name: Гидротермальное рафинирование халькопиритных концентратов
keyword_list: Технология Халькопиритный концентрат Автоклавное окислительное выщелачивание Гидротермальное взаимодействие Цианирование Пирит Арсенопирит Сфалерит Кинетика Модель сжимающегося ядра
abstract: В работе предложена технологическая схема гидротермального рафинирования халькопиритных концентратов, состоящая из следующих основных автоклавных операций: автоклавное окислительное выщелачивание (АОВ), автоклавное кондиционирование (АК), гидротермальная обработка (ГТО). Проведено обоснование необходимости использования и оптимизация каждой из операций предполагаемой технологической схемы. 
  Рекомендованы следующие параметры процесса АОВ халькопиритных концентратов: t = 240 °C; PO2 = 5 атм; t = 120 мин; Ж/Т = 6; [H2SO4] = 5–20 г/дм3 . При этом в раствор извлекается до 99,5 % Cu, более 90 % Ni и Zn и менее 2 % Fe. Двухстадийное АОВ (либо АОВ в более плотных пульпах) позволяет получить раствор (65–75 г/дм3 Сu), пригодный для его последующего использования на стадии ГТО. Повышенная температура АОВ способствует наиболее полному разложению сульфидных минералов и окислению сульфидной серы до сульфатной; таким образом повышается эффективность (извлечение золота, расход цианида) последующей операции цианирования кека АОВ.
  Операция автоклавного кондиционирования кека АОВ в нейтральной атмосфере позволяет снизить его выход с 55–63 до 30–35 %. Рекомендованы следующие параметры операции: t = 110 °С; [H2SO4] ≥ 60 г/дм3; t = 60–100 мин, Ж/Т = 6. Полученный кек с повышенным содержанием благородных металлов (г/т: 12,8 Au, 117 Ag) предлагается отправлять на цианирование для их извлечения. Ввиду особенностей в поведении серебра, при АОВ формируется упорная фаза (аргентоярозит), пассивная к цианиду. Таким образом, при повышенных содержаниях серебра в исходном сырье рекомендуется проводить предварительную обработку кеков АОВ для разложения аргентоярозитов известными способами.
  Рекомендованы следующие параметры процесса ГТО халькопиритных концентратов растворами сульфата меди: t = 230 °C; CuCuSO4/CuCuFeS2 = 1,87–1,92; t = 60–100 мин; Ж/Т = 6; [H2SO4] = 20–40 г/дм . При этом медь осаждается не менее, чем на 97 %, содержание ее в остатке (богатом медном концентрате) возрастает с 18–22 до 50–60 %.
  С целью исследования поведения сопутствующих медных концентратам сульфидов примесей – проведен кинетический анализ процессов гидротермального взаимодействия сфалерита, пирита и арсенопирита с растворами сульфата меди в системе «MeS–CuSO4–H2SO4» с применением модели сжимающегося ядра (SCM). Показано, что процессы протекают в две стадии. Рассчитаны энергии активации, порядки реакций по реагентам, температурные коэффициенты, величины критерия Пиллинга–Бэдвордса и др. для приведенных систем, отдельно для каждой из стадий. Получены обобщающие кинетические уравнения процессов гидротермального взаимодействия сфалерита, пирита и арсенопирита с растворами сульфата меди для системы «MeS–CuSO4–H2SO4». Предполагается, что лимитирующей стадией упомянутых процессов является внутренняя диффузия.
  При гидротермальной обработке халькопиритных концентратов помимо железа (70–85 %) в раствор переходит более 90 % Zn и Ni, что перспективно для переработки медно-цинковых и медно-никелевых концентратов и промпродуктов с селективным переводом этих элементов в раствор и их последующим извлечением.
  В работе проведен расчет аппаратурной схемы предлагаемой технологии, рассчитаны материальный и тепловой баланс; оценены капитальные затраты на создание участка гидрометаллургического обогащения халькопиритных концентратов, операционные затраты, себестоимость продукции, а также показатели экономической эффективности использования предлагаемых решений. Технико-экономические расчеты подтверждают эффективность предложенной технологии обогащения халькопиритных концентратов. Ожидаемый срок окупаемости 3 года.
chairman_dissertation_council.name: Станислав
chairman_dissertation_council.surname: Набойченко
chairman_dissertation_council.patronymic: Степанович
chairman_dissertation_council.position: профессор-консультант
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: T-4497-2017
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7004383766
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Александр
organization_supervisor.surname: Германенко
organization_supervisor.patronymic: Викторович
organization_supervisor.position: проректор по науке
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 53.03.13
rubrics.name: Теория гидрометаллургических процессов производства металлов и сплавов
oecds.code: 02.05.PZ
oecds.name: METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING
oecds.code: 02.04.II
oecds.name: ENGINEERING, CHEMICAL
speciality_codes.name: Металлургия черных, цветных и редких металлов
speciality_codes.code: 05.16.02
supervisors.fio: Набойченко С.С.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Металлургия черных, цветных и редких металлов
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Мальцев Г.И.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Металлургия черных, цветных и редких металлов
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Лебедь А.Б.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Металлургия черных, цветных и редких металлов
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Нафталь М.Н.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Металлургия черных, цветных и редких металлов
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО "УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина", Уральский федеральный университет, УрФУ
protection_organization.name: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
protection_organization.ogrn: 1026604939855
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО "УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина", Уральский федеральный университет, УрФУ
author_organization.name: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
author_organization.ogrn: 1026604939855
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения