Научная статья на тему 'Термохимическая хлораммонийная переработка техногенных отвальных сульфидных отходов обогащения'

Термохимическая хлораммонийная переработка техногенных отвальных сульфидных отходов обогащения Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
316
91
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕХНОГЕННЫЕ ОТХОДЫ / TECHNOGENIC WASTES / ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ / ELECTRON MICROSCOPY / РЕНТГЕНОФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ / X-RAY ANALYSIS / ЗОЛОТО / GOLD / СЕРЕБРО / SILVER / ХЛОРИД АММОНИЯ / AMMONIUM CHLORIDE / НИТРАТ АММОНИЯ / AMMONIUM NITRATE / ИЗВЛЕЧЕНИЕ / EXTRACTION

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Леонтьева Елена Вячеславовна, Медяник Надежда Леонидовна, Калугина Наталья Леонидовна

Для вовлечения в переработку техногенных золотосодержащих георесурсов актуальными задачами являются изучение их вещественного состава и разработка инновационных технологий извлечения золота, серебра. По данным минералогических исследований в лежалых хвостах флотации колчеданных руд ОАО «Учалинский ГОК» содержатся пирит, кварц, хлорит, гипс, барит, полевой шпат. Предложен способ двухстадийного хлораммонийного обогащения хвостов, включающий вскрытие золота, серебра и разложение пирита спеканием с хлористым аммонием, а также выщелачивание золота спеканием со смесью хлорида и нитрата аммония. Приведены оптимальные условия процессов на каждой стадии переработки. Способ позволяет извлекать в раствор до 78,1% серебра, не менее 99% железа. Для выделения золота из растворов выщелачивания применяли реагент-комплексообразователь дифенилгуанидин, определено, что выделение протекает количественно. Извлечение золота из кека, полученного на первой стадии, составляет 85,8-87,5%.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Леонтьева Елена Вячеславовна, Медяник Надежда Леонидовна, Калугина Наталья Леонидовна

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

THERMOCHEMICAL CHLORO-AMMONIUM PROCESSING OF TECHNOGENIC DUMP SULPHIDE TAILINGS

Purpose. Studying of the material composition of the technogenic dump sulphide tailings of enterprise JSC «Uchalinsky GOK» and the development of thermo-chemical method of their chloro-ammonium processing taking into account the identified composition. Findings. The old flotation tailings of pyrite ores of «Uchalinsky GOK» contain pyrite, quartz, chlorite, gypsum, barite, and feldspar according to mineralogical studies. Possibility of two-step thermochemical chloro-ammonium processing of technogenic dump sulphide tailings that consists of gold and silver opening and pyrite sintering in air with ammonium chloride at 250-275 °C is studied. The gold leaching by sintering with a mixture of chloride and ammonium nitrate at 200 °C is carried out. There is the extraction into solution of silver (up to 78.1%) and iron (up to 99%) under these conditions. Recovering of gold from leach solutions is quantitative by using diphenylguanidine as the complexing reagent. Gold recovery from the first stage's cake is up to 85.8-87.5%. Research implications. The involvement in the processing of gold technogenic wastes. Originality. Method for two-step thermochemical chloro-ammonium processing of technogenic dump sulphide tailings.

Текст научной работы на тему «Термохимическая хлораммонийная переработка техногенных отвальных сульфидных отходов обогащения»

УДК 622.722: 622.343. 5'17

Е.В. Леонтьева, Н.Л. Медяник, Н.Л. Калугина

ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ ХЛОРАММОНИЙНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ТЕХНОГЕННЫХ ОТВАЛЬНЫХ СУЛЬФИДНЫХ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ

Для вовлечения в переработку техногенных золотосодержащих георесурсов актуальными задачами являются изучение их вещественного состава и разработка инновационных технологий извлечения золота, серебра. По данным минералогических исследований в лежалых хвостах флотации колчеданных руд ОАО «Учалинский ГОК» содержатся пирит, кварц, хлорит, гипс, барит, полевой шпат. Предложен способ двухстадийного хлораммонийного обогащения хвостов, включающий вскрытие золота, серебра и разложение пирита спеканием с хлористым аммонием, а также выщелачивание золота спеканием со смесью хлорида и нитрата аммония. Приведены оптимальные условия процессов на каждой стадии переработки. Способ позволяет извлекать в раствор до 78,1% серебра, не менее 99% железа. Для выделения золота из растворов выщелачивания применяли реагент-комплексообразователь дифенилгуанидин, определено, что выделение протекает количественно. Извлечение золота из кека, полученного на первой стадии, составляет 85,8-87,5%. Ключевые слова: техногенные отходы, электронная микроскопия, рентгенофазовый анализ, золото, серебро, хлорид аммония, нитрат аммония, извлечение.

Введение

В настоящее время в России большое внимание уделяется вопросам рационального использования недр и сохранения природно-ресурсного потенциала. Исчерпание запасов первичных ресурсов ведет к необходимости вовлечения в переработку техногенного сырья — постоянно возобновляемого вторичного ресурса, перспективного и конкурентного с рудами по технико-экономическим затратам. В утвержденной федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы» (Постановление Правительства РФ от 21 мая 2013 г. № 426) в связи с этим к приоритетам развития научно-технологической сферы отнесена комп-

ISSN 0236-1493. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 1. С. 305-316. © 2017. Е.В. Леонтьева, Н.Л. Медяник, Н.Л. Калугина.

лексная и глубокая утилизация техногенного минерального сырья [9, 11].

В Уральском регионе сосредоточены крупные месторождения медно-колчеданных руд. При их длительном и масштабном освоении образуются и складируются огромные объемы отходов обогащения. По содержанию ряда ценных металлов, в частности, золота, серебра, лежалые отвальные хвосты в сравнении с текущими отходами характеризуются более высокими концентрациями, сопоставимыми с таковыми в исходных рудах. Поскольку в результате процессов техногенеза и гипергенеза минеральный состав отвальных отходов существенно меняется и усложняется, для их эффективной и экологически безопасной переработки необходимы инновационные технологии, создание которых базируется на изучении особенностей вещественного состава отходов, адаптации процессов разделения ценных компонентов применительно к выявленным особенностям.

В настоящее время наиболее эффективными перспективными для переработки техногенных георесурсов являются химико-металлургические методы. Большие возможности для глубокого разделения металлов предоставляют термохимические га-логенаммонийные технологии [4]. Их важными достоинствами являются комплексность обогащения, сокращение объемов во-допотребления, низкие энергозатраты, возможность переработки труднообогатимого сульфидного сырья. Несмотря на возрастающий интерес исследователей к этим методам, сведений об их применении для извлечения золота, серебра из техногенных отходов недостаточно [10].

Целью работы является изучение вещественного состава отвальных отходов флотационного обогащения медных, медно-цинковых колчеданных руд предприятия ОАО «Учалинский ГОК» и разработка термохимического способа их обогащения с учетом выявленного состава, применяя хлораммонийную технологию.

Материалы и методы анализа

При проведении исследования использовали методы гравиметрии, титрования, фотоколориметрии, потенциометрии, пробирного анализа, микрорентгеноспектрального (РЭМ) анализа, электронной микроскопии, рентгенофазового анализа. Микро-рентгеноспектральный анализ пробы проводили с использованием растрового сканирующего электронного микроскопа JEOL JSM-6490 LV со специальной приставкой INCA Energy при уве-

личении 50—500 крат (исследование выполнено в ЦКП НИИ «Наностали»). Количественный рентгенографический фазовый анализ проводили в Институте минералогии УрО РАН с использованием дифрактометра SШMADZU XRD-6000 (медный анод, графитовый монохроматор) и расчетного метода Ритвель-да в программном продукте SIROQUANT У4, позволяющего выявлять минеральные фазы с массовым содержанием более 1%. Электронную микроскопию — минералогическое оптико-геометрическое исследование цифровых изображений микроструктуры аншлифов анализируемых образцов отходов и концентрата их гравитационного обогащения при 200-кратном увеличении в отраженном свете — выполняли на анализаторе Минерал-С7 с управляющей программой обработки данных «SIAMS Р^ЮаЬ» (кафедра ОПИ ФГБОУ ВПО МГТУ им. Г. И. Носова).

Проведение эксперимента

Для исследования была взята усредненная проба лежалых хвостов из хвостоSхранилища ОАО «Учалинский ГОК», результаты определения химического состава которой приведены в табл. 1.

С целью увеличения эффективности термохимического обогащения пробу измельчали до крупности 90% класса минус 0,074 мм.

Результаты микрорентгеноспектрального анализа «с площади» произвольно выбранных участков пробы приведены на рис. 1. Максимальные концентрации элементов на отдельных участках составляют, % (масс.): золота — 0,16; серебра — 0,45; железа — 32,0; серы — 29,5; меди — 0,23; цинка — 0,45; мышьяка — 0,21; селена — 0,10; теллура — 0,92; сурьмы — 0,64.

По данным энерго-дисперсионного анализа «в точках» наиболее вероятными минералами отходов являются пирит (сульфиды), кварц, алюмосиликаты, сульфаты.

Результаты проведенного РЭМ-анализа согласуются с данными минералогических исследований, выполненных количественным рентгенографическим фазовым анализом (табл. 2).

Таким образом, установлено, что среди рудных сульфидов в хвостах преобладает пирит. Сульфиды меди и цинка рентгено-

Таблица 1

Данные химического состава лежалых отходов ОАО «Учалинский ГОК»

Au, г/т Ag, г/т ^ % % Zn, % ^ %

1,7 19,5 23,0 0,12 0,34 28,1

а)

1

I—

б)

■ I 12 кэВ

Рис. 1. Микрофотография участка пробы (увеличение х80) (а) и рентгеновский спектр этого участка (б)

фазным анализом не обнаружены. Основными породообразующими минералами хвостов являются кварц, алюмосиликаты, железистые алюмосиликаты, сульфаты, гидроксидсодержащие соединения. Наличие в хвостах гидроксидных и сульфатных соединений указывает на идущие в отвалах процессы окисления сульфидных минералов.

Для диагностики рудообразующих минералов отходов проводили электронную микроскопию аншлифа пробы. Определено, что в изученных поверхностях (рис. 2, а) пробы содержание рудных минералов составляет, % (масс.): пирита — 95,6—85,2; ко-

Таблица 2

Результаты рентгенофазового анализа проб хвостов флотации,% (масс.)

Кварц Плагиоклаз Хлорит Слюда Гипс Барит Пирит Гидрониоярозит

21 5 6 4 8 4 50 2

Рис. 2. Микрофотографии поверхностей аншлифов пробы (а) и сростка в концентрате обогащения (б) (увеличение х200), стрелкой указана частица, вероятно, золота

веллина — 1,2—6,1; сфалерита 3,1—8,4; халькопирита — 0,1—0,3; доля свободных зерен пирита — 30—32; остальных сульфидов — 56—65%. Крупность зерен и сростков рудных минералов находится в следующих пределах: для пирита — 2x2^74x152 мкм, халькопирита — 2x2^78x116 мкм, ковеллина — 2x2^105x143 мкм, сфалерита — 3x6^52x100 мкм. При этом доля зерен и сростков мельче 74 мкм составила 76—78% — для пирита и более 85% — для сульфидов меди, цинка. Рудные частицы имеют вытянутые формы с неровными контурами.

При изучении тяжелой фракции продуктов обогащения в крупных сростках с пиритом обнаружены частицы, вероятно, золота крупностью от 12 до 48 мкм (рис. 2, б).

Таким образом, по результатам анализа вещественного состава лежалых хвостов флотации ОАО «Учалинский ГОК» установлено, что отходы обогащения колчеданных руд представляют собой полиминеральное сырье с высокой долей пирита и низким содержанием благородных металлов в ассоциациях с элементами/минералами.

Разрабатывая в дальнейшем способ хлораммонийного обогащения лежалых хвостов флотации, опирались на следующие литературные данные. И.В. Викентьев, В.П. Молошаг, М.А. Юдов-ская отмечают наличие значительной доли «невидимого» золота в виде субмикроскопических включений и ионного золота в сульфидах колчеданных руд Южного Урала и продуктах их обогащения, что не позволяет получать богатые гравитационные и флотационные концентраты как из исходных руд, так и отходов обогащения [3]. Серебро (золотосеребряные сплавы) содержится в основном в «упорных» формах и в минералах — теллури-

дах, селенидах, изоморфных включениях в сульфидах, блеклой руде. Согласно результатам рационального анализа лежалых сульфидных отходов ряда обогатительных фабрик Урала [5, 6], содержание в них золота и серебра в свободно-цианируемой форме находится на уровне 5—25%, что говорит о нецелесообразности применения цианидных методов для доизвлечения благородных металлов из данного сырья.

Основываясь на полученных результатах вещественного анализа, наиболее целесообразным для переработки данного вида сырья, на наш взгляд, будет применение такого метода обогащения, как термохимическая хлораммонийная переработка, включающая два последовательных этапа: 1) предварительное разрушение сульфидной матрицы отходов и вскрытие золота, серебра спеканием с хлоридом аммония, 2) окислительное выщелачивание золота спеканием со смесью хлорида и нитрата аммония.

В ходе предварительно проведенных исследований [8] установлены интервалы фазовых переходов (в т.ч. сублимации, разложения) хлораммонийных реагентов, изучена кинетика их термического взаимодействия с основным сульфидом проб — пиритом. На основе полученных данных, учитывая структуру образующихся хлорметаллатов, проводили изучение параметров вскрытия проб спеканием с хлоридом аммония в атмосфере воздуха при 250—275 °С и полуторном массовом избытке реагента: в ряд образцов перед спеканием добавляли хлорид натрия в количестве 10% от массы пробы, полученные спеки выщелачивали водой в течение 30 минут при 80 °С в соотношении Т:Ж = 1:(2^5). Для изучения режимов выщелачивания золота кеки спекали со смесью хлорида и нитрата аммония, к реакционной массе в соотношении Т:Ж = 1:2 добавляли 2%-ный водный, подкисленный до рН2, раствор комплексообразующего реагента дифенилгуанидина (ДФГ), перемешивали при 50 °С в течение 30 минут, фильтровали полученную смесь, экстрагировали органические ассоциаты золота из водной фазы дихлорэтаном; экстракты упаривали, остатки исследовали пробирным методом. Эффективность извлечения ценных компонентов из пробы определяли по содержанию серебра, элементной серы и золота в кеках, а также по содержанию железа в растворах.

Выбор реагента дифенилгуанидина в качестве комплексо-образователя для связывания золота из хлоридных растворов сложного состава обоснован его высокой чувствительностью к золоту [2, 7]. Экспериментально определено, что извлечение органических ассоциатов золота из водного раствора спека на

второй стадии процесса (спека-2) экстракцией дихлорэтаном с попутным концентрированием протекает количественно (не менее 99%). Выбор дихлорэтана для проведения лабораторных экспериментов обусловлен [2] повышенной растворимостью в нем золотоорганических комплексов в сравнении с тетрахло-раурат-ионами.

Обсуждение полученных результатов

Ввиду многокомпонентного состава отходов, при их спекании с хлораммонийными реагентами при температурах 180— 280 °С протекают разнообразные реакции с образованием газообразных и нелетучих соединений, в том числе простых и комплексных хлоридов и сульфатов [9, 10]. Ниже на схемах показаны соединения, образующиеся при взаимодействии основных компонентов отходов — пирита (1) и халькогенидов серебра (2) с хлористым аммонием в присутствии воздуха (этап вскрытия), а также продукты окисления золота нитратно-хлоридной смесью (3, 4) и извлекаемые из раствора золотосодержащие соединения (5) на этапе выщелачивания:

Ре§2 +ЫН4С1+02 >

^ (МН4 )3 РеС15 + (МН4 )2 РеС15 + (МН4 )2 804+8+802 а§23 —-м—— > AgCl+NH4AgCl2+Э+ЭClx+ЭO2

(1) (2)

2

(Э = Б, Бе, Те)

2КН4С1+Ш4Ш3 ^ 2ЫН3+С12 +Ы2 +3Н20 (3)

Аи_+Ж4С1+Ж4М°3 > АиС1_+Ж4С1+МН4М°3 > АиС13 (4)

АиС13 +НС1(Н20) > НАиС14 ^

+(С6Н5МН)2С_Н'НС1 > (С6Н5МН)2СМН2АиС14

(5)

Изучая процесс разрушения сульфидной матрицы отходов и вскрытие золота, серебра спеканием с хлоридом аммония, получили зависимость извлечения в раствор серебра, железа и содержание в кеке серы после спекания отходов с хлоридом аммония при 250 и 275 °С (рис. 3).

Из приведенных данных следует, что повышение температуры с 250 до 275 °С сокращает продолжительность вскрытия с восьми до четырех часов при сходных показателях выщелачивания серебра и железа и концентрации элементной серы

Длительность I

Рис. 3. Зависимость извлечения серебра и железа, и содержания образующейся серы от длительности спекания при температурах 250 и 275 °С

в кеке. Максимальное извлечение в раствор серебра при указанных температурах составляет, соответственно, 77,7 и 78,1%. Дальнейшее увеличение времени спекания не приводит к повышению выщелачивания серебра. Это может быть обусловлено рядом причин: наличием в отходах серебра в металлической форме (сплавы с золотом), отсутствием перемешивания массы в процессе спекания, вследствие чего возможны неполное разложение исходных халькогенидов серебра и неполное превращение образующегося хлорида серебра AgCl в растворимую комплексную соль. Учитывая, что при повышенной температуре растет расход хлорида аммония вследствие усиления его сублимации (с 8—10 до 20%), выбор оптимального режима спекания следует проводить после выполнения экономического расчета с учетом эксплуатационных затрат по каждому.

Основные параметры водного выщелачивания спека на первой стадии процесса (спека-1) представлены в табл. 3 (соотношение Т:Ж, рН пульпы после выщелачивания, Мкека — отношение массы кека к массе исходной пробы, %).

Очевидно, что оптимальным соотношением Т:Ж при выщелачивании спека-1 является 1:3, так как дополнительный рост объема раствора до пятикратного избытка сопровождается неТаблица 4

Параметры водного выщелачивания спека-1

Т : Ж

1 : 2

1 : 3

1 : 4

1 : .5

рН

2,20

2,17

2,14

2,00

М , %

68,0

,1

65,5

64,8

значительным снижением массы кека и рН раствора. После фильтрации раствор направляли для выделения серебра на цементацию железным скрапом.

Изучая окислительное выщелачивание золота спеканием со смесью хлорида и нитрата аммония, проводили эксперименты с кеком, в котором практически полностью концентрируется вскрытое золото. Первоначально, варьируя массовые пропорции N^0 : N^N03 = (1^4) : 1, установили, что наиболее полно золото выщелачивается смесью двух частей N^0 и одной части NH4N03.

Изучение влияния температуры и времени спекания кека на первой стадии процесса (кека-1) показало, что максимальные значения извлечения золота 87,5 и 88,6% достигаются после пяти часов спекания с избытком хлорирующей смеси при 200 и 225 °С, соответственно. Дальнейшее увеличение продолжительности и температуры обработки снижает извлечение золота. Во избежание ускоренного терморазложения самого реагента-хло-ринатора и сублимации/разложения хлоридов золота, более приемлемыми условиями спекания, при которых извлечение близко к максимальному, являются температура 200 °С и время 5 ч.

При рассмотрении зависимости извлечения золота от доли нитратно-хлоридной смеси в общей реакционной массе установили, что оптимальным массовым соотношением кека-1 и хлорирующей смеси является (2^2,5):1. При этом извлечение золота из кека-1 после спекания при 200 °С в течение пяти часов составляет 85,8%, что близко к максимальному значению, полученному с избытком хлорирующей смеси.

Заключение

Полученные данные по вещественному составу сульфидных лежалых отходов флотации колчеданных руд и результаты экспериментов по их термохимическому обогащению позволяют обосновать параметры двухстадийной технологии переработки отходов с использованием экологически малоопасных реагентов, включающей:

• вскрытие золота и серебра хлористым аммонием с концентрированием золота в кеке спекания и извлечением в раствор выщелачивания до 78,1% серебра;

• окислительное хлорирование кека смесью хлорида и нитрата аммония спеканием и выделение золота из раствора выщелачивания дифенилгуанидином; извлечение золота из кека в конечный продукт составляет 85,8—87,5%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Борисов В. А., Крайденко Р.И., Чегринцев С.Н. Взаимодействие сульфида железа (II) и оксида железа (III) с хлоридом аммония и идентификация продуктов реакций // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2010. - Т. 53. - № 9. - С. 25-27.

2. Бусев А. И., Иванов В. М. Аналитическая химия золота. - М.: Наука, 1973. - 264 с.

3. Викентьев И. В., Молошаг В. П., Юдовская М. А. Формы нахождения и условия концентрирования благородных металлов в колчеданных рудах Урала // Геология рудных месторождений. - 2006. - Т. 48. -№ 2. - С. 91-125.

4. Дьяченко А. Н., Крайденко Р. И. Химическое обогащение минерального сырья и хлоридная гидрометаллургия / Материалы Международного совещания «Инновационные процессы комплексной и глубокой переработки минерального сырья» (Плаксинские чтения-2013), Томск, 16-19 сентября 2013 г. - Томск: Изд-во ТПУ, 2013. - С. 18-20.

5. Изучение вещественного состава руд текущей добычи Октябрьского колчеданного месторождения и продуктов переработки обогатительной фабрики: отчет о НИР. - Миасс: Институт минералогии УрОРАН, 2010. - 114 с.

6. Изыскание технологии комплексного освоения рудных месторождений с активной утилизацией некондиционного сырья: отчет о НИР. - Магнитогорск: ЗАО «Маггеоэксперт», 2012. - 362 с.

7. Леонтьева Е.В., Медяник Н. Л. Применение производных гуани-дина для извлечения золота / Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: материалы 73-й Международной научно-технической конференции, Магнитогорск, 20-24 апреля 2015 г. - Магнитогорск: Изд-во МГТУ им. Г.И. Носова, 2015. - Т. 1. - С. 219 - 222.

8. Леонтьева Е.В., Медяник Н.Л. Хлораммонийная переработка золотосодержащих отходов обогащения медно-колчеданных руд / Инновационные технологии обогащения минерального и техногенного сырья: материалы научно-технической конференции в рамках VI Уральского горнопромышленного форума, Екатеринбург, 2-4 декабря 2015 г. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2015. - С. 139-142.

9. О федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы»: постановление Правительства РФ от 21.05.2013 № 426. - Режим доступа: http://www.consultant.ru/ document/cons_doc_LAW_146773 (дата обращения 15.01.2016).

10. Крысенко Г. Ф., Эпов Д. Г., Юдаков А. А. и др. Переработка техногенных золотосодержащих отходов // Химическая технология. -2011. - Т. 12. - № 3. - С. 168-171.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

11. Чантурия В. А., Козлов А. П., Шадрунова И. В., Ожогина Е. Г. Приоритетные направления развития поисковых и прикладных научных исследований в области использования в промышленных масштабах отходов добычи и переработки полезных ископаемых // Горная промышленность. - 2014. - № 1 (113). - С. 54-57.

12. Киндяков П. С., Коршунов Б. Г., Федоров П. И., Кисляков И. П. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Ч. III. - 2-е изд-е, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1976. - 320 с. ^г^

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Леонтьева Елена Вячеславовна1 — аспирант, e-mail: lena.leontyeva.64@mail.ru,

Медяник Надежда Леонидовна1 — доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: chem@magtu.ru,

Калугина Наталья Леонидовна1 — кандидат педагогических наук, доцент, e-mail: nlk455@magtu.ru,

1 Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова.

Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten'. 2017. No. 1, pp. 305-316. E.V. Leont'eva, N.L. Medyanik, N.L. Kalugina THERMOCHEMICAL CHLORO-AMMONIUM PROCESSING OF TECHNOGENIC DUMP SULPHIDE TAILINGS

Purpose. Studying of the material composition of the technogenic dump sulphide tailings of enterprise JSC «Uchalinsky GOK» and the development of thermo-chemical method of their chloro-ammonium processing taking into account the identified composition.

Findings. The old flotation tailings of pyrite ores of «Uchalinsky GOK» contain pyrite, quartz, chlorite, gypsum, barite, and feldspar according to mineralogical studies. Possibility of two-step thermochemical chloro-ammonium processing of technogenic dump sulphide tailings that consists of gold and silver opening and pyrite sintering in air with ammonium chloride at 250-275 °C is studied. The gold leaching by sintering with a mixture of chloride and ammonium nitrate at 200 °C is carried out. There is the extraction into solution of silver (up to 78.1%) and iron (up to 99%) under these conditions. Recovering of gold from leach solutions is quantitative by using diphenylguanidine as the complexing reagent. Gold recovery from the first stage's cake is up to 85.8-87.5%.

Research implications. The involvement in the processing of gold technogenic wastes.

Originality. Method for two-step thermochemical chloro-ammonium processing of technogenic dump sulphide tailings.

Key words: technogenic wastes, electron microscopy, X-ray analysis, gold, silver, ammonium chloride, ammonium nitrate, extraction.

AUTHORS

Leont'eva E.V.1, Graduate Student, e-mail: lena.leontyeva.64@mail.ru, Medyanik N.L.1, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Chair, e-mail: chem@magtu.ru, Kalugina N.L.1, Candidate of Pedagogical Sciences, Assistant Professor, e-mail: nlk455@magtu.ru, 1 Magnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov, 455000, Magnitogorsk, Russia.

UDC 622.722: 622.343. 5'17

REFERENCES

1. Borisov V. A., Kraydenko R. I., Chegrintsev S. N. Izvestiya vuzov. Khimiya i khimich-eskaya tekhnologiya. 2010, vol. 53, no 9, pp. 25—27.

2. Busev A. I., Ivanov V. M. Analiticheskaya khimiya zolota (Analytical chemistry of gold), Moscow, Nauka, 1973, 264 p.

3. Vikent'ev I. V., Moloshag V. P., Yudovskaya M. A. Geologiyarudnykh mestorozhdeniy. 2006, vol. 48, no 2, pp. 91-125.

4. D'yachenko A. N., Kraydenko R. I. Materialy Mezhdunarodnogo soveshchaniya «In-novatsionnye protsessy kompleksnoy i glubokoy pererabotki mineral'nogo syr'ya» (Plaksin-skie chteniya-2013), Tomsk, 16-19 sentyabrya 2013 g. (Innovative Processes of Integrated and High-Level Mineral Processing (Plaksin's Lectures-2013): International Conference Proceedings, Tomsk, 16-19 September 2013), Tomsk, Izd-vo TPU, 2013, pp. 18-20.

5. Izuchenie veshchestvennogo sostava rud tekushchey dobychi Oktyabr'skogo kolchedan-nogo mestorozhdeniya iproduktovpererabotki obogatitel'noy fabriki: otchet o NIR (The study of the material composition of ores of current production Oktyabrsky pyrite deposit and by-products processing factory. Research report, Institute of Mineralogy UrBr RAS), Mi-ass, Institut mineralogii UrORAN, 2010, 114 p.

6. Izyskanie tekhnologii kompleksnogo osvoeniya rudnykh mestorozhdeniy s aktivnoy uti-lizatsiey nekonditsionnogo syr'ya: otchet o NIR (Finding of technology of integrated development of ore deposits with an active utilization of substandard raw materials. Research report, CJSC «Maggeoekspert»), Magnitogorsk, ZAO «Maggeoekspert», 2012, 362 p.

7. Leont'eva E. V., Medyanik N. L. Aktual'nyeproblemy sovremennoy nauki, tekhniki i obrazovaniya: materialy 73-y Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii, Magnitogorsk, 20-24 aprelya 2015, t. 1 (Current Challenges of Science, Technology and Education: Proceedings of the 73rd International Scientific-Technical Conference, Magnitogorsk, April 20-24, 2015, vol. 1), Magnitogorsk, Izd-vo MGTU im. G.I. Nosova, 2015, pp. 219-222.

8. Leont'eva E. V., Medyanik N. L. Innovatsionnye tekhnologii obogashcheniya mineral'nogo i tekhnogennogo syr'ya: materialy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii v ram-kakh VI Ural'skogo gornopromyshlennogo foruma, Ekaterinburg, 2-4 dekabrya 2015 g. (Innovative Technologies of Mineral and Mining Waste Processing: Proceedings of the International Scientific-Technical Conference in the framework of VI Ural Mining Forum, Ekaterinburg, December 2-4, 2015), Ekaterinburg, Izd-vo UGGU, 2015, pp. 139-142.

9. O federal'noy tselevoy programme «Issledovaniya i razrabotki po prioritetnym nap-ravleniyam razvitiya nauchno-tekhnologicheskogo kompleksa Rossii na 2014—2020 gody»: postanovlenie Pravitel'stva RF ot 21.05.2013 no 426 (On the federal target program «Research and development on priority directions of scientific-technological complex of Russia for 2014-2020», Decree of the Russian Federation of 21.05.2013 no. 426), available at: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_146773 (accessed 15.01.2016).

10. Krysenko G. F., Epov D. G., Yudakov A. A. Khimicheskaya tekhnologiya. 2011, vol. 12, no 3, pp. 168-171.

11. Chanturiya V. A., Kozlov A. P., Shadrunova I. V., Ozhogina E. G. Gornaya promysh-lennost'. 2014, no 1 (113), pp. 54-57.

12. Kindyakov P. S., Korshunov B. G., Fedorov P. I., Kislyakov I. P. Khimiya i tekhnologiya redkikh i rasseyannykh elementov. Ch. III. 2-e izd-e (Chemistry and technology of rare and scattered elements, part III, 2nd edition), Moscow, Vysshaya shkola, 1976, 320 p.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.