Найден способ извлекать ценные металлы из труднообогатимых руд

Красноярские учёные выяснили, как эффективно извлекать ценные компоненты из валлериита — сложного слоистого минерала, который встречается в норильских рудах, но плохо поддаётся обогащению. Обычно этот минерал терялся в отходах обогатительных фабрик, но новый подход позволит извлекать из него до 80 % металла. Результаты исследования опубликованы в журнале Minerals Engineering.

Валлериит — это редкий минерал со слоистым строением и богатым химическим составом. Он имеет важное промышленное значение благодаря высокому содержанию ценных металлов. Наиболее крупные промышленные месторождения валлериита расположены в Западной Сибири: в частности, в Норильском рудном районе и Кингашском рудном узле. В этих рудах валлериит служит важным носителем меди, никеля и платиновых металлов. Однако обогащение валлериитсодержащих руд сталкивается с серьёзными технологическими проблемами из-за уникальной кристаллической структуры валлериита, напоминающей слоёный пирог с чередующимися сульфидными и гидроксидными слоями, которые проявляют различные свойства по отношению к растворам реагентов. В результате валлериит теряется в отходах, снижая эффективность извлечения меди и никеля и делая руды экономически нерентабельными для переработки.

Сотрудники ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с коллегами из Сибирского федерального университета выяснили, как можно эффективно добывать медь из валлериита. Специалисты установили, что извлечение ценных металлов из такой руды можно улучшить при помощи кислой среды. Она изменяет поверхностные свойства минерала за счёт частичного растворения гидроксидных слоев минерала и доступа реагентов к богатым медью сульфидам. Такой подход позволил извлечь до 59 % меди без предварительной обработки и до 80 % после дополнительной обработки сернистым натрием. При этом в щелочной среде извлечение оставалось на уровне 10—15 %.

Медистый валлериит

«Наша команда показала, что плохая флотируемость валлериита — это не приговор, а всего лишь особенность его поверхностной химии, которую можно обратить себе на пользу, — комментирует старший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН (подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН) кандидат химических наук Роман Сергеевич Борисов. — Мы детально изучили, как ведут себя природные образцы этого минерала, и показали: управляя кислотностью среды, можно снимать гидрофильную оболочку, открывая прямой доступ реагентам к ценным сульфидам. Да, лабораторная гидротермальная обработка пока выглядит энергозатратной для практического использования на обогатительных фабриках, но главный вывод уже сделан: даже одно лишь подкисление без сложной предварительной подготовки даёт колоссальный рост извлечения. Теперь наша задача — оптимизировать температурные режимы и параметры процесса, чтобы эта технология стала экономически выгодной и легко встроилась в реальные производственные цепочки обогатительных фабрик».

«Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и циклическая вольтамперометрия позволили нам оценить состояние поверхности валлериита на глубину порядка нескольких нанометров, — добавляет заведующий лабораторией гидрометаллургических процессов ИХХТ СО РАН кандидат химических наук Максим Николаевич Лихацкий. — Мы подтвердили, что медь на поверхности минерала находится в сульфидной форме и остается электрохимически активной именно в кислой среде. Также мы явно увидели увеличение вклада сульфидной серы и меди после гидротермальной обработки в среде сульфида натрия, что является ключевым изменением в состоянии поверхности, необходимым для повышения извлечения меди».

Текст: группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН.
Источник: «Наука в Сибири».