cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ МИСИС10.17073/0021-3438-2017-3-23-30cvmet-503Research ArticleМеталлургия цветных металловMetallurgy of Non-Ferrous MetalsИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ СУЛЬФАТИЗИРОВАННЫХ ОГАРКОВ ОБЖИГА МЕДНО-ЦИНКОВЫХ ПРОМПРОДУКТОВRESEARCH OF REGULARITIES OF LEACHING THE SULFATED CINDERS OBTAINED DURING ROASTING OF COPPER-ZINC MIDDLINGSПаньшинА. М.PanshinA. M.

Доктор технических наук, технический директор

(624091, Свердловская обл., г. Верхняя Пышма, Успенский пр-т, 1). 

Dr. Sci. (Tech.), technical director 

(624091, Sverdlovsk region, Pyshma, Uspenskii av., 1).

info@ugmk.comМамяченковС. В.MamyachenkovS. V.

Доктор технических наук, профессор кафедры металлургии тяжелых цветных металлов

(620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19)

Dr. Sci. (Tech.), prof., Department of metallurgy of heavy non-ferrous metals 

(620002, Russia, Yekaterinburg, Mira str., 19). 

svmamyachenkov@yandex.ruТропниковД. Л.TropnikovD. L.

Директор

(624330, Свердловская обл., г. Красноуральск, ул. Кирова, 2). 

Director

(624330, Sverdlovsk region, Krasnoural’sk, Kirov str., 2).

 

tdl@svg.ruАнисимоваО. С.AnisimovaO. S.osanis@mail.ruРогожниковД. А.RogozhnikovD. A.darogozhnikov@yandex.ruООО «УГМК-Холдинг»РоссияLLC «UMMC-Holding»Russian FederationУральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. ЕльцинаРоссияUral Federal UniversityRussian FederationОАО «Святогор»РоссияJCS «Svyatogor»Russian Federation201712062017032330Copyright © Паньшин А.М., Мамяченков С.В., Тропников Д.Л., Анисимова О.С., Рогожников Д.А., 20172017Паньшин А.М., Мамяченков С.В., Тропников Д.Л., Анисимова О.С., Рогожников Д.А.Panshin A.M., Mamyachenkov S.V., Tropnikov D.L., Anisimova O.S., Rogozhnikov D.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/503

Представлены результаты анализа термодинамических характеристик и исследования кинетических закономерностей процесса выщелачивания нового вида сульфатизированных медно-цинковых промпродуктов, получаемых при выводе сульфидных материалов, не поддающихся эффективной селекции методом флотации. При анализе кинетических кривых установлено, что при любой концентрации кислоты в диапазоне 0–20 г/дм3 скорость реакции резко отличается в начальный момент времени (30 мин) и последующий период. В первоначальный момент скорость контролируется только внешней диффузией, а по истечении 30 мин процесса начинают проявляться кинетические затруднения. Определены порядки реакций выщелачивания огарка: 1,0±0,1 по меди, 0,87±0,1 по цинку, 0,56±0,1 по железу. Результаты расчета кажущейся константы скорости реакции выщелачивания показали слабую зависимость ее от температуры, что хорошо кор-релирует с данными термодинамического анализа.

The paper presents results obtained in the analysis of thermodynamic properties and research findings on kinetic regularities of the leaching process of a new type of sulfated copper-zinc middlings formed when removing sulfide materials which cannot be effectively filtered out by flotation. Analysis of kinetic curves shows that for any acid concentration in the range of 0–20 g/dm3, the reaction rate at the start time (30 min) differs markedly from the subsequent period. At the start time the rate is controlled only by external diffusion, and after 30 minutes of the process time the kinetic hindrances begin to occur. The paper determines the order of cinder leaching reactions: 1,0±0,1 for copper, 0,87±0,1 for zinc, 0,56±0,1 for iron. The results of calculating the apparent leaching reaction rate constant showed its weak temperature dependence, which correlates well with thermodynamic analysis data.

сульфатизированный медно-цинковый промпродуктсерно-кислотное выщелачиваниетермодинамические характеристикикинетикаsulfated copper-zinc middlingssulfuric acid leachingthermodynamic propertieskineticsРоссийский фонд фундаментальных исследований (проект № 16-38-60095)ReferencesЧантурия В.А. Современные проблемы обогащения минерального сырья в России // Обогащение руд. 2000. No. 6. С. 3—8.Chanturiya V.A. Sovremennye problemy obogashcheniya mineral’nogo syr’ya v Rossii [Mineral processing current issues in Russia]. Obogashchenie rud. 2000. No. 6. P. 3—8.Бочаров В.А., Херсонская И.И., Агафонова Г.С., Лапши-на Г.А., Карбовская А.В., Морозов Б.А., Серебрянников Б.Л. Совершенствование технологии обогащения и по-вышение комплексности использования сульфид-ных медно-цинковых руд // Цвет. металлы. 1997. No. 2. С. 8—11.Bocharov V.A., Khersonskaya I.I., Agafonova G.S., Lapshina G.A., Karbovskaya A.V., Morozov B.A., Serebryannikov B.L. Sovershenstvovanie tekhnologii obogashcheniyaУрвас О. Проблемы добычи и переработки медно-цинковых руд Уральского региона // Цвет. металлы. 1999. No. 12. С. 9—11.i povyshenie kompleksnosti ispol’zovaniya sul’fidnykh medno-tsinkovykh rud [Improved processing technology and increasing complexity of the sulphide copper-zinc ores usage]. Tsvetnye metally. 1997. No. 2. P. 8—11.Халемский А.М., Тарасов А.В., Казанцев А.Н. Плавка в печи Ванюкова медно-цинкового сульфидного сырья. Екатеринбург: Кедр, 1993.Urvas O. Problemy dobychi i pererabotki medno-tsinkovykh rud Ural’skogo regiona [Mining and processing problems of copper-zinc ores in the Ural region]. Tsvetnye metally. 1999. No. 12. P. 9—11.Жумашев К.Ж., Каримова Л.М., Юн А.Б., Токбула тов Т.Е., Кайралапов Е.Т., Жиембаева Д.М. Исследова-ния процесса сульфатизирующего обжига чернового медного концентрата забалансовой руды Аннен-ского месторождения // Вестн. ЮУрГУ. 2012. No. 15. С. 91—96.Khalemskii A.M., Tarasov A.V., Kazantsev A.N. Plavka v pechi Vanyukova medno-tsinkovogo sul’fidnogo syr’ya [Melting of copper-zinc sulfide raw material in Vanyukov furnace]. Ekaterinburg: Kedr, 1993.Саргсян Л.Е., Оганесян А.М. Активированный сульфатизирующий обжиг халькопиритового концентрата для серно-кислотного выщелачивания // Изв. ву-зов. Цвет. металлургия. 2010. No. 5. С. 11—13.Zhumashev K.Zh., Karimova L.M., Yun A.B., Tokbulatov T.E., Kairalapov E.T., Zhiembaeva D.M. Issledovani-ya protsessa sul’fatiziruyushchego obzhiga chernovogo mednogo kontsentrata zabalansovoi rudy Annenskogo mestorozhdeniya [Research of sulphatization roasting process rough copper concentrate off-balance ore deposits Annensky]. Vestnik YuUrGU. 2012. No. 15. P. 91—96.Neon-Siugouna P., Scordilis D. Sulphation of a Greek complex sulphide concentrate // Hydrometallurgy. 1990. Vol. 25. No. 3. Р. 367—374.Sargsyan L.E., Oganesyan A.M. Aktivirovannyi sul’fatiziruyushchii obzhig khal’kopiritovogo kontsentrata dlya sernokislotnogo vyshchelachivaniya [Activated sulphatization roasting of chalcopyrite concentrate for sulfuric acid leaching]. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 2010. No. 5. P. 11—13.Мартиросян М.В., Григорян Г.С., Григорян С.К. Применение сульфатизирующего обжига в процессах комплексного извлечения ценных компонентов из полиметаллического концентрата // Уч. записки Ереванского гос. ун-та. 2010. No. 2. С. 19—23.Neon-Siugouna P., Scordilis D. Sulphation of a Greek complex sulphide concentrate. Hydrometallurgy. 1990. Vol. 25. No. 3. Р. 367—374.John Lusk, Brian O.E. Calder. The composition of sphalerite and associated sulfides in reactions of the Cu— Fe—Zn—S, Fe—Zn—S and Cu—Fe—S systems at 1 bar and temperatures between 250 and 535 °C // Chem. Geol. 2004. Vol. 203. P. 319—345.Martirosyan M.V., Grigoryan G.S., Grigoryan S.K. Primenenie sul’fatiziruyushchego obzhiga v protsessakh kom-pleksnogo izvlecheniya tsennykh komponentov iz poli metallicheskogo kontsentrata [Sulphatization roasting processes application of valuable components complex extraction from polymetallic concentrate]. Uchenye zapiski Erevanskogo gosudarstvennogo universiteta. 2010. No. 2. P. 19—23.Guler E., Seyrankaya A., Cocen I. Effect of sulfation roasting on metal extraction from Cinkur zinc leach residue // J. Ore Dress. 2008. Vol. 10. Iss. 19. P. 1—10.John Lusk, Brian O.E. Calder. The composition of sphalerite and associated sulfides in reactions of the Cu— Fe—Zn—S, Fe—Zn—S and Cu—Fe—S systems at 1 bar and temperatures between 250 and 535 °C. Chem. Geol. 2004. Vol. 203. P. 319—345.Zhang Yali, Yu Xianjin, Li Xiaobin. Zinc recovery from franklinite by sulphation roasting // Hydrometallurgy. 2011. Vol. 109. P. 211—214.Guler E., Seyrankaya A., Cocen I. Effect of sulfation roasting on metal extraction from Cinkur zinc leach residue. J. Ore Dress. 2008. Vol. 10. Iss. 19. P. 1—10.Balarini J.C., Polli L.O., Miranda T.S. Importance of roasted sulphide concentrates characterization in the hydrometallurgical extraction of zinc // Miner. Eng. 2008. Vol. 21. P. 100—110.Zhang Yali, Yu Xianjin, Li Xiaobin. Zinc recovery from franklinite by sulphation roasting. Hydrometallurgy. 2011. Vol. 109. P. 211—214.Горбунов А.И., Гуров А.А., Филиппов Г.Г. Теоретические основы общей химии: Учеб. для техн. вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.Balarini J.C., Polli L.O., Miranda T.S. Importance of roasted sulphide concentrates characterization in the hydro-metallurgical extraction of zinc. Miner. Eng. 2008. Vol. 21. P. 100—110.Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. М.: Высш. шк., 1985.Gorbunov A.I., Gurov A.A., Filippov G.G. Teoreticheskie osnovy obshchei khimii [Theoretical foundations of general chemistry]. M.: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2001.Ротинян А.Л., Дроздов В.В. Кинетика процесса обжи-га, выщелачивания и цементации // Журн. общ. хи-мии. 1949. Вып. 10. С. 1843—1852.Akhnazarova S.L., Kafarov V.V. Metody optimizatsii eksperimenta v khimicheskoi tekhnologii [Optimization experiment methods in chemical technology]. M.: Vysshaya shkola, 1985.Rotinyan A.L., Drozdov V.V. Kinetika protsessa obzhiga, vyshchelachivaniya i tsementatsii [Roasting process, leaching and cementation kinetics]. Zhurnal obshchei khi-mii. 1949. Vol. 10. P. 1843—1852.Rotinyan A.L., Drozdov V.V. Kinetika protsessa obzhiga, vyshchelachivaniya i tsementatsii [Roasting process, leaching and cementation kinetics]. Zhurnal obshchei khi-mii. 1949. Vol. 10. P. 1843—1852.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.