Изменение физико-химических и технологических свойств упорных пиритмышьяковистых концентратов в процессе их электрохимического вскрытия Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

СЕМИНАР 3

ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА - 98" МОСКВА, МГГУ, 2.02.98 - 6.02.98

А.А. Федоров, к.т.н., И.Ж. Бунин, к.ф.-м.н.,

Т.В. Чекушина, к.т.н., А.В. Зубенко, инж.,

Институт проблем комплексного освоения недр РАН

ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УПОРНЫХ ПИРИТ-

МЫШЬЯКОВИСТЫХ

КОНЦЕНТРАТОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ВСКРЫТИЯ

Предыдущими исследованиями [1,2] выявлено положительное влияние электрохимической и хи-мико-электрохими-ческой обработок на последующее цианидное извлечение золота из концентратов Не-жданинского и Воронцовского месторождений.

Установлено, что использование электрохимической поляризации активирует выщелачивание и окисление золотосодержащих пиритов и арсенопири-тов. С использованием метода математического планирования определены оптимальные режи-

мы электрохимического и комбинированного вскрытия гравитационного концентрата Нежда-нинского месторождения. Целью настоящих исследований является анализ изменения состава, физико-химических и технологических свойств минералов

Рис. 1. Гистограммы яркостного сечения поверхности аншлифа (исходного (1) и по сле электрохимической поляризации в 3% H2SO4 (2)) и его маркированных участков (соответственно 1” и 2”).

Рис. 2. Дискретная аппроксимация изображения структуры дефектов (1 - исходный образец, 2 - обработанный)

Dq=t(q)/(q-1), при q=0 Df= lime->0 inf [log N(e)/log(1/e)] 1 - Df= 1,82485, 2 - Df= =1,81054.

Рис. 3. Влияние типа воздействия на циа-нидное извлечение золота из Нежданин-ского концентрата:

1- без обработки, 2- обработка 3% Н2SO4,

3 - электрохимическая обработка в среде 3% Н2SO4, 4 - электрохимическая обработка в среде 3% NaOH, 5 - электрохимическая безреагентная обработка

свойств минералов и концентратов труднообогатимых золотосодержащих руд в условиях электрохимических воздействий.

Изменение рельефа поверхности минерала в процессе вскрытия исследовано методом имидж анализа на аншли-фах Кургашинкан-ского пирита. Компьютерный анализ микрофотографий исходного аншлифа и после его электрохимической поляризации в среде 3% Н2804, проведенный по программе 1Р, выявил изменение отражательной способности (коэффициента отражения) поверхности, что подтверждается гистограммами яркост-ного сечения приведенными на рис. 1 (1 - исходный, 2 - обработанный). Сравнение гистограмм яркостного сечения по площади ан-шлифа и его маркированных участков^; 2 и 1"; 2") свидетельствует, что образование зон травления приурочено главным образом к местам дефектов поверхности.

Для перевода качественной оценки изменения структуры де-фектов поверхности в коли-чест-венную в ИП-КОН разработана оригинальная методика фрак-тального анализа изображения структур дефектов, позволяю-щая количественно описать из-менение поверхности в процессе обработки и приписать конкрет-ную размерность дефектам, как исходным, так и возникшим в процессе воз-

действий на мономинеральный агрегат. Для этого проводится дискретная апроксимация изображения структуры дефектов, выявленных при анализе изображения по программе 1Р, и с применением математического расчета мультиф-рактальных характеристик структуры дефектов образцу приписывается конкретная размерность (рис. 2).

Исследования микроструктуры поверхности сульфидов в сочетании с анализом дифрактограмм исходных образцов и после их электрохимического и комбинированного вскрытия выявили как образование новых фаз на поверхности, так и появление пор и зон травления практически при всех типах воздействий (табл. 1).

Рентгенофазовый анализ образцов Карабашского пирита (табл. 1) подтверждает, что фазовые изменения протекают преимущественно при комбинировании электрохимической обработки с реагентной. Образование фазы гематита отмечено при поляризации в 3% Н2804, гидро-гетита - при поляризации в 3 % №0Н, сходные фазовые изменения обнаружены и для Курга-шинканского пирита.

Новая фаза на поверхности арсенопирита представлена гидроге-титом, а при злектрохимическом вскрытии в щелочной среде -также и скородитом.

Изменение фазовых и структурных характеристик Кургашин-канского пирита при электрохимической обработке в щелочной среде сопровождается возрастанием удельного сопротивления (г) образца с 0,116 по 3,233 Ом. м. Содержание элементарной серы на поверхности изменяется от 0,34.10-5 моль/г у исходного образца до 0,53.10-5 моль/г после электрохимической обработки в щелочной среде. При вскрытии в кислой среде отмечено снижение содержания элементарной серы до 0,035.10-5 моль/г., в то время как воздействие 3% Н2804 без анодной поляризации приводит к дополнительному по сравнению с исходным образцом образованию

3 і 1999

135

серы - 0,64.10-5 моль/г. При электрохимической обработке Кара-башского пирита в 3% №0Н значение г возрастает (с 0,083 до 10,50) Ом м, однако изменение окисленности его поверхности в процессе обработки отличается от Кургашинканского: все типы воздействий приводят к снижению содержания элементарной серы на поверхности. Изменение удельного сопротивления арсенопирита значительно меньше, чем при обработки пиритов: ЭХО в среде 3% №0Н приводит к увеличению г примерно в 3 раза (с 0,01 до

0,03) Ом м. Отмечено, что в отличие от пиритов, электрохимическая безреагентная обработка арсенопирита приводит к увеличению содержания элементарной серы (с 0,1 до 0,3). 10-5 моль/г.

Происходящие изменения структуры минерала сопровождаются повышением его пористости. Так, проницаемость образца Кургашинканского пирита класса -100 + 80 мкм возрастает в зависимости от типа вскрытия в 3,5-6 раз. Изменения структуры, фазового состава и физикохимических характеристик сульфидов железа и мышьяка в процессе их электрохимической и комбинированной обработок интенсифицирует процесс цианид-ного извлечения золота в раствор. Результаты последующего за вскрытием цианирования Не-жданинского гравитационного концентрата (рис. 3) показывают, что предварительное вскрытие различными методами позволяет повысить извлечение зо-

лота с 55% до 76 - 84%, причем максимальный эффект достигается при комбинированной хи-мико-электро-химической обработке.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чантурия В.А., Федоров А. А., Чекушина Т.В. и др. Электрохимическая интенсификация процесса вскрытия упорных золотосодержащих руд // Горный журнал, № 10, 1997, -С.51-55.

2. Федоров А.А., Чекушина Т.В. Перспективы использования электрохимических воздействий для совершенствования геотехнологических методов переработки упорных золотосодержащих руд // Тез. Докладов Ш Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле". - М: МГГА, 1997, -С.90-91

© А.А. Федоров, И.Ж. Бунин, Т.В. Чекушина, А.В. Зубенко