Технические науки/1. Металлургия

д.геол.- мин.н. Доливо-Добровольская Г.И.,

к.т.н. Салтыкова С. Н.,

к.т.н. Пурэвдаш Мунхтуяа,

к.т.н. Георгиева Э.Ю.

магистрант Васильев Ф.А.

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Россия

Процесс обжига труднообогатимой руды

Цель работы – исследование влияния предварительной обработки труднообогатимых забалансовых сульфидных медно-молибденовых руд на процесс обжига. По проведенным ранее исследованиям установлено:

• под воздействием силикатных бактерий улучшается вскрываемость сульфидных медно-молибденовых руд [1];

• наибольшему бактериальному воздействию в рудных образцах подвержен кварц, содержащий примеси, которые создают в кристаллической структуре дефекты [2];

• под влиянием силикатных бактериальных растворов cкорость дезинтеграции сульфидных медно-молибденовых руд увеличивается в 2 раза [2];

• предварительная обработка влияет на физические свойства руды [3];

Обжиг образцов сульфидной медно-молибденовой руды проводился в лабораторной муфельной печи. Температура процесса контролировалась с помощью термоэлектрического преобразователя K типа и милливольтметра. Определение изменения массы обжигаемого материала проводилось на лабораторных весах модели ВЛР-200г. Для микроструктурного анализа исследуемой руды использовали электронный микроскоп TESCAN VEGA 3 LM в комплекте с программным обеспечением INCA Energy.

Для реализации намеченной цели были решены следующие задачи:

• проработан значительный массив литературных источников, содержащих информацию об опыте исследований процессов воздействия бактериальных растворов на различные руды и опыт их применения на производстве;

• по литературным данным исследованы теоретические основы технологии обжига сульфидных руд и концентратов;

• выявлено влияние предварительной биообработки на процесс обжига;

• определен оптимальный температурный режим обжига предварительно обработанной руды;

Объектом исследования были забалансовые сульфидные медно-молибденовые руды месторождения «Эрдэнэтийн Овоо».

Мировая практика промышленного использования медных руд такого типа основана на их гидрометаллургической переработке с применением технологии безаппаратного выщелачивания с возможностью применения бактериальных растворов и рядом альтернативных вариантов переработки медных растворов выщелачивания [4-6]. На гидрометаллургическую вскрываемость медьсодержащих минералов положительное влияние оказывает предварительный обжиг, в процессе которого трудновыщелачиваемые сульфиды в процессе окисления переходят в легкорастворимую окисленную форму. По результатам проведенных исследований установлено, что после термической обработки руды в муфельной печи при температурах от 400°С до 650°С можно проводить дальнейшее обогащение материала методом магнитной сепарации, в ходе которой отделяется значительное количество магнитных соединений железа, что положительно сказывается на последующей переработки руды [7,8]. Проведённые исследования по обжигу и выщелачиванию забалансовой труднообогатимой сульфидной медно-молибденовой руды, а также сравнение результатов этих процессов при наличии предварительной биологической обработки и без неё показали, что благодаря биообработке вскрываемость медных минералов и извлечение меди в раствор увеличивается [9,10]. Установлено, что максимальное количество магнитной фракции образуется при температуре 450°С в результате обжига предварительно обработанной руды [3,9]. На основании анализа проведённых экспериментальных исследований предлагается принципиальная технологическая схема переработки труднообогатимой сульфидной забалансовой медно-молибденовой руды (рис. 1).

Рисунок 1 – Принципиальная технологическая схема переработки забалансовой труднообогатимой сульфидной медно-молибденовой руды

В соответствии с предлагаемой схемой забалансовая сульфидная медно-молибденовая руда с содержанием меди до 0,55% (при необходимости проводится дробление и измельчение) подвергается предварительно биообработке. При переработке забалансовой руды по предложенной схеме образуется два побочных продукта: магнитная фракция и остаток от выщелачивания. Первый можно использовать в чёрной металлургии в качестве флюса при производстве чугуна и стали, благодаря высокому содержанию железа в нем, а также шлакообразующего кремнезёма. Остаток от выщелачивания может выбрасываться обратно в отвал, либо использоваться при производстве строительных материалов.

Основные результаты и выводы:

1. Предложена принципиальная технологическая схема переработки заба-

лансовой труднообогатимой сульфидной медно-молибденовой руды, состоящая из биообработки, обжига и выщелачивания, с получением раствора меди в качестве главного продукта.

2. Отходы производства по данной схеме могут быть использованы при производстве стали и строительных материалов.

3. Максимальное количество магнитной фракции образуется в предварительно биообработанной руде при температуре обжига 450^оС. Описанный факт объясняется разрушением кристаллических структур рудных материалов и облегчением доступа к медьсодержащим минералам кислорода в случае обжига и химических реагентов при выщелачивании. Этот факт позволяет сделать вывод о необходимости проведения предварительной биообработки руды для улучшения показателей эффективности переработки сырья.

4. Благодаря обжигу удаётся существенно увеличить количество перешедшей в раствор меди, а также уменьшить время протекания процесса выщелачивания.

5. Предварительная биообработка руды ускоряет процесс выщелачивания меди из немагнитной фазы.

6. Большая часть меди после обжига и магнитной сепарации концентрируется в немагнитной фракции, о чём свидетельствуют опыты по выщелачиванию и микроструктурному анализу образцов руды (рис.2).

	спектр 1: О-2,57%, S-22,16%, Cu-75,27%; спектр 2: O-48,85%, Na-7,70%, Al-10,17%, Si-33,29%; спектр 3: O-43,25%, Si-2,08%, S-19,32%, Fe-6,44%, Cu-28,91%; спектр 4: O-40,79%, Al-1,12%, Si-13,71%, K-0,50%, Zr-43,88%;
Рисунок 2 - Поверхность образца немагнитной фракции (руда после биообработки, температура обжига 450°С)

заключение

В данной работе приведены результаты исследований по возможности вовлечения в переработку забалансовой руды месторождения «Эрдэнэтийн Овоо». Эксперимент был построен по следующей схеме- исследуемые образцы (исходная руда и руда после биообработки) обжигались в муфельной печи, после чего выщелачивались в специальных химических растворах. Результатом проведённого исследования стала разработанная принципиальная технологическая схема переработки забалансовой труднообогатимой сульфидной медно-молибденовой руды. Накопленные большие запасы труднообогатимых забалансовых руд, в т. ч. окисленных, смешанных, а также некондиционных, содержащих десятки тонн меди, учитывая значительное сокращение затрат на стадии добычи забалансовых руд, могут стать экономически целесообразным сырьём при использовании рационального технологического режима для производства меди [11]. Вовлечение в переработку таких руд будет способствовать не только экономии минеральных ресурсов, продлению сроков эксплуатации действующих предприятий, но и даст возможность улучшить экологическую обстановку.

Литература

1. Теляков Н.М., Пурэвдаш М., Афанащенко Е.С., Салтыкова С.Н. Воздействие силикатных бактерий на минеральные составляющие промышленных руд. «Обогащение руд» №1, 2011 г.

2. Теляков Н.М., Афанащенко Е.С., Васильев Ф.А., Доливо-Добровольская Г.И., Салтыкова С.Н. Изучение воздействия бактериального раствора на извлечение железа с разным содержанием оксида кремния. «Обогащение руд» №2, 2012 г.

3. Пурэвдаш М., Доливо-Добровольская Г.И., Салтыкова С.Н., Георгиева Э.Ю. Влияние биообработки на физико-механические свойства медно-молибденовой руды. «Обогащение руд» №2, 2014 г.

4. Дамдинжав Ж., Разработка и внедрение методов гидрометаллургии на примере труднообогатимых руд месторождения “Эрдэнэтийн Оовоо”: Автореф. дис-ии канд.техн.наук. СПб., CПбГГИ (ТУ). 2009.

5. Дамдинжав Ж., Андреев Е.Е., Бричкиин В.П., Сизяков В.М. Увеличение глубины переработки медно-молибденовых руд месторождения “Эрдэнэтийн Оовоо” (Монголия)// «Обогащение руд» 2009 №4.

6. Айбек Х. Исследование и разработка способов получения меди из концентрата месторождения Эрдэнэт: Автореф. дис-ии канд. техн. наук,2007.

7. Саргсян Л.Е., Оганесян А.М. Фазовые превращения в медном концентрате с высоким содержанием пирита при политермическом нагреве // «Цветные металлы». 2006. №7. – С. 16-18.

8. Смирнов В. И. Металлургия меди и никеля. Свердловск. М., Изд-во Металлургиздат. 1950.

9. Пурэвдаш М., Афанащенко Е.А., Георгиева Э.Ю., Теляков Н.М., Салтыкова С.Н. Изучение условий обжига медно-молибденового сульфидного сырья. Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Электротермия-2010».

10. Пурэвдаш Мунхтуяа. Бактериальное выщелачивание медно-молибденовой труднообогатимой руды месторождения “Эрдэнэтийн Оовоо”: Автореф. дис-ии канд.техн.наук. СПб.,: CПбГГИ (ТУ). 2009.

11. Адамов Э.В., Панин В.В. Биогидрометаллургические процессы в технологии переработки минерального сырья. Л.: Наука, 1990.