Анализ рынка сорбентов драгоценных металлов и сорбционных систем. Обзор существующих предприятий-производителей и поставщиков. Оценка рынка, выбор сегмента. Стратегия позиционирования. Описание установки синтеза сорбентов. Охрана труда и окружающей среды.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Введение

Вторичное и техногенное сырье (ВТС) являются важнейшим источником драгоценных металлов (ДМ), в первую очередь - золота, платины, палладия и родия, а также рутения, иридия и серебра. Получение металлов из вторичного сырья - оптимальный путь решения актуальных проблем возобновляемости ресурсов и охраны окружающей среды. Источниками вторичного сырья, содержащими ДМ, выступают металлургическая, химическая, электротехническая, радиотехническая, электронная и ювелирная промышленность, машиностроение и различные предприятия военно-промышленного комплекса.

Высокая стоимость драгоценных металлов, значительные их содержания в различных видах вторичного сырья (до n·10^-1 % масс.) и большие объемы отходов предопределяют экономическую целесообразность переработки исходного сырья ДМ и продуктов его переработки. Динамичный рост цен на драгоценные металлы заставил задуматься о новых источниках извлечения ДМ. Так, рентабельным стало извлечение золота из пород, содержащих лишь 0,1 грамма металла на тонну породы. Однако, из-за неуклонного снижения содержания золота в классических источниках (рудных и россыпных месторождениях) интерес инвесторов направлен на переработку существующих вторичных и техногенных образований и извлечение из них ценных компонентов.

Учитывая реальное положение дел, необходимо считать ВТС, содержащее ДМ, новым видом сырья, для которого не существует эффективной технологии обогащения с высоким извлечением. В связи с этим одним из важнейших направлений преодоления технических и экономических проблем перерабатывающей промышленности является отказ от устаревшей технологии, рассчитанной на практически исчезнувшую категорию крупного золота и других ценных компонентов. Необходимо переходить к новым наукоемким процессам и аппаратам, новым технологиям, обеспечивающим извлечение ДМ на низких и ультранизких содержаниях.

Предлагаемый проект производства эффективных сорбентов для извлечения золота, серебра и платиноидов - позволяет решить актуальную проблему очистки сточных вод, растворов гидрометаллургической переработки пиритных огарков и отвалов меднорудной промышленности и других отходов, содержащих драгоценные металлы.



1. Анализ рынка сорбентов драгоценных металлов и сорбционных систем

Российский рынок сорбентов, как и, в целом, мировой рынок, представлен широким ассортиментом различных решений. Это обусловлено тем, что сорбенты применяются практически во всех областях промышленности, в сельском хозяйстве, быту и в медицине. Применение сорбентов в первую очередь обусловлено необходимостью очистки того или иного объекта от различных загрязняющих веществ и тесно связано с охраной экологии.

Наибольшее распространение в промышленности получили:

Ч Сорбенты нефтепродуктов - это важное открытие человечества для защиты окружающей среды. Применение сорбентов является технологией щадящего устранения последствий нефтезагрязнений и позволяет снизить отрицательные последствия для экологии. Другие способы локализации и ликвидации разливов нефти - контролируемое сжигание, механический сбор, диспергирование - существенно ограничены по применению и зависят от времени, погодных условий, экологической обстановки и т. д.

Ч Сорбенты для очистки сточных вод - одна из самых актуальных проблем в области экологической безопасности. Наиболее действенной мерой в решении данной проблемы является предварительная очистка сорбентами сточных вод (бытовых и промышленных) и предотвращение попадания в водоемы загрязняющих веществ.

Широкое распространение сорбенты получили в медицине в качестве медицинских препаратов, которые способны к выведению из организма самых различных токсических веществ. Так, например, сорбент, применяемый для профилактики и лечения различных желудочно-кишечных заболеваний, называется энтеросорбентом (энтеро - кишечник и сорбео - поглощать).

Абсолютным лидером по количеству сорбционных продуктов является область бытового применения - очистка водопроводной воды в домашних условиях. Это всевозможные фильтры на угольной, ионообменных и др. основах.

1.1 Обзор существующих предприятий - производителей и поставщиков сорбентов драгоценных металлов

Для извлечения ценных компонентов из вторичного сырья чаще всего применяют их концентрирование. Развитие методов концентрирования, особенно в последние два десятилетия, продемонстрировало достоинства сорбционного концентрирования. Сорбционное концентрирование - недорогой метод, который обычно обеспечивает хорошую избирательность разделения, высокие значения коэффициентов концентрирования; им относительно легко управлять, для его осуществления не требуется ни высоких температур, ни сложных приборов [17]. Кроме того, сорбционные методы позволяют извлекать металл достаточно полно.

Что же касается сорбционных систем для извлечения и /или анализа драгоценных металлов, рассмотрение литературных данных по способам концентрирования показало существование значительного количества самых разнообразных методов, предлагаемых для концентрирования ДМ и их отделения от других элементов [8].

Опубликованные способы концентрирования изучены и предлагаются либо для извлечения единичных элементов или их смесей из модельных растворов, либо для извлечения ДМ из определенного объекта ВТС. Описания единой схемы, которую можно было бы применить для определения и/или извлечения ДМ в разнообразных видах вторичного и техногенного сырья, в литературе практически нет.

Определенный интерес представляли работы, посвященные исследованию и практическому применению для группового концентрирования ДМ соединений серы и азота, как дешевых недефицитных продуктов, выпускаемых промышленностью.

Для сорбционного выделения и концентрирования микроколичеств драгоценных металлов перспективны анионообменники и комплексообразующие сорбенты на основе синтетических полимеров, содержащие, главным образом, азот и серу. Аналогичные сорбенты получены также на основе кремнеземов [19] и модифицированных ионообменников [4].

Наиболее эффективны для извлечения d-элементов, к которым относят все драгоценные металлы, комплексообразующие сорбенты. Они обладают более высокой степенью извлечения металла, емкостью, в десятки раз превосходящую емкость угля, частичной селективностью, возможностью работы в сложных по составу растворах [14]. Комплексообразующих сорбентов создано в последние годы много, однако предложений к их промышленному применению не так много в силу разных причин, в числе которых как экономические (высокая стоимость, недоступность сырья для их синтеза), так и технические (сложность выделения металлов из сорбентов-концентратов). Основной областью применения большей части комплексообразующих сорбентов в России является аналитическая химия [5]. Широкое применение в аналитической химии нашли сорбенты серий Полиоргс [11], Dowex [15].

1.1.1 Список конкурентов и их основные характеристики

1) Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)

С начала 70-х годов в лаборатории органических реагентов ГЕОХИ РАН проводятся систематические исследования, направленные на разработку способов синтеза комплексообразующих сорбентов на основе полимерных органических матриц с химически закрепленными функциональными группами, предназначенных для избирательного извлечения благородных, редких и других металлов [12].

Комплексообразующие сорбенты ПОЛИОРГС обладают достаточно высокой селективностью по отношению к определенной группе металлов, а также характеризуются химической устойчивостью в водных растворах. Сорбенты ПОЛИОРГС могут использоваться в виде мелкодисперсных порошков, гранул, волокон, фильтров, сорбционных колонок и патронов - это является главным преимуществом сорбентов ПОЛИОРГС [20].

С использованием сорбентов ПОЛИОРГС разработаны комбинированные методы определения металлов в рудах, породах, природных и сточных водах, технологических растворах, промышленных и растительных материалах. Для концентрирования платиновых металлов, золота и серебра используются ПОЛИОРГС IV, V, VI XI, XVII XXVII [21].

2) The Dow Chemical Company (США)

Основана в 1897 году. Поначалу компания занималась выпуском отбеливателя и бромида калия, со временем расширяя сферу своей деятельности и превратившись к концу XX века в одну из крупнейших транснациональных корпораций. С 1930-х годов Dow Chemical стала выпускать резины и пластмассы, что со временем стало одним из основных направлений бизнеса [27]. Для концентрирования драгоценных металлов наиболее широкое применение нашли сильноосновные анионообменники, содержащие четвертичный атом азота в функциональных группах - Dowex 1-X8, AG 1-X8 и др. [18].

Сорбенты Dowex не имеют специфического запаха, что является их очевидным преимуществом перед другими образцами. Однако селективность и емкость сорбентов Dowex сопоставимы с характеристиками сорбентов ПОЛИОРГС, а цена на продукцию иностранного производителя на порядок выше.

3) ОАО «Сорбент»

ОАО «Сорбент» является российским лидером в производстве активированных углей. ОАО «Сорбент» располагает оборудованием, позволяющим получать продукцию, соответствующую мировым стандартам. Предприятие производит более 35 марок активированных углей -- от катализаторов для противогазовой техники до сорбентов, предназначенных для ликвида...