16732

КОМПЛЕКСНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНО-КОЛЧЕДАННЫХ РУД

Научная статья

География, геология и геодезия

КОМПЛЕКСНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ РУД Рыльникова М.В. ИПКОН РАН Емельяненко Е.А. Горбатова Е.А. ГОУ ВПО МГТУ Отвалы сформированные горнодобывающим производством Учалинского ГОКа представлены техногенными отходами различных типо...

Русский

2013-06-25

40 KB

10 чел.

КОМПЛЕКСНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ МЕДНО-КОЛЧЕДАННЫХ РУД

Рыльникова М.В. (ИПКОН РАН)

Емельяненко Е.А.

Горбатова Е.А. (ГОУ ВПО «МГТУ»)

Отвалы, сформированные горнодобывающим производством Учалинского ГОКа, представлены техногенными отходами различных типов, являются перспективным источником минерального сырья. Вовлечение в переработку отходов обогатительного передела, позволит снизить негативное воздействие на окружающую среду и расширить минерально-сырьевую базу предприятия за счет возможности переработки этих руд методами кучного выщелачивания.

Для разработки технологии вовлечения в эффективную промышленную эксплуатацию техногенного медно-колчеданного сырья были проведены исследования гранулометрического, химического и минералогического составов, технологических свойств текущих хвостов обогащения и пиритного концентрата Учалинской обогатительной фабрики.

Текущие хвосты обогащения колчеданных руд и пиритный концентрат являются обломочными породами техногенного происхождения. Анализ гранулометрического состава текущих хвостов обогащения показл, что основная масса продукта (98,55%) представлена частицами +0,05-0,1мм. Класс крупности -0,05мм составляет 0,95%, а класс крупности +0,1-0,45% от общей массы хвостов, что позволяет классифицировать текущие хвосты как техногенные алевриты.

Гранулометрический анализ пиритного концентрата показал, что данный материал сложен на 54,15 % частицами размером -0,1+0,05мм, на 10,9% -   -0,05+0 мм и на 34,95% - -0,25+0,5мм. Пиритный концентрат классифицируется как техногенный песчано-глинистый алеврит.

Сопоставимый анализ гранулометрического состава тонкодисперсного медно-колчеданного сырья - текущих хвостов обогащения медно-колчеданных руд и пиритного концентрата свидетельствует о том, что, несмотря на различия химического и минерального состава, для обеспечения требуемых фильтрационных характеристик техногенных массивов с целью доизвлечения ценных компонентов выщелачиванием необходимо данный материал подвергать предварительному окомкованию.

Химический состав усредненных проб текущих хвостов обогащения и пиритного концентрата, отобранных из отвала пиритного концентрата и на фабрике Учалинского ГОКа в 2008 году показал, что из цветных металлов в данных техногенных продуктах преобладает цинк (0,9% и 0,8%). Содержание меди варьирует от 0,21%…0,3%. Превышение цинка в пиритном концентрате - в 4,5 раза, а  в текущих хвостах обогащения - в 2,5 раза. Медь и цинк входят в состав  основных рудообразующих минералов.

Железо в отходах обогащения составляет 30%, сера представлена как сульфидной (37,84% и 34,6%), так и сульфатной (0,53% и 0,4%) формами.

По результатам рентгенофазового анализ, выполненного в лаборатории дефектоскопии ОАО «ММК», и минераграфического анализа проведенного в лаборатории технической петрографии ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», установлено, что основная масса продуктов обогащения представлена сульфидами - 65-75%.

Текущие хвосты обогащения медно-колчеданных руд представлены следующими минералами цветных металлов: халькопиритом - 0,86-1%, сфалеритом - 1,2%. В пробе также встречаются следы ковеллина.

Главными минералами меди и цинка в пиритных концентратах являются: сфалерит - 1,3-1,5%, халькопирит - 0,6%. В результате хранения на поверхности пиритного концентрата наблюдается развитие гидроокислов железа. Нерудная фракция пиритного концентрата сложена зернами неправильной формы кварца и фаялита, гипса и гиллебрандита.

Нерудные минералы в пиритном концентрате составляют 7-8% от общей массы, в текущих хвостах - до 15%

Для проведения укрупненных лабораторных исследований было установлено 8 перколяционных колонн, в которые закладывались окатыши текущих хвостов обогащения и пиритных концентратов Учалинской фабрики. Общая масса окатышей в каждом перколяторе составила по 10 кг. Для улучшения фильтрационных свойств массива загрузка производилась послойно, сначала равномерно и плотно загружались окатыши крупных размеров, затем средних и мелких. В ходе заполнения перколяторов каждый слой окатышей смачивался подотвальной водой до их полного влагонасыщения.

С учетом опыта ранее проведенных работ по извлечению ценных компонентов из сульфидных минералов процесс выщелачивания осуществлялся циклично. Каждый цикл состоял из двух этапов. Первый этап - закисление руды, второй  - рабочий режим выщелачивания.

Закисление рудного массива осуществлялось в течение 10 дней путем равномерного орошения 10% раствором серной кислоты, приготовленного на подотвальной воде. В процессе закисления продуктивный раствор циркулировал в течение 10 дней, а затем отбирался на анализ. Оценка уровня содержания ценных компонентов в продуктивном растворе проводилась путем измерения их содержания фотометрическим, пламенно-фотометрическим, гравиметрическим, атомно-абсорбционным методами. Кроме того, для продуктивных растворов определялся водородный показатель среды.

Установлено, что на стадии закисления вымывается незначительное количество мелкодисперсного материала, который свободно проходит через пространство между окатышами и частично попадает в продуктивный раствор, это явление в дальнейшем может потребовать включения в технологический цикл дополнительной операции фильтрации продуктивных растворов.

Рабочий режим выщелачивания протекал в фильтрационном режиме. Выщелачивание проводилось раствором серной кислоты концентрацией 5%. Раствор готовился на основе подотвальных вод с доукреплением серной кислотой до требуемой концентрации и использованием модификаторов. В качестве модификаторов применялись: торфяная вытяжка, сульфат трехвалентного железа Fe2(SO4)3(III), а также исследовалась эффективность воздействия ультразвука на изменение активности раствора.

Для первого цикла выщелачивания характерен большой расход растворителя, что связанно с деструкцией сульфидов и разложением связки окатышей. Происходит частичное разрушение макроструктуры окатышей и вынос тонкодисперсного материала. Данное явление наблюдалось во всех перколяторах в большей или меньшей мере.

Визуальными наблюдениями установлено, что структура разъедания поверхности окатышей формируется в первые 10 суток их орошения. При этом наблюдается наиболее активный вынос шламов, после «вымывания» которых структура окатышей не меняется. Необходимо отметить, что вынос тонких фракций в начальный период орошения связан с особенностями процесса окомкования на тарельчатом окомкователе в лабораторных условиях при получении окатышей с требуемыми фильтрационными характеристиками.

На начальном этапе закисления при взаимодействии с 10% серной кислотой сульфидов железа, меди и цинка, присутствующих в отходах обогащения медно-колчеданных руд, на поверхности окатышей осаждаются соли, способствующие образованию нового уплотненного внешнего слоя, который приводит к снижению общих фильтрационные характеристик окатышей и массива в целом.

После реализации рабочего режима установлено, что выщелачивающий раствор легко просачивался под внешнюю корку окатышей, но при этом из-под их уплотненной корки интенсивно вымывался тонкодисперсный материал и уходил в продуктивные растворы. В конце этого этапа отмечено значительное нарушение целостности и снижение механической прочности выщелачиваемых окатышей.

В ходе реализации 2-х рабочих циклов закисления и промывки техногенного материала в течение 30 суток получены следующие результаты по суммарному извлечению при использовании различных добавок.

1. При использовании органического комплексообразователя:

- для хвостов меди - 3,63% (1,089 г), цинка - 12,53% (10,02 г), железа - 3,54% (106,2 г);

- для концентратов: меди - 6,67% (1,4 г), цинка - 2,5% (2,25 г), железа - 1,18% (35,4 г).

2. При использовании 5%раствора серной кислоты:

- для хвостов: меди - 3,65% (1,095 г), цинка - 11,74% (9,392 г), железа - 3,79% (113,7 г.);

- для концентратов: меди - 9,33% (1,96 г), цинка - 6,54% (5,88 г), железа - 1,57% (47,1 г).

3. При использовании 5% раствора сульфата железа (III):

- для хвостов: меди - 5,51% (1,653 г), цинка - 12,5 % (10 г), железа - 7,81% (234,3 г);

для концентратов: меди - 11,09% (2,33 г), цинка - 7,77 % (6,99 г), железа - 4,49% (134,7 г).

4. При использовании ультразвуковой установки:

- для хвостов: меди - 4,21% (1,263 г), цинка - 14,23% (11,384 г), железа - 4,53% (135,9 г);

- для концентратов: меди - 9,94% (2,08 г), цинка - 7,39% (6,65 г), железа - 1,66% (49,8 г).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

64369. ПОЛІПШЕННЯ ПАЛИВНОЇ ЕКОНОМІЧНОСТІ БЕНЗИНОВОГО ДВИГУНА З СИСТЕМОЮ НЕЙТРАЛІЗАЦІЇ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ГАЗІВ 2.71 MB
  Для ефективного зниження викидів шкідливих речовин ШР з ВГ бензинових двигунів широко використовують засоби зовнішньої очистки каталітичні нейтралізатори які дають можливість звести до нуля викиди ШР в окремих режимах роботи двигуна.
64370. ТЕРМОКІНЕТИЧНА ОЦІНКА І ПРОГНОЗ ВПЛИВУ ДОБАВОК НА ТВЕРДІННЯ ТА ВЛАСТИВОСТІ ЦЕМЕНТУ І БЕТОНУ 398.5 KB
  За рахунок освоєння високоефективних хімічних мінеральних і комплексних добавок забезпечуються недосяжні раніше властивості бетонних сумішей і бетонів віднесених у світовій практиці до бетонів нового покоління.
64371. ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ ОБРОБКИ ЦИФРОВАНИХ ЗОБРАЖЕНЬ ЗА ВИКОРИСТАННЯМ В-СПЛАЙНІВ П’ЯТОГО ПОРЯДКУ 698.11 KB
  Розвиток інформаційних технологій ІТ в Україні та світі демонструє сталу тенденцію до потреби обробки даних у обсягах що збільшуються. Існує декілька факторів що стримують розвиток математичних методів обробки даних.
64372. НАУКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ВІДТВОРЕННЯ РОДЮЧОСТІ ҐРУНТІВ ТА ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ ЗЕРНО-БУРЯКОВИХ СІВОЗМІН ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ 763 KB
  Умовою інтенсивного ведення галузі землеробства є розширене відтворення родючості ґрунту за допомогою науково-обґрунтованих систем землеробства, які враховують ґрунтово-кліматичні умови, ландшафтні особливості і екологічну безпеку довкілля.
64373. ПРОГНОЗУВАННЯ, ДІАГНОСТИКА І ПРОФІЛАКТИКА УСКЛАДНЕНЬ ІНФЕКЦІЙНО-ЗАПАЛЬНОГО ГЕНЕЗУ У ОБПЕЧЕНИХ В ГОСТРІЙ СТАДІЇ ОПІКОВОЇ ХВОРОБИ 219 KB
  Результати лікування пацієнтів з поширеними та критичними опіками за площею ураження шкіри на сьогодні не можуть бути визнані задовільними. Незважаючи на певний прогрес в лікуванні такого контингенту травмованих завдяки обґрунтуванню та широкому застосуванню в останні роки раннього...
64374. РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ВЛАШТУВАННЯ БУРОНАБИВНИХ ПАЛЬ З ГІДРОФОБІЗОВАНИМ ПРОШАРКОМ У ПРОСАДОЧНИХ ҐРУНТАХ ІІ ТИПУ 915 KB
  Відомо що при влаштуванні буронабивних паль в просадочних ґрунтах ІІ типу для зниження негативного тертя що діє у просадочному шарі та підвищення несучої здатності рекомендується застосовувати антифрикційні покриття поліетиленові плівки пластик бітумні матеріали.
64375. Сучасні тенденції розвитку професійної технічної освіти у Польщі 158 KB
  Соціально-економічні перетворення, що відбулися в Україні впродовж останнього десятиліття, призвели до суттєвої реструктуризації багатьох галузей, зникнення одних напрямів і виникнення інших.
64376. ПАТОГЕНЕЗ НАБРЯКУ-НАБУХАННЯ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ТА ОБҐРУНТУВАННЯ ОПТИМАЛЬНОЇ ФАРМАКОТЕРАПІЇ ПРИ ТЯЖКІЙ ЧЕРЕПНО-МОЗКОВІЙ ТРАВМІ 511.5 KB
  У зазначений термін до патологічного процесу залучаються всі системи життєзабезпечення організму розвивається набрякнабухання мозку вторинне ушкодження центральної нервової системи ЦНС причинами якого є ішемія гіпоксія і токсемія...
64377. СУСПІЛЬНО-ГЕОГРАФІЧНІ ПРОЦЕСИ ЗАСЕЛЕННЯ ПІВНІЧНОЇ БЕССАРАБІЇ 770 KB
  Метою роботи є обгрунтування теоретико-методологічних основ суспільногеографічних на прикладі ретроспективноекістичних досліджень історикогеографічного регіону аналіз утворення поселень і формування поселенської мережі...