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:   || 2 | 3 |

Селективная концентрация платиноидов из медно-никелевых руд на основе использования комплексообразующих реагентов и модифицированных термоморфных полимеров

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ГЕТМАН Виктория Валерьевна

СЕЛЕКТИВНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ПЛАТИНОИДОВ ИЗ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ РУД НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ комплексообразующих реагентов и модифицированных термоморфных полимеров

Специальность 25.00.13 – «Обогащение полезных ископаемых»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2010

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук

Институте проблем комплексного освоения недр РАН

(УРАН ИПКОН РАН),

лаборатория теории разделения минеральных компонентов отдела проблем комплексного извлечения минеральных компонентов из природного и техногенного сырья

Научный руководитель

академик РАН, доктор технических наук, профессор

Чантурия Валентин Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Вигдергауз Владимир Евелевич

кандидат технических наук

ЮшинаТатьяна Ивановна

Ведущая организация – ФГУП “Институт “ГИНЦВЕТМЕТ”

Защита состоится « 30 »  марта  2010 г. в 14  час. 00 мин на заседании диссертационного совета Д. 002. 074. 01 при Институте проблем комплексного освоения недр Российской академии наук по адресу: 111020, Е-20, Москва, Крюковский тупик, 4; тел./ факс  8-495-360-89-60.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в адрес совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УРАН ИПКОН РАН.

Автореферат разослан «_24_» февраля 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук Папичев В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В России более 95 % производства платиновых металлов осуществляется из сульфидных медно-никелевых руд Норильского промышленного района. Уникальность и промышленная ценность данных руд определяется высокими концентрациями в них металлов платиновой группы (МПГ).

При обогащении медно-никелевых руд МПГ проходят по всему циклу переработки и извлекаются в медный, никелевый и пирротиновый концентраты как попутные металлы и, как следствие, основная часть платиновых металлов теряется с отвальными хвостами.

В настоящее время на Норильских ОФ в качестве основных собирателей в процессе флотации медно-никелевых руд используют бутиловый аэрофлот и ксантогенат. В качестве дополнительного собирателя для металлов платиновой группы внедрен реагент ДП-4. Большой вклад в совершенствование технологий обогащения медно-никелевых руд Норильского региона внесен специалистами ОАО ЗФ «ГМК «Норильский никель» И.Н. Храмцовой, В.Н. Яценко, Н.Г. Кайтмазовым, Л.И. Алексеевой и др., при участии сотрудников института “Гинцветмет” под руководством М.И. Манцевича. Однако, при существующих реагентных режимах, потери МПГ с отвальными хвостами остаются высокими, причем основные потери связаны с тонкими классами.

При постоянно растущем спросе и росте цен на благородные металлы, а также вовлечении в переработку медно-никелевых руд сложного вещественного состава с низким содержанием и тонкой вкрапленностью минералов платиновой группы актуальными являются исследования, направленные на изыскание селективных собирателей, обеспечивающих высокое извлечение минералов благородных металлов.

Исследованию флотационных реагентов-собирателей, способных взаимодействовать с благородными металлами, а также теории флотации большое внимание было уделено в работах И.Н. Плаксина, В.И. Классена, В.А. Глембоцкого, В.А. Чантурия, П.М. Соложенкина, В.И. Рябого, О.С. Богданова, Milorad Grujic, G.A. Hope и др. отечественных и зарубежных учёных. Существенные данные о гидрофобности и электрохимических свойствах металлической платины изложены в работах В.А. Чантурия и В.Е. Вигдергауза.

Создание новых эффективных комплексообразующих реагентов, селективно взаимодействующих с платиноидами, и разработка эффективных методов концентрирования МПГ из тонкоизмельченных продуктов флотации позволят повысить извлечение ценных компонентов в процессе флотационного обогащения медно-никелевых руд.

Цель работы научное обоснование и разработка селективных к металлам платиновой группы собирателей, а также создание метода концентрирования платиноидов из тонкоизмельченных продуктов для повышения технико-экономических показателей флотации металлов платиновой группы при обогащении медно-никелевых руд.

Идея работы. Установление возможности образования прочных соединений комплексообразующих реагентов с металлами платиновой группы в условиях флотации и создание на их основе реагентов-собирателей и термоморфных полимеров селективных к платиноидам.

Методы исследований: метод определения концентрации платины (Pt+4) в растворе с помощью хлорида олова; электронная микроскопия (микроскоп LEO 1420VP), рентгеноспектральный микроанализ (энергодисперсионный спектрометр INCA Oxford 350); УФ-спектрофотометрия (спектрофотометр "Shimadzu UV-1700"); измерение электродных потенциалов минералов; измерение силы отрыва пузырька воздуха от поверхности минерала; мономинеральная флотация, рудная флотация; седиментационный анализ; укрупненные лабораторные испытания на рудном сырье на оборотной воде в замкнутом цикле, методы математической статистики для обработки результатов исследований.

Исследования проводились на природных образцах пирротина Дальнегорского и Мончегорского месторождений; на пирротине, искусственно обогащенном платиной, до содержания 600 г/т Pt, а также на пробе богатой медно-никелевой руды Талнахского месторождения и питании никель-пирротиновой флотации Талнахской ОФ.

Научная новизна работы:

  • впервые разработан и освоен метод искусственного нанесения платины на поверхность пирротина за счет взаимодействия чистого природного пирротина с раствором платинохлористоводородной кислоты (ПХВК) c образованием на поверхности минерала островковых выделений металлической платины, который позволяет оценить флотационную и адсорбционную активность новых реагентов-собирателей;
  • вскрыт механизм и установлено селективное закрепление реагента диизобутилдитиофосфината натрия (ДИФ) на платине, что позволяет повысить извлечение металлов платиновой группы в концентрат;
  • экспериментально доказано, что термоморфные полимеры, с присоединенными функциональными группами этиламина, тиомочевины и фосфина обладают собирательными и флокулирующими свойствами по отношению к платиносодержащим минералам.

Практическое значение работы в эффективном использовании селективных реагентов-комплексообразователей при обогащении богатой медно-никелевой руды, позволяющих повысить извлечение платиноидов в коллективный никель-пирротиновый концентрат на 5-15 %, а применение термоморфных полимеров увеличивать их извлечение из тонкоизмельченных продуктов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, представленных в работе, подтверждается использованием современных физико-химических методов исследований, непротиворечивостью полученных результатов и выводов, подтверждена удовлетворительной сходимостью результатов экспериментальных исследований с использованием математической статистики при доверительной вероятности не менее 95%.

Личный вклад автора заключается в проведении аналитического обзора научно-технической информации о платиноидах при обогащении медно-никелевых руд, разработке с соисполнителями метода искусственного нанесения платины на пирротин, участие в синтезе термоморфных полимеров, в выполнении экспериментальных исследований сорбционных, гидрофобных и флотационных свойств платиноидов, проведении флотации на рудном сырье, анализе и обобщении полученных результатов.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

  1. Метод искусственного нанесения металлической платины на поверхность сульфидного минерала-носителя позволяет получать материал для изучения флотационных свойств реагентов-собирателей платины.
  2. Механизм взаимодействия комплексообразующих реагентов с минералами, содержащими платину:

- реагент диизобутилдитиофосфинат натрия и этилтиоэтиламин снижают адсорбцию ксантогената на пирротине, с искусственно нанесенной платиной, образуя комплексные соединения с платиной;

- реагент диизобутилдитиофосфинат натрия не закрепляется на природном пирротине и не снижает адсорбцию на нем ксантогената, что свидетельствует о селективных свойствах данного реагента по отношению к платине;

- бензилтиосемикарбазид взаимодействует с минералом платины – сперрилитом, о чем свидетельствует снижение электродного потенциала сперрилита в присутствии данного реагента.

  1. Новый реагентный режим с использованием реагента ДИФ обеспечивает прирост извлечения цветных и благородных металлов при флотационном обогащении медно-никелевых платиносодержащих руд, сохраняя высокое качество концентратов;
  2. Модифицированные термоморфные полимеры на основе полиакриламида и акрилоксисуцинимида образуют комплексные соединения с платиной, что обеспечивает повышение извлечения платиноидов при флотации тонкоизмельченных медно-никелевых руд.

Реализация результатов работы. Разработанный реагентный режим на основе использования реагентов-комплексообразователей, а также разработанный метод концентрирования платиноидов на основе использования термоморфных полимеров проверен на рудном сырье и оборотной воде в условиях лаборатории обогащения на Талнахской обогатительной фабрике (ТОФ). Полученные данные подтверждены актом о проведении испытаний.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на VI Конгрессе обогатителей стран СНГ (г.Москва, 2007), научном симпозиуме “Неделя горняка-2006, 2007” (г.Москва), международном совещании Плаксинские чтения (г.Красноярск, 2006; г.Апатиты, 2007; г.Владивосток, 2008) 3-й, 4-й и 5-й Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в ХХI веке глазами молодых» (Москва, 2005, 2006, 2007).

Результаты работы были отмечены на конкурсе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» (У.М.Н.И.К.), проводимого в рамках конференции молодых специалистов на VI Конгрессе обогатителей стран СНГ при поддержке Фонда содействия развитию малого предпринимательства в научно-технической сфере.

Результаты работы были представлены на 58-ом Всемирном салоне инноваций, научных исследований и новых технологий "Брюссель - Иннова/Эврика-2009". Работа оценена бронзовой медалью, а также дипломом Министерства образования, науки и инноваций Румынии.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы: в рекомендованных ВАК РФ изданиях – 3, в прочих печатных изданиях – 8, всего – 11 научных работ, один патент на изобретение и одно положительное решение на получение патента на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения и выводов, списка использованных источников из 122 наименований, одного приложения и содержит 115 страниц машинописного текста, 26 рисунков и 18 таблиц.

Автор глубоко признателен академику РАН, докт. техн. наук, проф. В.А. Чантурия за поддержку и консультации на протяжении всей работы.

Автор выражает благодарность и признательность за помощь и поддержку на протяжении всей работы канд.техн.наук Т.В. Недосекиной.

Автор выражает благодарность сотрудникам лаборатории разделения минеральных компонентов отдела проблем комплексного извлечения минеральных компонентов из природного и техногенного сырья: Ивановой Т.А., Бунину И.Ж., Копорулиной Е.В. и др. - за помощь и поддержку, а также коллективу обогатителей лаборатории обогащения НФ «Институт «Норильскпроект» ООО «Институт Гипроникель» за оказанную помощь при проведении исследований в условиях лаборатории Талнахской ОФ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы исследований, сформулированы цель, идея и задачи работы, основные защищаемые положения, научная новизна, практическое значение диссертации, приведены сведения о методах исследований, апробации работы и публикациях автора.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПЛАТИНОИДОВ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ ПЛАТИНОСОДЕРЖАЩИХ РУД

Особенностью норильских руд является многообразие минеральных форм, высокое содержание нестехиометрических сульфидов группы пирротина и чрезвычайно тесное взаимопрорастание сульфидных минералов, затрудняющее их разделение традиционными методами обогащения. МПГ представлены в Норильских рудах, как в форме собственных минералов, так и изоморфно рассеяны в кристаллической решетке рудных минералов. Содержание МПГ в норильских пирротинах на 1-2 порядка превышает содержание платиновых металлов в пирротинах зарубежных месторождений.

Обогащение сульфидных медно-никелевых руд по флотационной технологии с попутным извлечением платиновых металлов в полном цикле получения товарного никеля и меди, сопровождается большими потерями платиноидов в отвальных продуктах, что связано с недостаточной эффективностью стандартных реагентных режимов.

Анализ отечественных и зарубежных реагентов, предлагаемых для использования их в качестве реагентов для извлечения платиноидов в процессе флотации, показал, что перспективным является изыскание в дополнении к основным собирателям (ксантогената и аэрофлота) комплексообразующих реагентов, содержащих функциональные группы, селективные к платиноидам в условиях флотации.

Рассмотрены возможные методы доизвлечения ценных компонентов из тонкоизмельченных продуктов. Показано, что для снижения потерь благородных металлов с тонкими классами и доизвлечения их из отвальных хвостов необходимо применение более эффективных методов концентрирования, одним из которых является операция предварительной селективной флокуляции.

В работе представлены результаты исследований влияния комплексообразующих реагентов на флотационные, сорбционные и электрохимические свойства платиноидов в условиях обогащения медно-никелевых руд, а также изучение нового класса реагентов - термоморфных полимеров, содержащих в своей структуре функциональные группировки, способные образовывать прочный комплекс с платиноидами.

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ И СЕЛЕКТИВНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩИХ РЕАГЕНТОВ С ПЛАТИНОИДАМИ В ПРОЦЕССЕ ФЛОТАЦИИ

Поиск реагентов, для определения возможности использования их в качестве дополнительных собирателей для платиноидов при флотации медно-никелевых руд, осуществлялся из числа известных отечественных и зарубежных аналитических реагентов, экстрагентов, сорбентов и флотореагентов.

Выбор реагентов-комплексообразователей для флотации минералов, содержащих платиновые металлы, усложнялся тем, что многие из них взаимодействуют с платиноидами только в сильнокислой, хлоридной среде или в среде органических растворителей, что делает эти соединения не пригодными для использования их в качестве флотореагентов.

В реальных условиях флотации взаимодействие с металлом должно осуществляться на поверхности минеральных частиц, в разбавленных водных растворах реагента. Поэтому для исследований были выбраны лишь те соединения, которые, предположительно, способны с достаточной скоростью, без нагревания и повышенного давления реагировать с платиноидами в водной среде (таблица 1).

Таблица 1 - Химические формулы и аббревиатура реагентов, отобранных для изучения.

№ п/п Название реагента Аббревиатура Формула
1 4-бензил-3-тиосемикарбазид БТСК
2 2-(Этилтио)-этиламин ЭТЭА CH3CH2SCH2CH2NH2
3 Диизобутилдитиофосфинат натрия ДИФ


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 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.