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).
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
Prześlij komentarz