Труды КНЦ (Естественные и гуманитарные науки вып.2/2022(1))

Сульфидные минералы цветных металлов относятся к полупроводникам, что обусловливает их окисление по механизму гальванической коррозии. На минеральной поверхности существуют как анодные, так и катодные участки. При флотационном обогащении руд данные об электрохимических свойствах сульфидов позволяют оптимизировать режимы электрохимической обработки минеральных суспензий для управления процессами адсорбции собирателей [Чантурия, 1985; Чантурия, Вигдергауз, 2008]. Исследования особенностей электрохимического поведения сульфидов в различных электролитах дают возможность установить лимитирующие стадии процессов окисления и растворения и, как следствие, за счет управления процессом окисления пульпы добиться искомого технологического результата — интенсификации выщелачивания сульфидных руд и концентратов цветных металлов. Электрохимическое поведение сульфидов необходимо учитывать для прогноза генерации кислого дренажа и миграции цветных металлов при хранении отвалов вскрышных пород, хвостов обогащения и шлаков цветной металлургии. Последовательность окисления сульфидных минералов будет определяться их электродными потенциалами [Особенности процессов..., 1998; Калинников и др., 2001]. В наших исследованиях моделировали насыщенные кислородом растворы в зоне аэрации хвостохранилища. Растворы с недостатком кислорода моделировали зону хвостохранилища ниже уровня оборотных вод. Использованы растворы H 2 SO 4 , FeSO4 и FeCb, а также К 2 СО 3 . Сульфатные и карбонатные растворы моделируют техногенные продукты первой и второй групп отходов. Раствор хлорида железа (III) выбран вследствие его широкого применения в процессах выщелачивания сульфидных концентратов. Последовательность окисления сульфидных минералов в кислых средах, определенная исходя из ряда электродных потенциалов, сохраняется независимо от концентрации кислорода в растворе, но изменяется при переходе от раствора серной кислоты к раствору FeCb. В растворе H 2 SO 4 образуются: железистый сфалерит, галенит, пентландит, пирротин, пирит; в растворе FeCb — галенит, пентландит, железистый сфалерит, пирит, халькопирит, пирротин. В растворе К 2 СО 3 получен следующий ряд минералов: галенит, пирротин, пентландит, халькопирит, пирит. Таким образом, в кислых средах в первую очередь будут подвержены окислению сфалерит и галенит, а в щелочных — галенит и пирротин. Насыщение раствора кислородом приводит к смещению стационарных потенциалов (потенциалов коррозии) сульфидов в анодную область. Величина сдвига потенциала, скорость окисления минералов и состав образующихся продуктов окисления будут определяться различиями в гидродинамических условиях и концентрацией окислителя. На выведенных из эксплуатации и действующих хвостохранилищах создаются принципиально разные условия электрохимического окисления сульфидов [Калинников и др., 2001]. В условиях хвостохранилищ, выведенных из эксплуатации, из-за лучшей аэрации и насыщения кислородом поровых растворов происходит сдвиг потенциалов коррозии минералов в анодную область, увеличение скорости окисления сульфидов и, как следствие, интенсивности загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. Нахождение сростков сульфидов в растворе электролита приводит к тому, что скорость окисления электроположительного минерала замедляется, а электроотрицательного ускоряется. Эти закономерности подтверждены микро- и спектроскопическими методами [Чантурия и др., 1999а; Калинников и др., 2001; Surface oxidation..., 2000]. Изучение электрохимического окисления сульфидов в карбонатных растворах методами циклической вольтамперометрии и потенциостатического электролиза позволило диагностировать поверхностные фазы, определить потенциалы окисления минералов с образованием элементарной серы, тиосульфат-, сульфит- и сульфат-ионов [Чантурия и др., 1999б; Макаров и др., 1999, 2004]. Исследования сульфидсодержащих хвостов обогащения медно-никелевых руд Проведено подробное исследование инженерно-геологического состояния и гипергенных преобразований сульфидсодержащих хвостохранилищ Мурманской области с оценкой их потенциальной экологической опасности и свойств хвостов как техногенного сырья [Чантурия и др., 1999; Изменение содержания..., 2004, Потенциальная экологическая ., 2005, С одерж ания ., 2006; Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Естественные и гуманитарные науки. 2022. Т. 1, № 2. С. 9-19. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Natural Sciences and Humanities. 2022. Vol. 1, No. 2. P. 9-19. © Чантурия В. А., Маслобоев В. А., Суворова О. В., Васильева Т. Н., Макаров Д. В., Миненко В. Г., 2022 11