Введение к работе
Актуальность работы. Сульфидные медные руды с невысокой степенью окисленности являются традиционным сырьевым источником для производства первичной меди. Высокие технологические показатели флотационного обогащения руд данного типа обеспечивают возможность эффективной переработки получаемых сульфидных медных концентратов пирометаллургическим способом. Сокращение мировых запасов кондиционных медных руд приводит к вовлечению в сферу производства труднообогатимых руд с повышенной степенью окисления, что требует изыскания альтернативных технологических решений. В полной мере эта тенденция распространяется на крупнейшее месторождение сульфидных медных руд Монголии «Эрдэнэтийн Овоо», дальнейшая эксплуатация которого должна включать переработку труднообогатимых руд с повышенной степенью окисленности сульфидных минералов. Мировая практика промышленного использования медных руд такого типа основана на их гидрометаллургической переработке с применением технологии безаппаратного выщелачивания и рядом альтернативных вариантов переработки медных растворов.
Месторождение «Эрдэнэтийн Овоо» содержит руды нескольких генетических типов сложного минералогического состава, что не позволяет в полной мере использовать готовые технологические решения для их гидрометаллургической переработки в условиях резко континентального климата Монголии. В связи с этим возникает необходимость разработки высокоэффективных энергосберегающих решений для переработки труднообогатимых медных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо», что позволит существенно расширить сырьевую базу медного производства Монголии и обеспечить рациональное использование природных ресурсов.
Цель работы: Повышение эффективности переработки бедных труднообогатимых медных руд с высокой степенью окисления сульфидных минералов месторождения «Эрдэнэтийн Овоо».
Основные задачи исследования:
- научно-технический анализ способов переработки труднообогатимых медных руд, технологических схем и производственного опыта предприятий, использующих сырьё данного типа;
- выявление минералого-генетических типов медных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо», топографии размещения и складирования забалансовых руд и отвалов труднообогатимых руд с позиций их вовлечения в сферу переработки;
- экспериментальное исследование технологических показателей по извлечению меди из руд сложного минералогического состава с различной степенью окисления сульфидных минералов и обоснование способа их переработки;
- экспериментальная отработка в опытно- промышленном масштабе энергосберегающей технологии извлечения меди из отвалов и всесезонного кучного выщелачивания труднообогатимых руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо»;
- технологическое опробование и отработка в опытно- промышленном масштабе извлечения меди из продукционных растворов методом сольвентной экстракции с последующим осаждением меди из сульфатного раствора электролизом;
- технико-экономическая оценка эффективности гидрометаллургической переработки труднообогатимых руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо».
Методы исследований. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования физико-химических систем и технологических объектов. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторном, укрупнено-лабораторном и опытно-промышленном масштабах с применением методов математической статистики, графической и графоаналитической обработки данных. Термодинамический анализ применялся для оценки устойчивости медных минералов в условиях рудогенеза и кислотного выщелачивания. Определение химического состава выполнялось методами классического химического анализа, а также с использованием метода жидкостной фотоколориметрии, атомной адсорбции и эмиссии, рентгеновской спектрометрии. Фазовый анализ проводился рядом физических и физико-химических методов, включая кристаллооптический, рентгенодифрактометрический и дериватографический. На всех этапах работы для определения технологических характеристик материалов и показателей процессов использовались методы опробования и технологического контроля, принятые в заводской практике добычи и переработки медно-молибденовой руды на горно-обогатительном комбинате «Эрдэнэт».
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Сульфидные медные руды месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» принадлежат к различным генетическим типам и относятся к бедному труднообогатимому сырью, эффективная переработка которого с извлечением до 70% меди возможна методом гидрометаллургического вскрытия.
2. Конкурентоспособные показатели переработки забалансовых руд и руд с повышенной степенью окисления месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» обеспечиваются применением гидрометаллургической технологии, включающей всесезонное кучное выщелачивание сырья, сольвентную экстракцию меди и электролитическое осаждение меди из сернокислых растворов.
Научная новизна:
- показано изменение параметров флотируемости, окисляемости и гидрометаллургического вскрытия медных руд в зависимости от их парагенетических, морфологических, структурно-текстурных особенностей и геологических условий образования;
- экспериментально определена возможность прогнозирования показателей кислотного выщелачивания труднообогатимых медных руд различных генетических типов в зависимости от их химико-минералогического состава;
- установлены режимные показатели гидрометаллургического вскрытия труднообогатимых медных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» с использованием безаппаратурных методов выщелачивания и их разграничением по сезонности проведения работ и типам перерабатываемых материалов.
Практическое значение:
- проанализирован и использован опыт применения методов гидрометаллургической переработки некондиционных медных руд из практики работы предприятий США, Канады, Австралии, Чили, Мексики, Китая и Бирмы;
- в опытно-промышленном масштабе обоснована высокая экономическая эффективность переработки некондиционных сульфидных медных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» различных генетических типов с использованием процессов кучного (отвального) выщелачивания, экстракционного извлечения меди из продукционного раствора и её электролитического осаждения с получением катодной меди чистотой 99,999 %;
- показана высокая эффективность модернизации производственного комплекса по добыче и переработке медно-молибденовых руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» за счёт использования современных энергосберегающих процессов с получением товарной продукции высокой стоимости;
- по результатам эксплуатации опытной установки обосновано строительство коммерческого предприятия производительностью 10-15 тыс. тонн в год катодной меди с использованием технологии безаппаратного извлечения меди из отвалов карьера месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» с учётом переработки окисленной руды текущей добычи.
Апробация работы: Основные положения работы докладывались на научно-практической конференции потребителей экстрагента LIX в Пекине в 2000 году и на научно-практических конференциях по горной промышленности, которые состоялись в Монголии в 2000, 2001, 2003гг; первом международном конгрессе «Цветные металлы Сибири» в 2009г.
Публикации: По теме диссертации опубликованы 1 монография, 8 статей, выпущено 10 научно-производственных отчетов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, выводов и 6 приложений, общим объемом 225 страниц, 51 таблицы, 58 рисунков, список использованной литературы состоит из 110 наименований.
