Вестник МГТУ, 2023, Т. 26, № 2.

Вестник МГТУ. 2023. Т. 26, № 2. С. 137-149. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2023-26-2-137-149 После обжига смеси руды с сульфатом аммония при 400 °С в обожженной смеси фиксируются рефлексы сульфатов никеля и меди CuSO4 (рис. 6, а). Повышение температуры обжига до 400 °С приводит к увеличению интенсивности пиков сульфатных минералов. Остаток после выщелачивания характеризуется наличием силикатных минералов и магнетита, отмечена некоторая часть непрореагировавших сульфидов (рис. 6, б). Сульфаты, образованные в процессе обжига, полностью растворяются на стадии водного выщелачивания. Рис. 6. Дифрактограммы смеси руды и сульфата аммония (1 : 7) после обжига при температуре 400 °С (а) и остатка после выщелачивания (б). Рефлексы: 1 - пентландит; 2 - пирротин; 3 - халькопирит; 4 - полевой шпат; 5 - амфибол; 6 - серпентин; 7 - магнетит; 8 - тальк; 9 - кварц; 10 - гетит; 11 - халькоцианит; 12 - сульфат никеля Fig. 6. X-ray diffraction patterns of ore and ammonium sulfate mixture (1 : 7) after roasting at the temperature of 400 °C (a) and of the leaching residue (б). Reflexes: 1 - pentlandite; 2 - pyrrhotite; 3 - chalcopyrite; 4 - feldspar; 5 - amphibole; 6 - serpentine; 7 - magnetite; 8 - talc; 9 - quartz; 10 - goethite; 11 - chalcocyanite; 12 - sulfate nickel Исследования, направленные на определение механизма взаимодействия сульфидов с сульфатом аммония с применением метода синхронного термического анализа, были выполнены ранее (Горячев и др., 2022). В ходе изучения установлено, что взаимодействие сопровождается образованием аммонийсодержащих сульфатов железа, таких как пиракмонит (NH4)3Fe(SO4)3и сабиит NH4Fe(SO4)2, а также вторичных обогащенных цветными металлами сульфидов никеля и меди: краунингшилдит (Ni09Fe0.i0)S, полимидит Ni3S4, борнит Cu5FeS4, фукучилит Cu3FeS8, ковеллин CuS. Конечным продуктом взаимодействия являются сульфаты никеля и меди. Упрощенные схемы реакций можно представить следующими уравнениями: 4FevS8 + 54(NH4)2SO4 + 69O2 = 28(NH4)3Fe(SO4)3+ 24NH3+ 1 4 H 2 O + 2 SO 2 (4) 4CuFeS2 + 22(NH4)2SO4 + 17O2 = 4(NH4)3Fe(SO4)3+ 4CuSO4 + 4NH3+ 2 H 2 O (5) 8(Ni,Fe)9S8+ 112(NH4)2SO4+ 93O2= 36NiSO4+ 36(NH4)3Fe(SO4)3+ 58NH3+ 29H2O (6) После обжига при температуре 450 °С не отмечено рефлексов исходных сульфидных минералов. Обожженная смесь характеризуется преобладанием рефлексов серпентина, полевого шпата и амфибола; зафиксировано интенсивное формирование сульфатов цветных металлов (рис. 7, а ). Образованные в процессе обжига сульфаты железа и цветных металлов полностью растворяются, и остаток характеризуется увеличением относительного содержания магнетита (рис. 7, б ). После обжига при температуре 500 °С отмечено более интенсивное формирование сульфата меди - халькоцианита (рис. 8, а); зафиксированы пики железосодержащих фаз: гетита, сабиита, аммониоярозита и магнетита. В остатке после выщелачивания в значительном количестве остаются инертные минералы (полевой шпат, амфибол, серпентин), увеличивается доля магнетита (рис. 8, б ). 143