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

пятидневным биовыщелачиванием с ежедневной подачей 50 мл бактериального раствора рециркуляционным способом. Исследования по моделированию кучного выщелачивания проводились при температуре окружающей среды +19 ± 1 °С. Для получения кристаллогидратов сульфата железа проводили выщелачивание хвостов обогащения (неизмельченных и измельченных до класса -71 мкм) в статическом режиме. В качестве реагента был использован 30 %-й раствор серной кислоты, продолжительность опыта составила 3 ч, соотношение Т:Ж 1:3. Суспензию перемешивали с интенсивностью 400 мин-1. Полученные растворы отфильтровывали через фильтр «Синяя лента» с использованием вакуумного насоса и хранили при температуре +5 °С в течение 24 ч. Затем кристаллы отделяли также с помощью фильтра «Синяя лента» на вакуумном насосе, выдерживали в течение 24 ч на открытом воздухе при температуре ~ 22 °С и исследовали фазовый состав. Р е зу л ь т а ты исследований Минеральный состав хвостов в основной массе представлен породообразующими силикатными минералами (оливин, серпентин, пироксены, хлориты и др.). Основные рудные минералы представлены сульфидами, магнетитом, хромитом и ильменитом. Сульфиды отмечаются в виде тонкой эмульсионной вкрапленности в оливине и замещающем его серпентине, а также совместных сростков с другими рудными и породообразующими минералами или отдельных зерен. Установлено, что пирротин (Fe 1 -xS) — наиболее распространенный сульфид хвостов, представлен преимущественно в виде сростков с силикатами, реже — с магнетитом (Fe 3 O 4 ), халькопиритом (CuFeS 2 ) или раскрытыми зернами. Пирротин содержит в себе пламеневидные вростки пентландита ((Fe, Ni) 9 S 8 ). В составе пирротина отмечена небольшая примесь никеля (до 1 %). Пентландит также встречается в виде отдельных раскрытых зерен или сростков с магнетитом или халькопиритом. Вторичные минералы по рудным представлены гетитом по магнетиту, ковеллином по халькопириту, миллеритом и виоларитом по пентландиту. Проведенные исследования подтвердили эффективность технологии кучного биовыщелачивания с предварительным гранулированием для извлечения цветных металлов из лежалых хвостов обогащения медно-никелевых руд. Гранулирование с использованием комбинации серной кислоты и ПВА позволило получать прочные гранулы (до 7,23 МПа), однако введение ПВА несколько снижало извлечение металлов в раствор. Применение только серной кислоты обеспечивало максимальные концентрации в растворе (Ni — 19,9 мг/л, Си — 7,43 мг/л, Со — 0,98 мг/л), но снижало прочность гранул. Ключевыми факторами эффективности являются измельчение хвостов до класса -71 мкм, что повышает как прочность гранул, так и доступность металлов для выщелачивания. Для извлечения меди из продуктивного раствора могут быть использованы методы цементации и гальванокоагуляции. Цементация особенно эффективна для небольших производственных объемов (до 5 тыс. т в год) и при низкой концентрации ионов меди в растворе (менее 200 мг/л), когда использование экстракционных методов очистки растворов становится экономически невыгодным. Процесс извлечения меди путем цементации был тщательно изучен Б. Д. Халезовым, который разработал оптимальные режимы и аппаратные решения для этой технологии [4]. В практической реализации цементации часто используют железный лом, обезжиренную консервную жесть, жестяную обрезь, а также губчатое железо. После извлечения меди из раствора, как правило, остается значительное количество железа, которое необходимо удалить перед дальнейшей обработкой раствора для извлечения никеля. Одним из эффективных способов осаждения железа является барботирование кислородом, что позволяет перевести железо в трехвалентную форму, после чего добавлением негашеной извести или других подщелачивающих агентов можно вызвать осаждение железа в виде железо - гипсового кека. Этот кек может быть использован в производстве строительных материалов, что способствует минимизации отходов и добавленной стоимости процесса. Для получения товарного никелевого продукта такого, как гидроксид никеля, в раствор добавляют негашеную известь или брусит, что приводит к осаждению гидроксида никеля при pH = 6,7. Получение гидроксида никеля является важным этапом в переработке растворов, поскольку позволяет получить продукт, пригодный для дальнейшего использования в промышленности. Проведенные исследования сернокислотного реакторного выщелачивания медно-никелевых хвостов выявили принципиальное различие в составе кристаллических продуктов в зависимости от степени измельчения исходного материала. Для неизмельченных хвостов (класс крупности-250 + 100 мкм) характерно преимущественное образование кристаллогидратов Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 4. С. 194-198. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 4. P. 194-198. 196 © Горячев А. А., Дубровина В. Н., Невзорова Ю. В., Макаров Д. В., Компанченко А. А., 2025