CC BY
22
© К.А. Григорьев, С.Ф. Каплан, A.C. 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 золотовмешаюших 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 флотокон-центратов позволяет вскрыть упорное золото, изоморфно распределенное в кристаллических решетках золотовмешаюших минералов (пирит, арсенопирит), путем их разрушения в ходе окисления. Поскольку реакция окисления золотовмешаюших минералов сложная, гетерофазная, в начале исследования кинетики следует определить область протекания (внешнедиффузионная, внутридиффузионная или кинетическая) процесса окисления для данного реактора с данным пе-ремешиваюшим устройством в диапазоне исследуемых давлений и температур.
Условия окисления должны исключать возникновение внешнедиффузионных 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 золотовмешаюших минералов концентрата - пирита.
Рис. 1. Граница внеш-не/внутридиффузионн ой области
02П, (1)
U = Roe^rPc где U - Скорость реакции; Ea - Энергия активации, кДж/моль; R - универсальная газовая постоянная; T - температура процесса, К; Р02 ~ Пар- о ¡® 4И да (и шальное давление число оборотов , об/мин
кислорода, МПа; R0 - предэкспоненциальный множитель; n -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 пробоподготовке 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 табл. 1.
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 объёмом 1 литр, гарантирующая выход из внешнедиффузионной области процесса окисления пирита фракции 40-70 мкм (внутридиффузионная или кинетическая область протекания) (рис. 2).
Таблица 1
Химический состав исследуемого образца пирита
Au г/т S обш % S сульф % С обш % С орг %
Пирит 1.08 53.1 50.3 0.1 0.07
Рис. 2. Зависимость потребления кислорода от изменения оборотов мешалки для пририта (10 бар, 200 °С фракция 4070 мкм)
Таким образом, следующие эксперименты с варьированием парциального давления 02, 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.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд / В.В. Лодейщиков: в двух томах. — Иркутск: ОАО «Иргиредмет», 1999. Т.2. — 17 с.
2. Петров Г.В. Особенности поведения редких микрокомпонентов при переработке сульфидных медных руд и пути повышения их производства / Г.В. Петров, А.Я. Бодуэн, А.Ю. Спыну, А.С. Богинская // Сборник докладов четвертого международного конгресса «Цветные металлы-2012». Красноярск. 2012. 158-160 с.
3. Bailey L.K. Decomposition of pyrite in acids by pressure leaching and anodization: the case for an electrochemical mechanism / Bailey, L.K., Peters, E. // Canadian Metallurgy Quarterly 15 (4), 1976. P. 333.
4. Henley K.A combined mineralogical/metallurgical approach to determining the nature and location of gold in ores and mill products / K. Henley// Minerals Engineering. V. 2. № 4, 1989. P. 459-470.
5. Petrov G.V. Recourses of precious metals in technogenic objects of mining and metallurgical complex of Russia / G.V. Petrov, A.J. Boduen, I.I. Mardari, B.S. Ivanov, A.S. Boginskaya // M.: International journal of experimental education, № 2, 2013. P. 53-54.
6. Tozawa K. Effect of coexisting sulphates on precipitation of ferric oxide from ferric sulphate solutions at elevated temperature. / K. Tozawa, K. Sasaki // Iron Control in Hydrometallurgy. Wiley, New York, 1986. P. 454. fTT^I
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Григорьев К.А. - магистр химии, инженер, Grigoriev@polymetal.ru, Каплан С.Ф. - кандидат химических наук, ведущий инженер, Kaplan@polymetal.ru,
Ковалев В.Н. - кандидат технических наук, начальник лаборатории агитационного выщелачивания и сорбции, Kovalev@polymetal.ru, АО «Полиметалл инжиниринг»,
Долотов А.С. - аспирант СПбТИ (ТУ), инженер АО «Полиметалл инжиниринг», DolotovAS@polymetal.ru.
UDC 669.2/.8.053.4
THE DETERMINATION OF THE AREA BEHAVIOR OF THE PROCESS PRESSURE OXIDATION OF PYRITE
Grigoriev K.A., Master of Chemistry, engineer of JSC «Polymetal Engineering», Russia,
Kaplan S.F., PhD, chief engineer of JSC «Polymetal Engineering», Russia, Dolotov A.S., Postgraduate of the Department of General Chemical Technology and catalysts, St. Petersburg State Technological Institute (technical university), engineer of JSC «Polymetal Engineering», Russia,
Kovalev V.N., PhD, Head of Laboratory POX of JSC «Polymetal Engineering», 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. Lodejshhikov V.V. Tehnologija izvlechenija zolota i serebra iz upornyh rud (Technology of extracting gold and silver from refractory ores) / V.V. Lodejshhikov: v dvuh tomah. Irkutsk: OAO «Irgiredmet», 1999. T.2. P. 17.
2. Petrov G.V. Osobennosti povedeniya redkih mikrokomponentov pri pererabotke sulfidnyih mednyih rud i puti povyisheniya ih proizvodstva (Peculiarities of behavior of rare micro-components during the processing of sulfide copper ores and ways to improve their production) / G.V. Petrov, A.Ya. Boduen, A.Yu. Spyinu, A.S. Boginskaya // Sbornik dok-ladov chetvertogo mezhdunarodnogo kongressa «Tsvetnyie metallyi-2012». Krasnoyarsk. 2012. pp. 158-160.
3. Bailey, L.K. Decomposition of pyrite in acids by pressure leaching and anodization: the case for an electrochemical mechanism / Bailey, L.K., Peters, E. // Canadian Metallurgy Quarterly 15 (4), 1976. P. 333.
4. Henley, K. A combined mineralogical/metallurgical approach to determining the nature and location of gold in ores and mill products / K. Henley// Minerals Engineering. V. 2. No 4, 1989. P. 459-470.
5. Petrov G.V. Recourses of precious metals in technogenic objects of mining and metallurgical complex of Russia / G.V. Petrov, A.J. Boduen, I.I. Mardari, B.S. Ivanov, A.S. Boginskaya // M.: International journal of experimental education, No 2, 2013. P. 53-54.
6. Tozawa, K. Effect of coexisting sulphates on precipitation of ferric oxide from ferric sulphate solutions at elevated temperature. / K. Tozawa, K. Sasaki // Iron Control in Hy-drometallurgy. Wiley, New York, 1986. P. 454.
