Przejdź do głównej zawartości

Metoda odzysku metali nieżelaznych (Cu, Ni, Co) z konkrecji oceanicznych


Do perspektywicznych surowców zawierających metale nieżelazne zaliczane są konkrecje polimetaliczne. Posiadają one szczególną wartość przemysłową, ze względu na wysoki stopień koncentracji metali takich jak: Ni, Cu, Co, Mo, Mn, Ti, V oraz metale ziem rzadkich. Surowce te znajdują się na dnie oceanów na głębokości od 4000 do 6000 m. Szacunkowa całkowita ich ilość wynosi ok. 90 mld Mg. Konkrecje polimetaliczne charakteryzują się zróżnicowanym składem chemicznym, w którym metale występują w większości w postaci tlenków i wodorotlenków. Średnie zawartości głównych składników w konkrecjach wynoszą (% mas.): MnO – 40; SiO2 – 13; Al2O3 – 4,2; Ni - 1,4; Cu – 1,3; Co – 0,17; Mn – 32; Fe – 5,4; Zn – 0,15; Mo – 0,06, w tym średnia zawartości Cu+Ni+Co wynosi około 2,8% mas. Konkrecje są również źródłem takich metali jak: platyna i lantanowce.

Konkrecje morskie występują na licznych obszarach dna oceanów Indyjskiego i Spokojnego. Jednakże tylko materiał pozyskiwany z kilku miejsc daje ekonomiczne podstawy do badań nad odzyskiem tych metali. Jednym z takich obszarów jest pole konkrecjonośne Clarion-Clipperton, które w porównaniu do innych pól konkrecjonośnych odznacza się wysokim wskaźnikiem konkrecjonośności (> 10 kg/m2) oraz podwyższoną koncentracją metali Mn, Ni, Cu, Co, Mo oraz REE. 

Od 1987 roku Polska jest członkiem międzynarodowej organizacji pod nazwą Interoceanmetal, która od 1991 roku ma wyłączne prawo użytkowania kawałka dna Pacyfiku o wielkości jednej czwartej powierzchni Polski (75 tys. km2). Cały obszar z którego nasz kraj może pozyskiwać konkrecie nazywa się strefą Clarion-Clipperton. W obrębie tej strefy konkrecje zalegają na głębokościach od 3800 do 5200 m. Szacunkowe zasoby konkrecji polimetalicznych w tym polu wynoszą około 34 mld Mg, w tym metali (mln Mg): Mn – 7500; Ni – 340; Cu – 265; Co – 78. Wysokie zawartości metali w konkrecjach pozwalają je zakwalifikować do rud bogatych.

W Instytucie Metali Nieżelaznych opracowano metodę odzysku metali nieżelaznych (Cu, Ni, Co) z konkrecji oceanicznych w instalacji pilotowej pieca elektrycznego o mocy 80 kVA. Metoda ta polega na pirometalurgicznym przetworzeniu konkrecji oceanicznych z wytworzeniem stopu metalicznego oraz żużla manganowego stanowiącego surowiec do produkcji np. żelazomanganu.

Materiał badawczy stanowiły konkrecje oceaniczne pochodzące z działki Clarion-Clipperton znajdującej się na Oceanie Spokojnym (rys. 1).
 
Fig. 1. Konkrecje oceaniczne ze strefy Clarion-Clipperton
Próby technologicznego przetwarzania konkrecji oceanicznych w piecu elektrycznym poprzedzone były dodatkowymi operacjami wstępnymi polegającymi na wysuszeniu oraz pokruszeniu dostarczonego materiału.

Badania przetwarzania konkrecji oceanicznych w piecu elektrycznym realizowano w trzech wariantach różniących się dodatkami technologicznymi:

  • Wariant I – przetworzenie bez dodatków żużlotwórczych (topników),
  • Wariant II – przetworzenie z dodatkami żużlotwórczymi (topnikami),
  • Wariant III – przetworzenie z dodatkami żużlotwórczymi (topnikami) oraz z reduktorem o ciężarze właściwym większym od powstającego ciekłego żużla.

Wykonano łącznie 7 prób technologicznych pirometalurgicznego przetworzenia konkrecji oceanicznych w czasie. Masa przerabianych konkrecji (frakcja wilgotna) w każdej próbie wynosiła ok. 26 kg gdzie średnia wilgotność materiału wynosiła ok. 4,5%.
Opracowana metoda charakteryzuje się wysokim stopniem odzysku metali nieżelaznych a zwłaszcza Cu, Ni i Co z konkrecji oceanicznych, wynoszącym od 90 do 95%. Otrzymane również żużle krzemianowo-manganowe stanowić mogą bardzo dobry surowiec do produkcji żelazostopów: Fe-Mn, Fe-Mn-Si.


Komentarze

Popularne posty z tego bloga

Badania nad intensyfikacją produkcji miedzi katodowej W HM Głogów II

Intensyfikacja produkcji miedzi elektrolitycznej wiąże się z podwyższeniem gęstości prądu na elektrodach (skróceniem cyklu katodowego) lub umieszczeniem dodatkowych elektrod w wannach (co można osiągnąć poprzez zmniejszenie rozstawu elektrod). Możliwy jest też wariant mieszany polegający na podwyższeniu gęstości prądu, przy jednoczesnym zmniejszeniu rozstawu elektrod. Znaczące zwiększenie produkcji katod miedzianych najwyższej jakości, przy zachowaniu obecnej liczby wanien elektrolitycznych, jest możliwe poprzez zastosowanie nowoczesnej, bezpodkładkowej technologii elektrorafinacji miedzi, znanej pod nazwą ISA-Process (ISA/KIDD). Według licznych danych pochodzących zarówno z literatury, jak i bezpośrednio z przemysłu, w zakładach pracujących w oparciu o tę technologię, stosuje się katodową gęstość prądu w zakresie od 280 do 350 A/m2, a jej średnia wartość wynosi 310 A/m2.

Uszczelnianie ma znaczenie - nowa jakość powłok dla przemysłu automotive

Wprowadzenie do praktyki chirurgicznej nowych technologii do rekonstrukcji i regeneracji uszkodzonych tkanek w obszarze twarzoczaszki

W Polsce wykonuje się rocznie kilkaset operacji pacjentów z nowotworami lub urazamiw obrębie czaszki twarzowej. Nowotwory w obszarze twarzoczaszki są trudnym problemem diagnostycznym i terapeutycznym ze względu na bezobjawowy początek choroby oraz lokalizację anatomiczną. Utajony wzrost guza powoduje, iż większość pacjentów rozpoczyna leczenie w zaawansowanym okresie choroby, kiedy obok destrukcji kości, nastąpiła już destrukcja sąsiednich struktur i narządów.