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 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

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

-- [ Страница 4 ] --

Примечание. * - активные формы; • - свободный радикал.

Аналогичным образом осуществляется окисление арсенопирита.

; ;

;

; ;

.

Принципиальное значение для протекания последующих процессов биовскрытия золота имеют химические реакции переосаждения (осаждение мышьяка в виде скородита, разрушение карбоната с выделением СО2, выпадение в осадок ярозита):

;

;

,

где М+=К+, Na+, NH4+, Н3О+

Для метаболизма бактерии используют углекислый газ, содержащийся в воздухе атмосферы, а также получаемый при кислотном растворении карбонатных минералов. Механизм комбинированных методов окисления рассмотрен на примере пероксидной подготовки сырья к выщелачиванию, блок-схема представлена на рис. 2.

Рис. 2. Блок-схема механизма двухстадийного окисления с применением

пероксидной подготовки сульфидной руды к выщелачиванию: 1 – ультрадисперсные включения золота в минерале-носителе; 2 – микро- и наноскопления элементной серы -модификации кристаллической структуры; 3 – пленочная вода, окружающая минеральную частицу; 4 – адгезия бактерий Acidithiobacillus ferrooxidans и

Acidithiobacillus thiooxidans на минеральном субстрате

Для упорных руд с ультрадисперсным золотом ряда месторождений характерно проявление нескольких генераций сульфидных и сульфосолевых минералов. Так как органо-металлические формы дисперсного золота представляют сложность при его извлечении стандартным цианированием, поэтому требуют использования процессов окисления матрицы перед выщелачиванием. Однако бактериальное окисление руд с углистым веществом, органо-металлическими формами дисперсного золота определенными штаммами, даже в случае использования его для концентратов, не дает необходимой степени окисления. В этих рудах более 90 % общего органического вещества представлено керагеном, поэтому материал необходимо подвергать сложной обработке и окислять как минеральную матрицу, так и органическую составляющую. Для интенсификации процесса извлечения золота из руды с включениями золотосодержащих углистых веществ и их нейтрализации необходима хлоридно-пероксидная подготовка. Глубокое окисление минеральной массы осуществляется с использованием активных хлор- и кислородсодержащих пероксидно-гидроксидных и пероксидно-гидроксильных комплексов (О3, ОН*, Cl0, NaClO, HCl, HClO), полученных в результате электрохимических и фотохимических процессов. Полученная реакционная смесь обеспечивает интенсивное окисление поверхности сульфидных минералов и органических (углистых) включений, увеличение ее контактной площади и скорости последующего биоокисления, снижение сорбционной активности углистого вещества. Физико-химическая модель процесса представлена системой химических реакций (13-22, см. табл. 1).

На основе законов термодинамики гетерогенной системы и кинетики процессов выщелачивания золота обоснованы регулируемые параметры двухстадийного окисления:

где ;

где ;

;; ;

; ;

; х=m·3,8·109

; ; ,

где А0, В0, L0, М0 – концентрация исходного вещества или реагента; А, В, L, М – концентрация конечного вещества или продукта; t1 – продолжительность фотоэлектрохимического окисления, ч; t2 – продолжительность биоокисления, ч; N – количество источников ультрафиолетового излучения; tобл – продолжительность облучения, мин; Jэ – электрический ток, А; Uэ – напряжение на электродах в электролизере, В; Рл – лучистый поток лампы, Вт; tбарб – продолжительность барботажа, мин; Wр – энергия, необходимая для протекания реакции на 1 моль, кДж; – коэффициент использования лучистой энергии; – коэффициент использования электрического поля; Sэлект – площадь электродов, м2; Lэлект – расстояние между электродами, м; – молярная масса озона; VА, VВ, VL, VМ – порциальный молярный объем вещества; Р – концентрация продукта реакции биоокисления; ni – количество моль i-го вещества; Сi – концентрация i-го компонента (химического элемента) в остатке от окисления (разложения), %; С0i – концентрация i-го компонента (химического элемента) в исходном продукте, %; k – коэффициент пропорциональности; и - количество моль исходных веществ А и В; – химическая переменная – степень полноты или число пробегов реакции; Vmax – максимальная скорость ферментативной реакции; Si0 – начальная концентрация выщелачиваемого i-го субстрата; Kм – константа Михаэлиса-Ментен; =2,303 RT/F – множитель; - окислительно-восстановительный потенциал; - равновесный потенциал при общих концентрациях окислительной и восстановленных окисленной и восстановленных форм, равных 1 М и заданных концентрациях всех других веществ, присутствующих в системе; С0 – содержание компонента (химического элемента) в исходном продукте, %; – выход остатка от окисления (кека), %; , , - степень окисления сульфидных минералов, сульфидного железа, сульфидной серы, %; х – количества клеток в 1 мл; m - концентрация биомассы, г/л.

Один из основных исходных параметров – концентрация генерируемого озона из кислорода воздуха под влиянием фотоэлектрохимических воздействий. Химические процессы образования активных полиреагентных комплексов на основе перекиси водорода, полученной из озона, осуществляются по цепным реакциям. Интенсификация последующего роста бактерий достигается за счет инициирования образования активных центров в процессе фотоэлектрохимических воздействий, протекания цепных разветвленных химических реакций окисления сульфидных минералов в режиме автоускорения, лавинообразного роста их числа и увеличения скорости самого процесса окисления.

2. Уровень извлечения ультрадисперсного (наноразмерного) золота из упорных (труднообогатимых) руд предопределяется особенностями осуществления процесса окисления минералов-носителей и выбором наиболее эффективных окисляющих агентов, способами проведения активации и наличием сорбционно-активных компонентов, способствующих переосаждению на них растворенного металла.

Изучение особенностей фотоэлектрохимических воздействий и бактериального окисления на изменение структуры поверхности материала и процесса вскрытия минеральных сред осуществлялось на аншлифах сульфидных минералов Кокпатасского, Даугызтауского (Узбекистан), Бугдаинского, Дарасунского, Теремкинского (Забайкалье) месторождений. На основании анализа полученных данных комбинированных методов окисления установлено, что при фотоэлектрохимическом воздействии степень окисления сульфидов увеличилась на 19,9% (с 44,2 до 64,1 %)-26,1 % (с 64,1 до 90,2 %), сульфидной серы – на 15,9% (с 40,4 до 56,3 %)-21,9 % (с 63,1 до 85,0 %). При фотоэлектрохимическом окислении минералов данные рентгенофазового анализа подтверждают образование новых минеральных фаз: магнетита, гематита, скородита, элементной серы. Общая тенденция окисления сульфидов подтверждается результатами изменения Eh с 480 до 780 мВ, рН с 4,5 до 2,0, концентраций железа с 5,1 до 70 г/л и мышьяка с 110 до 180 мг/л в жидкой фазе.

При изучении аншлифов в отраженном свете визуально определено, что до биоокисления объем пустот в среднем составлял 5-15 %, а после – 40-50 % (рис. 3). Разупрочнение минеральной матрицы при фотоэлектрохимическом воздействии и образование наноскоплений элементной серы в оптимальном режиме стимулирует бактериальное окисление, ускоряя выщелачивание металлов в 2-3 раза. Выход железа в раствор через 24 ч в вариантах с фотоэлектроактивацией составил 30-35 г/л, через 36-48 ч – 33,2-70 г/л, тогда как в вариантах без предварительной обработки – только 8-10 и 20-25 г/л соответственно. Длительная обработка не улучшала показателей выщелачивания.

Рис. 3. Разупрочнение минеральной матрицы сульфидных минералов: а – руда до бактериального окисления; б – руда после 24-часового воздействия бактерий (месторождение Кокпатас)


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 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.