авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

Комбинированные методы кюветного и кучного выщелачивания упорного золотосодержащего сырья на основе направленных фотоэлектрохимических воздействий

-- [ Страница 3 ] --

Сорбционная активность материала, содержащего продуктивные включения углистого вещества, определялась по методу «Золотого гвоздя». Данные атомно-абсорбционного анализа содержания золота показали высокую сорбционную активность углистого вещества сульфидных руд Кокпатасского месторождения в первые два часа цианирования, что свидетельствует о возможных значительных потерях золота при переработке минерального сырья. Содержание золота определялось с использованием стандартного пробирного анализа. Для определения характера золота в пробах использовался фазовый анализ по методике, разработанной Иргиредметом. Нецианируемое золото в рудах Кокпатасского рудного поля, по данным фазового анализа, составило, %: 45,9; 87,7; 90; 96,2 (Кокпатас + Даугызтау) для окисленных, сложных сульфидных (пирит-арсенопиритовых), сульфидно-углистых и сульфидных руд соответственно. Золото, ассоциированное с сульфидами в техногенном сырье Дарасунского рудника, %: 2,2; 11,4; 12,6; 25,07 в лежалых хвостах, забалансовой руде, хвостах флотации и лежалых огарках соответственно.

Объекты исследования сульфидных руд Кокпатасского рудного поля имеют качественное сходство химического и минералогического составов, но заметно различны по количественному соотношению отдельных минеральных компонентов и примерно одинаковы по степени окисления, характеру золотой минерализации, формам нахождения золота и факторам, вызывающим их технологическую упорность. Наличие рассеянных углеродистых образований в руде Кокпатасского месторождения, состоящих из полужидких спирто-бензольных битумоидов и керогена, может оказывать блокирующее действие на золото и сульфиды в процессе переработки сырья.

На основании изучения вещественного состава объектов исследований сделан вывод, что вскрытие ультрадисперсного золота перед цианированием не может быть осуществлено без разрушения кристаллической решетки ассоциирующих его сульфидов. Добиться указанной цели путем тонкого или даже сверхтонкого измельчения сульфидов практически невозможно. Следовательно, минеральное сырье для вскрытия минеральной матрицы должно перерабатываться с использованием химического метода извлечения золота, но в зависимости от вещественного состава и форм нахождения золота с предварительной подготовкой упорного материала к выщелачиванию.

Для повышения эффективности извлечения золота наноразмерного уровня применяются различные способы интенсификации гидрометаллургических процессов. В последние годы развитие исследований ведется в нескольких направлениях (рис. 1).

Рис. 1. Способы интенсификации процесса цианидного выщелачивания золота из

труднообогатимого минерального сырья

Большой объем работ по химическому и бактериальному выщелачиванию выполнен ОАО «Иргиредмет», который с 1962 по 2006 гг. являлся головным научно-исследовательским институтом золотодобывающей промышленности в разработке долгосрочных научно-технических программ технического перевооружения предприятий России (СССР) на основе создаваемых новых технологий и современного оборудования. Большой практический и научный интерес представляют исследования, проведенные в УРАН ИПКОН РАН совместно с ИРЭ РАН, ФГУП «ЦНИГРИ» и ООО «ИЦИТ» под руководством академика В.А. Чантурия и академика Ю.В. Гуляева с участием И.Ж. Бунина по разработке метода вскрытия тонкодисперсных частиц благородных металлов за счет воздействия на руды и концентраты наносекундными электромагнитными импульсами, который характеризуется высокой эффективностью, экологичностью и энергосбережением.

Современной технологией переработки труднообогатимых руд с ультрадисперсными включениями золота является биотехнология, которая характеризуется простотой технологической схемы, аппаратурного оформления, высокой экономичностью и экологической безопасностью, так как окисление сульфидов происходит при температуре и давлении окружающей среды, без применения токсичных реагентов и под воздействием микроорганизмов.

Впервые работы в области биотехнологии золота начаты в СССР институтом «МИСиС» в начале 70-х гг. XX в. по инициативе и под руководством А.С. Черняка (С.И. Полькин, Э.В. Адамов, В.В. Панин). Также большое научное значение имеют работы В.В. Лодейщикова (Иргиредмет), Г.Н. Каравайко (Институт микробиологии АН СССР) и Г.В. Седельниковой (ЦНИГРИ). На основе разработанных Иргиредметом технологических регламентов (под руководством Д.Е. Дементьева) осуществлено проектирование первой и единственной в Российской Федерации фабрики ВIOХ для переработки золотосодержащего пирротин-пирит-арсенопиритового концентрата с общим содержанием сульфидов 60-70 %, 3,7 % мышьяка и 0,4 % органического углерода, выделяемого из коренных руд Олимпиадинского месторождения. Извлечение ценного компонента составило 94-96 %. При многих преимуществах биотехнологии существуют и недостатки – длительность процесса (до четырех суток и более – чановое выщелачивание) и неполнота вскрытия золотосодержащей матрицы. Несмотря на указанные недостатки, эта технология является перспективной, а актуальное направление её совершенствования – физико-химические методы активации.

Применяемый в гидрометаллургии золота процесс окислительного цианирования протекает при максимальном значении электрохимического потенциала окисления, равном 0,9 В, процесс с использованием молекулярного хлора – 1,35 В. Активные формы кислорода в кислой среде имеют высокий окислительный потенциал – озон 2,07 В, перекись водорода 1,77 В, атомарный кислород 2,8 В. Так как дисперсное золото входит в состав кристаллической решетки минерала-носителя (как правило, сернистое железо), после тонкого измельчения оно недоступно для обработки выщелачивающим агентом. Для извлечения инкапсулированного металла сульфидные минералы должны быть подвергнуты методам активационных воздействий с применением сильных окислителей, инициирующих создание достаточного окислительного потенциала в реакционной среде и достаточной концентрации окислителей на поверхности твердых частиц матрицы.

Для окисления сульфидной матрицы в процессе физико-химической подготовки минеральной массы к извлечению золота необходимо получить смесь окислителей, состоящую из активных форм кислорода (озона, атомарного кислорода, гидроксил-радикала, перекиси водорода, диоксида водорода, высокомолекулярных пероксидов или хлорсодержащих соединений). Наиболее эффективно окислительная подготовка может быть осуществлена за счет фотоэлектрохимической обработки пульп (как непосредственно их жидкой фазы, так и комбинированно – облучением ультрафиолетовыми лампами с последующим насыщением активным кислородом жидкой фазы). При фотоэлектрохимическом воздействии происходит контактирование твердой фазы в жидком растворе с газовой фазой с окислительным потенциалом, большим, чем у упорного сырья, в результате чего происходит окисление упорных минералов.

Интенсификация процесса окисления упорных материалов и повышение эффективности последующего извлечения золота при сорбционном цианировании достигается окислением в две стадии: физико-химическим (на основе направленных фотоэлектрохимических воздействий) и биоокислением. Сущность процесса заключается в том, что перед бактериальным окислением осуществляют предварительную окисляющую сульфидные материалы подготовку путем обработки минеральной массы реагентами, содержащими активные формы кислорода и (или) хлорсодержащими соединениями, полученными в результате фотохимического и электрохимического синтеза из первичных газов, химических соединений и воды.

Автором разработана теоретическая физико-химическая модель и механизм процесса двухстадийного окисления упорных руд, сущность которого заключается в том, что окисление осуществляется в зависимости от вещественного состава руды (техногенного сырья) с использованием специальной подготовки к выщелачиванию – пероксидной или хлоридно-пероксидной (табл. 1). Физико-химическая модель процесса пероксидной подготовки представлена системой химических реакций (1-12, см. табл. 1). Пероксидная подготовка применяется для сложной сульфидной (пирит-арсенидной) руды или продуктов её обогащения. Перед бактериальным окислением осуществляют предварительную обработку сырья раствором, полученным в результате барботирования сернокислотного раствора воздухом, облученным ультрафиолетовыми лучами в диапазоне волн, обеспечивающем генерацию озона, и электролизом раствора и (или) пульпы в электрохимическом реакторе, в результате чего образуется «активный» кислород в форме О3, О, Н2О2, , НnOn.

Сущность идеи фотоэлектрохимической обработки геоматериала раствором реагентов или пульп заключается в растворении железа в водной среде с участием активного кислорода с одновременным образованием нано- и микроскоплений элементной серы (nS0), накоплении в пленочной воде, окружающей минеральные частицы, молекулярного электролизного кислорода (О2*) и ионов водорода Н+. Эти продукты физико-химического окисления сульфидных минералов, в первую очередь, пирита, пирротина, сульфоарсенидов (арсенопирита) обеспечивают последующий интенсивный рост бактерий, поскольку они являются либо исходным окисляемым субстратом (S0, Fe2+), либо окислителями (О2*, Н+), экзотермические реакции между которыми обеспечивают возможность протекания биохимических процессов в клетках бактерий.

Таблица 1

Физико-химическая модель процесса двухстадийного окисления

Тип руды (минерального сырья)
Сульфидная сложная (пирит-арсенидная), техногенное сырье Сульфидно-углистая руда, техногенное сырье
Способ подготовки к выщелачиванию
Пероксидная подготовка Хлоридно-пероксидная подготовка
фотоэлектрохимическое окисление: фотоэлектрохимическое окисление:
jpg">;
(1) (2) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20)
FeS2+O3+3H2OFeS2+3H2O2+ 2H2O FeSO4+H2SO4+4H2 FeS2+ H2SO4+O*FeSO4+H2O+2S nFeS2+n H2SO4+nH2O2* n FeSO4+2n H2O+nS0, Н2О22ОН* (3) (4) (5) Cl* электролиз: (анод) HCl + НClO + 2NaОН NaCl + NaClО + 2Н2О*
биоокисление:
4Fe2++4Н++О2*4Fe3++2H2O+ + 11 к кал (6)
4Fe2++ О24Fe3++2; (7)
2+4Н+2Н2О (8)
4 FeSO4+O2+2H2SO4 Fe2(SO4)3+2H2O (9)
2S0+3O2+2H2O 2H2SO4 (10)
биосинтез 6СО2+6Н2ОС6Н12О6+6О2 (11) биоокисление:
4Fe2++4Н++О2 4Fe3++2H2O+11 ккал С35Н95О9NS(тв)+0,25О2(г)+1,5Н2О(ж) С35Н95О10NS(ОН)-(р-р)+
Итоговая реакция 4S0+3Fe(НСО3)2+2Н2О+Н2О•О С6Н12О6+ Fe2(SО4)3+ FeSО4 (12) (21)
(22)


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.