CC BY
19
- © К.А. Григорьев, С.Ф. Каплан,
А.С. Долотов, В.Н. Ковалев, 2015
УДК 669.2/.8.053.4
К.А. Григорьев, С.Ф. Каплан, А.С. Долотов, В.Н. Ковалев
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЛАСТИ ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССА АВТОКЛАВНОГО ОКИСЛЕНИЯ ПИРИТА
Представлено исследование по определению влияния оборотов мешалки на потребление кислорода в процессе автоклавного окисления одного из золотовмеща-ющих минералов в составе флотоконцентрата - пирита. Определена область протекания процесса автоклавного окисления фракции пирита 40-70 мкм. Ключевые слова: золото, сульфиды, пирит, автоклавное окисление.
Процесс автоклавного окисления упорных флотоконцен-тратов позволяет вскрыть упорное золото, изоморфно распределенное в кристаллических решетках золотов-мещающих минералов (пирит, арсе-нопирит), путем их разрушения в ходе окисления. Поскольку реакция окисления золотовмещающих минералов сложная, гетерофазная, в начале исследования кинетики следует определить область протекания (внешнедиф-фузионная, внутридиффузионная или кинетическая) процесса окисления для данного реактора с данным перемешивающим устройством в диапазоне исследуемых давлений и температур.
Условия окисления должны исключать возникновение внешнедиффузи-онных ограничений (рис. 1). В ходе экспериментов необходимо выявить влияние каждого из параметров процесса, таких как температура, парциальное давление кислорода, обороты мешалки и варьирование крупности частиц. Основными кинетическими характеристиками являются: энергия активации процесса и порядок реакции по кислороду (уравнение 1). В работе проведено исследование влияния оборотов мешалки на потребление кислорода в процессе автоклавного окисления одного из золотовмещающих минералов концентрата - пирита.
гоо 4M боо воо 1000 1200 Число оборотов, об/мик Рис. 1. Граница внешне/внутридиффузионной области
Химический состав исследуемого образца пирита
Au, г/т SoSa, % S % сульф7 Собщ, % Сорг, %
Пирит 1,08 53,1 50,3 0,1 0,07
и = К0е-Еа/ктТтР02" (1)
где и - скорость реакции; Еа - энергия активации, кДж/моль; Я - универсальная газовая постоянная; Т - температура процесса, К; Р02 - парциальное давление кислорода, МПа; Я0 - пред-экспоненциальный множитель; п - порядок реакции по кислороду.
Пирит обладает устойчивым химическим составом - это делает пирит ценным модельным объектом, окисление которого в автоклаве с контролем расхода кислорода, при условии точного поддержания температуры и парциального давления кислорода, позволяют определить все ключевые параметры для уравнения скорости химической реакции.
Была проведена работа по пробо-подготовке материала: мокрый помол и мокрый рассев с получением фракции частиц с узким распределением по размерам (40-70 мкм). Такое распределение частиц по размеру необходимо нам для проведения расчетов
в рамках модели сжимающегося ядра. Химический состав исследуемого образца представлен в таблице.
На основании результатов опытов для диапазона парциальных давлений кислорода (3-15 бар) и температур (185-230 °С) была определена скорость вращения турбинной мешалки (более 860 об/мин) автоклава Parr объемом 1 литр, гарантирующая выход из внешнедиффузионной области процесса окисления пирита фракции 40-70 мкм (внутридиффузионная или кинетическая область протекания) (рис. 2).
Таким образом, следующие эксперименты с варьированием парциального давления О2, температуры, размера частиц, мы должны проводить при оборотах мешалки не ниже 860 мин-1. В этом случае становится возможным применять уравнение 1 для расчета скорости химической реакции - для данного реактора с данным перемешивающим устройством в диапазоне исследуемых давлений и температур.
4000 6000
время, с
Рис. 2. Зависимость потребления кислорода от изменения оборотов мешалки для пририта (10 бар, 200 °С фракция 40-70 мкм)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд. Т. 2. -Иркутск: ОАО «Иргиредмет», 1999. - 17 с.
2. Петров Г.В., Бодуэн А.Я., Спыну А.Ю., Богинская А.С. Особенности поведения редких микрокомпонентов при переработке сульфидных медных руд и пути повышения их производства / Сборник докладов четвертого международного конгресса «Цветные металлы-2012», Красноярск). - Красноярск, 2012. - C. 158-160.
3. Bailey L.K., Peters E. Decomposition of pyrite in acids by pressure leaching and anodi-zation: the case for an electrochemical mechanism // Canadian Metallurgy Quarterly. 1976. 15 (4). P. 333.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
4. Henley K. A combined mineralogical/ metallurgical approach to determining the nature and location of gold in ores and mill products // Minerals Engineering. 1989. V. 2. № 4, P. 459-470.
5. Petrov G.V., Boduen A.J., Mardari I.I., Ivanov B.S., Boginskaya A.S. Recourses of precious metals in technogenic objects of mining and metallurgical complex of Russia // International journal of experimental education. 2013. № 2, P. 53-54.
6. Tozawa K., Sasaki K. Effect of coexisting sulphates on precipitation of ferric oxide from ferric sulphate solutions at elevated temperature / Iron Control in Hydrometallurgy. Wiley, New York, 1986. P. 454. [¡223
Григорьев К.А.1 - магистр химии, инженер, e-mail: Grigoriev@polymetal.ru, Каплан С.Ф.1 - к.х.н., ведущий инженер, e-mail: Kaplan@polymetal.ru, Долотов А.С.1 - аспирант, СПбТИ (ТУ), инженер, e-mail: DolotovAS@polymetal.ru, Ковалев В.Н.1 - к.т.н., начальник лаборатории, e-mail: Kovalev@polymetal.ru, 1 АО «Полиметалл инжиниринг», 198216, г. Санкт-Петербург.
UDC 669.2/.8.053.4
THE DETERMINATION OF THE AREA BEHAVIOR OF THE PROCESS PRESSURE OXIDATION OF PYRITE
Grigoriev K.A.1, Master of Chemistry, Engineer, e-mail: Grigoriev@polymetal.ru,
Kaplan S.F.1, Candidate of Chemical Sciences, Leading Engineer, e-mail: Kaplan@polymetal.ru,
Dolotov A.S.1, Graduate Student, St. Petersburg State Technological Institute (Technical University),
190013, Saint-Petersburg, Russia, Engineer, e-mail: DolotovAS@polymetal.ru,
Kovalev V.N.1, Candidate of Technical Sciences, Head of Laboratory, e-mail: Kovalev@polymetal.ru,
1 JSC «Polymetal Engineering», 198216, Saint-Petersburg, Russia.
The research by definition influence of revolutions mixing machine on the consumption of oxygen in the process pressure oxidation of one of gold-bearing minerals in the composition of the flotation concentrate such as pyrite presented in the paper. The area behavior of the process pressure oxidation fraction of pyrite (40-70 microns) is determined.
Key words: gold, sulfide, pyrite, pressure oxidation.
REFERENCES
1. Lodeyshchikov V.V. Tekhnologiya izvlecheniya zolota i serebra iz upornykh rud. T. 2 (Gold and silver recovery from rebellious ores, vol. 2), Irkutsk, OAO «Irgiredmet», 1999, 17 p.
2. Petrov G.V., Boduen A.Ya., Spynu A.Yu., Boginskaya A.S. Sbornik dokladov chetvertogo mezhdun-arodnogo kongressa «Tsvetnye metally-2012», Krasnoyarsk (IV International Congress «Nonferrous Met-als-2012» Proceedings, Krasnoyarsk), Krasnoyarsk, 2012, pp. 158-160.
3. Bailey L.K., Peters E. Decomposition of pyrite in acids by pressure leaching and anodization: the case for an electrochemical mechanism. Canadian Metallurgy Quarterly 1976, 15 (4), pp. 333.
4. Henley K. A combined mineralogical/metallurgical approach to determining the nature and location of gold in ores and mill products. Minerals Engineering. 1989. V. 2, no 4, pp. 459-470.
5. Petrov G.V., Boduen A.J., Mardari I.I., Ivanov B.S., Boginskaya A.S. Recourses of precious metals in technogenic objects of mining and metallurgical complex of Russia. International journal of experimental education. 2013, no 2, pp. 53-54.
6. Tozawa K., Sasaki K. Effect of coexisting sulphates on precipitation of ferric oxide from ferric sulphate solutions at elevated temperature. Iron Control in Hydrometallurgy. Wiley, New York, 1986, pp. 454.
