Ковязин Антон Андреевич - заместитель начальника цеха.
624091, г. Верхняя Пышма, пр. Успенский, 1
Anton A. Kovyazin - Deputy Head of the Workshop.
1 Uspensky pr., Verkhnyaya Pyshma 624091
Тимофеев Константин Леонидович - д.т.н., начальник отдела АО «Уралэлектромедь», научный руководитель кафедры металлургии, ТУ Уральской горно-металлургической компании.
624091, Верхняя Пышма, пр. Успенский, 1;624091, Верхняя Пышма, пр. Успенский, 3
Konstantin L. Timofeev - Dr. Sci. (Eng.), Head of the Department, JSC Uralelectromed; Scientific Supervisor of the Metallurgy Department, TU of the Ural Mining and Metallurgical Company.
1 Uspensky pr., Verkhnyaya Pyshma 624091; 3 Uspensky pr., Verkhnyaya Pyshma 624091
Мальцев Геннадий Иванович - д.т.н., старший научный сотрудник лаборатории пирометаллургии цветных металлов, Институт металлургии УрО РАН.
620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 101
Gennady I. Maltsev - Dr. Sci. (Eng.), Senior Researcher of the Laboratory of Non-ferrous Metals Pyrometallurgy.
101 Amundsen St., Yekaterinburg 620016
Краюхин Сергей Александрович - к.т.н., директор по науке.
624091, Верхняя Пышма, пр. Успенский, 3
Sergey A. Krayukhin - Cand. Sci. (Eng.), Director of Research.
3 Uspensky pr., Verkhnyaya Pyshma 624091
Цель – выявление основных закономерностей гидротермального осаждения меди из ранее неизученных серно-азотнокислых и сульфатных растворов атмосферной и автоклавной переработки металлургических пылей. В качестве сульфидизатора использован пирит. Химический элементный состав продуктов определяли методами рентгенофлуоресцентной, атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, а также атомно-абсорбционным анализом. Установлено, что осаждение меди по предлагаемой технологии позволяет достичь более 95%-го ее извлечения. Для сульфатных растворов с высокой концентрацией мышьяка предложена двухстадийная схема окислительно-гидротермальной обработки со следующими параметрами: температура 180°С, продолжительность 2 ч, расход кислорода 0,026 дм3/г пирита (для 1-й стадии), 200°С и 2 ч (для 2-й). Извлечение в кек составило 95,4% меди (в виде Cu2S) и 91,4% мышьяка (в виде FeAsO4), что позволило в дальнейшем разделить данные металлы флотацией. При автоклавной обработке Cu-Zn-Fe-As-NO ‒ раствора в присутствии пирита при 180–220°С получены значения энергии активации (кДж/моль), отвечающие кинетическому режиму, рассчитанные по двум методикам: 64,6 (по классической), 60,5 (по модели сжимающегося ядра). Также определены кинетические параметры систем CuSO4-H2SO4-FeS2-H2O и CuNO3-H2SO4-FeS2-H2O. Показано, что при флотационном обогащении кеков автоклавного осаждения меди достигается высокая степень разделения Cu и As; извлечение, %, составило: Cu ˃ 95%, As – ˂ 5. Драгоценные металлы из пирита переходят во флотоконцентрат на 92,7% (Au) и 96,5% (Ag). Определен состав получаемого флотоконцентрата, %: 12 Cu; 37 Fe; 38 S; 13 прочие. Показано, что получение более кондиционного по меди продукта возможно при разделении флотоконцентрата на пиритный и медный концентраты и проведении дополнительной флотации первичного медного концентрата в щелочной среде с добавлением извести. Таким образом, выявлены основные закономерности гидротермального осаждения меди из серно-азотнокислых и сульфатных растворов атмосферной и автоклавной переработки металлургических пылей.
In this work, we aim to establish the main regularities of hydrothermal precipitation of copper from the previously unstudied sulfuric-nitric acid and sulfate solutions of atmospheric and autoclave processing of metallurgical dusts. Pyrite was used as a sulfidizer. The elemental composition of the products was determined by X-ray fluorescence, inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, and atomic absorption analysis. It was found that copper precipitation by the proposed technology enables its recovery at a level of more than 95%. For sulfate solutions with a high arsenic concentration, a two-stage scheme of oxidation-hydrothermal treatment with the following parameters was proposed: temperature 180°С, duration 2 h, oxygen consumption 0.026 dm3/g pyrite (for the 1st stage), and 200°С and 2 h (for the 2nd stage). Extraction in the cake amounted to 95.4% of copper (in the form of Cu2S) and 91.4% of arsenic (in the form of FeAsO4), which allowed further separation of these metals by flotation. An autoclave treatment of a Cu–Zn–Fe–As–NO3 solution in the presence of pyrite at 180–220°С produced the activation energy values (kJ/mol) corresponding to the kinetic regime calculated by the two methods: 64.6 by the conventional method and 60.5 by the shrinking core model. The kinetic parameters of CuSO4–H2SO4–FeS2–H2O and CuNO3–H2SO4–FeS2–H2O systems were also determined. Flotation enrichment of copper autoclave precipitation cake was shown to result in a high degree of Cu and As separation, with the recovery amounting to Cu ˃ 95% and As ˂ 5%. Precious metals contained in pyrite are transferred to a flotation concentrate by 92.7% (Au) and 96.5% (Ag). The composition of the resulting flotation concentrate comprised (%): 12 Cu; 37 Fe; 38 S; 13 other elements. It is shown that, in order to obtain a product with the required content of copper, flotation concentrate should be separated into pyrite and copper concentrates followed by an additional flotation of primary copper concentrate in an alkaline medium in the presence of lime. Hence, our study has established the main regularities of hydrothermal precipitation of copper from the sulfuric-nitric acid and sulfate solutions of atmospheric and autoclave processing of metallurgical dusts.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.