Preview

Известия вузов. Цветная металлургия

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Интенсификация сернокислотного выщелачивания меди из сульфидных концентратов с применением озона и ионов железа

https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-4-6-4-12

Полный текст:

Аннотация

Исследования выполнены с целью установления закономерностей сернокислотного растворения сульфидов металлов с участием экологически безопасных окислителей – озона и ионов Fe(III), определения параметров и режимов интенсификации извлечения металлов в раствор, уменьшения расхода окислителей и направлены на разработку наименее экологически напряженных, рентабельных способов извлечения цветных металлов из сульфидных руд, продуктов обогащения и техногенных отходов. Объектами изучения были сульфидный медный концентрат флотационного обогащения руды Удоканского месторождения крупностью 90 % –0,074 мм с содержанием меди 24,5 % и озон концентрацией 80–180 мг/л в газовой смеси с кислородом (ОКС), подающийся в реактор со скоростью 1–5 мл/с. Закономерности изучены в диапазоне концентраций серной кислоты 20–100 г/л и ионов Fe(III) 7,8–29,2 г/л при температуре 18–60 °С в реакторах с перемешиванием и соотношении Т : Ж = 1,1÷1,5. Установлено, что использование ионов Fe(III) и озона позволяет значительно интенсифицировать излечение меди из сульфидов в раствор серной кислоты. Извлечение меди из сульфидов повышается пропорционально увеличению содержания Fe(III) с 7,8 до 29,25 г/л – в 2,4 раза. Озон эффективно окисляет Fe(II) и регенерирует ионы Fe(III). При повышении температуры и концентрации железа расход озона на окисление возрастает: на 1 моль Fe расходуется 0,22 моль О3, что больше теоретического значения 0,17. Повышение скорости извлечения меди из сульфидов с использованием озона достигается при увеличении температуры с 20 до 50 °С (в 1,4 раза), концентрации озона с 85 до 180 мг/л (в 3 раза), скорости подачи ОКС с 1 до 5 мл/с (в 2,7 раза при 20 °С, в 3,9 раза при 50 °С), добавлении ионов Fe(III) (в ~1,5 раза при 50 °С, [Fe(III)] = 10 г/л). Наибольшую окислительную активность в растворе серной кислоты обеспечивают продукты разложения озона при температуре 50 °С, когда его растворимость снижается. Коэффициент использования озона и его удельный расход на извлеченную медь снижаются при увеличении скорости подачи ОКС с 1 до 5 мл/с (при 20 °С в 1,42 раза, при 50 °С в 1,16 раза) и повышаются при росте температуры и концентрации ионов Fe(III) вследствие быстрого разложения озона и его непроизводительного использования на окисление железа.

Об авторе

Л. Н. Крылова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия

Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник кафедры «Обогащение и переработка полезных ископаемых и техногенного сырья»

119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4



Список литературы

1. Peacey J., Guo X.J., Robles E. Copper hydrometallurgycurrent status, preliminary economics, future directions on positioning versus smelting. Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2004. Vol. 14. No. 3. P. 560—568.

2. Shijie Wang. Copper leaching from chalcopyrite concentrates. J. Miner. Met. Mater. Soc. 2005. Vol. 57. No. 7. P. 48—52.

3. Havlik T., Dvorscikova J., Ivanova Z., Kammel R. Sulphuric acid chalcopyrite leaching using ozone as oxidant. Metallurgie. 1999. Vol. 53. No. 1-2. P. 57—60.

4. Antonijevic M., Bogdanovic M. Investigation of the leaching of chalcopyritic ore in acidic solutions. Hydrometallurgy. 2004. Vol. 73. No. 3-4. P. 45—256.

5. Крылова Л.Н., Мощанецкий П.В., Шириня Н.В. Выщелачивание металлов из труднообогатимого промпродукта флотации медно-цинковых колчеданных руд. Обогащение руд. 2015. No. 6. С. 14—19. DOI: 10.17580/or.2015.06.03.

6. Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. М.: МГУ, 1998.

7. Меркулова В.П., Ловчиков В.С., Ивановский М.Д. Окисление сульфидных минералов озонированными сернокислыми растворами. В сб.: Труды Московского института стали и сплавов. Вып. 111: Теория и практика процессов получения тяжелых цветных и благородных металлов. М.: Металлургия, 1978. C. 83—87.

8. Чтян Г.С. Механизм процесса переработки медноэлектролитных шлаков озоном. В сб.: Матер. совещ.«Химия и технология редких элементов». Ереван: ЕГУ, 1978. С. 122—124.

9. Havlik T., Skrobian M. Acid leaching of chalcopyrite in the presence of ozone. Canad. Metal. Quart. 1990. Vol. 29. No. 2. Р. 133—139. DOI: 10.1179/000844390795576102.

10. Бабаян Г.Г. Обезмеживание электролитных шлаков меднохимического производства с помощью озона. В сб.: Матер. 2-й Межвуз. конф. по озону. М.: МГУ, 1977. С. 153—156.

11. Крылова Л.Н. Новый способ выщелачивания сульфидных концентратов — пероксон-солевой. Металлург. 2010. No. 6. С. 66—68.

12. Horvath M., Bilitzky L., Hutter J. Ozone. Budapest: Akadémiai Kiadó, 1985.

13. Акопян С.З. Исследование процессов окисления озоном сульфидов молибдена, вольфрама, рения, меди в водной среде: Автореф. дис. … канд. хим. наук. Ереван: ЕГУ, 1979.

14. Колесова О.В., Островский С.В., Басов В.Н., Циппер А.А. Поисковые исследования по извлечению соединений хрома из шламов хроматного производства. Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. 2014. No. 4. С. 76—90.

15. Merwe W., Beukes J., Zy P.G. Cr(VI) formation during ozonation of Cr-containing materials in aqueous suspension — implications for water treatment. Water SA. 2012. Vol. 38. No. 4. P. 505—510. DOI: 10.4314/wsa.v38i4.4.

16. Tian Q.H., Wang H., Xin Y.T., Li D. Ozonation leaching of a complex sulfidic antimony ore in hydrochloric acid solution. Hydrometallurgy. 2016. Vol.159. P. 126—131. DOI: 10.1016/j.hydromet.2015.11.011.

17. Guo X.Y., Wang H., Xin Y.T., Tian Q.H. Leaching kinetics of antimony-bearing complex sulfides ore in hydrochloric acid solution with ozone. Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2017. No. 7(9). Р. 2073—2081. DOI: 10.1016/S10036326(17)60232-2.

18. Vinyals O.J., Roca V.A., Cruells C.M., Casado G.J., Juan M.E. Selective metal leaching process: Pat. 1281779 (EP). 2003.

19. Torres R., Lapidus G.T. Platinum, palladium and gold leaching from magnetite ore, with concentrated chloride solutions and ozone. Hydrometallurgy. 2016. Vol. 166. Р. 185—194. DOI: 10.1016/j.hydromet.2016.06.009.

20. Qian Kun Jing, Xing Yu Liu, Jian Kang Wen. A novel iron oxidation process in zinc leaching solution by ozone. Adv. Mater. Res. 2014. Vol. 900. P. 35—38. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.900.35.

21. Carrillo-Pedroza F.R., Soria-Aguilar M.J., Salinas-Rodríguez E., Martínez-Luevanos A., Pecina-Treviño T.E., Dávalos-Sánchez A. Oxidative hydrometallurgy of sulphide minerals. Recent Res. Metal. Eng. — From Extraction to Forming. 2012. P. 25—42. DOI: 10.5772/36107.

22. Carrillo-Pedroza1 F.R., Soria-Aguilar M. J., Pecina-Trevino T.Е., Luévanos A.M., Castillo M.S. Treatment of sulfide minerals by oxidative leaching with ozone. Miner. Process. Extract. Met. Rev. 2012. Vol. 33. P. 269—279. DOI: 10.1080/08827508.2011.584093.


Для цитирования:


Крылова Л.Н. Интенсификация сернокислотного выщелачивания меди из сульфидных концентратов с применением озона и ионов железа. Известия вузов. Цветная металлургия. 2019;(6):4-12. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-4-6-4-12

For citation:


Krylova L.N. Intensification of sulfuric acid leaching of copper from sulfide concentrates with the use of ozone and iron ions. Izvestiya Vuzov. Tsvetnaya Metallurgiya (Universities' Proceedings Non-Ferrous Metallurgy). 2019;(6):4-12. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-4-6-4-12

Просмотров: 198


ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)