Разработка научных основ повышения извлечения микродисперсного золота и платины из труднообогатимых минеральных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.02, кандидат наук Федоров Сергей Андреевич

• Федоров Сергей Андреевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Федоров Сергей Андреевич

ВВЕДЕНИЕ

1 ИЗВЛЕЧЕНИЕ МИКРОДИСПЕРСНОГО ЗОЛОТА И ПЛАТИНЫ ИЗ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ: ОБЗОР СПОСОБОВ

1.1 Типы труднообогатимых рудных минеральных материалов, содержащих золото и платину

1.1.1 Природные руды золота и платины

1.1.2 Техногенные отходы, содержащие золото и платину

1.2 Способы извлечения золота из минеральных материалов

1.3 Способы повышения извлечения золота и платины из сульфидных материалов при их плавке на штейн

1.3.1 Распределение золота и платины между штейном и шлаком

1.3.2 Основные причины перехода золота и платины в шлак при плавлении сульфидных материалов

1.3.3 Способы, снижающие потери золота и платины при плавке сульфидных материалов на штейн

1.4 Выводы по главе

2 ПОВЕДЕНИЕ ЗОЛОТА И ПЛАТИНЫ В ХОДЕ НАГРЕВА И ПЛАВЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1 Выбор объектов исследования

2.2 Проведение экспериментов и определение вещественного состава опытных образцов

2.3 Формы нахождения золота и платины в продуктах плавления сульфидных минеральных материалов

2.3.1 Термодинамическое моделирование реакций золота и платины с компонентами сульфидного материала при его нагреве

2.3.2 Исследование продуктов плавления сульфидных материалов, содержащих золото и платину

2.4 Поведение золота при нагреве и плавлении несульфидных минеральных материалов

2.4.1 Движение капель золота в пористых минеральных материалах при их нагреве

2.4.2 Осаждение капель золота в оксидных расплавах

2.5 Выводы по главе

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФЛОТАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И СУЛЬФИДНЫХ КАПЕЛЬ В ОКСИДНЫХ РАСПЛАВАХ

3.1 Флотация капель золота в оксидных расплавах

3.1.1 Стадии флотации капель золота

3.2 Флотация сульфидных капель в оксидных расплавах при плавлении сульфидных материалов на штейн

3.3 Выводы по главе

4 СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА И ПЛАТИНЫ ИЗ ТРУДНООБОГАТИМЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПУТЕМ ИХ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКИ

4.1 Извлечение золота из труднообогатимых минеральных материалов путем их плавления и последующей продувки расплава

4.1.1 Выбор объекта исследований

4.1.2 Методика извлечения золота гравитационной сепарацией

4.1.3 Методика извлечения золота цианированием

4.1.4 Плавление минерального материала, продувка расплава и последующее извлечение золота из него гравитационной сепарацией и цианированием

4.1.5 Экологически безопасная утилизации минерального материала после извлечения из него золота

4.1.6 Предлагаемый способ извлечения золота из труднообогатимых минеральных материалов

4.2 Повышение извлечения золота и платины в штейн при плавке сульфидных материалов путем продувки шлака и добавлении флюса флюорита в исходную шихту

4.2.1 Влияние времени выдержки расплава на распределение благородных

металлов между штейном и шлаком

4.2.2 Обоснование выбора кальцита и флюорита в качестве флюсов

4.2.3 Влияние кальцита на распределение между штейном и шлаком золота, платины и цветных металлов

4.2.4 Влияние флюорита на распределение между штейном и шлаком золота, платины и цветных металлов

4.2.5 Способ повышения извлечения золота и платины в штейн при плавке сульфидных материалов путем продувки шлака инертным газом и добавлением флюса флюорита в исходную шихту

4.3 Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка научных основ повышения извлечения микродисперсного золота и платины из труднообогатимых минеральных материалов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Значительный рост спроса на золото и платину, а также сокращение их легкообогатимых природных запасов заставляют вовлекать в производство забалансовые труднообогатимые руды и техногенные отходы горно-металлургического комплекса. Основная проблема извлечения золота из таких материалов заключается в том, что существенная доля его частиц имеет размеры менее 10 мкм. Такое микродисперсное золото при измельчении вскрывается незначительно. Тонкий помол минеральных материалов с помощью бисерных мельниц лишь немного повышает извлечение Аи [1-3]. В процессах гравитации и флотации металл извлекается с минералом - носителем. Цианированием микродисперсное золото извлекается лишь после разложения сульфидов. Показатель извлечения Аи такими методами обогащения во многих случаях падает до 20% и ниже [4-5]. В открытых источниках информации практически нет сведений о создании технологии извлечения микродисперсного золота как из труднообогатимых руд, так и из техногенных отходов. Известны работы, в которых предлагается укрупнять такие частицы золота в процессе лазерного нагрева [6]. Однако они проводятся в основном на эмпирическом уровне, что сужает ценность полученных в опытных условиях результатов.

Отходы предприятий горно-металлургического комплекса содержат более 1000 т металлов платиновой группы [7] и тонны золота только в хвостах обогащения. Наличие такого количества отходов свидетельствует о том, что на стадиях переработки сульфидного сырья терялась часть платины и золота, находящихся в микродисперсном состоянии. Одной из стадий является плавка Си-N1 сульфидных материалов на штейн. При плавке происходит разделение расплава на сульфидную и оксидную составляющие (штейн и шлак). Платина и золото концентрируются в штейне, но часть их попадает в шлак, который в дальнейшем уходит в отвалы. Это приводит к потерям металлов [8-10]. Чтобы уменьшить потери благородных металлов со шлаками при плавке сульфидных материалов на штейн, необходимо изучить механизм их перехода в шлак. Одним из вероятных

вариантов этого перехода является флотация капель штейна, содержащих платину и золото, пузырьками газа, которые появляются вследствие разложения сульфидов. Вопросы описания флотации, влияния флюсов на потери ценных металлов являются важными для разработки способа повышения извлечения Au, Pt и других полезных компонентов в штейн при плавке сульфидных материалов.

Таким образом, тема диссертационной работы, направленной на разработку научных основ повышения извлечения микродисперсного золота и платины из труднообогатимых минеральных материалов при их высокотемпературной обработке, является актуальной.

Степень разработанности темы исследования. Теоретические основы поведения золота и платины на пирометуллургической стадии переработки сульфидных материалов рассмотрены А.В. Ванюковым, В.Я. Зайцевым, И.Н. Плаксиным, Н.А. Ватолиным, Л.И. Леонтьевым, Г.В. Скоповым, Е.Н. Селивановым, Л.Ш. Цемекхманом, С.С. Набойченко, И.Н. Масленицким, Л.В. Чугаевым, В.Ф. Борбатом, А.И. Окуневым, М.В. Никитиным, Л.С. Стрижко, В.А. Макаровым, В.Г. Михеевым, П.Н. Самородским, В.Н. Шамовым, А.И. Юрьевым, С.И. Матвеевым, Н.А. Шабуниной, Л.И. Алексеева, В.Д. Чегодаевым, K. Avarmaa, H. Johto, P. Taskinen, T. Sakai, S.W. Ip, J.M. Toguri, X. Cheng, Z. Cui, L. Contreras, M. Chen, A. Nguyen, B. Zhaoi и др. Исследования касались минералогии платины в лежалых шлакоотвалах; распределения благородных металлов между шлаком и штейном; флотации капель штейна в шлаках различного состава в зависимости от парциального давления кислорода, межфазные натяжения в этой системе; прорыва пузырьком газа поверхности двух жидкостей. Однако этих данных недостаточно: необходимо расширить знания для обоснования технических решений по снижению потерь благородных металлов при плавке сульфидных материалов на штейн.

Исследование движения и укрупнения микродисперсных капель золота в оксидных расплавах, а также в пористых минеральных образцах при их нагреве, выполнены впервые.

Объектами исследований являются силикатно-карбонатная руда; медно-колчеданная руда; медно-никелевая сульфидная руда, штейн и шлак после ее плавления; конвертерный шлак; хвосты обогащения.

Предмет исследования - способы повышения извлечения золота и платины из труднообогатимых минеральных материалов в металлургических агрегатах.

Целью работы является разработка физико-химических основ повышения извлечения микродисперсного золота и платины из труднообогатимых минеральных материалов путем их высокотемпературной обработки.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование влияние нагрева до различных температур на форму, размеры и состав частиц золота и платины в минеральных материалах.

2. Изучение флотации капель золота газовыми пузырьками в оксидном расплаве, как одного из основных механизмов укрупнения металлических микрокапель при плавлении минерального сырья; анализ стадий процесса.

3. Установление условий и стадий флотации золото- и платиносодержащих сульфидных капель газовыми пузырьками в оксидных расплавах - одной из основных причин потерь благородных и цветных металлов при плавке сульфидных материалов на штейн.

4. Разработка научных основ повышения извлечения микродисперсного золота из труднообогатимых минеральных материалов путем их плавления и последующей продувки расплава.

5. Разработка научных основ повышение извлечения золота и платины в штейн при плавке сульфидных материалов путем продувки шлака и уменьшением его вязкости за счет добавления в исходную шихту флюса флюорита.

Научная новизна работы:

1. Установлено, что содержание металлических примесей в частицах золота растет с уменьшением их линейного размера, когда он меньше 2 мкм. Аналогичная зависимость имеет место для игольчатых образований PtFe. Это связано с повышением энергии Гиббса при диспергировании.

2. Рассмотрена модель нагрева дисперсной частицы золота, помещенной в среду с определенными свойствами, которая решалась численными методами с помощью пакета программ МайаЬ. В результате установлено, что в период нагрева во всех минеральных средах имеет место перепад температур по сечению дисперсных частиц золота. Из-за этого перепада капли золота движутся к поверхности пористых образцов (к источнику тепла) под действием термокапиллярного эффекта.

3. Установлен один из основных механизмов укрупнения капель золота в оксидном расплаве - флотация капель пузырьками газа и их последующая коагуляция: пузырек газа, поднимаясь в оксидном расплаве, на своем пути способен захватить десятки тысяч микрокапелек золота.

4. Показано, что формирование системы пузырек газа - капля золота в оксидном расплаве не будет тормозить общий процесс объединения микрокапелек золота пузырьками газа, не будет лимитирующим звеном всего процесса

5. Получены уравнения, описывающие условия флотации капли пузырьком в жидкости на примере системы газовый пузырек - сульфидная капля - шлак - одной из основных причин потерь золота и платины при плавке сульфидных материалов на штейн. Радиус пузырька может быть меньше радиуса капли.

Теоретическая и практическая значимость работы:

1. Расширены научные знания о свойствах и поведении микродисперсных золота и платины, содержащихся в минеральных материалах: установлена зависимость увеличения содержание примесей в микрочастицах золота и платины при уменьшении их линейного размера; показано, что в период нагрева минеральной среде имеет место перепад температур по сечению дисперсных частиц золота, благодаря чему капли Аи могут двигаться в порах материала под действием термокапиллярного эффекта.

2. Получены уравнения, описывающие условия и стадии флотации металлических и сульфидных капель в оксидных расплавах. Процесс флотации -один из основных механизмов укрупнения металлических и сульфидных капель в

оксидных расплавах и одна из основных причин потерь золота, платины и других ценных компонентов при плавке сульфидных материалов на штейн.

3. Разработаны научные основы повышения извлечения микродисперсного золота из труднообогатимых руд и техногенных образований, основанный на укрупнении его частиц при расплавлении материала и его последующей продувки воздухом. На примере хвостов обогащения золотосодержащей руды (содержание в хвостах 1 г/т) показано, что извлечение Au в концентрат гравитационной сепарацией после плавления и продувки хвостов увеличилось на 56.1%, цианированием на 12%. Содержание золота в гравитационном концентрате возрастает на порядок (с 2.77 до 43.6 г/т).

4. Разработаны научные основы повышения извлечения золота и платины в штейн при плавке сульфидного материала путем продувки шлака инертным газом и понижением вязкости этого шлака (один из вариантов - добавление в исходную шихту флюса флюорита). На примере медно-никелевых сульфидных материалов показано уменьшение содержания благородных и цветных металлов в шлаке в 1,1 -5,5 раза и, соответственно, обогащение этими металлами штейна.

Методология и методы исследования. Экспериментальные исследования проводились на лабораторной базе ФГБУН Института металлургии Уральского отделения РАН. Пробоподготовка исследуемых минеральных проб перед экспериментами и химическими анализами состояла из дробления этих проб и последующим истиранием в вибрационном истирателе; перед исследованием проб под растровым электронным микроскопом из них изготавливались полированные аншлифы, которые в дальнейшем покрывались тонким слоем углерода (графита). Нагрев и плавление истертых образцов в диапазоне температур от 1100 до 14 50°С осуществлялись в печи сопротивления с графитовым нагревателем, в корундовых и графитовых тиглях. Продувка расплава производилась через корундовую трубку атмосферным воздухом с расходом последнего не более 0,5 л/мин с помощью электрической воздуходувки. В работе использованы современные методы химического (рентгенофлуоресцентный спектрометр S4 Explorer и атомно -эмиссионный спектрометр Spectroflame Modula S), рентгенофазового

(дифрактометр XRD 7000 C Shimadzu) и микроэнергодисперсионного (Oxford Instruments X-act, ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН) анализов. Идентификация фаз по данным РФА проведена с использованием базы данных PDF-2, а анализ дифрактограмм - с использованием программы Crystal Impact Match 3. Термодинамическое моделирование проведено с использованием программного комплекса HSC Chemistry. Моделирование нагрева частиц - в пакете программ Matlab.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Содержание примесей в частицах золота значительно увеличивается при их радиусе меньше 2 мкм, теряется огранка кристаллов, начинает больше преобладать глобулярная форма частиц. Аналогичная зависимость имеет место для платины.

2. Наличие капелек золота на поверхности пористых минеральных материалов при их нагреве свыше 1100°С внешним источником объясняется движением этих капелек под действием термокапиллярного давления. Однако вероятность соприкосновения капель и последующая их коагуляция при низком содержании золота в материале малы из-за значительных расстояний между этими каплями.

3. Флотация капелек золота газовыми пузырьками в оксидном расплаве приводит к укрупнению этих капелек и концентрированию их на поверхностях расплава, что приводит к значительному повышению извлечения золота (на 51,4%) методами гравитационной сепарации.

4. Подчеркнуто, что одной из основных причин перехода золота и платины из штейна в шлак при плавке сульфидных материалов - это флотация сульфидных капель. Газовый пузырек способен вынести в шлак на себе сульфидную каплю большим радиусом, чем сам пузырек.

5. Продувка шлака инертным газом способствует укрупнению дисперсных сульфидных капель, что ведет к уменьшению содержания благородных и цветных металлов в шлаке и обогащению ими штейна.

Достоверность полученных результатов базируется на использовании для экспериментов современного оборудования и установок, входящих в центры коллективного пользования «Урал - М» ИМЕТ УрО РАН и Южно-Уральский центр ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН, а также обновляемых баз данных (ICDD PDF 2) и современных методик экспериментов. Статьи по результатам исследования опубликованы в высокорейтинговых рецензируемых научных журналах (Доклады академии наук, Цветные металлы, Металлург, Canadian Metallurgical Quarterly, Metals и др.).

Личный вклад автора. Изложенные в работе результаты получены лично автором или при его непосредственном участии. Автором выполнены: литературный обзор, термодинамическое моделирование и моделирование нагрева частиц золота, лабораторные эксперименты, анализ и обобщение полученных результатов.

Апробация работы. Основные результаты научно-квалификационной работы доложены и обсуждены на Всероссийских и международных научно-практических конференциях: «Менделеевский съезд по общей и прикладной химии» (Екатеринбург, 2016; Санкт-Петербург, 2019), «Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований» (Екатеринбург, 2017, 2019, 2021), «IUPAC High Temperature Materials Chemistry Conference» (Екатеринбург, 2018), «Физика. Технологии. Инновации» (Екатеринбург, 2019, 2021), «the 15th SGA Biennial Meeting» (Шотландия, 2019), «Перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР» (Екатеринбург, 2020), «Mendeleev - 2021» (Санкт-Петербург, 2021).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 19 научных работ, в том числе 9 статей в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК РФ и международных баз данных Scopus и Web of Science, 3 статьи в сборниках научных трудов, 1 заявка на патент РФ.

Связь диссертации с планами НИР. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научных проектов №19-38-90080\19, №18-29-24081 и

№16-08-00768; стипендии Президента Российской Федерации молодым ученым и аспирантам; Государственного задания Министерства образования и науки РФ №11.256.2014/К; Государственного задания №075-03-2021-303 от 29.12.2020 г.

Соответствие паспорту специальности. Работа соответствует паспорту научной специальности 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов п. 1 «Рудное, нерудное и энергетическое сырье», п. 2 «Твердое и жидкое состояние металлических, оксидных, сульфидных, хлоридных систем», п. 4 «Термодинамика и кинетика металлургических процессов», п. 5 «Металлургические системы и коллективное поведение в них различных элементов», п. 9 «Подготовка сырьевых материалов к металлургическим процессам и металлургические свойства сырья», п. 11 «Пирометаллургические процессы и агрегаты», п. 14 «Металлургические шлаки и их использование».

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, изложена на 144 страницах машинописного текста, содержит 51 рисунок, 16 таблиц, список использованных источников включает 133 наименования отечественных и зарубежных авторов.

1 ИЗВЛЕЧЕНИЕ МИКРОДИСПЕРСНОГО ЗОЛОТА И ПЛАТИНЫ ИЗ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ: ОБЗОР СПОСОБОВ

В настоящее время сокращаются запасы богатого легкообогатимого золото-и платиносодержащего минерального сырья. При этом в меньшей степени вовлекаются в производство запасы труднообогатимого сырья, увеличивается количество техногенных отходов горно-промышленного комплекса. По некоторым оценкам, доля труднообогатимых руд только для золота составляет более 30% от всех его запасов [11]. А отходы предприятий горно-металлургического комплекса содержат в себе более 1000 т металлов платиновой группы [9]. В России и за рубежом проводится широкий комплекс исследований по разработке и внедрению новых способов извлечения благородных металлов из труднообогатимого минерального сырья. Целью данной главы является литературный обзор типов труднообогатимых руд и техногенных отходов, формы нахождения в них золота и платины, способов извлечения благородных металлов из таких материалов. Это позволит установить степень изученности проблемы.

1.1 Типы труднообогатимых рудных минеральных материалов

Труднообогатимые минеральные материалы от других отличает тонкая вкрапленность рудных минералов и сложная текстура их срастания, благодаря чему уровень извлечения полезных компонентов традиционными методами обогащения низкий и редко превышает 75%, а зачастую падает до 20% и менее [45]. Такие материалы можно разделить на две большие группы: природные руды и техногенные отходы.

1.1.1 Природные руды золота и платины

Природные руды золота и платины представляют собой продукты взаимодействия сформировавшихся горных пород с гидротермальными растворами. Известно небольшое количество руд, в которых концентрируются оба

металла - это колчеданные руды, медно-никелевые сульфидные руды, графитсодержащие сланцы, пирротиновые и силикатно-карбонатные руды.

Колчеданные руды сложены сульфидами, в составе которых главным рудообразующим минералом является пирит, с которым ассоциируют пирротин, халькопирит, сфалерит, галенит и другие сульфидные минералы. Руды связаны с вулканогенными формациями базальтоидного магматизма. Главные извлекаемые полезные компоненты - Zn, Pb. Золото и платина в таких рудах являются попутными компонентами. Содержание золота в них варьируется от 0,5 до 20,0 г/т, представлен металл самородной формой, сплавами с серебром и медью, теллуридами, висмутидами и сульфидами. Значительная доля частиц Au (до 70%) относиться к микродисперсным, которые концентрируются в пирите и халькопирите. Так как пирит зачастую отходный продукт, то по этой причине часть золота теряется на стадии обогащения. Платина, предположительно, находится в форме сплавов с железом, золотом, содержания ее от менее 0,1 до 2 г/т, ассоциируется с сульфидами [12-15]. В настоящее время Pt из колчеданных руд практически не извлекается.

Наиболее известными месторождениями колчеданных руд, содержащих золото и платину, являются Гайское, Учалинское (Южный Урал) и Урупское (Северный Кавказ).

Медно-никелевые сульфидные руды являются основным источником платины на территории России несмотря на то, что он является в них попутным компонентом. Состоят эти руды из пирротина, халькопирита и пентландита, и ассоциируют с мафит-ультрамафитовыми интрузиями. Они бывают как массивные, состоящие в основном только из сульфидов, так и вкрапленными, где количество рудных минералов обычно не превышает 10-15%. Платина в таких рудах ассоциируется с пирротином и пентландитом, и встречается в виде сперрилита PtAs2, бреггита PtS, куперита PtS2, тетраферроплатины PtFe и изоферроплатины Pt3Fe. Размер зерен платиновых минералов варьирует от 0,1-0,2 мкм до нескольких мм (преобладающий размер обычно менее 100 мкм), содержание благородного металла находится в пределах 0,9 - 12,6 г/т. Золото представлено в самородной

форме, сплавов с Ag и максимальный размер которых - первые сотни мкм. Содержание металла в рудах от 0,1 до 4,5 г/т [14, 16].

Основная доля металлов платиновой группы - более 80% и значительная часть золота сосредоточены в медно-никелевых сульфидных рудах месторождений Норильского района (Октябрьское, Талнахское, Норильское) и Мурманской области (Ждановское).

Графитсодержащие сланцы - метаморфическая горная порода сланцеватой текстуры, до 20% и более в которой занимает графит. Золото встречается в самородной форме и в виде сплавов с ^ и Ag, сульфоарсенидов, теллуридов, висмутидов, которые представлены микро- и ультрадисперсными частицами в пирите и других сульфидах. Содержание золота в среднем 1 -2 г/т. Платина образует самородные формы и сплавы с Fe, представленные кристаллами и зернистыми агломератами до первых мкм. Содержание благородного металла обычно не превышает 1 г/т [17-19].

Одним из крупнейших в мире по запасам золота является месторождение Сухой Лог (Иркутская область).

Силикатно-карбонатные руды представляют собой метасоматически измененные карбонатные брекчии и кварц-карбонатные жилы. Практически все золото в них находится в микродисперсном состоянии. Лишь небольшая доля частиц имеет размеры более 100 мкм. Часто благородный металл встречается в самородном виде и сплавов с Pt, Pd, Щ. Содержание Au в среднем 2-7 г/т, Pt менее 1 г/т. Ассоциируются они с пиритом, арсенопиритом, гетитом, гематитом [20-21]. Представитель данного типа - Воронцовское месторождение (Средний Урал). Краткая характеристика каждого из типов руд приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Типы природных руд, содержащих золото и платину

Тип материала Содержания благородных металлов, г/т Форма нахождения металлов Примеры месторождений

Колчеданные руды Au 0,5-20,0 Pt до 2,0 Самородное Au, сплавы с Ag и теллуриды, висмутиды, сульфиды; размеры частиц от менее 1 мкм до нескольких мм. Сплавы Pt с Fe и Au Гайское, Учалинское (Южный Урал), Урупское (Северный Кавказ)

Медно-никелевые сульфидные руды Au 0,1-4,5 Pt 0,9-11,6 Самородное золото, сплавы с Ag и Cu; размер частиц до 100 мкм. Сперрилит PtAs2, бреггит PtS, куперит PtS2, тетраферроплатина PtFe и изоферроплатина PtзFe; размер частиц от 0,1 мкм до нескольких мм Октябрьское, Талнахское (Норильский район), Ждановское (Мурманская область)

Графитсодержащие сланцы Au 1-2 Pt менее 1 Самородное золото, сплавы с Ag и Cu, сульфоарсениды, теллуриды, висмутиды; микродисперсные частицы. Самородная платина, сплавы с Fe Сухой лог (Иркутская область)

Силикатно-карбонатные руды Au 2-7 Pt менее 1 Самородное золото, сплавы с Си, Р^ Pd, Hg; размер частиц от менее 1 до 100 мкм Воронцовское (Средний Урал)

1.1.2 Техногенные отходы, содержащие золото и платину Техногенные отходы, представляющие собой продукты горнометаллургических комплексов, характеризуются близкими минеральным и

химическим составами к природным рудам, относительно невысокими содержания золота и платины (в среднем 1-2 г/т), значительными запасами (до 1000 т на одном месторождении), преимущественно мелкозернистым составом (размер зерен менее 1-2 мм). Несмотря на то, что техногенные отходы - упорное минеральное сырье, которое требуют нетрадиционных обогащения, себестоимость извлечения золота и платины из такого сырья зачастую ниже, чем при обогащении исходных руд, поскольку из технологической цепочки исключаются дорогостоящие операции добычи, дробления и измельчения. Однако, только ограниченное число техногенных отходов имеет содержания золота и платины близких к природным рудам. На этом основании рассмотрено и выделено только 9 типов потенциального сырья [22], которые с краткими характеристиками приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Техногенные отходы, содержащие золото и платину

Тип отходов Содержания Форма нахождения Примеры

благородных металлов месторождений

металлов, г/т

1 2 3 4

Отвалы Au 0,1 - 0,5 Самородное золото; Отвалы рудника

вмещающих пород МПГ менее сплавы систем Au-Cu, им. III

1 Au-Ag, Au-Ag-Cu; твердые растворы с медными сульфидами, арсенопиритом и мышьяксодержащим пиритом; реже - Интернационала, отвалы Буримбаевского ГОКа; рудники по добыче медно-никелевых руд

Хвостохранилища обогатительных Au 0,1 - 8,5 Pt 0,1 - 2,1 сульфоарсениды, теллуриды, Хвостохранилища Норильской ОФ,

фабрик висмутиды, сульфосоли; размер частиц варьирует от 1 мкм до 4 мм. Тетраферроплатина, сперрилит, брэггит, куперит от менее 1 до 200 мкм, твердые растворы в пирротине и пентландите Качканарского ГОКа, хромитовых рудников комплекса Бушвельд (ЮАР), Семеновской и Артемовской ЗИФ, Учалинской и Сибайской ОФ

1 2 3 4

Лежалые пирротиновые и магнетитовые концентраты Au 0,3 МПГ 1 ,2 -26 Предположительно микродисперсные частицы самородного золота и твердые растворы с сульфидами. Тетраферроплатина, сперрилит, куперит, таймырит, сплавы с оловом, висмутом, свинцом от 1 до 200 мкм, твердые растворы в пирротине Лежалые пирротиновые концентраты и хранилища магнетитовых концентратов ГМК «Норильский никель»

Пиритные концентраты Au 1,1 - 3,7 Самородное золото; интерметаллиды и сплавы систем Аи-^, Au-Ag, Au-Ag-Cu; твердые растворы с сульфидами Отвалы Левихинского и Кабанского рудников (Средний Урал)

Техногенные россыпи1 Au 0,5 - 65,9 МПГ 0.1 - 2,6 Самородное золото; амальгамы золота с составом: Au-Hg, Au-Ag-Hg, Au-Hg-Pb, Au- Ag-Hg-Pb; размер зерен от 5 до 500 мкм. Изоферроплатина, станниды палладия, иридосмин, осмирид, от 3 до 30 мкм, обычно в сростках с силикатами Техногенные россыпи по р. Щучья (Норильский район), по р. Сосьва (Средний Урал), р. Кедровка и р. Нагима (Верхнее Приамурье)

Отвалы пиритных огарков Au 0,7 - 1,5 Форма нахождения золота и размер его частиц не установлены Твердые отходы сернокислотного производства ОАО «Минудобрения», Полевского сернокислого завода и Кировградского медеплавильного комбината

1 2 3 4

Шлакоотвалы Au 0,1 - 0,4 МПГ 0,4 -2,2 Сплавы золота с медью и сурьмой, интерметаллиды AuзCu, AuCu, размерами от 0,1 до 20 мкм. PbPdS, PdSn, PtFeNi, PtFe, полярит - от 0,1 до 25 мкм Шлакоотвалы Никелевого завода, Медного завода (Норильский район), Кировградского и Среднеуральского медеплавильных заводов

Отходы гидрометаллургического производства1 Au 0,019 - 0,046 Pt 0,05 -0,25 Предположительно железооксидные, органические и комплексные соединения Хвостохранилища и пруды-отстойники заводов по переработке медного и никелевого сырья

Иловые техногенные отложения Au 0,1 - 0,3 Самородная форма; размер частиц не более 5 мкм Пруды-отстойники металлургических комбинатов

Примечание: МПГ - металлы платиновой группы; Содержание в мг/л.

Ниже приведена характеристика каждого из выделенных типов техногенного сырья.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Федоров Сергей Андреевич, 2022 год

- 6 с.

128. ГОСТ 31108-2003. Цементы общестроительные. Технические условия.

- М.: ФГУП ЦППП, 2004. - 14 с.

129. Уткин, Н. И. Производство цветных металлов / Н. И. Уткин. - М.: Интермет Инжиниринг, 2004. - 442 с.

130. Патент на изобретение Российской Федерации; МПК С22В 11/02. Шихта для получения сплавов благородных металлов / Рыбкин С. Г., Карпухин А. И.; заявитель и патентообладетель ОАО «Иргиредмет»: - №2169201; заявл. 15.11.1999; опубл. 20.06.2001.

131. Жеребцов, С. Н. Особенности физико-химических свойств флюсов, используемых в технологиях электрошлакового переплава / С. Н. Жеребцов, Е. А. Чернышов // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева. - 2016. - № 1(112). - С. 228-235.

132. Amdur, A. Influence of CaF2 and CaCO3 Flux Additives on the Distribution of Gold and Platinum between Matte and Slag during Melting of Copper-Nickel Sulfide Materials / A. Amdur, S. Fedorov // Proceedings of the conference METAL 2021, 26-28 May 2021. - Ostrava: Tanger Ltd., 2021. - pp. 1197-1202.

133. Заявка на пат. 2021138671 Российская Федерация, МПК С22В 11/02, С22В 9/05. Устройство для обогащения золотосодержащего минерального

материала / А. М. Амдур, С. Я. Давыдов, С. А. Федоров; заявители ФГБОУ ВО УГГУ и ФГБУН ИМЕТ УрО РАН. - № 2021138671; заявл. 24.12.2021.