Кинетика и технология переработки галенитсодержащего концентрата Кони Мансур

Приведены характеристики галенитсодержащего концентрата Кони Мансур (Респ. Таджикистан) и результаты кинетических исследований его выщелачивания в растворе азотной кислоты. Основными минералами (фазами) данного концентрата являются галенит (PbS), сфалерит (ZnS), пирит (FeS₂), халькопирит (CuFeS₂), англезит (PbSO₄) и кварц (SiO₂). В исследованиях использована проба концентрата следующего химического состава, мас.%: Pb – 46,56, Zn – 4,01, Fe – 20,55, Cu – 2,03, S – 21,78, Si – 3,78, Al – 1,29. Размер частиц концентрата варьируется в пределах 0,84–148,26 мкм. Оптимальными условиями осуществления азотно-кислотного выщелачивания концентрата являются: температура t = 55÷65 °С, концентрация кислоты 1,52,0 моль/дм3 , время переработки смеси концентрата с кислотой 70–90 мин. Выщелачивание минералов концентрата в растворе кислоты протекает, согласно механизму сокращения поверхности частиц, при температурах 45–65 °С в кинетической области с энергией активации Е = 46,78 кДж/моль, а при t < 45 °С реакция азотно-кислотного выщелачивания концентрата тормозится диффузионным переносом кислоты к поверхности частиц с величиной Е = 12,4 кДж/моль. Предложена технологическая схема переработки концентрата, основанная на результатах кинетики реакции выщелачивания минералов, и охарактеризованы ее основные стадии, которые не имеют выбросов газов и отходов, экологически чистые, не загрязняют природную среду, выполняются в закрытом циклическом режиме с многократным применением азотной кислоты, что значительно снижает себестоимость процесса выщелачивания концентрата. Образующиеся попутные вещества являются ценным материалом для использования в различных производствах.

галенитсодержащий концентрат, выщелачивание, кинетика, температура, раствор азотной кислоты, газы, нитратные соли, электроосаждение, свинец

1. Тяжелые цветные металлы и сплавы: Справочник. Т. 1. М.: ЦНИИЭИцветмет, 1999.

2. Струнников С.Г., Козьмин Ю.А. Гидрометаллургические схемы переработки свинцовых концентратов. Химия в интересах устойчивого развития. 2005. Т. 13. No. 4. С. 483—490.

3. Aydoğan S., Erdemoğlu M., Uçar G., Aras A. Kinetics of galena dissolution in nitric acid solutions with hydrogen peroxide. Hydrometallurgy. 2007. Vol. 88. P. 52—57.

4. Aydogan S., Aras A., Ucar G., Erdemoglu M. Dissolution kinetics of galena in acetic acid solutions with hydrogen peroxide. Hydrometallurgy. 2007. Vol. 89. P. 189—195.

5. Холмогоров А.Г., Пашков Г.Л., Михлина Е.В., Шашина Л.В., Жижаев А.М. Активация гидрометаллургического вскрытия PbS в азотнокислых растворах. Химия в интересах устойчивого развития. 2003. Т. 11. No. 6. C. 889—891.

6. Baba A.A., Adekola F.A. A study of dissolution kinetics of a Nigerian galena ore in hydrochloric acid. J. Saudi Chem. Soc. 2012. Vol. 16 (4). P. 377—386.

7. Warren G.W., Kim S., Henein H. The effect of chloride ion on the ferric chlo-ride leaching of galena concentrate. Metall. Trans. 1987. Vol. 15B. P. 59—69.

8. Dutrizac J.E., Chen T.T. The leaching of galena in ferric sulphate media. Metall. Mater. Trans. B. 2004. Vol. 26B (4). P. 61—69.

9. Khalique A., Akram A., Ahmed A.S., Hamid N. Effect of sodium chloride on dissolution of galena in aqueous acid solution. Pak. J. Sci. Ind. Res. 2005. No. 48(4). P. 236—239.

10. Михлина Е.В. Взаимодействие сульфида свинца с азотно-кислотными растворами: Дис. ... канд. хим. наук. Красноярск: ИХХТ СО РАН, 2004.

11. Рогожников Д.А. Комплексная гидрометаллургическая технология переработки многокомпонентных сульфидных промпродуктов: Дис. ... канд. техн. наук. Екатеринбург: УрФУ, 2013.

12. Бортников Н.С., Коваленкер В.А., Сафонов Ю.Г., Тронева Н.В., Лапутина И.П., Раздолина Н.В. Химический состав и условия образования Ag—Cu—Pb—Bi-сульфосолей в Кони Мансурском рудном поле. Изв. АН СССР. Сер. геол. 1985. No. 9. С. 65—75.

13. Саидов З.Ш. Состояние и перспектива развития горной и металлургической промышленности Республики Таджикистан. Горн. журн. 2003. No. 11. С. 13—16.

14. Гайбуллаева З.Х., Насымов Г.Т. Изучение кинетики выщелачивания свинца из концентратов месторождения Кони Мансур. Вестн. Тадж. технич. ун-та им. акад. М.С. Осими. 2015. No. 2(30). C. 47—53.

15. Гайбуллаева З.Х., Насымов Г.Т. Воздействие температуры на кинетику выщелачивания полиметаллических сульфидных концентратов месторождения Кони Мансур. Вестн. Тадж. технич. ун-та им. акад. М.С. Осими. Сер. Инж. исследования. 2016. No. 2(34). C. 50—57.

16. Nasymov G., Gaibullaeva Z., Ay N., Smirnova A. Chemical, morphological, and kinetic study of lead extraction from the Koni Mansur polymetallic deposit. Hydrometallurgy. 2019. Vol. 183. P. 159—165.

17. Montgomery D.C. Design and analysis of experiments. 8th ed. N.Y.: John Wiley & Sons Inc., 2012.

18. Copper (11) — sulfate. URL: https://www.sciencemadness.org/smwiki/index.php (accessed: 25.12.2019).

19. Ferric-111-sulfate. URL: https://periodie-tadle.ru/Solubilyty/index.php (accessed: 25.12.2019).

20. Тихомиров Л.А., Крицкая Д.А., Пилюгин В.В. Способ получения разделительных мембран: Пат. 2014878 (РФ). 1994.

21. Электролитический ряд напряжений. URL: https://www.powerinfo.ru/potentials (дата обращения: 25.12.2019).

22. Астапчук С.В. Электроэкстракция свинца из азотнокислых электролитов: Дис. ... канд. хим. наук. Красноярск: ИХХТ СО РАН, 2007.