Научная статья на тему 'Концентрирование благородных металлов при переработке шлакопылевых отходов сульфидных руд'

Концентрирование благородных металлов при переработке шлакопылевых отходов сульфидных руд Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
288
74
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Записки Горного института
Scopus
ВАК
ESCI
GeoRef
Ключевые слова
СУЛЬФИДНЫЕ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ РУДЫ / ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ / МЕТАЛЛЫ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ / КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Бодуэн А.Я., Петров Г.В., Диаките Л.Л., Богинская А.С., Спыну А.Ю.

Отвальные шлакопылевые отходы техногенного месторождения Норильского региона – перспективный источник благородных металлов. Изучены методы концентрирования благородных и цветных металлов на многокомпонентных пробах донных осадков прудов-накопителей шлаковых продуктов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Бодуэн А.Я., Петров Г.В., Диаките Л.Л., Богинская А.С., Спыну А.Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Концентрирование благородных металлов при переработке шлакопылевых отходов сульфидных руд»

УДК 669.776

А.Я.БОДУЭН, канд. техн. наук, доцент, (812)328-84-59 Г.В.ПЕТРОВ, д-р техн. наук, профессор, (812)328-84-59 М.Л.Л.ДИАКИТЕ, аспирант, med_diak7@yahoo.fr А.С.БОГИНСКАЯ, аспирантка, kafmetall@mail. ru А.Ю.СПЫНУ, аспирант, kafmetall@mail.ru

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Санкт-Петербург

A.YA.BODUEN, PhD in eng. sc., associate professor, {812)328-84-59

G.V.PETROV, Dr. in eng. sc.,professor, (812)328-84-59

M.L.L.DIAKITE, post-graduate student, med_diak7@yahoo.fr

A.S.BOGINSKAYA, post-graduate student, kafmetall@mail.ru

A.Yu. SPYNU,post-graduate student, kafmetall@mail.ru

National Mineral Resources University (Mining University), Saint Petersburg

КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ШЛАКОПЫЛЕВЫХ ОТХОДОВ СУЛЬФИДНЫХ РУД

Отвальные шлакопылевые отходы техногенного месторождения Норильского региона - перспективный источник благородных металлов. Изучены методы концентрирования благородных и цветных металлов на многокомпонентных пробах донных осадков прудов-накопителей шлаковых продуктов.

Ключевые слова: сульфидные медно-никелевые руды, промышленные отходы, металлы платиновой группы, концентрирование.

CONCENTRATION PRECIOUS METALS IN PROCESSING SLAGWASTES OF SULFIDE ORES

Dump slag dust products of man-made deposits of Norilsk region are a promising source of precious metals. Methods for concentrating precious and base metals in sediment cores of multiponds slag products are studied.

Key words: sulphide copper-nickel ores, industrial wastes, platinum group metals, concentrating.

В металлургическом цикле переработки сульфидных медно-никелевых руд 3-5 % металлов платиновой группы (МПГ) безвозвратно теряется с отвальными шлаками и пылями плавильных и обжиговых переделов, а также частично с отвальными хвостами гидрометаллургической переработки. Например, согласно [1] на шлаковом поле ОАО ГМК «Норильский никель» ресурсы благородных металлов составляют не менее 20 т.

К настоящему времени накоплено более 300 млн т сухих техногенных отходов, кото-

рые разнообразны по своей природе, содержанию цветных и благородных металлов, масштабам накопления и экономической значимости. Их хранение характеризуется низкой упорядоченностью складирования и смешиванием разнотипных продуктов, а также протеканием в техногенных массивах интенсивных геомеханических процессов, определяющих условия миграции благородных металлов [3].

Для переработки техногенных отходов Норильского промышленного региона пред-

164 -

ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.202

лагается достаточное количество обогатительных и металлургических технологий, которые в значительной степени ориентированы на получение концентрата благородных металлов с его дальнейшей переработкой в существующей шламовой технологии [2].

В то же время представлялось целесообразным оценить возможность извлечения благородных металлов из техногенных сырьевых материалов в форме товарных концентратов по технологии, ориентированной на применение малыми и средними предприятиями и не требующей значительных капитальных затрат.

Исследования осуществлялись с использованием проб шлакопылевых отвалов, в частности донных осадков прудов-накопителей, предварительное опробование которых показало высокое содержание (более 100 г/т) Аи, А§, МПГ и до 20 % Си, N1, Со.

Для определения минералогического состава проб выполнен гранулометрический анализ с выделением шести классов крупности и изготовлены искусственные полированные шлифы. С использованием микроскопа Охюр1апОр1оп, микрорентгеноспек-тральных анализаторов СатБсапсЕББ и системой ЬткЫБ и М8-46 (фирма «Сатеса») установлено, что пробы материала шлаковых отвалов содержат малоразмерные корольки шлака, штейна, металлической фазы Ре-Си-№ состава, а также промышленные сульфиды типа хизлевудита, халькопирита и пирротина. Концентрация сульфидной фазы в техногенном материале составляет 10-15 %, что определяет принципиальную возможность ее выделения в отдельный продукт, коллекти-рующий благородные и цветные металлы.

Экспериментально исследована возможность флотоадгезионного концентрирования ценных компонентов с использованием солярового масла и установлены оптимальные параметры процесса: расход солярового масла 50 % от питания, содержание в твердом фракции -44 мкм более 90 %, продолжительность 30 мин, Ж:Т = 4, расход коллектора (ксантогената) 175 г/т и вспенивателя (Т-66) - 250 г/т. Выход концентрата после четырехкратного контакта с адгезивом в солевом растворе хлорида каль-

ция составил 15,9 % при его обогащении от исходного материала по платине и палладию в 3,9 раз, по золоту и серебру до 3 раз. Суммарное содержание благородных металлов в полученном концентрате более 250 г/т.

Для разделения цветных и благородных металлов и повышения качества целевого продукта разработан метод рафинирования, включающий коллектирующую плавку с последующей жидкофазной сульфатизацией полученного сплава. Эксперименты осуществлялись на модельных сплавах с высоким содержанием суммы МПГ (до 1 %), что упрощало контроль над поведением платиноидов. Глубокое удаление меди, никеля и кобальта из раствора (92-95 %) при сульфати-зации сильнометаллизированного сплава при 200 °С наблюдается уже за 1 ч, в то время как глубокое удаление цветных металлов и железа из раствора при сульфати-зации сплава с низкой степенью металлизации обеспечивается только при увеличении продолжительности процесса до 6 ч. В отличие от платины, палладия и золота, редкие платиноиды (до 80 %) концентрируются в серно-кислом растворе выщелачивания. Концентрат после переработки модельного высокометаллизированного сплава содержит 59,1 % суммы платиновых металлов. Соответственно, при переработке реальных платинометальных штейнов, полученных при переработке изученных техногенных продуктов методом «коллектирующая плавка - сульфатизация», можно получить концентраты с суммарным содержанием Р1;, Рб и Аи до 1,5 %.

Для извлечения редких платиноидов из раствора сульфатизации предложена ионообменная сорбция. Исследования проводились в статическом режиме при механическом перемешивании и вариантных температурах на модельных растворах сложного состава. Экспериментальные результаты свидетельствуют о том, что сорбционное извлечение иридия из изучаемых растворов характеризуется весьма низкими показателями: на Полиоргс-У1 при 90 °С за 2 ч сорбировалось 22,4 % иридия, на АМП - менее 15 %, на МСПВС - 6,5 %. Предварительное введение в раствор окислителя (концентра-

Хвосты в отвал ■

Исходный материал

I

■ Адгезионная флотация.«

Шлакв отвал

H,O

Концентрат -Коллектирующая плавка

Ксантогенат, -66,

соляровое масло

Штейн Сульфатизациж-

1 Кек Выщелачивание

I

Прокаливание

I

Концентрат_Р^ Рй, Аи

—H2SO4 Раствор

Сорбция

Раствор на извлечение цветных металлов и Ag

Сорбент

Извлечение МСП

Концентрат МСП

Принципиальная технологическая схема концентрирования благородных металлов из материала шлакопылевых

отвалов ГМК «Норильский никель»

ция Сг (VI) 5 г/л) для перевода инертных низкозарядных комплексных соединений иридия в активные высокозарядные сопровождается существенной интенсификацией сорбции. Извлечение иридия в сорбент в тех же условиях для Полиоргс^1, АМП, МСПВС возросло соответственно до 38, 95,5 и 12 %. Максимум извлечения 1г в сорбент 97,6 % для АМП (90 °С, 1 ч).

Отмечено существенное влияние расхода сорбента и температуры на показатели сорбционного извлечения иридия из сульфатных растворов. В статических условиях высокое извлечение иридия достигается только при большом расходе смолы. Так, увеличение расхода анионита АМП в 5 раз (с 4 до 20 г/л и с 20 до 100 г/л) характеризуется увеличением извлечения в 1,6-2,6 раз. Расход 100 г/л сорбента при продолжительности процесса 1-1,5 ч и температуре 80166

90 °С обеспечивает извлечение из окисленного раствора 96-97 % иридия, так как в этих условиях редокс-потенциал раствора в течение длительного времени сохраняет значение, благоприятное для реализации процесса сорбции.

На основании выполненных исследований предложена принципиальная технологическая схема концентрирования благородных металлов из материала шлаковых отвалов ГМК »Норильский никель», включающая в качестве основных стадий адгезионную флотацию, коллектирующую плавку концентрата, сульфатизационную переработку штейна с получением богатого плати-нометального концентрата и сорбционное извлечение редких платиноидов из раствора сульфатизации. Данная схема обеспечивает замкнутый цикл адгезионной флотации с полной регенерацией адгезива, получение

ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.202

селективных концентратов благородных металлов и возможность попутного извлечения цветных металлов (см .рисунок).

ЛИТЕРАТУРА

1. Додин Д.А. Суперкрупные техногенные месторождения платиновых металлов / Д.А.Додин, В.М.Изоитко // Обогащение руд. 2006. № 6. С.19-23.

2. Ковалев В.Н. Современные технологии концентрирования платиновых металлов из техногенных отходов переработки сульфидных медно-никелевых руд // Записки Горного института. СПб, 2011. № 189. С.284-287.

3. Макаров В.А. Благородные металлы техногенных минеральных объектов сибирского региона: ресурсы и проблемы геолого-технологической оценки // II

Международный конгресс «Цветные металлы Сибири -2009»: Сборник докладов. Красноярск. С.37-45.

REFERENCES

1. Dodin D.A. Super-large man-caused deposits of platinum metals / D.A.Dodin, V.M.Izoitko // Orebenefica-tion. 2006. № 6. P.19-23.

2. Kovalev V.N. Modern technologies by concentration platinum metals from technogenic wastes in processing sulfide ores // Proceedings of the Mining Institute/ Saint Petersburg, 2011. N 189. P.284-287.

3. Makarov V.A. Precious metals content in tech-nogenic mineral formations of the siberian region resources and problems of geotechnical evaluation // II International Congress «Nonferrous Metals of Siberia 2009»: Collected reports. Krasnoyarsk, 2009. P.37-45.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.