CC BY
21
МЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
DOI - 10.32 743/UniTech.2022.98.5.13777
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ С ГРАВИТАЦИОННОМ ОБОГАЩЕНИЕМ
Вохидов Бахриддин Рахмидинович
PhD, доцент,
Навоийский государственный горный институт Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: golf.8 7@mail. ru
Азимов Ойбек Ахмадович
канд. техн. наук, доц., Навоийский государственный горный институт Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: azimov_nggi@umail.uz
Бабаев Мирдодожон Шарофжон угли
магистрант,
Навоийский отделения Академии Наук Республика Узбекистан,
Республика Узбекистан, г. Навои. E-mail: babayevmirdodojon@mail. ru
DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR PROCESSING MAN-MADE WASTE
WITH GRAVITY ENRICHMENT
Bahriddin Vokhidov
PhD, assistant professor, Navoi State Mining Institute Uzbekistan, Navoi
Oybek Azimov
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Navoi State Mining Institute Uzbekistan, Navoi
Mirdodojon Babaev
Undergraduate,
The Navoi branch of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan
Uzbekistan, Navoi
АННОТАЦИЯ
В настоящей время в горно-металлургической промышленности появилась тенденция переработки техногенных отходов, накопившихся в течение многих лет. Мировые запасы месторождений с высоким исходным содержанием и легко извлекаемыми рудами в настоящее время практически истощены. Это обусловливает уменьшение объёмов переработки кондиционных руд и вовлечение в разработку техногенных отходов, труднообогатимых руд и забалансовых и низкосортных отвалов.
ABSTRACT
Currently, in the mining and metallurgical industry, there is a tendency to process man-made waste that has accumulated over many years. World reserves of deposits with high initial content and easily extractable ores are practically depleted. This causes a decrease in the volume of processing of conditioned ores and the involvement in the development of man-made waste, refractory ores and off-balance and low-grade dumps.
Ключевые слова: техногенные отходы, платиновые металлы, отходы золото обогатительной фабрики, селективное осаждение, царско-водочное растворение, промывка, окисление перекисью водорода, прокалка.
Библиографическое описание: Вохидов Б.Р., Азимов О.А., Бабаев МШ РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ С ГРАВИТАЦИОННОМ ОБОГАЩЕНИЕМ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 5(98). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/13777
Keywords: technogenic waste, platinum metals, waste from a gold processing plant, selective precipitation, aqua regia dissolution, washing, oxidation with hydrogen peroxide, calcination.
Введение. Основными объемами техногенных ресурсов цветных и благородных металлов на территории Узбекистана обладает Центрально-Кызылкумский горнорудный район, отличающийся длительной историей освоения и разработой руд цветных и благородных металлов. С начала разработки месторождений полезных ископаемых Навоийским ГМК в складских хозяйствах и хвостохранилищах накоплено более трех миллиардов тонн техногенных отходов некондиционного минерального сырья [1].
Забалансовая руда имеет содержание металлов ниже балансового предела и не перерабатывается на заводе или фабрике. Обычно она находится на хранении и при повышенном содержании ценного компонента в текущей балансовой руде шихтуется и вовлекается в переработку. Забалансовая золотосодержащая руда обычно содержит золота от 0,5 до 1,5 г/т. Минерализованная масса имеет содержание значительно меньше забалансовых руд и не перерабатывается на заводах или фабриках, складируется в отвалах рудников. Самыми большими отвалами минерализованной массы и складами забалансовой руды обладает рудник Мурунтау. На сегодняшний день на руднике находится около 2,5 млрд т минерализованной массы и более 150 млн т забалансовых руд [2].
Рудник сульфидных золотосодержащих руд Восточный (Кокпатас) разбросан на территории площадью более 40 км2, на которой находится более 40 карьеров. На руднике находится более 180 млн т минерализованной массы и 12 млн т забалансовых руд. Также, на другом руднике сульфидных золотосодержащих руд Даугызтау находится более
Резултаты полного
12 млн т забалансовой руды. Хвосты являются основными твердыми отходами, образующимися в процессе обогащения полезных ископаемых.
Методы исследования и результаты. В начале исследований изучили химический, минералогический и полуколичественный состав объектов исследования и на основании этого определили количество драгоценных металлов в техногенных отходах, разработали оптимальные технологические схемы их извлечения. Одно из крупных хвостохра-нилищ не только в Узбекистане, но и в мире, находится в центре пустыни Кызылкум для хранения отвальных хвостов гидрометаллургического завода № 2 Навоийского ГМК. Объемы твердых отходов составляют более 1,1 млрд т. В хвостохранилище ГМЗ-3 складируются отвальные хвосты от переработки окисленных и сульфидных золотосодержащих руд месторождений Кокпатас и Даугызтау. Объемы отвальных хвостов составляют более 112 млн т. [3]. В целях изучения материального и минералогического состава техногенных отходов хвостохранилищ Гидрометаллургических заводов №1, 2, 3, 4 и Марджанбу-лакского ЗИФ Навоийского горно-металлургического комбината были получены образцы для анализа и проведен пробирный анализ, спектральный количественный и спектральный полуколичественный анализ в НИЛ Н1 ГИ. Кроме этого проведено нейтронно-активационный анализ образцов из техногенных отходов НГМК (см.таб.4.) в лаборатории Института Ядерной физики при Академии наук Республики Узбекистана.
Таблица 1.
о (силикатного) анализа
ПРОБА Содержание элементов, %
SiO2 AhO3 TiO2 FeO Fe2O3 Cao MgO Na2O K2O P2O5 MnO п.п.п.
Хвосты ГМЗ-1 71,0 10,5 0,63 1,41 3,86 2,3 1,7 1,6 1,9 0,22 0,05 3,2
Хвосты ГМЗ-2 69,1 11,0 0,67 2,44 1,86 3,1 2,3 2,4 2,6 0,20 0,04 2,2
Хвосты ГМЗ-3 58,1 10,8 0,86 2,83 2,29 8,0 2,9 1,5 2,2 0,30 0,09 8,3
Хвосты ГМЗ-4 64,1 12,7 0,59 3,09 1,57 3,5 1,3 3,0 3,3 0,49 0,05 1,8
Хвосты ГМЗ-МЗИЦ 64,5 15,1 0,73 1,23 5,06 2,0 1,3 1,1 2,8 0,08 0,09 5,7
Добыча и переработка этих металлов из руды приводит к образованию больших количеств и различных видов отходов. В новых экономических условиях Узбекистан остро нуждается в переосмыслении стратегии использования недр. Проблема вовлечения в переработку техногенного сырья важна для Республики и включает в себя экономию не возобновляемых в природе минеральных ресурсов. Рабочая группа, состоящих из сотрудников научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений Узбекистана по разработке технологий извле-
чения золота, серебра и редких металлов из техногенных отходов хвостохранилищ Гидрометаллургических заводов №1, 2, 3, 4 и Марджанбулакского ЗИФ НГМК, изучили состав техногенных отходов на содержание благородных металлов. Результаты пробирного и спектрального количественного анализа показывали, что содержание золота в хвостах ГМЗ-1 составляет 0,4-0,6 г/т, а содержание серебра находится в пределах 1-1,4 г/т. Резултаты полного химического (силикатного) анализа представлены в таблице 1. Результаты спектрального количественного
и спектрального полуколичественного анализов Также проведены анализы по определению со-
представлены в таблицах 2 и 3. держания в материале проб основных редкоземельных
элементов (лантаноидов).
Таблица 2.
Резултаты пробирного и спектрального количественного анализа
ПРОБА Содержание элементов, %
Аи, г/т А^ г/т Sобщ Ss ЭО3 Feобщ Ре2+ Ре3+ ^бщ ^рг СО2 А« Sb Си РЬ Zn W
Хвосты ГМЗ-1 0,59 1,4 0,89 0,4 1,13 3,8 1,1 2,7 0,38 0,11 0,99 0,18 0,025 0,006 0,008 0,009 <0,005
Хвосты ГМЗ-2 0,29 0,5 1,3 0,9 1,03 3,2 1,9 1,3 0,42 0,18 0,88 0,11 <0,005 0,005 <0,005 0,006 <0,005
Хвосты гмз-з 0,53 0,8 1,8 <0,2 4,25 3,8 2,2 1,6 1,30 0,16 4,18 0,28 0,042 0,006 <0,005 0,006 <0,005
Хвосты ГМЗ-4 0,37 0,9 0,9 0,6 0,75 3,5 2,4 1,1 0,45 0,17 1,03 0,51 0,012 <0,005 0,016 0,018 <0,005
Хвосты ГМЗ- МЗИЦ 0,70 5,0 1,3 0,6 1,83 4,5 0,96 3,54 0,061 0,41 0,73 0,09 0,006 0,010 0,007 0,020 <0,005
Количество благородных и редких металлов в техногенных отходах является основанием для рассмотрения их в качестве сырья для производства драгоценных металлов. Процессы разработки технологий переработки техногенных отходов НГМК являются предметом исследовательской работы группы специалистов.
Таблица 3.
Резултаты полуколичественного спектрального анализа
Во всех пробах содержание основных редкоземельных элементов (La, Ce, Sm, Eu, Gd, ТЬ, Dy, Но, Er, Tm, У) ниже порога обнаружения, который составляет 0,0005%. Следующие элементы не обнаружены или их содержания ниже порога обнаружения: Cd, Б1, Ge, Tl, Sn, In, Li, Ta, Hf, Nb.
ПРОБА Содержание элементов, %
Со № Сг V Ме W УЬ Ga У Sr Zr Se Бе Ба
Хвосты ГМЗ-1 0.001 0,002 0,05 0,02 0,001 0,002 0,0001 0,002 0,002 0,02 0,02 0,001 0,0002 0,03
Хвосты ГМЗ-2 0,0005 0,002 0,02 0,02 0,001 0,005 0,0003 0,001 0,002 0,01 0,02 0,001 0,0002 0,05
Хвосты гмз-з 0,001 0,002 0,02 0,02 0,0002 и/о 0,0003 0,003 0,002 0,02 0,02 0,001 0,0005 0,05
Хвосты ГМЗ-4 0,0005 0,001 0,02 0,02 <0,0002 0,002 0,0003 0,003 0,005 0,02 0,02 0,001 0,0005 0,1
Хвосты ГМЗ-МЗИЦ 0,001 0,005 0,05 0,02 0,001 и/о 0,0005 0,003 0,005 0,02 0,02 0,001 0,0002 0,05
Предел определения 0,0005 0,0005 0,005 0,002 0,0002 0,005 0,0001 0,0002 0,001 0,02 0,002 0,001 0,0001 0,01
Основное направление исследований - комплексное извлечение драгоценных металлов из техногенных отходов с помощью усовершенствованных технологий. В этом направлении главным работам являются изучение перехода металлов в фазу
обогащения посредством интенсивного гравитационного обогащения отходов и разработка альтернативных параметров селективного растворения техногенных отходов в присутствии новых растворителей путем просачивания и перемешивания [4].
Таблица 4.
Результаты нейтронно-активационного анализа образцов из техногенных отходов хвостохранилищ НГМК, мкг/г
Элемент ГМЗ-1, карта -3 ГМЗ-4, карта -1 ГМЗ-2, карта -2 ГМЗ-1, карта -4 ГМЗ-2, карта -2, -3
мп 250 440 290 390 330
№ 6400 20700 17000 11600 19100
k 17100 34700 28800 20900 27400
sm 3,4 7,2 4,0 3,8 3,5
mo 7,6 2,9 13 5,6 14
lu 0,22 0,39 0,24 0,33 0,25
u 3,4 7,0 5,9 4,3 5,5
yb 1,4 2,7 2,2 2 1,9
au 0,31 0,18 0,17 0,47 0,14
ш 45 35 <10 <10 <10
as 880 3400 660 1100,0 710
w <1,0 67 51 <1,0 37
br <1,0 <1,0 <1,0 <1,0 3,2
ca 13900 23000 11500 11500 14000
la 25 62 34 31 34
ce 40 95 52 51 48
se 4,3 1,4 3,7 4,1 3,2
hg 0,45 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1
tb 0,41 1,1 0,58 0,51 0,48
та 5,4 12 7,6 6,2 7,1
& 43 22 56 59 56
иг 4,9 10 4,5 4,6 4,9
ba 410 1200 490 360 460
sr <10 240 45 140 59
ag 0,77 <0,1 <0,1 0,67 <0,1
cs 5,0 6,4 6,9 4,9 6,0
n1 <10 <10 30 15 27
sc 7,2 6,6 9,2 9,2 9,1
яь 65 15 89 82 61
гп 86 270 65 85 61
со 5,4 9,0 11 11 11
та 0,41 1,5 0,53 0,36 0,63
ее 26600 35600 24800 27300 25900
ей 0,59 1,6 0,86 0,91 0,88
sb 160 45 5,3 160 6,7
Рисунок 1. Технологическая схема обогащения техногенных отходов АО НГМК
С этой целью эксперименты по технологическим исследованиям по гравитационному обогащению проводились в лаборатории по технологической схемы (см. рис.1.).
Схема выключает себя процесс грохочения для разделения техногенных отходов с дальнейшими двух стадийном перечисткам на концентрационном столе. Режим работы стола:
• частота качаний 110 ходов в мин.;
• амплитуда качаний 8 - 9 мм;
• поперечный наклон деки - 18-20 мм/м;
• расход смывной воды - 4,5 л/мин.;
• навеска руды (исх. сырья) - 20 кг.
По результатам работы получено три продукта, хвосты гравитации направляли на отвал, промпродукт на предыдущем процессе перечистки и получили гравитационный концентрат от двух стадийной перечистки. Результаты проведенных испытаний приведены в таблицах 5 и 6.
Таблица 5.
Содержание золота и серебра в продуктах переработки отходов НГМК после гравитационного обогащения, г/т, (по данным пробирного анализа)
Наименование отходов Полученные продукты
Гравиоконцентрат Промпродукт Хвосты гравитации
Au Ag Au Ag Au Ag
Хвосты ГМЗ-2 3,3 6,4 0,8 1,8 0,2 0,8
Хвосты ЦКВЗ 9,5 2,9 1,9 1,2 0,8 0,6
Отвалы окисленных руд Марджанбулака 6,9 35,9 1,2 6,2 0,5 2,9
Хвосты МЗИЦ 5,7 6,4 1,4 1,8 0,6 2,4
Хвосты ГМЗ-4 8,6 15,4 2,7 5,2 0,5 1,2
Хвосты ГМЗ-3 18,1 38,0 5,9 12,4 1,0 0,5
Таблица 6.
Содержание золота и серебра в продуктах переработки отходов НГМК после гравитационного обогащения, г/т, (по данным пробирного анализа)
Наименование отходов Продукты обогащения Выход, % Содержание, г/т Извлечение, %
Au Ag Au Ag
Хвосты ГМЗ-2 Гравиоконцентрат 0,95 3,3 6,4 10,4 6,8
Промпродукт 4,75 0,8 1,8 12,7 9,5
Хвосты гравитации 94,3 0,24 0,8 76,9 83,7
Исходное сырье 100 0,3 0,9 100 100
Хвосты ЦКВЗ Гравиоконцентрат 0,6 9,5 2,9 6,4 2,5
Промпродукт 4,5 1,9 1,2 9,5 7,7
Хвосты гравитации 94,9 0,8 0,66 84,1 89,8
Исходное сырье 100 0,9 0,7 100 100
Отвалы окисленных руд Марджанбу-лака Гравиоконцентрат 0,4 6,9 35,9 5,5 4,6
Промпродукт 2,5 1,2 6,2 6,0 5,1
Хвосты гравитации 97,1 0,45 2,9 88,5 90,3
Исходное сырье 100 0,5 3,1 100 100
Хвосты МЗИЦ Гравиоконцентрат 0,84 5,7 6,4 6,9 2,2
Промпродукт 5,86 1,4 2,0 7,4 4,8
Хвосты гравитации 93,3 0,6 2,4 86,7 93,0
Исходное сырье 100 0,7 2,5 100 100
Хвосты ГМЗ-4 Гравиоконцентрат 1,12 8,6 15,4 13,7 11,5
Промпродукт 5,68 2,7 5,2 21,6 19,4
Хвосты гравитации 93,2 0,5 1,2 64,6 69,1
Исходное сырье 100 0,7 1,5 100 100
Хвосты ГМЗ-З Гравиоконцентрат 0,3 18,1 38,0 4,5 11,4
Промпродукт 3,2 5,9 12,4 15,8 39,7
Хвосты гравитации 96,5 1,0 0,5 79,7 48,9
Исходное сырье 100 1,2 1,0 100 100
Полученные результаты свидетельствует о возможности переработки техногенных отходов НГМК и имеется перспектива, также в дальнейшим
требуется усовершенствование и дополнение гидрометаллургических мешателей для селективного разделения благородных металлов из состав полученных гравитационных концентратов.
Список литературы:
1. Вохидов Б.Р. Разработка технологии получения платиновых металлов из техногенных отходов. // Научно-методический журнал Евразийский союз ученых (ЕСУ): Москва, 2020. Июнь №6(75). C.38-46.
2. Хасанов А.С., Вохидов Б.Р., Рустамов С.У., Норов Г.М., Баракаев А.М. Исследование технологии извлечения палладаия из отработанных электролитов // Научно-методический журнал "Достижения науки и образования" №7 (48), 2019 г. Иваново, Российская Федерация 2019 г. С. 5-7.
3. Вохидов Б.Р., Хасанов А.С. Исследование и разработка технологии извлечения металлов платиновых групп из техногенного сырья АО «АГМК» // XIV Международная научно-практическая конференция «Металлургия цветных, редких и благородных металлов». Сибирского отделения РАН, г. Красноярск, Россия 2021 г. 6-9 Сентября С. 29-32.
4. Хасанов Абурашид Солиевич, Вохидов Бахриддин Рахмидинович, Бабаев Мирдодожон Шарофжон угли. Инновационные подходы к техногенным отходам как сырьевой базе горно-металлургической отрасли // Х Форум ВУЗОВ Инженерно-технологического профиля союзного Государства - Минск, 2021. 6-9 Декабря №10. C. 135-137.
5. Voxidov B.R. // Development and improvement of technology for extraction of precious metals from technogenic raw materials // Научно-методическый журнал UNIVERSUM: Технические науки - Moskva, 2021. Dekabr №12(93). C. 11-16.
6. А.Р. Арипов, Ф.Э. Ахтамов, А.А. Саидахмедов, Б.Р. Вохидов. Разработка технологии обогащения вермикулитовых руд караузякского месторождения // Научно-технический и производственный ГОРНЫЙ Журнал Казахстана, Нур-султан апрелья 2022г. №, ст.33-39.
7. А.С. Хасанов, Б.Р. Вохидов, А.Р. Арипов, А.А. Асроров, Ф.Г. Пирназаров, С.Ш. Шарипов, Б.М. Немененок Исследование повышения степени извлечения аффинированного палладиевого порошка из сбросовых растворов // Научно-методический журнал ЛИТЬЕ И МЕТАЛЛУРГИЯ, Материаловедение - Белорусия, 2020 г. Марть №1(78). C. 78-86.
8. Хасанов А.С., Вохидов Б.Р., Мамараимов Г.Ф. Изучение возможности извлечения ванадия из техногенных отходов // Фаргона политехника института Илмий техник журнали Фаргона 2020й. Март Том 24 № 3. С. 97-102.
9. Xasanov A.S., Voxidov B.R. Mamaraimov G.F. Texnogen xomashyolardan vanadiy va palladiyni ajratib olishning texnologiyalarini yaratish // Farg'ona politexnika instituti Ilmiy texnik jurnali Farg'ona 2021y. Iyun Tom 25 №2. S.136-143.
10. Хасанов А.С., Вохидов Б.Р. Узбекистон шароитида ванадий ва палладий ажратиб олишнинг технологик жа-раёнарини таджик килиш // Композицион материаллар. - Ташкент, 2019. № 2. С. 56-59.
11. Хасанов А.С., Вохидов Б.Р. Кдйта ишлатилган электролитдан соф палладий кукунини ажратиб олиш усулини илмий тадкик этиш // Композицион материаллар. Ташкент, 2019 - №2. C. 63-66.
