Оценка перспективности переработки окисленных никелевых руд с использованием СВЧ-энергии

Урал обладает запасами никеля на уровне 1,5 млн т. Месторождения находятся в промышленно развитом регионе – на территории Челябинской, Свердловской и Оренбургской областей. Однако в настоящее время их не разрабатывают, и металлический никель на Урале не производят, так как металлургические предприятия полностью остановлены. Причиной является то, что запасы никеля представлены окисленными никелевыми рудами (ОНР), которые являются сложным сырьем с низким содержанием никеля и кобальта, переработка которого по существующим технологиям нерентабельна. Осложняет задачу и то, что на сегодняшний день не существует метода обогащения ОНР с получением концентрата, поэтому все технологии предусматривают переработку всей массы руды, что ведет к значительным расходам на реагенты и энергетическим затратам. В то же время не прекращается поиск новых технологических подходов, ориентированных на применение альтернативных вариантов извлечения никеля и кобальта из ОНР уральских месторождений. Одним из подобных методов является применение СВЧэнергии для вскрытия никелевых минералов и интенсификации перевода в раствор никеля и кобальта. В настоящей работе оценено влияние воздействия СВЧ-энергии на извлечение никеля из окисленных никелевых руд Уральского региона. Приводятся данные по сравнению показателей классического серно-кислотного выщелачивания и процесса с наложением СВЧэнергии. Выполнен комплекс тестовых исследований, цель которых – оценить перспективность применения СВЧ-энергии для переработки ОНР. Сравнение технологических параметров обоих подходов выявило преимущество атмосферного серно-кислотного выщелачивания ОНР с наложением СВЧ-энергии, в ходе которого было достигнуто извлечение никеля в раствор до 95 % за небольшой промежуток времени. На основании полученных результатов данное направление выбрано как наиболее перспективное для практической реализации. 

1. Peiyu Zhang, Qiang Guo, Guangye Wei, Long Meng, Linxin Han, Jingkui Qu, Tao Qi. Extraction of metals from saprolitic laterite ore through pressure hydrochloric-acid selective leaching. Hydrometallurgy. 2015; (157):149—158. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2015.08.007

2. Fatahi Mohammadreza, Noaparast Mohammad, Shafaei Seyyed Ziaeddin. Nickel extraction from low grade laterite by agitation leaching at atmospheric pressure. International Journal of Mining Science and Technology. 2014;4:543—548. https://doi.org/10.1016/j.ijmst.2014.05.019

3. Jian-ming Gao, Mei Zhang, Min Guo. Innovative methodology for comprehensive utilization of saprolite laterite ore: Recovery of metal-doped nickel ferrite and magnesium hydroxide. Hydrometallurgy. 2015;(158):27—34. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2015.09.027

4. Pickles C.A. Microwave heating behavior of nickeliferous limonitic laterite ores. Minerals Engineering. 2004;6: 775—784. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2004.01.007

5. Reid J., Barnett S. Nickel laterite hydrometallurgical processing update. In: Nickel-Cobalt-8. Technical Sessions Proceedings «Alta Metallurgical Services». Perth, W. Australia, 2002. 27 р.

6. Berezowsky R.M. Laterite: new life of limonite. Minerals Industry International. 1997;1034:46—55.

7. Urbain D., Duterque J. P., Palanque Ph., Rey P. Economic comparison between the sulphuric acid leach process and other processes for oxidized nickel ores. In: Proceedings-nickel metallurgy. Vol. I: Extraction and refining of nickel. 1986. Р. 578—596.

8. Motteram G., Ryan M., Berezowsky R.M., Raudsepp R., Murrin M. Nickel-Cobalt Project: Project Development Overview. In: Proc. of Nickel-Cobalt Pressure Leaching and Hydrometallurgy Forum (May 13-14, 1996), Perth, Australia: Alta Metallurgical Services, 1996.

9. Аленичев В.М., Уманский А.Б., Клюшников А.М. Физико-химические особенности процесса кучного выщелачивания окисленных никелевых руд Урала с использованием растворов серной кислоты. Вестник Воронежского университета. 2013;(2):9—14.

10. Уманский А.Б., Клюшников А.М. Гидрометаллургическая технология переработки отвалов серпентинита с выделением никелевого концентрата. В сб.: Труды международного конгресса «Фундаментальные основы технологий переработки и утилизации техногенных отходов». 2012.

11. McDonald R.G., Whittington B.I. Atmospheric acid leaching of nickel laterites review. Part I. Sulphuric acid technologies. Hydrometallurgy. 2008;(1-4):35—55. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2007.11.009

12. Аленичев В.М., Уманский А.Б., Клюшников А.М. Разработка технологии кучного выщелачивания окисленных никелевых руд Уральских месторождений. Известия Томского политехнического университета. 2013;(3):124—128.

13. Набойченко С.С., Ни Л.П., Шнеерсон Я.М., Чугаев Л.В. Автоклавная гидрометаллургия цветных металлов. Екатеринбург: УГТУ—УПИ, 2002. 940 с.

14. Колмачихина О.Б. Комбинированная технология переработки окисленных никелевых руд (на примере Серовского месторождения): Дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Екатеринбург: УрФУ, 2018.