Изучен новый метод обогащения руд для более полного извлечения цветных металлов

Исследование на стыке минералогии, химии и экологии было выполнено в рамках программы приграничного сотрудничества Коларктик Supporting Environmental Economic and Social Impacts of Mining Activity (SEESIMA), направленной на поиск оптимальных технологических решений в области горнодобывающей промышленности с целью снижения воздействия на окружающую среду и повышения экономической отдачи.

Сегодня в мире открыто более 400 месторождений медно-никелевых руд, а суммарные запасы меди и никеля в мире в настоящее время оцениваются в 1,6 миллиардов тонн и 210 миллионов тонн соответственно. На долю месторождений сульфидных медно-никелевых руд приходится около 65 процентов общемирового производства никеля, составляющего более двух миллионов тонн в год. Кроме того, из этих руд ежегодно производят около 700 тысяч тонн меди, а также металлов платиновой группы.

Качество сырья, поступающего на обогащение, постепенно снижается и предприятия вынуждены вовлекать в переработку более труднообогатимое сырье. Руды характеризуются низким содержанием полезных компонентов, наличием окисленных форм, значительным количеством тонкой сульфидной вкрапленности.

Так, многолетняя эксплуатация месторождений медно-никелевых руд Печенгского рудного поля привела к необходимости вовлечения в переработку руд с усложненной морфологией вкрапленности сульфидных минералов. При этом традиционно используемые технологические схемы и реагентные режимы не обеспечивают получение необходимых показателей обогащения. Преобладающий тип руд в настоящее время — вкрапленные руды в серпентинитах, они составляют около 80 процентов объема руд, поступающих на флотацию.

Главные породообразующие минералы руд — серпентин, оливин, хлорит, пироксен и амфибол. Рудные минералы представлены преимущественно пирротином, пентландитом, халькопиритом и магнетитом. Сульфидная вкрапленность в основном имеет размеры менее одного миллиметра. Схема обогащения вкрапленных медно-никелевых руд представлена двухстадиальным измельчением и широким фронтом флотации, включающим межцикловую, основную, контрольную, перечистные операции и дофлотацию промпродуктов. Потери никеля с хвостами обогащения составляют около 25-27 процентов от содержания в руде и могут повышаться до 30-35 процентов при вовлечении в переработку труднообогатимых тонковкрапленных руд.

Таким образом, необходим поиск экономически и экологически обоснованных способов извлечения цветных металлов из труднообогатимых руд. Низкотемпературный обжиг смеси низкосортных латеритных и смешанных никелевых руд с сульфатом аммония с последующим водным выщелачиванием клинкера считается перспективным и экологически чистым процессом. Он характеризуется высокой степенью извлечения металлов, селективностью реакций, энергетической эффективностью и низкой стоимостью.

Российские исследователи решили изучить перспективы применения этого метода для некондиционных сульфидных медно-никелевых материалов. Использование метода спекания и последующего выщелачивания чернового концентрата, полученного в результате проведения основных операций (основной и контрольной флотаций), в которых максимально концентрируются сульфиды, позволяет добиться более полного извлечения цветных металлов.

Это подтверждается технологическими показателями обогащения по флотационной схеме – извлечение никеля в черновой концентрат (в пенные продукты основных флотационных операций) примерно на 10 процентов выше его извлечения в готовый концентрат (в пенные продукты перечистных операций). Спекание измельченного до -40 мкм чернового флотационного медно-никелевого концентрата (Ni 2,44%, Cu 1,20%) с сульфатом аммония в соотношении 1:7 при 400 градусах Цельсия приводит к извлечению при последующем водном выщелачивании в продуктивный раствор никеля — 95,3 процентов и меди — 92,1 процента.

Сквозное извлечение никеля в комбинированном обогатительном и металлургическом способе составило 81,42 процента, меди — 82,81 процента. Полученные продуктивные растворы могут быть переработаны известными гидрометаллургическим способами. Температура обжига 400 градусов Цельсия значительно ниже, чем при обычных пирометаллургических процессах, а возможность сбора отходящих газов позволяет регенерировать реагент и делает процесс более экономичным. Эксперименты по оптимизации параметров процесса будут продолжены. 

КНЦ РАН

85 статей

Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.

Показать больше