АННОТАЦИЯ
диссертации на соискание ученой академической степени магистра по специальности: 6М070900 – Металлургия
Куандыков Медет Сабырулы
Разработка энергосберегающей сернокислотной технологии извлечения лития из лепидолита
Актуальность работы: Задача переработки сырья в гидрометаллургии лития имеет особую актуальность, т.к. применяемые технологии морально устарели и утратили конкурентоспособность. При создании перспективных схем переработки литиевого минерального сырья требуются новые подходы.
Минерально-сырьевыми источниками лития на Земле являются руды и минерализованные воды, в которых литий распространен приблизительно в рав- ных количествах. В рудах литий тесно ассоциирован с бериллием, ниобием, тан- талом, цезием, рубидием. Учитывая, что содержание лития в редкометалльных рудах, как правило, заметно выше содержания бериллия, ниобия, тантала, др. ред- ких металлов, эти руды условно могут быть названы литийсодержащими.
Роль лития в ядерной энергетике, др. отраслях его применения трудно пере- оценить. Несмотря на растущий спрос на литиевую продукцию, её потребление сдерживается, в основном, высокой стоимостью этой продукции. Работа направ- лена на увеличение выпуска лития за счёт повышения экономической эффектив- ности и экологической безопасности гидрометаллургии лития и расширения их минерально-сырьевой базы.
Цель работы: разработка и обоснование экономически эффективных режима гидрометаллургического сернокислотного вскрытия лепидолита с получением раствора сульфатов лития, других металлов.
Основные задачи:
1) определение влияния продолжительности сульфатизации лепидо-лита на степень его вскрытия серной кислотой;
2) установление зависимости степени вскрытия лепидолита серной кис- лотой от продолжительности выдержки сульфатизированного лепидолита;
3) исследование процесса механического обновления реакционной по- верхности лепидолита на стадии его сульфатизации;
4) выявление зависимости степени вскрытия лепидолита серной кис-лотой от температуры его сульфатизации.
Положения, выносимые на защиту:
Разработка энергосберегающей технологии переработки раствора сульфата лития.
Практическая значимость работы предусматривается достичь путём разработки энергосберегающего способа сернокислотного вскрытия лепидолита с применением трубчатых вращающихся печей сульфатизаций лепидолита (ориентировочное снижение энергозатрат на стадии вскрытия лепидолита – 30 %).
Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты
исследований докладывались и обсуждались на научных семинарах.
Публикации. По результатам диссертации опубликована статья в сборнике
«РусНаука».
Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 3 разделов, заключения, списка использованных источников. Основной текст работы изложен на 66 страницах машинописного текста, содержит 16 рисунков, 14 таблиц, список использованных источников из 54 наименований.
Қуандықов Медет Сабырұлының
6М070900 – Металлургия мамандығы бойынша
ғылым магистрі академиялық дәрежесін алуға арналған диссертацияға АҢДАТПА
Лепидолиттен литий алу үшін энергияны үнемдейтін күкірт қышқылы технологиясын жасау
Жұмыстың өзектілігі: Литий гидрометаллургиясында шикізатты қайта өңдеу міндеті ерекше мәнге ие, себебі пайдаланылатын технологиялар моральдық ескірген және бәсекеге қабілеттілігін жоғалтқан. Литий минералды шикізатын өңдеуге перспективті схемаларды жасау кезінде жаңа тәсілдер қолдану қажет.
Жердегі литийдің минералды және шикізат көздері рудалар мен минералдар болып табылады, онда литий шамамен тең мөлшерде таралған. Рудаларда литий бериллий, ниобий, тантал, цезий, рубидиммен тығыз байланысты. Сирек-металл кендеріндегі литийдің құрамы, әдетте, бериллий, ниобий, тантал, басқа да сирек металдардың құрамына қарағанда әлдеқайда жоғары екендігін ескере отырып, бұл кендерді шартты түрде литий бар деп айтуға болады.
Берілген жұмыс литий гидрометаллургиясының экономикалық тиімділігі мен экологиялық қауіпсіздігін арттыру және олардың минералды-шикізат базасын кеңейту есебінен литий өндірісін ұлғайтуға бағытталған.
Жұмыстың мақсаты: Гидрометаллургиялық күкірт қышқылының липидолиттің литий сульфаттарының ерітіндісін алуымен экономикалық тиімді режимін әзірлеу және негіздеу.
Негізгі міндеттері:
1) липидолиттың күкірт қышқылымен ашылу деңгейіне сульфатизациялау ұзақтығының әсерін анықтау;
2) липидолит пен күкірт қышқылымен сульфатизацияланған лепидолиттің қартаюының ұзақтығынан диссекция дәрежесіне тәуелділігін анықтау;
3) липидолит реакциясының бетінің сульфаттылану сатысында механикалық жаңару процесін зерттеу;
4) липидолиттің күкірт қышқылымен сульфатизация температурасында ыдырау дәрежесінен тәуелділігі.
Қорғауға шығарылған ережелер:
Литий сульфатының ерітіндісін қайта өңдеуге арналған энергияны үнемдейтін технологияны дамыту.
Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы: лепидолиттің күкірт қышқылының құбырлы роторлы пештерін пайдалану арқылы лепидолит күкірт қышқылының энергияны үнемдейтін әдісін жасау арқылы қол жеткізіледі (лепидолитті ашу сатысында энергияны тұтыну шамамен 30% құрайды).
Жұмысты апробациялау. Диссертацияның негізгі қағидалары және зерттеулердің нәтижелері ғылыми семинарларда баяндалып және талқыланған.
Жарияланымдар. Диссертацияның нәтижелері «РусНаука» жинағында мақала ретінде жарияланды.
Диссертацияның құрылымы. Диссертациялық жұмыс кіріспеден, 3 бөлімнен, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттердің тізімінен тұрады.
Жұмыстың негізгі мәтіні 66 беттік машинамен басылған мәтінде мазмұндалған, 16 суреттен, 14 кестеден, 54 атауы бар пайдаланылған әдебиеттердің тізімінен тұрады.
ABSTRACT
Thesis for a master program of 6M070900 «Metallurgy» specialty by
Kuandykov Medet Sabyruly
Development of energy-saving sulfuric acid technology for lithium extraction from lepidolite
Actuality of work: The task of processing raw materials in lithium hydrometallurgy is of particular relevance, since the technologies used are morally obsolete and have competitiveness. When creating promising schemes for processing lithium mineral raw materials, new approaches are required.
Mineral sources of lithium on the Earth are ores and mineral waters, in which lithium is distributed approximately in equal quantities. In the ores, lithium is closely associated with beryllium, niobium, tannate, cesium, rubidium. Taking into account that the content of lithium in rare-metal ores is, as a rule, much higher than the content of beryllium, niobium, tantalum, other rare metals, these ores can be conditionally called lithium-containing.
The role of lithium in nuclear power engineering, other branches of its application is difficult to overestimate. Despite the growing demand for lithium products, its consumption is constrained, mainly by the high cost of this product. The work is directed towards increasing the output of lithium by increasing the economic efficiency and ecological safety of lithium hydrometallurgy and expanding their mineral and raw materials base.
Goal of work: development and justification of the economically effective regime of hydrometallurgical sulfuric acid opening of lepidolite with the production of a solution of lithium sulfates and other metals.
Basic tasks:
1) determination of the effect of the duration of sulphatization of lepidolite on the degree of its opening by sulfuric acid;
2) establishing the dependence of the degree of dissection of lepidolite with sulfuric acid from the duration of aging of the sulfatized lepidolite;
3) study of the process of mechanical renewal of the reaction surface of lepidolite at the stage of its sulfatization;
4) the dependence of the degree of dissection of lepidolite with sulfuric acid on the temperature of its sulfatization.
Scientific novelty:
1) to investigate the mechanism, chemistry and thermodynamic characteristics of the mechanochemical interaction of lepidolite with sulfuric acid;
2) establish the magnitude of the apparent activation energy of the reaction of lepidolite with sulfuric acid.
Practical meaningfulness: Development of energy-saving technology for processing of lithium sulfate solution.
Approbation of work: The main provisions of the dissertation and the results of
the research were reported and discussed at scientific seminars.
Publications: According to the results of the thesis an article is published in the collection "RusNauk".
Structure of dissertation: The thesis consists of an introduction, 3 sections, conclusion, list of sources used. The main text of the work is set out on 66 pages of typewritten text, contains 16 figures, 14 tables, a list of sources used from 54 titles.
