Обогащение медеэлектролитных шламов по технологии «аэрационное обезмеживание – флотация»

В условиях ухудшения качества сырья в медной подотрасли проблема сохранения параметров извлечения и себестоимости цветных и благородных металлов становится еще более важной. Поэтому приоритетной задачей для исследователей является разработка технологических приемов, позволяющих не только концентрировать целевые металлы в обогащенные продукты, но и извлекать ранее теряемые со шлаками и пылями ценные элементы-примеси. Одним из способов ее решения является создание технологических схем, сочетающих гидрометаллургические и обогатительные операции. Ранее проведенными исследованиями была показана эффективность применения автоклавных процессов и флотации для обезмеживания медеэлектролитного шлама и его обогащения по золоту, серебру и селену. Однако применение автоклавных процессов требует больших капитальных и текущих затрат. Поэтому был проведен цикл экспериментов по аэрационному обезмеживанию шлама с последующей флотацией и получены соответствующие результаты опытов. В настоящей работе было изучено влияние условий аэрационного выщелачивания (температуры, условий перемешивания, удельного расхода окислителя – воздуха и кислорода), дезинтеграции полученного продукта, а также параметров флотации на селективность разделения оксидной и халькогенидной фаз и качество получаемых при этом концентратов. По результатам экспериментов разработаны технологические операции, позволяющие обогащать медеэлектролитные шламы в 2–3 раза по содержанию драгоценных металлов без использования автоклавных процессов. Определены условия и аппаратурное оформление для глубокого обезмеживания шлама (менее 0,5–0,8 % остаточного содержания меди). Достигнут приемлемый уровень разделения халькогенидов драгоценных металлов и оксидных соединений свинца и сурьмы, что позволит в дальнейшем извлекать при переработке соответствующих концентратов товарные продукты. Приведены результаты анализа получаемых продуктов с использованием методов РЭМ и РСМА. Полученные данные являются вкладом в создание комплексной гидрометаллургической технологии переработки анодных шламов медного производства.

1. Hait J., Jana R.K., Sanyal S.K. Processing of copper electrorefining anode slime: a review. Mineral Processing and Extractive Metallurgy. 2009;118(4):240—252. https://doi.org/10.1179/174328509x431463

2. Cooper W.C. The treatment of copper refinery anode slimes. JOM. 1990;8:45—49. https://doi.org/10.1007/BF03221054

3. Мейерович А.С., Меретуков М.А. Техника и технология переработки электролитных шламов за рубежом: Обзорная информация. М.: ЦНИИцветмет экономики и информации, 1988. 52 с.

4. Меретуков М.А., Орлов А.М. Металлургия благородных металлов (Зарубежный опыт). М.: Металлургия, 1990. 416 с.

5. Wei Dong Xing, Seong Ho SohnMan Seung Lee. A Review on the recovery of noble metals from anode slimes. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2019; 2:1—14. https://doi.org/10.1080/08827508.2019.1575211

6. Лобанов В.Г., Полыгалов С.Э., Мамяченков С.В., Хмелев Н.Б., Мельник Ф.Ф. К проблеме интенсификации обезмеживания медеэлектролитного шлама. Цветные металлы. 2023;12: 35—40. https://doi.org/10.17580/tsm.2023.12.02

7. Грейвер Т.Н., Зайцева И.Г., Косовер В.М. Селен и теллур. М.: Металлургия, 1977. 296 с.

8. Hoffman J.E., Sutcliff K.E., Wells B.A., George D.B. Hydrometallurgical processing of kennecott refinery slimes. In: COPPER 95 — COBRE 95: Electrorefining and Hydrometallurgy of Copper. Canada. Montreal: Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum, 1995. Vol. 3. P. 41—57.

9. Komori K., Ito S., Okada S., Iwahori S. Hydrometallurgical process of precious metals in naoshima smelter and refinery. Processing of Copper. 2010;4:1403—1411.

10. Jarvinen O., Virtanen H. A new hydrometallurgical process for treating copper anode slimes. In: Proc. of COBRE 2003. Chili: Santiago, 2003. Р. 221—232.

11. Chuanyan Lei, Peihua Zhu. Recovery of precious metals from copper anode slime by combined metallurgy and beneficiation. In: Mineral processing and extractive metallurgy: Proc. of Int. Conf. China: Kunming, 1984. Р. 699—705.

12. Dong Li, XueyiGuo, Zhipeng Xu, Runze Xu, Qiming Feng. Metal values separation from residue generated in alkali fusion-leaching of copper anode slime. Hydrometallurgy. 2016;165(2):290—294. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2016.01.021

13. Yasin K., Guldem K., Servet T. An investigation of copper and selenium recovery from copper anode slimes. International Journal of Mineral Processing. 2013;124(11):75—82. https://doi.org/10.1016/j.minpro.2013.04.006

14. Dong Li, XueyiGuo, Zhipeng Xu, Qinghua Tian, Qiming Feng. Leaching behavior of metals from copper anode slime using analkali fusion-leaching process. Hydrometallurgy. 2015;157(10):9—12.

15. Chen A., Peng Z., Hwang J-Y., Ma Y., Liu X., Chen X. Recovery of silver and gold from copper anode slimes. JOM. 2015;67(2):493—502. https://doi.org/10.1007/s11837-014-1114-9

16. Ласточкина М.А., Грейвер Т.Н., Вергизова Т.В., Мастюгин С.А., Ашихин В.В., Краюхин С.А., Крестьянинов А.Т. Способ переработки свинцовистых шламов электрорафинирования меди (варианты): Патент 2451759 (РФ). 2012.

17. Chen T.T., Dutrizac J.E. Mineralogical characterization of anode slimes. Canadian Metallurgy Quarterly. 1993;32(4):267—279.

18. Yanliang Zeng, Chunfa Liao, Fupeng Liu, Xun Zhou. Occurrence behaviors of As/Sb/Bi in copper anode slime and their separation by compound leaching followed by stepwise precipitation. ACS Omega. 2023;8: 10022—10029.

19. Мастюгин С.А., Ласточкина М.А., Набойченко С.С., Воинков Р.С. Использование приемов дезинтеграции при переработке медеэлектролитных шламов. Цветные металлы. 2014;(11):35—40.

20. Угорец М.З., Глазкова Т.И. Гидрометаллургическое извлечение свинца и сурьмы из медеэлектролитных шламов. В кн.: Комплексное использование сырья цветной металлургии. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1980. С. 63—66.

21. Хломанских Ю.Б., Черкасов Г.Ф., Савин В.М., Лобанов Е.Н. О выводе Sb, As и Bi при переработке медеэлектролитных шламов. Цветные металлы. 1970;(7):30—31.

22. Воинков Р.С. Комплексная переработка хвостов флотации медеэлектролитных шламов: Автореф. дис. канд. техн. наук. Екатеринбург: УрФУ, 2015.

23. Тимофеев К.Л., Королев А.А., Краюхин С.А., Мальцев Г.И., Воинков Р.С., Шунин В.А., Сергейченко С.В., Кокшин А.А. Освоение производства олова и сурьмы в АО «Уралэлектромедь». В сб.: Современные технологии производства цветных металлов: Материалы междунар. науч. конф., посвященной 80-летию С.С. Набойченко (24 марта 2022 г.). Екатеринбург: УрФУ, 2022. С. 159—165.

24. Baole Li, Juhai Deng, Wenlong Jiang, Guozheng Zha, Bin Yang Removal of arsenic, lead and bismuth from copper anode slime by a one-step sustainable vacuum carbothermal reduction process. Separation and Purification Technology. 2023;310:123059. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.123059