Ученые Кольского научного центра РАН и Южно-уральского федерального научного центра минералогии и геоэкологии Уральского отделения РАН исследовали возможность применения метода спекания и последующего выщелачивания чернового концентрата медно-никелевой руды для более полного извлечения цветных металлов.
КНЦ РАН
# газы
# никель
# промышленность
# руда
# цветные металлы
Российские ученые изучили новый метод обогащения бедных медно-никелевых руд / ©Пресс-служба КНЦ
Исследование на стыке минералогии, химии и экологии было выполнено в рамках программы приграничного сотрудничества Коларктик Supporting Environmental Economic and Social Impacts of Mining Activity (SEESIMA), направленной на поиск оптимальных технологических решений в области горнодобывающей промышленности с целью снижения воздействия на окружающую среду и повышения экономической отдачи.
Сегодня в мире открыто более 400 месторождений медно-никелевых руд, а суммарные запасы меди и никеля в мире в настоящее время оцениваются в 1,6 миллиардов тонн и 210 миллионов тонн соответственно. На долю месторождений сульфидных медно-никелевых руд приходится около 65 процентов общемирового производства никеля, составляющего более двух миллионов тонн в год. Кроме того, из этих руд ежегодно производят около 700 тысяч тонн меди, а также металлов платиновой группы.
Качество сырья, поступающего на обогащение, постепенно снижается и предприятия вынуждены вовлекать в переработку более труднообогатимое сырье. Руды характеризуются низким содержанием полезных компонентов, наличием окисленных форм, значительным количеством тонкой сульфидной вкрапленности.
Так, многолетняя эксплуатация месторождений медно-никелевых руд Печенгского рудного поля привела к необходимости вовлечения в переработку руд с усложненной морфологией вкрапленности сульфидных минералов. При этом традиционно используемые технологические схемы и реагентные режимы не обеспечивают получение необходимых показателей обогащения. Преобладающий тип руд в настоящее время — вкрапленные руды в серпентинитах, они составляют около 80 процентов объема руд, поступающих на флотацию.
Главные породообразующие минералы руд — серпентин, оливин, хлорит, пироксен и амфибол. Рудные минералы представлены преимущественно пирротином, пентландитом, халькопиритом и магнетитом. Сульфидная вкрапленность в основном имеет размеры менее одного миллиметра. Схема обогащения вкрапленных медно-никелевых руд представлена двухстадиальным измельчением и широким фронтом флотации, включающим межцикловую, основную, контрольную, перечистные операции и дофлотацию промпродуктов. Потери никеля с хвостами обогащения составляют около 25-27 процентов от содержания в руде и могут повышаться до 30-35 процентов при вовлечении в переработку труднообогатимых тонковкрапленных руд.
Истощение месторождений и высокая нагрузка на среду заставляют искать новые методики обогащения полезных ископаемых / ©Пресс-служба КНЦ
Таким образом, необходим поиск экономически и экологически обоснованных способов извлечения цветных металлов из труднообогатимых руд. Низкотемпературный обжиг смеси низкосортных латеритных и смешанных никелевых руд с сульфатом аммония с последующим водным выщелачиванием клинкера считается перспективным и экологически чистым процессом. Он характеризуется высокой степенью извлечения металлов, селективностью реакций, энергетической эффективностью и низкой стоимостью.
Российские исследователи решили изучить перспективы применения этого метода для некондиционных сульфидных медно-никелевых материалов. Использование метода спекания и последующего выщелачивания чернового концентрата, полученного в результате проведения основных операций (основной и контрольной флотаций), в которых максимально концентрируются сульфиды, позволяет добиться более полного извлечения цветных металлов.
Это подтверждается технологическими показателями обогащения по флотационной схеме – извлечение никеля в черновой концентрат (в пенные продукты основных флотационных операций) примерно на 10 процентов выше его извлечения в готовый концентрат (в пенные продукты перечистных операций). Спекание измельченного до -40 мкм чернового флотационного медно-никелевого концентрата (Ni 2,44%, Cu 1,20%) с сульфатом аммония в соотношении 1:7 при 400 градусах Цельсия приводит к извлечению при последующем водном выщелачивании в продуктивный раствор никеля — 95,3 процентов и меди — 92,1 процента.
Сквозное извлечение никеля в комбинированном обогатительном и металлургическом способе составило 81,42 процента, меди — 82,81 процента. Полученные продуктивные растворы могут быть переработаны известными гидрометаллургическим способами. Температура обжига 400 градусов Цельсия значительно ниже, чем при обычных пирометаллургических процессах, а возможность сбора отходящих газов позволяет регенерировать реагент и делает процесс более экономичным. Эксперименты по оптимизации параметров процесса будут продолжены.
Источник: