Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2025(16))

Abstract This study investigates the feasibility of processing aged copper-nickel beneficiation tailings to recover non-ferrous metals and produce iron sulfate crystal hydrates. A method of heap bioleaching of pre-granulated tailings was proposed for the recovery of non-ferrous metals. The binding agents used for granulation were a 30% sulfuric acid solution, a bacterial solution of Acidithiobacillus ferrooxidans, and polyvinyl acetate (PVA) glue. The results showed an inverse relationship between pellet strength and metal recovery efficiency. The highest metal concentrations during the heap bioleaching stage were observed in pellets prepared using sulfuric acid. To obtain iron sulfate crystal hydrates, sulfuric acid leaching of the tailings (both as-received and ground to -71 pm) was conducted under static conditions at a temperature of ~22 °C. This selected regime yielded crystal hydrates of ferrous sulfate — rozenite and melanterite. Keywords: tailings, copper-nickel raw materials, bioleaching, non-ferrous metals, ferrous sulfate Acknowledgments: the work was carried out as part of the research themes No. FMEZ-2025-0044 and FMEZ-2025-0046 and with the support of a grant in the form of subsidies from the regional budget to non-profit organizations that are not state institutions, for supporting scientific research projects of young scientists of the Murmansk Region in 2025 (Agreement No. 35 dated January 31, 2025. Project title — Justification for the Application of a Technology for Processing Aged Copper-Nickel Ore Tailings Adapted to the Climatic Conditions of the Arctic Zone of the Russian Federation). Funding: state assignment for research themes No. FMEZ-2025-0044 and FMEZ-2025-0046. For citation: Goryachev A. A.Dubrovina N. V., NevzorovaYu. V., Makarov D. V., Kompanchenko A. A. Comprehensive processing of copper-nickel ore beneficiation tailings with the extraction of non-ferrous metals and production of ferrous sulfate // Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: EngineeringSciences. 2025. Vol. 16, No. 4. P. 194-198. doi:10.37614/2949-1215.2025.16.4.037 Введение Низкосортные руды и концентраты, отвалы вскрышных пород, хвосты обогатительных фабрик и шлаки цветной металлургии представляют собой перспективные источники цветных металлов. Повышенное внимание уделяется хвостам обогащения медно-никелевых руд, т. к. потери цветных металлов в обогатительном цикле зачастую превышают 30 % [1] (например, извлечение металлов из руды на АО «Кольская ГМК» не превышает 70 %). Переработка такого сырья традиционными методами чаще всего является экономически нецелесообразной, что обуславливает необходимость поиска альтернативных способов извлечения цветных металлов из подобного некондиционного техногенного сырья [2]. При этом переработка хвостов должна сопровождаться максимально полным извлечением полезных компонентов. М а т е р и а лы и методы Перспективным для переработки объектом представляется хранилище отходов обогащения медно-никелевых руд, расположенное около пос. Африканда. Хвостохранилище сформировано в процессе деятельности опытной обогатительной фабрики [3]. Для данного объекта рассмотрены два возможных направления переработки — извлечение цветных металлов методом кучного биовыщелачивания и получение кристаллов сульфата железа методом реакторного сернокислотного выщелачивания. Исследования по извлечению цветных металлов проводили с использованием медно-никелевых хвостов двух классов крупности — исходного (преобладающий класс крупности -2 5 0 + 100 мкм) и измельченного до класса -71 мкм. Хвосты перед выщелачиванием были гранулированы , в качестве связующих компонентов применялись 30 %-й раствор серной кислоты, бактериальный раствор Acidithiobacillusferrooxidans и поливинилацетатный клей (ПВА) в различном сочетании. Минеральный состав хвостов определялся с помощью оптической микроскопии. Изучение проводилось в отраженном поляризованном свете на поляризационном микроскопе Axioplan II с блоком видеорегистрации. Для этого был изготовлен искусственный аншлиф на основе эпоксидной смолы. Гранулирование хвостов осуществляли на лабораторном грануляторе ФЛ015-1К-02 (ООО «Дзержинсктехномаш», Россия), в результате чего получались гранулы в форме таблеток диаметром 3 -4 мм и толщиной 1-1,5 мм. Для оценки поведения гранул в условиях, имитирующих кучное биовыщелачивание, были собраны 4 пластиковые колонки, в которые помещали полученные гранулы. Масса навески составила 200 г. Технологический цикл включал стадию влагонасыщения (двукратную подачу 100 мл дистиллированной воды на вершину каждой колонки) с последующим Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 4. С. 194-198. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 4. P. 194-198. © Горячев А. А., Дубровина В. Н., Невзорова Ю. В., Макаров Д. В., Компанченко А. А., 2025 195