средняя себестоимость добычи одного кубометра природногогаза возросла за 20 лет в 8-10 раз, а расходы, связанные с еготранспортировкой, — в 2-4 раза. В целом капитальные вложения на единицуприроста продукции в добывающей промышленности в 3 раза выше, чем вперерабатывающей.
Дальнейшееразвитие химической промышленности будет осуществляться в условиях, при которыхсырьевые и энергетические ресурсы уже не могут считаться неистощимыми. Поэтомуна каждом новом этапе развития химии должны быть найдены иные пути экономиисырья и энергии за счет поиска и реализации принципиально новых технологическихрешений, а также создания высокопроизводительного оборудования и болеесовершенных производственных систем.
Всесказанное заставляет пересмотреть сложившиеся взгляды, по-новому оценитьпроблемы бережного комплексного использования сырья, вторичных материальных иэнергетических ресурсов, отходов производства.
КОМПЛЕКСНОЕИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЫРЬЯ
Комплекснаяпереработка сырья — это использование всех минеральных составляющих сырья путемпревращения их в полезные продукты за счет совмещения нескольких производстввнутри одного предприятия.
Природноесырье в своем составе кроме полезного компонента обычно содержит примеси другихвеществ, причем количество последних может колебаться в достаточно широкихпределах и зачастую во многом превышать содержание полезного компонента. Так,например, количество минеральных примесей (золы) в углях иногда достигает 50%,а в горючих сланцах эти примеси могут составить 95%.
Апатито-нефелиновыеруды как источникфосфатного сырья содержат лишь 15 мас. % Р2О5. Остальные85% представлены Al2O3, TiO2, SiO2и другими компонентами. Поэтому основным направлением в решении проблемыэкономии сырья являются разработка и применение комплексных методов егопереработки.
Так,при конверсии природного газа наряду с водородом для синтеза NH3получают диоксид углерода, который в процессе синтеза NH3 неприменяется. Поэтому обычно совмещают производство аммиака с получениемкарбамида (мочевины):
2NH3 + CO2 → CO(NH2)2 + H2O
Наоснове комплексного использования концентратов цветных металловорганизовано крупное производство таких металлов, как кадмий, висмут, индий,рений, селен, теллур, а также других рассеянных элементов [2].
ПЕРЕРАБОТКАОТХОДОВ
Скомплексным использованием сырья соприкасаются проблема переработки иутилизации побочных продуктов и отходов производств и применение их в качествевторичных материальных ресурсов. Почти в каждом химическом производстве кромецелевого продукта образуются вещества, которые не находят применения и идут вотходы производства. Причины появления отходов самые различные: примеси всырье, низкая селективность сложных реакций, многокомпонентность сырья. Вотходы идут также отработанные вспомогательные материалы (катализаторы,растворители, экстрагенты и др.). На каждом предприятии обычно образуются тривида отходов: жидкие, твердые и газообразные.
Твердыеотходы хранятся в отвалах, постепенно накапливаясь на территории предприятия.Их сжигают, закапывают и сбрасывают в старые выработки. Между тем в отвалахсодержатся миллионы тонн веществ, которые путем механической, термической илихимической обработки можно превратить в полезные продукты.
Интереснымпримером реализации этой идеи служит использование крупнотоннажного отходапроизводства целлюлозы — технического гидролизного лигнина (прир. полимер; входит в составпочти всех наземных растений и по распространенности среди природных высокомолекулярныхсоединений уступает только полисахаридам). Технический лигнин представляет собой сложный многофазный иполидисперсный твердый материал, в состав которого кроме лигнина входят трудно гидролизуемыеполисахариды, смолы, гуминовые вещества, влага. Наиболее интересным компонентомэтой смеси является сам лигнин — природный полимер, обладающий сложнойструктурой, содержащей ароматические циклы.
Егопереработка может проводиться в трех направлениях:
1)использование лигнина после механической и тепловой обработки в натуральномвиде;
2)термическая переработка (сжигание);
3)химическое модифицирование.
Послесушки и измельчения лигниновая мука применяется в качестве наполнителя пластмассвзамен сажи, древесной муки, а также позволяет полностью исключить из рецептурыкаркасных резин остродефицитную белую сажу.
Термическоесжигание нецелесообразно, так как компоненты этого отхода обладаютопределенными потребительскими свойствами, в частности ярко выраженнойсорбционной способностью, которая может быть усилена путем химическогомодифицирования.
Процессаминитрования, хлорирования и сульфирования лигнин перерабатывается в такиепродукты, как коллоктивит (аналог активированного угля марки Б), нитролигнин(регулятор структурно-механических свойств бурильных растворов), хлорлигнин(заменитель природных дубителей, адсорбент для извлечения редкоземельныхметаллов из растворов), лигнофенолформальдегидные смолы (продукт конденсации сфенолом) и т.д.
Отходящиегазы содержат такиекомпоненты, как СО, СО2, NO, NO2, SO2, H2S.Состав отходящих газов зависит от характера производства. Эти газы отравляютатмосферу, снижают плодородие почвы, губят посевы. Наиболее опасным компонентомотходящих газов считается сернистый ангидрид, который взаимодействует в воздухес парами воды и выпадает на землю в виде кислотных дождей, что губительнодействует на здоровье людей, посевы и постройки. Только промышленныепредприятия ежегодно выбрасывают в атмосферу около 160 млн т SO2,из них около 70% поставляют теплоэнергетические установки, 15% — предприятиячерной и цветной металлургии и 15% — химическая и нефтеперерабатывающаяпромышленность.
Используятолько отходящие газы цветной металлургии, получают серную кислоту — более 25%всего производства ее в стране.
Сточныеводы, сбрасываемые в водоемы, содержат вредные органические и неорганическиевещества. Они снижают содержание кислорода в воде, губительно действуют нафлору и фауну водоемов. Таким образом, проблема отходов тесно связана с защитойокружающей среды.
Справедливосчитают, что в химической промышленности не должно быть отходов. Любые отходы- это химические вещества, которые могут и должны стать сырьем для полученияразличных продуктов. Поэтому отходы следует рассматривать как вторичныематериальные ресурсы. В последние годы благодаря развитию науки и техникипостоянно расширяется номенклатура используемых отходов в химическойпромышленности.
Внастоящее время в нашей стране за счет использования вторичного сырьяпроизводится около 30% стали и 20% цветных металлов. Необходимо отметить, чтоэнергоемкость производства алюминия из вторичного сырья в 20 раз, а стали в 10раз ниже, чем энергоемкость их производства из первичного. Капитальные вложенияпри переработке вторичного сырья примерно в четыре раза меньше, чем припереработке первичного.
ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯПРОБЛЕМА
Наиболееуниверсальным и ценным сырьем для химической и нефтехимической промышленностиявляются горючие полезные ископаемые: нефть, уголь, природные и попутные газы.
Ноэти полезные ископаемые являются одновременно и первичными источниками энергии.Нефть остается основным компонентом энергетического баланса и главнымисточником получения моторных топлив. Мировые мощности по переработке нефтисоставляют более 4 млрд т/год, что обеспечивает в развитых странах почти 40%всей вырабатываемой энергии. Из этого количества энергии на долю моторныхтоплив в зависимости от глубины переработки в различных регионах мираприходится от 35 до 70% [3]. В связи с израсходованием наиболее крупных илегкодоступных месторождений нефти и газа встал вопрос: как разумнораспределить оставшиеся ресурсы сырья и обеспечить человечество необходимымколичеством энергии?
Допоследних лет прирост энергетических ресурсов шел в основном за счет увеличениядоли нефти и газа в топливно-энергетическом балансе. Однако в России в 90-хгодах начался спад производства [3], переросший в глубокий энергетическийкризис (табл. 1). Поэтому возникла необходимость перестройки топливно-энергетическогобаланса.
/>
Врешении топливно-энергетических проблем можно наметить два направления:
— углублениепереработки нефти и газа
— вовлечение угля и природного газа в производство альтернативных топлив.
УГЛУБЛЕННАЯПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ
Если10-20 лет назад потребности народного хозяйства в моторных топливах, смазочныхматериалах, химическом сырье удовлетворялись за счет увеличения объемапереработки нефти, то сейчас с ростом себестоимости ее добычи такой подходнерационален. Предусматривается создание более совершенной технологиипереработки нефти, в которой выход ценных светлых продуктов увеличивался бы засчет уменьшения доли тяжелых остатков в виде мазутов, гудронов, вакуум-остаткови т.д. В современных условиях это наиболее экономичный путь. Глубокаяхимическая переработка этих остатков с помощью таких деструктивных процессов,как гидрокрекинг, гидрогенизация и коксование, увеличивает выход жидкоготоплива и ресурсы сырья для нефтехимии без увеличения нефтедобычи.
Показательглубины переработки нефти в нашей стране составил в 1995 году 65%. По сравнениюс промышленно развитыми зарубежными странами этот показатель оставляет желатьлучшего. Для нормального функционирования нашей экономики необходимо увеличитьего к 2000 году не менее чем до 80% [4]. Для этого необходимо повысить мощностидеструктивных гидрогенизационных процессов и постепенно осуществлять переход кпереработке нефти по углубленным технологическим схемам.
ПРОИЗВОДСТВОАЛЬТЕРНАТИВНЫХ ТОПЛИВ
Проблемасокращения расхода нефтепродуктов на топливные цели может быть решена путемзамены мазута в большой энергетике природным газом и углеводно-мазутнымисмесями, применением сжатого и сжиженного природного газа на транспортныхсредствах, введением в состав бензинов метанола и его производных и получениемчерез метанол моторных топлив. Часть этих задач должна решаться путем созданиясоответствующих конструкций двигателей, но основная роль принадлежит химии.Предстоит создать крупные типовые заводы по производству метанола, разработатькатализаторы и технологические процессы получения метанола, обогащенноговысшими спиртами, присутствие которых стабилизирует метанолобензиновые смеси.Метанол повышает октановое число бензина, улучшает процесс сгорания топлива,является дешевой и доступной добавкой к топливу. Для производства метанолаиспользуют синтез-газ, который может быть получен газификацией нефтяныхостатков, природного газа, угля, а в перспективе, по-видимому, и газификацией древесиныи сельскохозяйственных отходов. С использованием метанола разработанопроизводство многих ценных продуктов: белково-витаминных концентратов, эфировтрет-бутилового спирта, которые служат высокооктановой добавкой к бензинам,растворителей, пластификаторов, лекарственных препаратов и т.д.
Вкачестве топлива для автомашин планируется использование попутного газа иводорода. Химики принимают активное участие в создании прочных и легкихтопливных баков для сжиженных газов, разрабатывают новые катализаторы,позволяющие при умеренных температурах (в активной зоне атомных реакторов)разлагать воду на элементы. Таким образом, задача обеспечения химической инефтехимической промышленности сырьем решается путем замены частинефтепродуктов, используемых в качестве топлив, на синтетические топлива засчет глубокой комплексной переработки нефти и попутного газа. Это позволитувеличить объем производства мономеров и исходных веществ для промышленногоорганического синтеза без увеличения добычи углеводородного сырья.
ПРИМЕНЕНИЕАЛЬТЕРНАТИВНОГО СЫРЬЯ
Новойступенью в развитии химических производств будут создание и постепенный переходна каталитические процессы, основной сырьевой базой которых станут природныйгаз и уголь. Запасы этих видов сырья (особенно последнего) велики.
Ведутсяисследования по разработке технологии производства метанола, которая позволитмногие важнейшие продукты, производимые из нефтяного бензина через этилен (рис.1), получать непосредственно из синтез-газа или через метанол(рис. 2, 3). Это открывает возможность развития промышленности органическогосинтеза на основе альтернативного нефти сырья — угля и природного газа. Такаявозможность существовала и раньше, поскольку процессы газификации угля иконверсии метана в синтез-газ давно применяются в промышленной химии. Однаконизкий уровень техники и технологии ограничивал это направление химическогопревращения угля и природного газа лишь производством аммиака и метанола.
/>
/>
/>
Современныедостижения в области металлокомплексного катализа позволяют в относительномягких условиях получать из метанола и синтез-газа такие продукты нефтехимии,как:
— этанол,
— этиленгликоль,
— ацетальдегид,
— низшиеолефины,
— ароматическиеуглеводороды,
— винилацетат,
— уксуснуюкислоту,
— уксусныйангидрид.
Проблемусырья нельзя решать в отрыве от использования других видов ресурсов,обеспечивающих нормальное функционирование химико-технологических систем (ХТС).Это объясняется взаимосвязанностью и взаимообусловленностью протекающих в ХТСпроцессов, вследствие чего изменение одного элемента системы приводит к соответствующимизменениям других. На рис. 4 показаны основные подсистемы ХТС, то естьсовокупность процессов и аппаратов, объединенных единой технологической целью.Сырье последовательно проходит каждый элемент (процесс, аппарат) системы,постепенно превращаясь в товарный продукт. Естественно, что от уровнятехнологичности сырья будут зависеть затраты на всех стадиях его обработки.
/>
Современныйуровень научно-технического прогресса и особенности ХТС позволяют применятьразличные варианты технологических процессов: на одном и том же оборудованииможно осуществлять различные технологические процессы и один и тот же процессможно проводить на различном оборудовании. Один и тот же продукт может бытьполучен из разных видов сырья или одного и того же сырья по разнымтехнологическим схемам. Так, хлорвинил можно получить используя в качествесырья ацетилен, этилен и этан:
С2Н2+ НСl → СН2=СН-Сl,
C2Н4 + Сl2 → CН2Сl-CH2CCl → CH2=CH-Cl + HCl,
C2H6 + Cl2 + 0,5О2 → СН2=СН-Сl + HCl + H2O
/>
Ацетиленможно получать из природного газа по разным технологическим схемам,отличающимся способом активации системы (подвода энергии) и конструкциейреактора. Очевидно, что различные технологические процессы, используемые дляполучения одного и того же продукта, будут отличаться своими показателями(табл. 2).
Обогащениесырья
методыпереработки природного минерального сырья, которое представляет собойестественную смесь ценных компонентов и пустой породы, с целью полученияконцентратов, существенно обогащенных одним или несколькими ценнымикомпонентами. Обогащение руды осуществляется преимущественно механическими, атакже термическими и химическими методами.
ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, совокупность процессов и методовпервичной переработки твердого минерального сырья (руд, углей, горючихсланцев) с целью получения конечных товарных продуктов (асбест, графит, известняки др.) или продуктов, пригодных для послед. технически возможной и экономическицелесообразной химической, металлургической либо иной переработки. При обогащенииполезных ископаемых (ОПИ) структура, хим. состав или агрегатное состояние минераловлибо др. компонентов не изменяются, а происходит отделение (или взаимноеразделение) всех полезных компонентов от пустой породы — горной массы, непредставляющей практической ценности. В результате ОПИ получают один или несколько(напр., при переработке апатито-нефелиновых либо полиметаллических руд) к о н це н т р а т о в, содержащих основную массу полезных составляющих, и отходы — хв о с т ы, включающие большую часть пустой породы. ОПИ производят на обогатит.фабриках или в спец. цехах.
Основныепоказатели ОПИ (%): выход концентратов и хвостов; кондиционное (соответствующеетребованиям дальнейших технологических переделов) содержание полезныхкомпонентов и вредных примесей; степень извлечения (или просто извлечение)целевых продуктов в концентрат.
ОПИ существуетс древнейших времен как способ извлечения золота путем промывки золотоносныхпесков и подготовки руд к плавке. Первая в России обогатит. фабрика дляизвлечения золота была построена на Урале (1760). Описание ряда процессов иметодов ОПИ приведено в труде М. В. Ломоносова «Первые основания металлургииили рудных дел» (1763). Его современники И. И. Ползунов, К. Д. Фролов и В.А. Кулибин построили несколько механизированных обогатительных фабрик,оборудованных оригинальными машинами для промывки руд. В 19 в. возникли новыепроцессы и методы ОПИ Дальнейшее развитие в мире оно получило в первой половине20 в. До 1917 в России работало всего 20 небольших обогатит. фабрик. Сейчас вСССР функционируют сотни фабрик, перерабатывающих разные руды.
Причинывозникновения и развития ОПИ обусловлены тем, что минер. сырье обычновстречается в виде, исключающем возможность его непосредственного использованиявследствие недостаточно высокого содержания полезных компонентов или наличиявредных примесей. Так, среднее содержание Р2О5 в фосфоритахсоставляет 13% по массе, тогда как в получаемой из них фосфоритной муке онодолжно быть не менее 20%, а в концентратах, которые необходимы для переработкив фосфорную к-ту,-24-28% при строго регламентированном количестве примесей (неболее 2,5% MgO и др.). Наибольшее содержание ценного компонента (в расчете наданный элемент), достигаемое в концентрате, зависит от того, в виде какого химсоединенияэтот компонент входит в состав обогащаемого. Напр., медные концентраты можнополучить более богатыми медью, если они содержат халькозин Cu2S(79,7% Сu), чем в случае халькопирита CuFeS2 (34% Сu) и т.д.
ОПИосуществляется с помощью ряда последовательных подготовительных, основных ивспомогательных операций. Все эти операции составляют т. наз. схему ОПИ (рис.1), которая выбирается преимущественно в зависимости от минерального составасырья и содержания в нем полезных компонентов.
Подготовительныеоперации (рудоподготовка)
Измельчение.
Измельчениезаключается в дроблении природного материала, обычно механическими методами, сполучением смеси частиц ценных и ненужных компонентов. Дробление может такжедополняться химическим разложением молекул компонентов для освобожденияполезных атомов. Выделение, или концентрация, состоит в обособлении полезныхчастиц одного или нескольких продуктов, называемых концентратами, и исключенииненужных частиц пустой породы (хвостов, или отходов). Частицы, которые непопали ни в концентрат, ни в отходы, называются промежуточным продуктом и обычнотребуют дальнейшей переработки.
/>
Рис.1. Схемаобогащения минерального сырья.
В большинствеслучаев — это основная и часто наиб. энергоемкая операция, предназначенная дляразрушения до требуемых размеров сырья, а также для раскрытия взаимно сросшихсяагрегатов (зерен) и образования частиц отдельных минералов.
Грубое измельчение,или д р о б л е н и е, крупных кусков руды проводят в щековых, конусных иливалковых дробилках; макс. размер кусков 12-18, иногда 2-4 мм.
Дробление. Кдроблению относятся механические процессы, посредством которых добытая вруднике порода разбивается до размеров, подходящих для дальнейшего измельченияпосредством размалывания. Устройства, которые разбивают добытое в рудникесырье, относятся к первичным дробилкам; дробилки щекового и конусного типовсреди них являются основными. Вторичное дробление осуществляется в один, два,реже в три этапа.
Тонкое измельчение,или п о м о л, сырья осуществляют в мельницах стержневых, шаровых илисамоизмельчения, при этом макс. размер частиц достигает 0,7-0,04 мм, иногда (напр., при ОПИ сильвинитовых руд) 1 мм. Для получения продуктов размером частицменее 0,3 мм применяют измельчение в цикле мельница — классификатор. Чтобы«не дробить ничего лишнего» и обеспечить необходимую степеньраскрытия структурных компонентов (минералов), дробление и помол сочетаютсоотв. с грохочением и классификацией гидравлической.
Размалывание.Размалывание представляет собой конечный этап механического отделения полезныхминералов от пустой породы. Обычно оно производится в водной среде посредствоммашин, в которых порода измельчается при помощи чугунных или стальных шаров,кремневой гальки, а также гальки, образующейся из твердых кусков руды иливмещающей породы.
ГРОХОЧЕНИЕ, разделение сыпучих материалов на фракции по размеру иликрупности частиц (кусков) просеиванием на грохотах (ситах). Грохотами обычноразделяют зерна, размер которых превышает 3-5 мм; механические классификаторы используются для более тонкой сепарации мокрого материала.
Грохота. Большинство грохотов относится квибрационному типу. Их главным элементом является сито, пластина с отверстиямиили какая-либо другая плоская перфорированная конструкция (обычноустанавливаемая наклонно под углом 20-40?), которой придается вибрация счастотой 500-3600 циклов в минуту.
Грохочение — распространенныйтехнологический процесс в химпромышленности, применяемый в сочетании с дроблением(см. Измельчение), а также как самостоятельная операция. Работа грохота взамкнутом цикле с дробилкой или мельницей обеспечивает повышение ихпроизводительности, снижение энергозатрат и получение продукта необходимого качества.
Разделениематериала происходит при его движении относительно рабочей поверхности грохота(колосниковые решетки, перфорированные металлические листы — решета, сетки).При этом материал расслаивается — мелкие фракции постепенно проходят сквозькрупные и проваливаются через калибров, отверстия определенных размеров врабочей поверхности, более крупные частицы остаются на рабочей поверхности иудаляются с нее (т. наз. надрешетный продукт — обозначается цифрой, указывающейразмер отверстия со знаком «плюс», напр. + 50 мм); продукт, прошедший через отверстия, наз. подрешетным и обозначается цифрой со знаком«минус». Для уменьшения износа рабочей поверхности Г. проводят чащевсего через набор сит с последовательно уменьшающимися отверстиями. По размеручастиц продукта различают крупное (300-100 мм), среднее (100-25 мм), мелкое (25- 5 мм) и тонкое (5-0,5 мм) Г.
Осн.характеристики грохочения.: т. наз. граница разделения фракций, определяемаяразмером отверстий в ситах; остатки материала на ситах (см. Ситовой анализ) послегрохочения.; производительность грохота по исходному материалу и готовомупродукту; эффективность — отношение массы подрешетного продукта к массе фракциитой же крупности в исходном материале. Показатель качества грохота называетсязасоренность 3, характеризующая содержание (%) в продукте посторонних фракций
/>
где А0и А0'-массы пробы соотв. до и после отсева посторонних фракций.
Г. может бытьсухим (т.е. происходить в среде воздуха или инертного газа) либо мокрым(материал подается на грохот вместе с водой или др. жидкостью). наиб.распространено сухое Г., поскольку в большинстве процессов используетсяобезвоженный продукт. Однако для материалов с повышенной влажностью илисодержащих комкующие примеси значительно эффективнее, если это допускаетсятехнологическим режимом и экономически целесообразно, мокрое Г., котороепозволяет одновременно промывать материал и предотвращать пылевыделение.
Различаютслед. виды грохотов: неподвижные (напр., колосниковые); с движением отдельныхэлементов рабочей поверхности (напр., с эластичным ситом); подвижные сколебательным (напр., вибрационные, или инерционные), вращательным (напр.,барабанные) или волнообразным (напр., спец. инерционные) движением рабочей поверхности;с перемещением материала в струе пульпы. По форме рабочей поверхности грохотыподразделяют на плоские, дуговые, барабанные, многогранные призматические(напр., т. наз. бураты), по расположению — на горизонтальные и наклонные, почислу сит — на одно-, двух- и многоситовые. Преим. применение имеют грохоты сколебательным движением: инерционные со свободными колебаниями — вибрационные,резонансные (частота возмущающих колебаний кратна частоте собственных колебанийсистемы), самобалансные (см. ниже); гирационные (эксцентриковые) с вынужденнымиколебаниями короба, сообщаемыми ему через жесткую кинематическую связь.Резонансные грохоты сложны по конструкции, гидрационные вызывают сильнуювибрацию опор, которая передается перекрытиям зданий; поэтому указанные типыгрохотов постепенно вытесняются более совершенными.
В хим. технологии,напр. в производствах минер. удобрении и хим. средств защиты растений, особенношироко используют высокопроизводительные инерционные грохоты с мех. вибратором,или виброгрохоты (рис. 1). Они просты по конструкции, обеспечивают четкоеразделение материалов (в т. ч. склонных к налипанию), удобны в эксплуатации.Корпус грохота в виде горизонтального или наклонного (угол наклона обычно3-15°) прямоугольного короба с ситом опирается на плиту через упругие связи(напр., металлические пружины или пневматические шины). Вибратор-вал сошкивами, несущим дебалансом (инерц. неуравновешенные грузы), который установленв подшипниках и приводится в движение через соединительную муфтунепосредственно от электродвигателя или через мех. передачу. При вращениидебалансного вала возникают центробежные силы инерции, сообщающие коробу сситом колебания (напр., с частотой 600 мин-1 и амплитудой 5 мм).
/>
Рис. 1.Наклонный инерционный грохот с мех. вибратором: 1-электродвигатель; 2-шкивы сдебалансом; 3-вал с подшипниками; 4 -короб; 5 — рабочая поверхность (напр.,решето); 6-упругая опора; 7-опорная плита.
Достоинствавиброгрохотов: при высокой частоте колебаний сит отверстия их почти незабиваются материалом; высокая производительность и точность, пригодность для грохотовразнообразных материалов (в т.ч. влажных и глинистых); компактность, легкостьрегулирования и смены сит; меньший расход энергии, чем для грохотов др. типов.
Возбудителямиколебаний могут служить также электромагниты, через обмотки которых пропускаютпеременный ток. Однако из-за ограниченной площади рабочей поверхностиэлектровиброгрохоты значительно менее распространены. Основные типы механическихгрохотов — наклонные с колебаниями короба по круговой или эллиптическиетраектории. Серийно выпускаются легкие, средние и тяжелые виброгрохоты дляматериалов с насыпной плотностью, меньшей или равной соотв. 1,2; 1,6; 2,5 т/м3.
Создана и всешире применяется более совершенная разновидность инерционных грохотов. В нихвозвратно-поступательные колебания короба (при которых Г. наиб. эффективно)генерируются двумя дебалансными валами, вращающимися в противоположные стороны.Для обеспечения нормальной работы грохота частоты вращения валов должны бытьодинаковы и синхронизированы по фазе. Это достигается с помощью мех. устройства,включающего, напр., шестерни или зубчатые ремни. Однако из-за наличия мех.передачи неизбежны износ движущихся частей и шум при работе грохота. Указанныенедостатки устранены в грохотах, действие которых основано на открытом в СССРт. наз. эффекте самосинхронизации вращения обоих кинематических, не связанныхмежду собой дебалансных валов, закрепленных в бортовых стенках короба, которыйвибрирует под заданным углом к рабочей поверхности грохота. Применяют одно-,двух- и многоситовые грохоты. Пример — многоситовый грохот (рис. 2) созначительно большими углами наклона рабочей поверхности, чем в др.конструкциях; имеет высокую производительность, компактен, благодаряэлектроподогреву рабочей поверхности до 50 °С м. б. использован для Г. влажныхматериалов. Самосинхронизирующиеся грохоты получают все большеераспространение, поскольку позволяют обеспечить лучшие условия труда, резкоеснижение объема ремонтных работ и простоев оборудования.
/>
Рис. 2.Многоситовый самосинхронизирующийся грохот: 1 -короб; 2-сита;3-вибровозбудитель; 4-упругая опора.
Увеличениеугла наклона рабочей поверхности (до 25-34° и более), а также частот колебанийгрохотов (в ряде случаев центробежное ускорение в 7 раз превышает ускорениесвободного падения), реализуемое в новых конструкциях грохотов, особенноактуально для мелкого и тонкого Г., поскольку приводит к повышению егоэффективности.
В некоторыхконструкциях наклонных инерционных грохотов, в отличие от традиционных, подлине рабочей поверхности создается неоднородное вибрационное поле. Этооблегчает отделение мелочи в зоне загрузки и просев в зоне выгрузки грохота.При разделении влажных и склонных к налипанию материалов наряду с подогревомрабочей поверхности грохота сообщают волнообразное движение, что вызывает в нейциклические упругие деформации и способствует лучшей очистке от остатковматериала. С целью снижения износа и забиваемости сит используют инерционныегрохоты с эластичной деформируемой рабочей поверхностью из полимерныхматериалов, напр. с резиновым ситом, выполненным из продольных нитей (диаметром3-6 мм при зазоре между ними до 8 мм), опирающихся на поперечные гребенчатыепланки. Одновременно с развитием инерционных наклонных грохотов возрастаетприменение горизонтальных. Последние подвергаются мехколебаниям по эллиптическойтраектории и отличаются большой скоростью перемещения материала по рабочей поверхностии соотв. высокой производительностью.
Механическиеклассификаторы. Механические классификаторы представляют собой прямоугольныелотки с наклонным дном, которым сообщается встряхивающее ивозвратно-поступательное движение. Материал, подлежащий разделению по крупностизерен, смешивается с водой, подается на верхний край классификатора иперемещается под действием силы тяжести в углубление на нижнем крае лотка. Тамболее тяжелые и крупные частицы оседают на дно и забираются конвейером. Болеелегкие и мелкие частички выносятся потоком воды.
Центробежные конусныеклассификаторы. В центробежных конусных классификаторах для выделения рудныхчастиц используются центробежные силы в водной среде. Процесс разделения втаких классификаторах позволяет получить мелкозернистую песчано-шламовуюфракцию, пригодную для дальнейшего концентрирования методом флотации.
Движение наз. свободнымпри объемном содержании твердой фазы менее 5%, стесненным — при более высоком(в данном случае скорость движения меньше). К. г. применяют для разделениячастиц с преимуществ, размером менее 2-3 мм (реже до 13 мм). При свободном движении частиц происходит их наиб. полное разделение, которое производится поддействием сил тяжести в гравитационных классификаторах. Скорость потокаподдерживается такой, что частицы меньше определенного размера (верхнийпродукт, или слив), не успевая оседать, выносятся в виде взвеси из аппарата, ачастицы большего размера (нижний продукт, или пески) осаждаются в нем.Различают классификаторы с самотечной (напр., многосeкционные, конусные) либопринудительной (напр., отстойники, спиральные, реечные, чашевые) выгрузкойцелевых фракций. Многосекционные классификаторы (рис. 1) состоят из корпуса,расширяющегося по ходу потока, и ряда конических сборников, снабженных мешалкамии ячейковыми выгружателями. Разделяемая суспензия постепенно теряет скорость,поэтому по направлению ее движения оседают сначала наиболее крупные частицы, азатем все более мелкие; самая мелкая фракция уносится потоком и отделяется от жидкостина фильтре. Различные по размеру фракции нижнего продукта выводятся из аппаратапри медленном перемешивании с помощью выгружателей. В классификаторах этоготипа материал можно разделить на число фракций, равное числу секций n+1, т.е. сучетом фракции, идущей в слив. В конусных классификаторах твердые частицыпульпы разделяются в корпусе-конусе на две части. В беспоплавковых аппаратахмелкая фракция поднимается восходящим потоком и отводится через спец. желоб поназначению; крупная фракция оседает на дно и под напором пульпы выходит через нижнийштуцер и сифонную трубу.
/>
Рис. 1.Многосекционный классификатор: 1 корпус; 2 сборник; 3 мешалки; 4 выгружатeль; 5привод.
В поплавковыхаппаратах посредством верхнего или нижнего клапана-поплавка в качестве целевогопродукта выделяют соотв. крупную либо мелкую фракцию. Спиральные классификаторы(рис. 2) представляют собой наклонные (под углом 12-18°) корыта полукруглогосечения, внутри которых вращаются одна или две спирали. Последние частичнопогружены в жидкость и транспортируют пески в верхнюю часть корыта, где онивыгружаются. Слив удаляется из нижнего конца аппарата. Специальный механизмпредназначен для подъема и опускания спирали при остановке и пускеклассификатора. С увеличением угла наклона корыта содержание жидкости в осадкеуменьшается.
/>
Рис. 2. Спиральный классификатор: 1-корыто; 2-4-соотв. спираль, ее подъемно-опускноймеханизм и привод.
В реечныхклассификаторах (рис. 3) ниж. продукт перемещается вверх по наклонному корыту исбрасывается через его открытый торец с помощью движущейся возвратно-поступательнойрамы, снабженной гребками. При течении суспензии по корыту и качаниях гребковверх. продукт выносится потоком жидкости через сливной лоток.
/>
Рис. 3.Реечный классификатор: 1 — корыто; 2, 3 — соотв. рама с гребками и механизм еевозвратно-поступательные движения.
Эти аппаратыменее производительны, чем спиральные, и поэтому применяются обычно вмалотоннажных производствах. Чашевые классификаторы (рис. 4), обеспечивающиевысокий выход слива, состоят из двух фракционирующих устройств: верхнего — конусной чаши-отстойника с медленно вращающимися гребками, нижнего — реечногоаппарата.
/>
Рис. 4.Чашевый классификатор: 1 — чаша с гребками; 2 — корыто; 3, 4 — соотв. гребковаярама и механизм ее движения; 5 — кольцевой желоб (карман).
Разделяемыйматериал поступает в чашу, где крупные частицы оседают на дно, сгребаютсягребками к центру, через отверстие в дне попадают в корыто реечногоклассификатора и далее выводятся из его верх, части. Мелкая фракция, увлеченнаяпесками, отмывается движущейся противотоком водой, направляется в чашу, откудавместе с накапливающимися в ней мелкими частицами уходит через край корыта икольцевой желоб (карман) в слив.
МЕХАНИЧЕСКИЕМЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ
Механические методыобогащения позволяют отделить ценные рудные частицы от частиц пустой породы сиспользованием чисто физических процессов, без химических превращений
Гравитационнаяконцентрация.Гравитационная концентрация основана на использовании разной плотностиразличных минералов. Частицы разной плотности вводятся в жидкую среду,плотность которой имеет промежуточное значение между плотностями минералов,подлежащих разделению. Этот принцип можно проиллюстрировать отделением песка отопилок, когда их бросают в воду; опилки всплывают, а песок тонет в воде.
Обогащение в тяжелойсреде. Методобогащения в тяжелой среде основан на использовании суспензии, состоящей,помимо частиц руды, из воды и твердого компонента. Плотность суспензииварьируется от 2,5 до 3,5 в зависимости от свойств разделяемых минералов. Приэтом используются конические или пирамидальные емкости.
Отсадочные машины.Отсадочная машина — это один из видов гравитационного концентратора, в которомсуспензия состоит из воды и рудных частиц.
В отсадочных машинахнепрерывного действия имеются по крайней мере два отделения. Тяжелые частицы,попавшие в приемное отделение, скапливаются на дне; более легкие частицывсплывают. Подаваемый материал захватывается текущей водой и поступает вповерхностный слой на нижней части уклона, который стремится выплеснуться черезкрай. Однако тяжелый материал проседает через более легкий и оказывается впридонном слое. Легкий материал смешивается с верхним слоем, и поперечный потокводы сносит его через перегородку в соседнее отделение, где происходит аналогичнаясепарация. Автоматические разгрузочные устройства удаляют придонный слой стакой скоростью, чтобы он сохранял необходимую толщину.
Концентрационные столы.Концентрационные столы представляют собой гравитационные концентраторы,приспособленные для переработки материала песчаной фракции с размером зернаменее 2,5 мм. Главный их элемент — это покрытая линолеумом прямоугольная декашириной 1,2-1,5 м и длиной около 4,8 м. Она устанавливается с небольшимрегулируемым поперечным уклоном и испытывает возвратно-поступательное движениевдоль длинной стороны с частотой 175-300 циклов в минуту и амплитудой от 6 до 25 мм. Дека имеет рифленую поверхность; при этом высота ее гребней уменьшается в направлениидиагонали деки от края стола, где производится подача материала, к еговыгрузочному концу. Водная суспензия попадает в бороздки и там расслаивается:более тяжелый материал оседает на дно, а более легкий оказывается наверху. Подвоздействием возвратно-поступательного движения легкий материал передвигаетсяпо деке. Поскольку высота гребней к выгрузочному концу стола уменьшается,верхний слой смывается потоком воды, идущим поперек стола, и уносится вниз к егобоковой стороне, тогда как более тяжелый материал переносится к выгрузочномуконцу.
Шлюзы. Концентрационныйшлюз представляет собой наклонный желоб с шероховатым дном, вдоль которогоперемещается гравий россыпи (золотоносной или оловоносной), увлекаемый потокомводы; при этом тяжелые минералы оседают на дне углублений и удерживаются там,тогда как легкие выносятся. Шероховатость дна создается деревянными брусками,рейками, рифленой резиной, небольшими жердями и даже железнодорожными рельсами,устанавливаемыми вдоль или поперек желоба. Для переработки мелкозернистогопеска и шлама дно шлюза покрывают мешковиной, брезентом или другим подобнымматериалом, который обычно прикрепляется металлической решеткой или грубойпроволочной сеткой. При переработке золотоносного гравия для сепарации довольночасто используется ртуть благодаря ее способности прилипать к мелким частичкамзолота и удерживать их в потоке воды. Ширина шлюза составляет от 0,5 до 2 м, а длина — от 3-6 м до 1,5 км и более. Наклон варьируют в пределах 2,0-12,5 см/м; при этом внижней части шлюза преобладает тонкозернистый материал с большим количествомводы, а в верхней части — более грубозернистый с меньшим количеством воды.Периодически подачу материала прекращают и создают легкий поток воды, рифлиснимают, начиная с выходного конца, осевший песок переворачивают лопатами дляотмывки легкого песка, а оставшуюся часть сгребают в бадьи. Очищенныйзолотоносный продукт затем обрабатывается в промывочном лотке (диаметром 0,45 м и глубиной 5-8 см) с наклонными под углом 45. стенками. Когда песок вместе с водой в лоткевстряхивается, тяжелый материал оседает, а легкие отходы смываются через край.
Флотация. Флотация основана на различияхфизико-химических свойств поверхности минералов в зависимости от их состава,что вызывает селективное прилипание частиц к пузырькам воздуха в воде.Агрегаты, состоящие из пузырьков и прилипших частичек, всплывают на поверхностьводы, тогда как не прилипшие к пузырькам частицы оседают, в результате чегопроисходит разделение минералов.
Прилипание к пузырькамусиливается при селективном покрытии частиц одного из минералов поверхностно-активнымвеществом. Примером такого вещества может служить парафин. Погрузите покрытуюпарафином частицу в газированную воду, и пузырьки выделившегося углекислогогаза прилипнут к нему. Если частица достаточно маленькая, то она всплывет.Углеводородные ионы, в которых химически активная группа представленапроизводными тиокислот (ксантогенаты, тиофосфаты, меркаптаны и подобные имсоединения), взаимодействуют предпочтительно с ионами тяжелых металлов.
Флотация обеспечиваетполучение высокосортных концентратов. При этом флотационные реагенты составляютглавную статью расходов. Этот процесс позволяет разделить практически любые дваминерала, которые содержат существенно разные химические элементы или ионныегруппы.
Электрическая имагнитная сепарация.Сепарация такого рода основана на различной поверхностной проводимости илимагнитной восприимчивости разных минералов.
Магнитная сепарация. Магнитная сепарация применяется дляобогащения руд, содержащих минералы с относительно высокой магнитнойвосприимчивостью. К ним относятся магнетит, франклинит, ильменит и пирротин, атакже некоторые другие минералы железа, поверхности которых могут быть приданынужные свойства путем низкотемпературного обжига. Сепарация производится как вводной, так и в сухой среде. Сухая сепарация больше подходит для крупных зерен,мокрая — для тонкозернистых песков и шламов. Обычный магнитный сепараторпредставляет собой устройство, в котором слой руды толщиной в несколько зеренперемещается непрерывно в магнитном поле. Магнитные частицы вытягиваются изпотока зерен лентой и собираются для дальнейшей переработки; немагнитныечастицы остаются в потоке.
Электростатическаясепарация.Электростатическая сепарация основана на различной способности минераловпропускать электроны по своей поверхности, когда они находятся под поляризующимвоздействием электрического поля. В результате частицы разного составазаряжаются в разной степени при определенных значениях напряженности этого поляи времени его воздействия и, как следствие, по разному реагируют на одновременнодействующие на них электрические и другие силы, обычно гравитационные. Еслитаким заряженным частицам предоставить возможность свободно перемещаться, тонаправления их движения будут различаться, что и используется для разделения.
ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫОБОГАЩЕНИЯ
Химическиеметоды обогащения включают, в качестве предварительного этапа, измельчениеруды, которое открывает доступ химическим реагентам к ценным компонентам руды,после чего облегчается извлечение этих компонентов. Химические методы могутбыть применены как непосредственно к рудам, так и к концентратам, полученным врезультате обогащения руд механическими методами. Терминология методовхимического обогащения до некоторой степени запутана. В рамках этой статьиразделение в расплаве относится к процессу плавления, а разделение путемселективных химических реакций – к процессу выщелачивания.
/>Плавление. Плавление – это химический процесс, происходящий при высокихтемпературах, в ходе которого ценный металл и пустая порода переходят врасплавленное состояние. Поскольку металл имеет более высокую плотность инерастворим в расплавленной пустой породе, он отделяется от последней ипогружается на дно. Метод плавления имеет свои специфические особенности длякаждого металла. Например, свинцовый концентрат смешивается с твердымиреагентами в определенных соотношениях, чтобы получить загрузку печи такогосостава, которая при нагревании до достаточно высоких температур приводит кобразованию за счет пустой породы сложных силикатов (шлака), остающихся наповерхности расплавленного металлического свинца. При выпускании металла со днапечи получается черновой свинец. При наличии в свинцовом концентрате медиобразуются три слоя: нижний слой свинца, средний слой сульфида меди (штейн) иверхний слой шлака. Они выпускаются из печи раздельно. Штейн затемперерабатывается в другой печи (конвертере), через которую продувают воздух дляудаления серы, получая в результате черновую (пористую) медь.
/>Обжиг. Обжигв ходе подготовки к выщелачиванию применяется либо для изменения химическогосостава полезных составляющих, что делает их пригодными для выщелачивания, либодля удаления некоторых примесей, присутствие которых значительно затрудняет иудорожает процесс выщелачивания ценных компонентов. Например, некоторые рудызолота, содержащие мышьяк и серу, перед выщелачиванием подвергают обжигу дляудаления этих составляющих.
/>Выщелачивание. При выщелачивании ценные компоненты руды растворяются иотделяются от нерастворимого остатка посредством подходящего растворителя. Внекоторых случаях для перевода ценного компонента в растворимую формудобавляется реагент. Эффективность (скорость и полнота протекания) процессазависит от размера частиц, свойств реагентов, применяемых для выщелачивания,температуры и метода приведения в соприкосновение руды с растворителем илиреагентами. Обычно чем меньше размер частиц, выше температура и концентрациявыщелачивающих химических соединений, тем быстрее идет процесс.
/>Методынепосредственного воздействия на руду выщелачивающих растворов. К этим методам относятся кучноевыщелачивание, выщелачивание при просачивании и выщелачивание приперемешивании. Эти методы могут применяться как в периодических, так и внепрерывных процессах. В свою очередь непрерывные процессы могут бытьреализованы как прямоточные либо как противоточные. В прямоточном процессевыщелачивающий раствор движется вместе с рудой и пополняется по мере егоистощения. В противоточном процессе выщелачивающий раствор движется навстречупотоку руды. При этом передовой фронт раствора, встречаемый свежей порциейруды, обеднен реагентами и насыщен экстрагированным материалом, а тыловыепорции раствора, которые позже встречаются с рудой, представлены свежимвыщелачивающим раствором.
Кучное выщелачиваниеприменяется для переработки руд, содержащих легко растворимые полезныекомпоненты; такие руды должны быть относительно пористыми и недорогими (обычноони добываются в открытых разработках). Иногда кучное выщелачиваниеиспользуется для переработки отвалов, возникших в результате процессовпредшествующей добычи и утилизации руды, когда затраты на добычу ужепроизведены. Для загрузки руды подготавливается слабо наклонная поверхность,непроницаемая для выщелачивающих растворов. Вдоль и поперек этой поверхностисоздаются водосборные углубления для дренажа. После загрузки руда заливаетсябольшим количеством выщелачивающего раствора, достаточным для того, чтобыпропитать всю ее толщу. Раствор проникает между частицами руды и производитрастворение полезных компонентов. Через некоторый период времени материалвысушивают и извлекают корку, образованную растворившимися ценнымисоставляющими, а обработанную рыхлую породу смывают в дренажную систему.
Выщелачивание путемпросачивания используется при переработке руд, которые при дробленииизмельчаются плохо и не содержат природного шлама или глины. Это довольномедленный процесс. Выщелачивание при просачивании осуществляется главнымобразом в баках, хорошо приспособленных для загрузки и разгрузки. Дно бакадолжно быть эффективным фильтром, позволяющим производить через него закачку иоткачку раствора. Баки загружаются раздробленной рудой определенной фракциикрупности; иногда в целях более плотной и равномерной загрузки она смачивается.Затем выщелачивающий раствор закачивается в бак и впитывается в руду. Поистечении необходимого времени выдержки раствор с выщелоченными компонентамиоткачивается, а руда промывается для удаления остатков выщелачивающего раствора.
Выщелачивание сперемешиванием обычно применяется при переработке высокосортных руд иликонцентратов с относительно небольшим объемом материала, подлежащеговыщелачиванию, а также руд, содержащих тонкую рассеянную вкрапленность полезныхкомпонентов либо измельченных до весьма мелкозернистой фракции. Выщелачивание сперемешиванием позволяет сократить время взаимодействия растворов с рудой донескольких часов по сравнению с сутками, которые требуются для выщелачиванияпри просачивании.
/>Извлечениеценных компонентов. Извлечениеценных компонентов из растворов после выщелачивания, содержащих растворенныеполезные составляющие, может осуществляться путем химического осаждения,экстракции растворителем, ионообменным методом или электролизом.
Для химического осажденияраствор после выщелачивания подвергается воздействию соответствующих химическихреагентов, в результате чего ценные компоненты переходят в форму нерастворимыхсоединений, которые выпадают в осадок, а затем отделяются путем отсадки илифильтрования.
Экстракция растворителемпредставляет собой сравнительно новый метод, предложенный для переработкиурановых руд. Раствор, содержащий выщелоченные ценные компоненты (называемыйводной фазой), взаимодействует с несмешивающимся органическим растворителем(называемым органической фазой), в результате чего полезная составляющаяпереходит из водной фазы в органическую. Затем органическая фаза, несущаяценные компоненты, отделяется и взаимодействует с другой водной фазой, кудакомпоненты и переходят; этот процесс называется десорбированием. Новая воднаяфаза с извлеченными ценными компонентами обрабатывается с целью их осаждения.Органической фазой служит какой-либо органический растворитель, например,трибутилфосфат, а в качестве разбавителя обычно используется керосин.
Ионообменный процессизвлечения из руды ценных компонентов разработан сравнительно недавно. Оноснован на том явлении, что синтетические смолы могут селективно экстрагироватьнужные компоненты из содержащих их растворов. Ионообменные смолы синтезируютсяпутем полимеризации с отщеплением воды. После полимеризации в смоле возникаютфункциональные группы, например, карбоксиловая (– COONa), сульфониловая (– SO3Na)или аминовая (– NH2HCl). Первые два примера соответствуюткатионообменной смоле, ион натрия (Na+1) которой обменивается наположительно заряженный ион, содержащий ценный компонент; отрицательнозаряженный ион хлора (Cl–1) анионообменной смолы с аминовой группойобменивается на отрицательно заряженный ион, содержащий ценный компонент.
ЛИТЕРАТУРА
1. Караханов Э.А. Чтотакое нефтехимия // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 2. С. 65-73.
2. Кутепов А.М.,Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. М.: Высш. шк.,1990. 520 с.
3. Инженерно-химическаянаука для передовых технологий / Под ред. В.А. Махлина. М.: АОЗТ«Просветитель», 1997. Вып. 3. 295 с.
4. Лемаев Н.В. // Журн.Всесоюз. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева. 1989. Т. 34, № 6. С. 580-585.