Выбор способов интенсификации процессов выщелачивания ценных компонентов при комплексном освоении медно-колчеданных месторождений

• Автор: Ангелова, Елена Ивановна
• Шифр специальности: 25.00.22, 25.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Современное состояние и перспективы развития физико-химической геотехнологии переработки природного и техногенного сырья при комплексном освоении рудных месторояедений
1.1. Общая характеристика природного и техногенного медно-колчеданного сырья в перспективе его комплексного использования
1.2. Практика и перспективы развития технологий выщелачивания рудного сырья
1.3. Анализ основных направлений интенсификации процессов выщелачивания ценных компонентов из природного и техногенного сырья
1.4. Научно-методические основы физико-химических процессов выщелачивания меди и цинка из медно-колчеданного сырья
1.5. Цель, задачи, методы исследований
2. Развитие научно-методических основ интенсификации процессов выщелачивания ценных компонентов из медно-колчеданного сырья
2.1. Исследование особенностей вещественного состава, структуры сырья и физико-механических свойств медно-колчеданных руд и отходов их переработки в свете перспектив повышения извлечения ценных компонентов
2.2. Систематизация методов интенсификации процессов выщелачивания медно-колчеданного сырья и обоснование рациональной комбинации их взаимодействия
2.3 Разработка методики экспериментальных исследований направленных на определение способов интенсификации процессов складирования, хранения и последующего использования отходов добычи и обогащения
Выводы по 2 главе
3. Экспериментальные исследования интенсификации процессов выщелачивания из природного и техногенного медно-колчеданного сырья
3.1. Влияние особенностей строения окомкованного дисперсного техногенного сырья на эффективность протекания процессов кучного

выщелачивания меди и цинка с направленными методами интенсифицирующего воздействия
3.2. Определение рационального состава комплексного растворителя для
выщелачивания меди и цинка из природного и техногенного сырья
3.3. Физико-химическая интенсификация подземного скважинного выщелачивания природного медьсодержащего сырья
3.4. Разработка алгоритма выбора методов интенсификации технологии
выщелачивания меди и цинка из природного и техногенного медноколчеданного сырья
Выводы по 3 главе
4. Технико-экономические рекомендации по интенсификации
выщелачивания природного и техногенного сырья
4.1 Технологические рекомендации по интенсификации процесса
выщелачивания тонкодисперсного техногенного сырья
4.2 Технологические рекомендации по интенсификации выщелачивания
труднообогатимых руд Западно-Озерного месторождения
4.3 Оценка эффективности технологических решений
Выводы по 4 главе
Заключение
Библиографический список
Введение
В результате длительного освоения георесурсов и интенсивного наращивания производительности горных предприятий, на земной поверхности образовано большое количество техногенных объектов, представленных отходами горно-
обогатительного и металлургического производств: вскрышные породы, бедные и
, ** 1 ( ' *
труднообогатимые руды, текущие и лежалые хвосты обогащения руд, шламы и шлаки горно-обогатительного и металлургического производств, промышленные стоки. Содержание ценных компонентов в некоторых техногенных отходах сопоставимо со вновь вовлекаемым в разработку природным минеральным сырьем. Именно поэтому актуальность поиска эффективных технологий освоения техногенных объектов не вызывает сомнений. Данные объекты также представляют собой источник повышенной экологической опасности для окружающей среды. Отходы не могут быть эффективно вовлечены во вторичную эксплуатацию известными физико-техническими методами переработки. В этой связи особую значимость приобретают вопросы развития физико-химических технологий на базе интенсификации основных и вспомогательных процессов добычи и переработки руд и техногенного сырья для повышения эффективности и комплексности освоения рудных месторождений.
Использование процессов подземного шахтного, скважинного и кучного выщелачивания медно-колчеданного сырья сдерживается рядом причин: недостаточной изученностью техногенной сырьевой базы; специфическими технологическими свойствами труднообогатимых руд и отходов добычи и переработки; низкими показателями извлечения ценных компонентов; длительностью процессов выщелачивания; сложностью управления процессами фильтрации растворов в массиве и в штабеле кучного выщелачивания; отсутствием широко апробированных технологических решений по интенсификации процессов выщелачивания. Поэтому поиск новых реагентов, способов воздействия на природное и техногенное сырье с целью повышения интенсивности выщелачивания ценных компонентов представляет собой весьма актуальную задачу.
Целью работы является выбор эффективного способа интенсификации процессов физико-химической геотехнологии при комплексном освоении медноколчеданных месторождений для повышения извлечения ценных компонентов из бедного природного и техногенного сырья.
Идея работы - повышение интенсивности и полноты извлечения ценных компонентов при выщелачивании бедного природного и техногенного сырья
способствующие быстрому и полному извлечению нужного металла в раствор за счет перевода простых ионов металла в комплексные соединения.
Способность гуминовых кислот к взаимодействию с металлами обеспечивает повышение их извлечения в продуктивные растворы выщелачивания в 1,5-2 раза [66]. Это обусловлено наличием в их структуре ряда активных функциональных1 групп, многие из которых также содержатся и в лигнинах — сложных полимерных веществах растительного производства, подтверждающих общность этих соединений и схожесть свойств. Сопоставление свойств и структуры лигнина с гуминовыми веществами показывает, что функциональные группы, которые присутствуют в лигнинах, также способны образовывать комплексы с ионами металлов в результате присоединения катионов металлов к двум или более донорным атомам, принадлежащим одной молекуле комплексообразующего агента. Это позволило по аналогии с растворимыми гуминовыми веществами рекомендовать растворимые виды лигнинов [92], а именно лигно-сульфонаты, для химической интенсификации процесса выщелачивания меди и цинка из техногенных отходов добычи и переработки медно-колчеданных руд. Исследование процессов выщелачивания отходов добычи и переработки с применением в качестве интенсифицирующей добавки лигносульфоната технического (JICT) к слабоконцентрированной серной кислоте весьма актуально.
Следует отметить, что перспективным направлением в применении комплексных растворителей при выщелачивании медно-колчеданного сырья является использование подотвальных минерализированных вод, а также рудничных стоков. Химический анализ комплексонов показал наличие кислой среды, содержание широкого спектра ценных компонентов, а биохимический содержание железо- и сероокисляющих бактерий 1-107кл/мл [80], которые, в свою очередь, являются катализаторами сернокислотного выщелачивания.
Наибольшее распространение биогеотехнология получила при кучном бактериальном выщелачивании бедных и забалансовых руд меди и урана, а также при чановом выщелачивании упорных концентратов благородных и цветных металлов (медных, цинковых, никель-кобальтовых и др.). С использованием микроорганизмов проводят очистку сточных вод, селективную флотацию сульфидных минералов, биосорбцию металлов и др. [26].
По историческим данным первое упоминание о существовании бактерий, способных окислять элементарную серу до серной кислоты, было сделано в 1887 г. рус-