name: Гидрометаллургическая переработка медно-мышьяковистого сульфидного сырья
keyword_list: Кинетика Азотная кислота Выщелачивание Мышьяк Медь Сульфиды
abstract: По мере истощения запасов богатых полезных ископаемых медные руды становятся более сложными за счёт наличия в них большого количества различных примесей. Присутствие мышьяка во многих медных месторождениях Урала ограничивает их переработку по традиционным технологиям; наличие мышьяка в технологических потоках вызывает все большие затруднения на предприятиях медной промышленности. Усилия производственников направлены на разработку новых технологических процессов для переработки медно-мышьяковистых концентратов, но их использование сильно ограничено из-за высокого содержания в них мышьяка и экологических проблем, связанных с выбросами и образующимися стоками.Весьма перспективным для переработки подобного сырья является способ азотнокислотного выщелачивания. Благодаря высокой интенсивности процесса за счет протекания экзотермических реакций окисления сульфидных минералов, что сопровождается высоким тепловым эффектом, удается с высокой скоростью перевести основные компоненты в раствор. Дальнейшая переработка получаемых растворов позволяет селективно извлекать цветные металлы в товарную продукцию, мышьяк переводить в стабильную и экологически безопасную форму, извлекать благородные металлы из кеков выщелачивания по традиционным технологиям.
  С помощью расчётов изменения свободной энергии Гиббса, анализа диаграмм Пурбэ и равновесного распределения установлена возможность растворения минералов, присутствующих в медно-мышьяковистом сульфидном концентрате, в растворах азотной кислоты и Fe2(SO4)3.
  С помощью центрального композиционного плана с пятью изменяемыми параметрами установлены условия ведения процесса азотнокислотного выщелачивания Cu-As сырья с добавлением ионов Fe (III) и  FeS2: концентрация азотной кислоты 6 моль/дм3, продолжительность процесса 60 мин, температура 
  80 оС, концентрация ионов Fe (III) 16,5 моль/дм3 и массовое соотношение FeS2 к сульфидным минералам 1,2:1. При данных условиях достигается степень растворения основных сульфидных минералов более 90 %. При этом введение ионов Fe (III) и FeS2 позволяет снизить требуемую начальную концентрацию HNO3 с 12 до 6 моль/дм3. 
  Рассчитаны значения кажущейся энергии активации по модели сжимающегося ядра: для теннантита - 28,8 кДж/моль, халькопирита - 33,7 кДж/моль, сфалерита - 53,7 кДж/моль; эмпирические порядки для теннантита, халькопирита и сфалерита: 
  - по концентрации азотной кислоты составили 1,2; 1,4; 1,6 соответственно; 
  - по концентрации ионов железа (III) – 0,34; 0,82; 0,62 соответственно; 
  - по пириту – 0,47; 0,69; 0,59 соответственно. 
  Установлено, что в изучаемых условиях ведения процесса растворение медных сульфидных минералов лимитируется внутридиффузионными ограничениями, что связано с возникающими пассивационными явлениями вследствие образования пленок элементной серы на их поверхности.  
  Доказано, что при азотнокислотном выщелачивании смеси сульфидных минералов пирит может выступать в качестве альтернативной каталитической поверхности для халькопирита и теннантита. За счёт образования между минералами гальванической связи удаётся снизить влияние пассивирующего слоя элементной серы. 
  Проведены укрупненные лабораторные испытания и разработана принципиальная технологическая схема совместной переработки сульфидного медно-мышьяковистого концентрата Учалинского месторождения и пиритного концентрата. Проведена оценка технико-экономической эффективности предложенной технологии: срок окупаемости составил 9 лет при переработке 50 тыс. тонн Учалинского концентрата в год.
chairman_dissertation_council.name: Олег
chairman_dissertation_council.surname: Шешуков
chairman_dissertation_council.patronymic: Юрьевич
chairman_dissertation_council.position: Директор института новых материалов и технолгий
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: M-6002-2014
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6507926793
chairman_dissertation_council.rinc_id: 160558
chairman_dissertation_council.url: https://urfu.ru/ru/about/personal-pages/personal/person/o.j.sheshukov/
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: 53.37.13
rubrics.name: Технологические процессы цветной металлургии
rubrics.code: 53.03.13
rubrics.name: Теория гидрометаллургических процессов производства металлов и сплавов
oecds.code: 02.04.II
oecds.name: ENGINEERING, CHEMICAL
speciality_codes.name: Металлургия черных, цветных и редких металлов
speciality_codes.code: 2.6.2.
supervisors.fio: Рогожников Д.А.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Металлургия черных, цветных и редких металлов
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Тимофеев К.Л.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Металлургия черных, цветных и редких металлов
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Амдур А.М.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Металлургия черных, цветных и редких металлов
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Бодуэн А.Я.
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, УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б.Н. ЕЛЬЦИНА
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.supervisor_name: ВИКТОР
protection_organization.supervisor_surname: КОКШАРОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: АНАТОЛЬЕВИЧ
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, УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б.Н. ЕЛЬЦИНА
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.supervisor_name: ВИКТОР
author_organization.supervisor_surname: КОКШАРОВ
author_organization.supervisor_patronymic: АНАТОЛЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения