Практические вопросы кучного выщелачивания. часть 2

Алан-э-Дейл       05.11.2022 г.

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 .

Агитационное выщелачивание

Агитационное выщелачивание можно проводить в аппаратах, действующих либо периодически, либо непрерывно. На современных урановых заводах используют непрерывный процесс, осуществляемый в каскаде последовательно соединенных аппаратов. В качестве этих аппаратов применяют агитаторы с механическим и пневмомеханическим перемешиванием, а также пачуки с пневматическим перемешиванием. Как правило, выщелачивание проводят при повышенной температуре. Для обогрева аппаратов используют острый или глухой пар. Иногда пульпа нагревается за счет тепла, выделяемого в процессе выщелачивания.

Агитационное выщелачивание применяется для медных руд, дающих при выщелачивании тонкие взвеси ( ила) и непригодных для перколяции, или для илов, полученных при мокрой классификации измельченной руды; кроме того, агитационному выщелачиванию подвергают медные концентраты.

Трубчатый выщела-чиватель.

Для агитационного выщелачивания спека применяют мешалки и мельницы. В мешалках происходит интенсивное перемешивание измельченного спека, что создает условия для быстрого растворения алюмината натрия.

При агитационном выщелачивании в мельницах тоже важен равномерный помол спека — переизмельчение ведет к увеличению вторичных потерь глинозема и щелочи.

Трубчатый выщела-чиватель.

При использовании для агитационного выщелачивания мельниц помол спека и его выщелачивание совмещены в одном аппарате. Этот способ имеет те же недостатки, что и выщелачивание в мешалках.

В качестве аппаратов для агитационного выщелачивания применяют деревянные, бетонные или металлические цилиндрические баки, в которых перемешивание осуществляется механическими мешалками или сжатым воздухом, подаваемым внизу центральной трубы внутри бака; пузырьки воздуха делают пульпу легкой и поднимают ее по трубе вверх. На рис. 121 показаны схемы агитаторов.

Среда, в которой производится выщелачивание и которая состоит или из взвеси мелких частиц руды ( концентрата) в водном растворе — так называемая пульпа ( при агитационном выщелачивании) или из слоя неподвижных зерен и кусков руды при перколяционном выщелачивании, имеет большое значение.

Агитационное выщелачивание применяется для медных руд, дающих при выщелачивании тонкие взвеси ( ила) и непригодных для перколяции, или для илов, полученных при мокрой классификации измельченной руды; кроме того, агитационному выщелачиванию подвергают медные концентраты.

Контактирование твердых частичек руды и выщелачивающих растворов можно осуществить агитационным или перколя-ционным способом; в первом случае пульпу с добавленным в нее реагентом интенсивно перемешивают, во втором — выщелачивающие растворы под действием силы тяжести или под давлением просачиваются через неподвижный слой зерен руды. В связи с тонкой вкрапленностью урановых минералов перколя-ционное выщелачивание ( при котором минимальный размер частиц руды составляет 2 — 4 мм), как правило, не позволяет полностью извлечь уран в раствор, поэтому более распространено агитационное выщелачивание.

Для выщелачивания мелких фракций бокситового спека применяют агитационный метод. Этим методом можно выщелачивать как кусковый спек, так и спековую пыль. Агитационное выщелачивание осуществляют в мельницах и мешалках. При выщелачивании в мельницах размол спека совмещают с его выщелачиванием.

План медного гидрометаллургического завода Инспирейшен К. 7 — чаны-перколяторы для выщелачивания. 2 — — транспортеры. 3-крупное дробление. 4 — мелкое дробление. 5 — сборники электролита и промывных вод. б — — цементационные желоба. 7 — зал электролиза.

В настоящее время применяется извлечение меди из рудничных вод на Урале. Несомненные перспективы имеет круглогодич-нсе агитационное выщелачивание окисленных руд и далее концентратов, а также илов от обогатительных фабрик Казахстана и Среднеазиатских республик. Гидрометаллургическим способом должны быть переработаны огромные отвалы хвостов медно-обогатительных фабрик, представляющие собой подготовленную медную руду будущего.

Примеси в растворах для выщелачивания оказывают значительное влияние на растворение металлов. Вещества, способные создавать пленки на поверхности зерен обрабатываемых минералов, задерживают скорость их растворения, например, едкий натр, известь, красители и некоторые флотореагенты. Такие пленки особенно сказываются в перколяционных процессах, если же частицы выщелачиваемого материала сильно трутся друг о друга, как при агитационном выщелачивании, тогда пленки легко разрушаются механически.

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.

Схема и режимы обогащения сульфидных руд

Сульфидные медные руды в большинстве случаев характеризуются крайне неравномерной вкрапленностью минералов меди, что предопределяет необходимость использования многостадиальных схем обогащения.

Сростки сульфидов меди как с пиритом, так и с минералами породы обычно удается выделить после сравнительно грубого измельчения руды: до 50 – 65% класса -0,074 мм. Для раскрытия сростков необходимо доизмельчать или концентрат, или промежуточный продукт, или оба названных продукта обогащения до 80 – 95 % -0,074 мм (рис. 3.1). Однако схемы циклов флотации обычно просты.

В качестве собирателя при флотации сульфидов меди и железа наиболее часто используются ксантогенаты и аэрофлоты, а в качестве пенообразователей — сосновое масло, дауфрос. Если медь в рудах представлена в основном вторичными сульфидами меди, то в качестве собирателя используется смесь ксантогенатов или аэрофлотов с более сильными собирателями или аполярными маслами.

Реагентный режим флотации пластовых руд (рис. 3.1) обычно прост: флотацию ведут в слабощелочной среде, создаваемой известью (до 1 кг/т), в присутствии собирателя и пенообразователя. Применение высших ксантогенатов в контрольных операциях флотации обеспечивает более высокие технологические показатели по сравнению с низшими ксантогенатами и более полное извлечение в концентрат сопутствующих редких, цветных и благородных металлов.


Рис. 3.1. Технологическая схема обогащения сульфидных медных руд Джезказганского месторождения

Флотация сульфидных медных руд со средним содержанием пирита осуществляется по схеме коллективной флотации с последующим разделением коллективного концентрата на медный и пиритный или по схеме селективной флотации с последовательным выделением медного и пиритного концентратов. Более экономичной из них является схема коллективно-селективной флотации.

Значение рН при коллективной флотации не превышает 7,5, чтобы обеспечить эффективную флотацию сульфидов железа в концентрат. Селективная флотация руд и разделение коллективного медно-пиритного концентрата осуществляются обычно в известковой среде при рН меньше 10, чтобы обеспечить эффективную депрессию сульфидов железа. Расход извести при этом зависит от содержания пирита и степени  затронутости руды процессами окисления и находится в пределах 1-5 кг/т.

Разделение сульфидов меди и железа при флотационном обогащении сплошных медно-пиритных руд ведут по селективной схеме в сильнощелочной среде (рН 10-12), создаваемой загрузкой извести (до 15-20 кг/т) обычно после аэрации пульпы перед флотацией для окисления сульфоксидных соединений, солей двухвалентного железа и дополнительной депрессии пирратина и пирита. Хвосты медной флотации являются готовым пиритным концентратом, если содержание породы в исходной руде не превышает 10-15%. В иных случаях пиритные концентраты получают перефлотацией хвостов медной флотации после их сгущения и последующего разбавления свежей водой или кислыми рудничными водами. Для повышения качества пиритных концентратов иногда практикуют обесшламливание их в гидроциклонах.

Определение слова «Выщелачивание» по БСЭ:

Выщелачивание (иногда — варка)перевод в раствор (обычно водный) одного или нескольких компонентов твёрдого вещества с помощью водного или органического растворителя, часто при участии газов — окислителей или восстановителей. Примеры В.: щелочное извлечение лигнина из древесины, растворение в горячей воде сахара из свёклы и сахарного тростника, извлечение металлов из руд и концентратов (см. Гидрометаллургия). В. включает по меньшей мере два процесса: химический — перевод одного из веществ в растворимое состояние, и физико-химический — растворение в воде (см. Экстрагирование).Перед В. твёрдое вещество в случае необходимости подвергают механической обработке (дробление, измельчение) и химической — вскрытию (окисление или восстановление в пульпе, обжиг, спекание, сульфатизация и др.). Назначение вскрытия — перевод труднорастворимых соединений в легкорастворимые (сульфидов в сульфаты, высших окислов в низшие). Вскрытие совмещается с В., например, при окислительном автоклавном В. сульфидных руд и концентратов. Типичные промышленные растворители: вода, водные растворы кислот (в основном серной и соляной) и щелочей (аммиак, едкий натр), солей (углекислый натрий или алюминий), цианиды.В. осуществляется перемешиванием («агитацией») мелкого твёрдого материала с жидким растворителем в контакте с газообразным реагентом, например, воздухом (В. золотых, урановых руд и сульфидных концентратов и др.), просачиванием (перколяцией) жидкого реагента через неподвижный слой твёрдого (В. меди из окисленных руд, алюминатов из спечённых бокситов).В. периодически или непрерывно, прямоточно или противоточно обычно проводят в чанах с механическим, пневматическим или пневмомеханическим перемешиванием при атмосферном давлении. в чанах без перемешивания (в перколяторах или диффузорах). в трубчатых реакторах. в автоклавах при повышенных давлениях и температурах.Избирательность В. определяется химическими свойствами и концентрацией растворителя, структурой твёрдого вещества и его физико-химическими свойствами, растворимостью соединений выщелачиваемого вещества в данных условиях. Скорость В. зависит от удельной поверхности раздела твёрдое — жидкость (т. е. от размера частиц твёрдого), разности концентраций растворителя и химических реагентов на поверхности твёрдого и в объёме, вязкости растворителя, величины коэффициента диффузии, интенсивности перемешивания (уменьшение диффузионного слоя, ускорение растворения газообразных реагентов), температуры (увеличение констант скорости реакции и диффузии), парциального давления газообразного реагента (кислорода, сернистого ангидрида и др.) над раствором, концентрации растворимого окислителя, например, сульфата железа. Чаще всего В. как гетерогенный процесс протекает в диффузионной области, хотя возможны смешанные диффузионно-кинетические или кинетические режимы.Интенсификация В. достигается одновременной сорбцией выщелачиваемого компонента на смолах (так называемое диффузионное В.), внесением бактерий (см. Бактериальное выщелачивание), применением повышенных температур до 300°C и давлений до 5 Мн/мІ (50 кгс/смІ) — автоклавное В. Иногда В. осуществляется в режиме«кипящего слоя», с виброперемешиванием, с ультразвуковой кавитацией.В. проводят из отвалов бедной руды (кучное В.) или непосредственно из рудного тела, если руда пористая или трещиноватая (см. Геотехнология). Для создания необходимой трещиноватости руду разрыхляют путём взрывов с использованием обычных взрывчатых веществ или атомных зарядов (подземное В.). В этих случаях растворы подают на руду сверху, обогащённые (просочившиеся через неё) растворы собирают в выработках снизу, подают их на установку для выделения металла и обеднённый раствор после регенерации растворителя возвращают для повторного использования.Эффективность В. определяется полнотой извлечения ценных компонентов, концентрацией извлекаемых компонентов и вредных примесей в конечном растворе, расходом материалов, электроэнергии, пара, затратами рабочей силы, скоростью процесса.Лит.: Общая химическая технология, т. 1, М. — Л., 1952. Касаткин А. Г., Основные процессы и аппараты химической технологии, 7 изд., М., 1960. Основы металлургии, т. 1, М., 1961.Н. В. Гудима, Н. Н. Ракова.

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.

Сернокислотное выщелачивание

Сернокислотное выщелачивание до настоящего времени ь более распространено. Оксидные руды обычно выщелачивают с ной кислотой кучным способом или в чанах. Метод выщелачр ния, экстракции и электроосаждения с получением продукта сокой чистоты приходит на смену химическому обогащению ( ных оксидных руд, заключающемуся в кучном выщелачива: с последующей цементацией меди из раствора железным скрап, В результате такой замены достигается снижение себестоимо производства.

Схема, предложенная для непосредственного аффинажа руды.

Раствор после сернокислотного выщелачивания обрабатывается 0 1 М раствором третичного амина в керосине.

Предложена технология сернокислотного выщелачивания марганца из марганцевых руд с использованием в качестве восстановителя дешевого и безвредного минерального сырья, в частности хлористого натрия.

Барсукова показали что избирательное сернокислотное выщелачивание окисленных минералов меди обеспечивает получение оловянного концентрата марки КОШ-2 из сложной руды, в которой олово находится в фор.

Водный раствор после сернокислотного выщелачивания урана, содержащий 1 0 кг и3Ов на 1 ж3, необходимо экстрагировать до конечной концентрации 0 002 кг U3O8 на 1 ж3 с помощью 0 1 М раствора додецилфосфор-ной кислоты в керосине. Несмотря на то что объемная производительность аппаратуры на стадии реэкстракции меньше, чем в процессе основной экстракции, стоимость одной ступени из-за конструктивных особенностей примерно одинакова. В данном процессе, кроме того, необходима рециркуляция растворителя в каждой ступени. По этим причинам можно принять, что размер ( и, следовательно, стоимость) одной ступени не зависит от производительности.

В ряде случаев при сернокислотном выщелачивании рекомендуется добавлять восстановители.

На практике применяют главным образом сернокислотное выщелачивание, в отдельных случаях — аммиачное.

Для разложения возгонов чаще всего применяется сернокислотное выщелачивание. Извлечение индия в раствор достигается при избытке серной кислоты, когда остаточная кислотность составляет 10 г.л. Часто для получения более концентрированных по индию растворов выщелачивают в две стадии. Затем выщелачивают избытком серной кислоты, извлекая индий. Однако даже при значительном избытке серной кислоты полное извлечение индия, как правило, не достигается. До 30 — 40 % всего индия остается в свинцовом кеке и поступает затем в свинцовоплавильное производство.

Схема горизонтального автоклава.

На кубинском заводе Моа окисленные никелевые руды подвергают сернокислотному выщелачиванию под давлением 0 4 — 0 5 МПа в вертикальных автоклавах, что позволяет проводить процесс при температурах до 240 — 250 С. Это значительно ускоряет химическое взаимодействие и повышает полноту извлечения металлов. После очистки от железа раствор нейтрализуют и обрабатывают сероводородом в специальных автоклавах, в результате чего получают сульфидный концентрат, содержащий 55 — 60 % Ni и 5 — 6 % Со. Этот концентрат является товарной продукцией завода.

Разбавленная серная кислота не действует на сульфиды меди, поэтому прямое сернокислотное выщелачивание руды, содержащей значительное количество сульфидных минералов меди, невыгодно. Сульфат железа является растворителем для сульфидных минералов меди.

Ученые ФРГ и Швеции совместно разработали и внедрили технологический процесс сернокислотного выщелачивания цветных металлов Metals and Acid Recovery ( MAR) для извлечения никеля, меди и цинка из гальванических шламов. Медь и никель экстрагируют раствором гидросооксима в керосине, из органической фазы — реэкстрагируют раствором серной кислоты.

Зависимость рН начала осаждения.

При гидрометаллургической переработке цинковых концентратов огарок после окислительного обжига подвергается сернокислотному выщелачиванию отработанным электролитом. Это значение рН устанавливается при взаимодействии раствора сульфата цинка с его окисью.

Преимущества биологических методов в добыче и переработке руд

В свете последних достижений генетики промышленных микроорганизмов можно ожидать обновления не только способов бактериального выщелачивания руд, но и внедрения микробиологической обработки загрязненных металлами сточных вод. Энтузиазм микробиологов, разрабатывающих новые способы «биодобычи», вызван потребностями горнодобывающей промышленности, ищущей новые способы добычи руд, их обработки и очистки сточных вод. Новые методы просто необходимы, если учитывать перспективы развития промышленности. Богатые залежи руд близки к истощению, а поэтому разработку их приходится вести на все большей глубине. Весьма актуальна проблема охраны окружающей среды от действия продуктов переработки серосодержащих руд и сжигания богатого серой ископаемого топлива. Общепринятые методы добычи очень энергоемки, а стоимость энергии продолжает расти. Биологические методы с энергетической точки зрения более экономичны, кроме того, при их применении образуется меньше опасных для природы отходов. Несомненно, со временем роль биотехнологии в добыче и переработке руд и очистке сточных вод возрастет, но, конечно, традиционные методы еще долгое время будут преобладать в промышленности. Описать сферу применения микробиологии в горнодобывающей промышленности проще всего, ответив на ряд вопросов.

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.

Кислотное выщелачивание

Основная масса урана
из добываемых руд выщелачивается серной
кислотой. Основным недостатком серной
кислоты при вскрытии урановых руд
является необходимость добавления
окислителя. В качестве окислителя можно
применять HNO3, MnO2, KClO3 и др. Чаще всего в
промышленной практике применяют
очищенный природный минерал пиролюзит
(MnO2). При выщелачивании урана из руд,
содержащих минералы группы уранинита
– настурана, серной кислотой в присутствии
MnO2 протекает следующая реакция: U3O8 +
4H2SO4 + MnO2 → 3UO2SO4 + MnSO4 + 4H2O.

Выщелачивание
проводят двумя способами: перколяционным
или агитационным.

Перколяционный
метод

заключается в просачивании выщела-
чивающих растворов через неподвижный
слой руды. Просачивание растворов
осуществляется либо сверху вниз под
действием силы тяжести или под избыточным
давлением, либо снизу вверх под давлением.
Далее растворы направляются на стадию
концентрирования урана.

Большое практическое
значение в настоящее время имеет еще
одна разновидность перколяции –
подземное выщелачивание. Подземное
выщелачивание заключается в добыче
урана избирательным растворением его
химическими реагентами в рудном теле
на месте залегания с извлечением на
поверхность и последующей переработкой
продуктивных растворов.

Достоинствами
перколяционного метода являются простота
аппаратурного оформления процесса и
отсутствие необходимости в фильтрации
конечного раствора. Недостатком метода
считается малая скорость выщелачивания.

Агитационный
метод

выщелачивания предусматривает совместное
перемешивание (агитацию) смеси
тонкоизмельченной руды и выщелачивающего
реагента. Выщелачивание урана из руд и
концентратов проводят в каскадах из 7
– 10 пачуков.

Список литературы стр.24

1.
Введение
Цель 
работы – повышение эффективности 
экологической реабилитации установок
кучного выщелачивания путем разработки
метода очистки цианид содержащих сточных
вод и штабеля кучного выщелачивания.
Основная 
идея работы заключается  в использовании 
метода разложения цианидов путём их сорбции
из растворов на поверхность тела гидрофитного
растения семейства рясковых при реабилитации
земель, нарушенных кучным выщелачиванием.
Для
достижения поставленной цели необходимо
решить следующие задачи:

— оценить экологическое состояние  
территории земель, нарушенных применением 
технологии кучного выщелачивания 
месторождении;

оценить биолого-экологические характеристики 
водных растений как возможных концентраторов
токсичных соединений;

определить оптимальные режимные 
параметры технологии обезвреживания 
цианид содержащих сточных вод;
— 
разработать комплекс мероприятий 
для реабилитации территорий 
установок кучного выщелачивания 
после окончания  их эксплуатации.
Основные 
научные положения, выносимые на защиту:
1.
Обезвреживание сточных вод от 
цианистых соединений, основанное 
на использовании гидрофитных 
малоразмерных растений  семейства
рясковых, является эффективным природоохранным
мероприятием, поскольку радикально снижает
содержание цианидов и роданидов до ПДК.
2.
Установленные основные этапы 
реабилитации территорий установок 
кучного выщелачивания обеспечивают 
восстановление нарушенных площадей.
Научная
новизна результатов исследований:
1.
Разработан  новый способ деструкции
соединений цианида, основанный на использовании
различных добавок (химических удобрений,
минералов)  к технологическому раствору
с ряской.
2.
Установлены закономерности и 
параметры, при которых деструкция 
цианидов ряской протекает в 
оптимальном режиме.
3.
Разработан  комплекс реабилитации 
территории кучного выщелачивания
методом биохимической очистки с использованием
плавающих гидрофитных растений семейства
рясковых.
Научная
и практическая ценность работы:
Полученные 
результаты способствуют решению таких
задач, как:

снижение отрицательного воздействия 
технологии кучного выщелачивания
на биогеоценоз территории;

замена экологически
опасного способа обезвреживания отработанных
вод кучного выщелачивания  методом
хлорирования  более безопасным методом,
основанным на использовании гидрофитных
малоразмерных растений.
 
Методы исследований включают:

— аналитическое обобщение результатов 
изучения влияния кучного выщелачивания  
на окружающую среду;
 
— анализ проб почвы, породы и отработанных
вод участка кучного выщелачивания;
 
— гранулометрический анализ почвы;
 
— лабораторные технологические исследования
по обезвреживанию отходов рудного штабеля    
кучного выщелачивания;
 
— математическое планирование технологических
и экологических параметров;

— опытно-промышленные испытания очистки
сточных вод кучного  выщелачивания.
В
последнее время для добычи многих
твердых полезных ископаемых
применяют 
геотехнологические методы добычи с 
использованием буровых скважин. Они 
позволяют упростить и удешевить 
добычу, производить отработку бедных
месторождений, а также месторождений,
характеризующихся сложными условиями
залегания. Вскрытие рудной залежи осуществляют
буровыми скважинами, которые предлагается
называть геотехнологическими.
Геотехнологические 
методы добычи полезных ископаемых позволяют
снизить в некоторых случаях в 2 — 4 раза
капитальные затраты на строительство
предприятий, повысить производительность
труда по конечной продукции, сократить
численность работающих. Кроме того, их
применение способствует значительному
улучшению условий труда и уменьшению
отрицательного воздействия на окружающую
среду.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.