Руды с тонко вкрапленным золотом

Алан-э-Дейл       02.06.2022 г.

Обработать

В биовыщелачивании могут участвовать многочисленные бактерии, окисляющие двухвалентное железо и серу, в том числе Acidithiobacillus ferrooxidans (ранее известная как Thiobacillus ferrooxidans ) и Acidithiobacillus thiooxidans (ранее известная как Thiobacillus thiooxidans ). Как правило, ионы Fe 3+ используются для окисления руды. Этот шаг полностью не зависит от микробов. Роль бактерий заключается в дальнейшем окислении руды, а также в регенерации химического окислителя Fe 3+ из Fe 2+ . Например, бактерии катализируют разложение минерального пирита (FeS 2 ), окисляя серу и металл (в данном случае двухвалентное железо (Fe 2+ )) с помощью кислорода . Это дает растворимые продукты, которые можно дополнительно очищать и рафинировать с получением желаемого металла.

Выщелачивание пирита (FeS 2 ): на первом этапе дисульфид самопроизвольно окисляется до тиосульфата под действием иона трехвалентного железа (Fe 3+ ), который, в свою очередь, восстанавливается с образованием иона двухвалентного железа (Fe 2+ ):

(1)      спонтанныйFеS2+6 Fе3++3 ЧАС2О⟶7 Fе2++S2О32-+6 ЧАС+{\ Displaystyle \ mathrm {FeS_ {2} +6 \ Fe ^ {\, 3 +} + 3 \ H_ {2} O \ longrightarrow 7 \ Fe ^ {\, 2 +} + S_ {2} O_ {3} ^ {\, 2 -} + 6 \ H ^ {+}}}

Затем ион двухвалентного железа окисляется бактериями с помощью кислорода:

(2)      (окислители железа)4 Fе2++ О2+4 ЧАС+⟶4 Fе3++2 ЧАС2О{\ Displaystyle \ mathrm {4 \ Fe ^ {\, 2 +} + \ O_ {2} +4 \ H ^ {+} \ longrightarrow 4 \ Fe ^ {\, 3 +} + 2 \ H_ {2} O }}

Тиосульфат также окисляется бактериями с образованием сульфата:

(3)      (окислители серы)S2О32-+2 О2+ЧАС2О⟶2 SО42-+2 ЧАС+{\ displaystyle \ mathrm {S_ {2} O_ {3} ^ {\, 2 -} + 2 \ O_ {2} + H_ {2} O \ longrightarrow 2 \ SO_ {4} ^ {\, 2 -} + 2 \ H ^ {+}}}

Ион трехвалентного железа, образующийся в реакции (2), окислял больше сульфида, как в реакции (1), замыкая цикл и давая результирующую реакцию:

(4)  2 FеS2+7 О2+2 ЧАС2О⟶2 Fе2++4 SО42-+4 ЧАС+{\ Displaystyle \ mathrm {2 \ FeS_ {2} +7 \ O_ {2} +2 \ H_ {2} O \ longrightarrow 2 \ Fe ^ {\, 2 +} + 4 \ SO_ {4} ^ {\, 2 -} + 4 \ H ^ {+}}}

Чистыми продуктами реакции являются растворимый сульфат железа и серная кислота .

Процесс микробного окисления происходит на клеточной мембране бактерий. Эти электроны переходят в клетки и используются в биохимических процессах для производства энергии для бактерий при одновременном снижении кислорода в воду . Критическая реакция — окисление сульфида трехвалентным железом. Основная роль бактериальной стадии — регенерация этого реагента.

Процесс получения меди очень похож, но эффективность и кинетика зависят от минералогии меди. Наиболее эффективными минералами являются супергенные минералы, такие как халькоцит , Cu 2 S и ковеллит , CuS. Основной минерал меди, халькопирит (CuFeS 2 ) выщелачивается не очень эффективно, поэтому доминирующей технологией производства меди остается флотация с последующей плавкой и рафинированием. Выщелачивание CuFeS 2 следует за двумя стадиями растворения и последующего окисления, при этом ионы Cu 2+ остаются в растворе.

Выщелачивание халькопирита :

(1)      спонтанныйCтыFеS2+4 Fе3+⟶Cты2++5 Fе2++2 S{\ Displaystyle \ mathrm {CuFeS_ {2} +4 \ Fe ^ {\, 3 +} \ longrightarrow Cu ^ {\, 2 +} + 5 \ Fe ^ {\, 2 +} + 2 \ S_ {0}} }
(2)      (окислители железа)4 Fе2++О2+4 ЧАС+⟶4 Fе3++2 ЧАС2О{\ Displaystyle \ mathrm {4 \ Fe ^ {\, 2 +} + O_ {2} +4 \ H ^ {+} \ longrightarrow 4 \ Fe ^ {\, 3 +} + 2 \ H_ {2} O} }
(3)      (окислители серы)2 S+3 О2+2 ЧАС2О⟶2 SО42-+4 ЧАС+{\ Displaystyle \ mathrm {2 \ S ^ {0} +3 \ O_ {2} +2 \ H_ {2} O \ longrightarrow 2 \ SO_ {4} ^ {\, 2 -} + 4 \ H ^ {+ }}}

чистая реакция:

(4)  CтыFеS2+4 О2⟶Cты2++Fе2++2 SО42-{\ Displaystyle \ mathrm {CuFeS_ {2} +4 \ O_ {2} \ longrightarrow Cu ^ {\, 2 +} + Fe ^ {\, 2 +} + 2 \ SO_ {4} ^ {\, 2-} }}

Обычно сульфиды сначала окисляются до элементарной серы, а дисульфиды окисляются с образованием тиосульфата , и описанные выше процессы могут применяться к другим сульфидным рудам. При биовыщелачивании несульфидных руд, таких как настуран, в качестве окислителя также используется трехвалентное железо (например, UO 2 + 2 Fe 3+ ==> UO 2 2+ + 2 Fe 2+ ). В этом случае единственной целью бактериальной стадии является регенерация Fe 3+ . Сульфидные железные руды могут быть добавлены для ускорения процесса и обеспечения источника железа. Осуществлено биовыщелачивание несульфидных руд путем наслоения отработанных сульфидов и элементарной серы, заселенных Acidithiobacillus spp., Что обеспечивает стратегию ускоренного выщелачивания материалов, не содержащих сульфидные минералы.

История

Шахтеры на руднике Тамарак в Медной стране , 1905 год.

Самые ранние свидетельства ковки самородной меди холодным молотком относятся к раскопкам в Чайеню Тепеси в восточной Анатолии , которые датируются периодом с 7200 по 6600 годы до нашей эры. Среди различных предметов, которые считались обетом или амулетами, был один, похожий на рыболовный крючок, а другой — на шило. Другая находка в пещере Шанидар в Мергасуре, Ирак, содержала медные бусы, датируемые 8700 годом до нашей эры.

Один из старейших известных медных рудников в мире, в отличие от наземных месторождений, находится в долине Тимна , Израиль, с четвертого тысячелетия до нашей эры, а поверхностные месторождения используются с шестого по пятое тысячелетия.

Pločnik археологические раскопки в Юго — Восточной Европе ( Сербия ) содержат самое старое надежно датированного доказательство меди решений при высокой температуре, от 5000 до н. Находка, сделанная в июне 2010 года, расширяет на дополнительные 500 лет более ранние записи о плавке меди в Рудной Главе ( Сербия ), датируемые 5 тысячелетием до нашей эры.

Технология плавки меди дала начало медному веку , известному как энеолит, а затем и бронзовому веку . Бронзовый век был бы невозможен без разработки людьми технологии плавки.

Концентрация

Уменьшение концентрации меди в рудах теперь требует предварительной обработки руд.

Большинство медных руд содержат лишь небольшой процент металлической меди, связанной с ценными рудными минералами, а остальная часть руды представляет собой нежелательные горные породы или жильные минералы, обычно силикатные минералы или оксидные минералы, для которых часто нет ценности. В некоторых случаях хвосты подвергались повторной переработке для возмещения утраченной стоимости по мере совершенствования технологии извлечения меди. Среднее содержание медных руд в 21 веке ниже 0,6% меди, а доля полезных ископаемых (включая медь) составляет менее 2% от общего объема рудной породы. Ключевой целью металлургической обработки любой руды является отделение рудных минералов от пустой породы в породе.

Первым этапом любого процесса в рамках цикла металлургической обработки является точное измельчение или измельчение , когда порода измельчается для получения мелких частиц (<100 мкм), состоящих из отдельных минеральных фаз. Затем эти частицы отделяются для удаления пустой породы (остатков горных пород), после чего следует процесс физического выделения рудных минералов из породы. Процесс выделения медных руд зависит от того, являются ли они оксидными или сульфидными рудами.

Последующие этапы зависят от природы руды, содержащей медь, и от того, что будет извлекаться. Для оксидных руд обычно применяют гидрометаллургический процесс выделения, который использует растворимую природу рудных минералов в пользу установки для металлургической обработки. Для сульфидных руд, как вторичных ( гипергенных ), так и первичных ( гипогенных ), пенная флотация используется для физического отделения руды от пустой породы. Для особых рудных тел, содержащих самородную медь, или участков рудных тел, богатых супергенной самородной медью, этот минерал может быть извлечен с помощью простого гравитационного контура .

Организация выщелачивания

Существуют
два подхода к организации процессов
выщелачивания: выщелачивание
просачивающимся через слой руды раствором
и выщелачивание из взвешенных в растворе
частиц. К выщелачиванию просачиванием
относятся методы подземного и
поверхностного (в кучах, отвалах)
выщелачивания, выщелачивание в растворе
называется чановым.

Кучи
содержат повышенное по сравнению с
отвалами содержание металла, извлечение
которого в принципе возможно за достаточно
короткий срок – несколько месяцев. В
то же время выщелачивание отвалов может
длиться годами. В кучах и отвалах
измельченная руда уложена на наклонное
водонепроницаемое основание. Поверхности
куч и отвалов орошаются выщелачивающей
жидкостью, представляющей собой слабый
раствор кислоты и ионов трехвалентного
железа. Сбор раствора с извлеченным
металлом, профильтровавшегося через
слой породы, производят снизу. Поскольку
при выщелачивании отвалов в среде, как
правило, развиваются природные
микроорганизмы, засева не производят.
Кислая среда и наличие кислорода
способствует повышению каталитической
активности Acidithiobacillus
ferrooxidans
.

При
подземном выщелачивании орошение
участков рудного тела производится
через скважины, пробуренные с поверхности
или из выра­боток, а также через трещины
в обрушениях и шурфы.

Номенклатура

Исторически кислотные сбросы из действующих или заброшенных шахт назывались кислотным дренажем шахт или AMD. Термин «дренаж кислых пород», или ARD, был введен в 1980-х и 1990-х годах для обозначения того, что кислотный дренаж может происходить не из шахт, а из других источников. Например, доклад, представленный в 1991 году на крупной международной конференции по этому вопросу, был озаглавлен: «Прогнозирование осушения кислых пород — уроки из базы данных». И AMD, и ARD относятся к воде с низким pH или кислой воде, вызванной окислением сульфидных минералов. , хотя ARD — более общее название.

В случаях, когда дренаж из шахты не является кислым и содержит растворенные металлы или металлоиды , или изначально был кислым, но был нейтрализован на пути его потока, тогда он описывается как «нейтральный шахтный дренаж», «вода под влиянием горных работ» или иным образом. . Ни одно из этих имен не получило всеобщего признания.

Список избранных участков дренажа кислотных шахт по всему миру

В этот список входят как шахты, производящие кислотный дренаж шахт, так и речные системы, в значительной степени пострадавшие от такого дренажа. Это отнюдь не полная, поскольку во всем мире существует несколько тысяч таких сайтов.

Европа

  • Авока , графство Уиклоу , Ирландия
  • Шахта Азнальколлар на Гвадиамаре , Испания
  • Уил Джейн , Корнуолл , Англия
  • Река Тинто , Испания
  • Шахта Либиолы , Италия
  • Река Шпрее , Германия

Северная Америка

  • Туннель Арго , Айдахо-Спрингс, Колорадо , США
  • Участок суперфонда Berkeley Pit , охватывающий реку Кларк-Форк и 50 000 акров (200 км²) в Бьютте и его окрестностях , штат Монтана , США.
  • Шахта Саммитвилл в округе Рио-Гранде, штат Колорадо . В этом районе есть как естественный, так и связанный с добычей кислотный дренаж, впадающий в Вилку Райтмана, затем в реку Аламоса , которая впадает в долину Сан-Луис.
  • Британия-Бич, Британская Колумбия , Канада
  • Клинч — система Пауэлл-Ривер , Вирджиния и Теннесси , США
  • Шахта Айрон Маунтин , округ Шаста, Калифорния , США
  • Мандей-Крик , Огайо, США
  • Скважина Old Forge , река Лакаванна , Пенсильвания. Сбрасывает от 40 до 100 миллионов галлонов кислых шахтных стоков в день.
  • Водораздел Copperas Brook, из шахты Элизабет в С. Страффорд, штат Вермонт , на реку Омпомпаноосук
  • Скважина Хьюз , Пенсильвания
  • Рудник Голд Кинг , Колорадо , США

Океания

  • Брукунга, Южная Австралия
  • Шахта Грасберг , провинция Папуа , Индонезия
  • Цинковый рудник McArthur River , Северная территория , Австралия
  • Шахта Маунт Морган , Квинсленд , Австралия
  • Экологическая катастрофа Ок-Теди , вызванная шахтой Ок-Теди, река Ок-Теди , Папуа-Новая Гвинея
  • Шахта Туи , заброшенная шахта на западных склонах горы Те Ароха в хребте Каймаи в Новой Зеландии, считается самым загрязненным участком в стране.
  • Месторождения полезных ископаемых Западного побережья , Тасмания , Австралия

Будущее метода бактериального выщелачивания

Хотя в настоящее время бактериальное выщелачивание осуществляют только при добыче меди и урана, «вкусы» бактерий гораздо разнообразнее. Они с легкостью разрушают другие сульфидсодержащие минералы и позволяют получать цинк из сфалерита и свинец из галенита. Бактерии-выщелачиватели наверняка можно использовать и для получения многих других металлов. Они способствуют растворению неорганических соединений серы в каменном угле, а по последним данным, — и органических соединений серы. Вырисовывается заманчивая возможность освобождать богатый серой каменный уголь от этой нежелательной примеси до сжигания. Если возможности бактериального выщелачивания при добыче металлов столь велики, то почему же этот замечательный способ добычи не используется так широко, как он того заслуживает? Причина, скорее всего, в том, что до недавнего времени в нем просто не было особой нужды, но теперь, когда подорожала энергия и уменьшились доступные запасы высококачественных руд, ситуация изменилась. Добиться успеха можно только в результате целенаправленных и, к сожалению, весьма дорогостоящих экспериментов. Скорее всего, такие исследования должны финансироваться частными фирмами. Но на этом пути мы неизбежно столкнемся со всеми обычными проблемами разработки технических проектов, не говоря уже о пока неведомых нам новых трудностях. В отличие от микробов — продуцентов химических соединений и лекарств, которые растут поистине в «оранжерейных» условиях, природным бактериям-выщелачивателям грозит множество неприятностей: плохая погода, колебания кислотности среды, постоянная сильная конкуренция со стороны «диких» типов бактерий, изменения концентрации и свойств минерального сырья. Хочется надеяться, что генная инженерия в недалеком будущем даст нам новые разновидности высокоэффективных бактерий-выщелачивателей. Особенно желательно, чтобы они обладали повышенной устойчивостью к токсичным металлам, а также могли образовывать больше окислителя, т.е. ионов двухвалентного железа. Задача эта, вероятно, окажется непростой, поскольку генетика бактерий-выщелачивателей почти не разработана, а механизмы их воздействия на породы известны нам далеко не полностью. По-видимому, труднее всего решить проблему образования ионов Fe2+, так как мы не знаем, наверное, какие именно признаки бактерий надо изменить, чтобы усилить их способность к выщелачиванию металлов. Первоочередная задача — увеличить скорость бактериального выщелачивания, так как по этому параметру оно заметно уступает некоторым химическим способам. Разница особенно бросается в глаза, если сопоставить микробиологический процесс с теми химическими методами, в которых тонко измельчают руду и применяют сильные окислители, высокие температуру и давление. Чтобы корректно сравнить эффективность бактериального и химического выщелачивания, следует учесть и экономические факторы. Скорее всего, бактериальное выщелачивание найдет наибольшее применение как способ контролируемой переработки больших количеств такого сырья, как сопутствующие рудам породы, попадающие сегодня в отвалы рудников, а также отходы, образующиеся при обогащении руд. Содержание ценных металлов в них мизерно. Например, в США имеются мощные залежи сульфидсодержащих руд— более 7 млрд. тонн со средней концентрацией никеля 0,2 %. Стоимость всего этого никеля по действующим ценам составляет около 60 млрд. долл. Залежи не используются, так как существующие способы разработки таких месторождений и извлечения металла малоэффективны и, кроме того, могут нанести ущерб природе. Новые методы микробиологической добычи, может быть, позволят утилизировать хотя бы часть этого металла. Попутно можно было бы извлечь из той же руды до нескольких сот тысяч 1 тонн кобальта, рыночная стоимость которого около 10 млрд. долл. Можно поступиться скоростью процесса: важнее его экономичность и высокий выход металлов, к тому же меньше страдает окружающая среда. Наряду с извлечением металлов из руд и твердых отходов в промышленности микроорганизмы нашли широкое применение и для очистки сточных вод, загрязненных металлами и мелкими частицами породы. При этом решаются одновременно две задачи: удается и очистить стоки, и получить ценные металлы.

Производство меди в России и мире

По данным аналитических агентств Российская Федерация уверенно занимает пятую позицию среди стран, занимающихся добычей и получением чистой меди. Производство меди в России в среднем за год составляет 860 тысяч тонн. Основу современной структуры производства меди составляют три крупных холдинга: ОАО «ГМК» Норильский никель» («Норникель»), ООО «УГМКХолдинг» (УГМК) и ЗАО «Русская медная компания» (РМК). Эти компании осуществляют полный цикл производства от добычи руды до изготовления готовых слитков, проката и проволоки. В каждый холдинг входит несколько предприятий, оснащённых самыми совершенными технологиями производства. Благодаря динамическому развитию в прошлом году удалось повысить производство меди на семь процентов.

Мировое производство меди достаточно консолидировано. Почти 35% этого металла производиться пятью крупнейшими компаниями. К ним относятся:

  • Codelco (Чили).
  • Freeport-McMoRan (США).
  • Glencore (Швейцария).
  • BHP Billiton (Австралия).
  • Southern Copper (Мексика).

Эти компании почти 80% меди получают из первичного сырья (то есть осуществляют полный цикл переработки) и 20% производят в результате переработки поступающего лома. В Европе наиболее крупными производителями меди являются: Польша, Португалия и Болгария. Каждый завод способен осуществлять выпуск широкого ассортимента медной продукции. Несмотря на современный кризис, медь по-прежнему остаётся востребованным металлом. Одним из серьёзных недостатков, присущих этому производству являются экологические проблемы. Оценка выбросов на медеплавильных заводах показали высокий уровень загрязнения окружающего воздуха. В его составе присутствует большое количество вредных для здоровья химических соединений (кадмия, ртути, мышьяка, свинца, оксидов азота и углерода).

Вхождение

В этом случае пирит растворился, придав ему форму куба и остаточное золото. Эта поломка является основной движущей силой дренажа кислотных шахт.

Подземные горные работы часто развиваются ниже уровня грунтовых вод , поэтому воду необходимо постоянно откачивать из шахты, чтобы предотвратить затопление. Когда шахту бросают, откачка прекращается, и вода затопляет шахту. Это введение воды является первым шагом в большинстве ситуаций, связанных с дренажем кислых пород. Хвостохранилища или пруды, отвалы горных пород и угольные отвалы также являются важным источником кислотного дренажа шахт.

После того , подвергается воздействию воздуха и воды, окисление металлических сульфидов (часто пирит , который является железо-сульфид) в пределах окружающих пород и вскрышных пород создает кислотность. Колонии бактерий и архей значительно ускоряют разложение ионов металлов, хотя реакции происходят и в абиотической среде. Эти микробы, называемые экстремофилами за их способность выживать в суровых условиях, естественным образом встречаются в горных породах, но ограниченные запасы воды и кислорода обычно удерживают их численность на низком уровне. Особые экстремофилы, известные как ацидофилы, особенно предпочитают низкие уровни pH в заброшенных шахтах. В частности, Acidithiobacillus ferrooxidans вносит основной вклад в окисление пирита.

Металлические рудники могут генерировать сильно кислые выбросы, если руда является сульфидным минералом или связана с пиритом. В этих случаях преобладающим ионом металла может быть не железо, а цинк , медь или никель . Наиболее часто добываемая медная руда, халькопирит , сама по себе представляет собой сульфид меди-железа и встречается с рядом других сульфидов. Таким образом, медные рудники часто являются главными виновниками кислотного дренажа.

На некоторых рудниках кислый дренаж обнаруживается в течение 2–5 лет после начала добычи, тогда как на других рудниках он не обнаруживается в течение нескольких десятилетий. Кроме того, кислый дренаж может образовываться в течение десятилетий или столетий после его первого обнаружения. По этой причине кислотный дренаж шахт считается серьезной долгосрочной экологической проблемой, связанной с добычей полезных ископаемых.

С грибками

Для биовыщелачивания можно использовать несколько видов грибов . Грибы можно выращивать на многих различных субстратах, таких как электронный лом , каталитические преобразователи и летучая зола от сжигания городских отходов . Эксперименты показали, что два штамма грибов ( Aspergillus niger, Penicillium simplicissimum ) были способны мобилизовать Cu и Sn на 65%, а Al, Ni, Pb и Zn — более чем на 95%. Aspergillus niger может производить некоторые органические кислоты, такие как лимонная кислота . Эта форма выщелачивания не зависит от микробного окисления металла, а скорее использует микробный метаболизм в качестве источника кислот, которые непосредственно растворяют металл.

Маркетинг концентрата и меди

Одна из распространенных форм медного концентрата содержит золото и серебро, как и тот, который производился компанией Bougainville Copper Limited на руднике Пангуна с начала 1970-х до конца 1980-х годов.

Катод из меди класса А состоит на 99,99% из меди в листах толщиной 1 см и площадью примерно 1 квадратный метр при весе примерно 200 фунтов. Это настоящий товар , который можно доставлять и продавать на биржах металлов в Нью-Йорке (COMEX), Лондоне (Лондонская биржа металлов) и Шанхае (Шанхайская биржа фьючерсов). Часто катодная медь продается на биржах косвенно через варранты, опционы или своп-контракты, так что большая часть меди торгуется на LME / COMEX / SFE, но доставка осуществляется напрямую, путем логистического перемещения физической меди и передачи медного листа из сами физические склады.

Химическая спецификация для электролитической меди — ASTM B 115-00 (стандарт, определяющий чистоту и максимальное электрическое сопротивление продукта).

Микробиологические процессы удаления металлов из растворов

Многие бактерии, водоросли и грибы способны накапливать неорганические ионы, поглощая их из сточных вод. Микробиологические процессы удаления металлов из растворов можно подразделить на три группы:

  • адсорбция металлов на поверхности микробных клеток,
  • поглощение металлов клетками,
  • их химическое превращение.

Недавно было показано, что обычные пивные дрожжи Saccharomyces сеrevisiae и гриб Rhizopus arrhizus способны поглощать уран из сточных вод. Судя по оптимальной для связывания урана дрожжами кислотности среды, положительно заряженные ионы металла действительно взаимодействуют с отрицательно заряженными лигандами на поверхности клеток. Урана дрожжи могут адсорбировать до 10—15% от сухого веса клеток, а гриб R. arrhizus — до 18,5%. Это более чем вдвое превышает адсорбционную емкость имеющихся в продаже ионообменных смол. Иногда на поверхности клеток некоторых микроорганизмов откладываются нерастворимые соединения металлов. Так, клетки нитевидных имеющих капсулу бактерий из группы Sphaerotilus — Lepiothrix и полиморфных бактерий Hyphomicrobium бывают покрыты сплошной коркой окислов марганца. Не случайно Sphaerotilus — Lepiothrix и Gallionella называют железобактериями: на их извитых стебельках образуются чехольчики, содержащие железо. Чудеса транспорта ионов этим не исчерпываются. Оказалось, что в клетках некоторых микроорганизмов могут накапливаться токсичные металлы, причем в очень высокой концентрации. Так, в литре культуры Pseudomonas aeruginosa, обычного обитателя почвы и воды, менее чем за 10 с может накопиться до 100 мг урана. При помощи электронного микроскопа С. Шумейт-второй и Дж.Стрэндберг (Национальная лаборатория Окридж) установили, что уран накапливали только 44% клеток. Таким образом, содержание урана достигало 56% от сухого веса в тех клетках, которые активно его накапливали. Накопление токсичных металлов для клетки равнозначно самоубийству; о причинах такого поведения микробов нам ничего не известно. Можно надеяться, что когда-нибудь мы научимся использовать это явление для очистки сточных вод, загрязненных металлами

Для решения важной проблемы очистки полезными могут оказаться и другие микробиологические методы. Многие микроорганизмы синтезируют специфические хелатирующие соединения, способные связывать разнообразные тяжелые металлы; хелатные соединения металлов выпадают в осадок

Другие микробы способны включать атомы металлов в летучие соединения, которые можно потом удалить выпариванием. Обычно в природных условиях нейтрализованные растениями и микроорганизмами металлы накапливаются в осадках, образующихся из отмерших клеток. Нерастворимые осадки сульфидов металлов могут формироваться в результате взаимодействия с металлами сероводорода, продукта жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий. Быть может, для очистки сточных вод, загрязненных металлами, удастся использовать микроорганизмы типа Desulfovibrio, которые могут синтезировать сероводород. Для извлечения растворимых форм железа из кислых пластовых вод шахт бактерии Т. ferrooxidans, способные образовывать ионы трехвалентного железа, поселяют на поверхности специальных пластмассовых дисков, которые погружают в подлежащие очистке воды. Микробные клетки превращают содержащиеся в этой кислой среде ионы двухвалентного железа в трехвалентное, в результате чего образуются малорастворимые соединения. Такой способ обработки пластовых вод, видимо, позволит уменьшить стоимость нейтрализации содержащихся в них кислот. Некоторые металлы в результате метилирования (это химическая реакция, при которой атом металла замещает атом водорода в гидроксильной группе метилового спирта) дают летучие производные. Металлы и металлоиды, которые могут метилироваться живыми организмами, — это ртуть, селен, теллур, мышьяк, олово, свинец и кадмий. Теоретически этим же способом могут быть получены летучие производные платины, палладия, золота и таллия.

Способы производства меди

В настоящее время разработано несколько способов получения меди. Основными являются:

  • пирометаллургия;
  • гидрометаллургия;
  • электролиз.

Наибольшее количество производится с применением первого способа. С его помощью получают практически 90% всего металла. Он достаточно трудоёмкий и продолжительный. Технология производства меди этим способом включает несколько этапов, которые осуществляют обогащение поступающего материала, последовательное получение готового материала. Каждый из этапов содержит строгую последовательность технологических задач. Обычно завод по производству меди выполняет весь комплекс операций.

Для получения так называемой катодной меди используется третий способ. Полностью этот способ называется – электролитическое рафинирование с последующим осаждением готового продукта на поверхности металлических пластин.

Пенная флотация

Ячейки пенной флотации для концентрирования сульфидных минералов меди и никеля, Фалконбридж, Онтарио.

Современный процесс пенной флотации был независимо изобретен в начале 1900-х годов в Австралии К.В. Поттером и примерно в то же время Г.Д. Дельпратом .

Пузырьки воздуха, содержащие сульфид меди, на ячейке Джеймсон на флотационной установке рудника Проминент Хилл в Южной Австралии

Все первичные сульфидные руды сульфидов меди, и большинство концентратов вторичных сульфидов меди (существо халькозин ), подвергают плавке . Существуют некоторые процессы выщелачивания или выщелачивания под давлением для растворения халькоцитовых концентратов и производства катодной меди из полученного выщелачивающего раствора, но это небольшая часть рынка.

Карбонатные концентраты являются относительно второстепенным продуктом, производимым на заводах по цементированию меди, как правило, на конечной стадии операции кучного выщелачивания. Такие карбонатные концентраты можно обрабатывать на установке экстракции и электролитического извлечения растворителем (SX-EW) или плавить.

Медная руда дробится и измельчается до такого размера, чтобы между минералами сульфидной руды меди и жильными минералами имела место достаточно высокая степень выделения. Затем руду смачивают, суспендируют в суспензии и смешивают с ксантогенами или другими реагентами, которые делают частицы сульфида гидрофобными . Типичные реагенты включают этилксантогенаты калий и этилксантогенат натрий , но дитиофосфаты и дитиокарбаматы также используются.

Обработанная руда вводится в заполненный водой резервуар для аэрации, содержащий поверхностно-активное вещество, такое как метилизобутилкарбинол (MIBC). Воздух постоянно пропускается через суспензию, и пузырьки воздуха прикрепляются к гидрофобным частицам сульфида меди, которые выводятся на поверхность, где образуют пену и снимаются. Эти шламы обычно подвергаются очистке-поглотителю для удаления избыточных силикатов и других сульфидных минералов, которые могут пагубно повлиять на качество концентрата (как правило, галенита), а конечный концентрат направляют на плавку. Порода, которая не всплыла во флотационной камере, либо выбрасывается как хвосты, либо подвергается дальнейшей переработке для извлечения других металлов, таких как свинец (из галенита ) и цинк (из сфалерита ), если они существуют. Чтобы повысить эффективность процесса, известь используется для повышения pH водяной бани, заставляя коллектор больше ионизировать и предпочтительно связываться с халькопиритом (CuFeS 2 ) и избегать пирита (FeS 2 ). Железо присутствует в минералах обеих первичных зон. Медные руды, содержащие халькопирит, могут быть сконцентрированы для получения концентрата с содержанием меди в концентрате от 20% до 30% (обычно 27–29% меди); остальная часть концентрата — это железо и сера в халькопирите, а также нежелательные примеси, такие как силикатные жильные минералы или другие сульфидные минералы, обычно небольшие количества пирита , сфалерита или галенита . Халькоцитовые концентраты обычно содержат от 37% до 40% меди в концентрате, так как халькоцит не содержит железа в минерале.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.