РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ С ГРАВИТАЦИОННОМ ОБОГАЩЕНИЕМ

DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR PROCESSING MAN-MADE WASTE WITH GRAVITY ENRICHMENT

Вохидов Б.Р. Азимов О.А. Бабаев М.Ш.

27.05.2022 534

5(98)

Цитировать:

Вохидов Б.Р., Азимов О.А., Бабаев М.Ш. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ С ГРАВИТАЦИОННОМ ОБОГАЩЕНИЕМ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 5(98). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13777 (дата обращения: 24.11.2024).

Прочитать статью:

DOI - 10.32743/UniTech.2022.98.5.13777

АННОТАЦИЯ

В настоящей время в горно-металлургической промышленности появилась тенденция переработки техногенных отходов, накопившихся в течение многих лет. Мировые запасы месторождений с высоким исходным содержанием и легко извлекаемыми рудами в настоящее время практически истощены. Это обусловливает уменьшение объёмов переработки кондиционных руд и вовлечение в разработку техногенных отходов, труднообогатимых руд и забалансовых и низкосортных отвалов.

ABSTRACT

Currently, in the mining and metallurgical industry, there is a tendency to process man-made waste that has accumulated over many years. World reserves of deposits with high initial content and easily extractable ores are practically depleted. This causes a decrease in the volume of processing of conditioned ores and the involvement in the development of man-made waste, refractory ores and off-balance and low-grade dumps.

Ключевые слова: техногенные отходы, платиновые металлы, отходы золото обогатительной фабрики, селективное осаждение, царско-водочное растворение, промывка, окисление перекисью водорода, прокалка.

Key words: technogenic waste, platinum metals, waste from a gold processing plant, selective precipitation, aqua regia dissolution, washing, oxidation with hydrogen peroxide, calcination.

Введение. Основными объемами техногенных ресурсов цветных и благородных металлов на территории Узбекистана обладает Центрально-Кызылкумский горнорудный район, отличающийся длительной историей освоения и разработой руд цветных и благородных металлов. С начала разработки месторождений полезных ископаемых Навоийским ГМК в складских хозяйствах и хвостохранилищах накоплено более трех миллиардов тонн техногенных отходов некондиционного минерального сырья [1].

Забалансовая руда имеет содержание металлов ниже балансового предела и не перерабатывается на заводе или фабрике. Обычно она находится на хранении и при повышенном содержании ценного компонента в текущей балансовой руде шихтуется и вовлекается в переработку. Забалансовая золотосодержащая руда обычно содержит золота от 0,5 до 1,5 г/т. Минерализованная масса имеет содержание значительно меньше забалансовых руд и не перерабатывается на заводах или фабриках, складируется в отвалах рудников. Самыми большими отвалами минерализованной массы и складами забалансовой руды обладает рудник Мурунтау. На сегодняшний день на руднике находится около 2,5 млрд т минерализованной массы и более 150 млн т забалансовых руд [2].

Рудник сульфидных золотосодержащих руд Восточный (Кокпатас) разбросан на территории площадью более 40 км², на которой находится более 40 карьеров. На руднике находится более 180 млн т минерализованной массы и 12 млн т забалансовых руд. Также, на другом руднике сульфидных золотосодержащих руд Даугызтау находится более 12 млн т забалансовой руды. Хвосты являются основными твердыми отходами, образующимися в процессе обогащения полезных ископаемых.

Методы исследования и результаты. В начале исследований изучили химический, минералогический и полуколичественный состав объектов исследования и на основании этого определили количество драгоценных металлов в техногенных отходах, разработали оптимальные технологические схемы их извлечения. Одно из крупных хвостохранилищ не только в Узбекистане, но и в мире, находится в центре пустыни Кызылкум для хранения отвальных хвостов гидрометаллургического завода № 2 Навоийского ГМК. Объемы твердых отходов составляют более 1,1 млрд т. В хвостохранилище ГМЗ-3 складируются отвальные хвосты от переработки окисленных и сульфидных золотосодержащих руд месторождений Кокпатас и Даугызтау. Объемы отвальных хвостов составляют более 112 млн т. [3]. В целях изучения материального и минералогического состава техногенных отходов хвостохранилищ Гидрометаллургических заводов №1, 2, 3, 4 и Марджанбулакского ЗИФ Навоийского горно-металлургического комбината были получены образцы для анализа и проведен пробирный анализ, спектральный количественный и спектральный полуколичественный анализ в НИЛ НГГИ. Кроме этого проведено нейтронно-активационный анализ образцов из техногенных отходов НГМК (см.таб.4.) в лаборатории Института Ядерной физики при Академии наук Республики Узбекистана.

Таблица 1.

Резултаты полного химического (силикатного) анализа

ПРОБА	Содержание элементов, %
ПРОБА	SiO₂	Al₂O₃	TiO₂	FeO	Fe₂O₃	Cao	MgO	Na₂O	K₂O	P₂O₅	MnO	п.п.п.
Хвосты ГМЗ-1	71,0	10,5	0,63	1,41	3,86	2,3	1,7	1,6	1,9	0,22	0,05	3,2
Хвосты ГМЗ-2	69,1	11,0	0,67	2,44	1,86	3,1	2,3	2,4	2,6	0,20	0,04	2,2
Хвосты ГМЗ-3	58,1	10,8	0,86	2,83	2,29	8,0	2,9	1,5	2,2	0,30	0,09	8,3
Хвосты ГМЗ-4	64,1	12,7	0,59	3,09	1,57	3,5	1,3	3,0	3,3	0,49	0,05	1,8
Хвосты ГМЗ-МЗИЦ	64,5	15,1	0,73	1,23	5,06	2,0	1,3	1,1	2,8	0,08	0,09	5,7

Добыча и переработка этих металлов из руды приводит к образованию больших количеств и различных видов отходов. В новых экономических условиях Узбекистан остро нуждается в переосмыслении стратегии использования недр. Проблема вовлечения в переработку техногенного сырья важна для Республики и включает в себя экономию не возобновляемых в природе минеральных ресурсов. Рабочая группа, состоящих из сотрудников научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений Узбекистана по разработке технологий извлечения золота, серебра и редких металлов из техногенных отходов хвостохранилищ Гидрометаллургических заводов №1, 2, 3, 4 и Марджанбулакского ЗИФ НГМК, изучили состав техногенных отходов на содержание благородных металлов. Результаты пробирного и спектрального количественного анализа показывали, что содержание золота в хвостах ГМЗ-1 составляет 0,4–0,6 г/т, а содержание серебра находится в пределах 1–1,4 г/т. Резултаты полного химического (силикатного) анализа представлены в таблице 1. Результаты спектрального количественного и спектрального полуколичественного анализов представлены в таблицах 2 и 3.

Также проведены анализы по определению содержания в материале проб основных редкоземельных элементов (лантаноидов).

Таблица 2.

Резултаты пробирного и спектрального количественного анализа

ПРОБА	Содержание элементов, %
ПРОБА	Au, г/т	Ag, г/т	Sобщ	Ss	SO3	Feобщ	Fe2+	Fe3+	Cобщ	Cорг	CO2	As	Sb	Cu	Pb	Zn	W
Хвосты ГМЗ-1	0,59	1,4	0,89	0,4	1,13	3,8	1,1	2,7	0,38	0,11	0,99	0,18	0,025	0,006	0,008	0,009	<0,005
Хвосты ГМЗ-2	0,29	0,5	1,3	0,9	1,03	3,2	1,9	1,3	0,42	0,18	0,88	0,11	<0,005	0,005	<0,005	0,006	<0,005
Хвосты ГМЗ-3	0,53	0,8	1,8	<0,2	4,25	3,8	2,2	1,6	1,30	0,16	4,18	0,28	0,042	0,006	<0,005	0,006	<0,005
Хвосты ГМЗ-4	0,37	0,9	0,9	0,6	0,75	3,5	2,4	1,1	0,45	0,17	1,03	0,51	0,012	<0,005	0,016	0,018	<0,005
Хвосты ГМЗ-МЗИЦ	0,70	5,0	1,3	0,6	1,83	4,5	0,96	3,54	0,061	0,41	0,73	0,09	0,006	0,010	0,007	0,020	<0,005

Количество благородных и редких металлов в техногенных отходах является основанием для рассмотрения их в качестве сырья для производства драгоценных металлов. Процессы разработки технологий переработки техногенных отходов НГМК являются предметом исследовательской работы группы специалистов.

Во всех пробах содержание основных редкоземельных элементов (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Y) ниже порога обнаружения, который составляет 0,0005%. Следующие элементы не обнаружены или их содержания ниже порога обнаружения: Cd, Bi, Ge, Tl, Sn, In, Li, Ta, Hf, Nb.

Таблица 3.

Резултаты полуколичественного спектрального анализа

ПРОБА	Содержание элементов, %
ПРОБА	Co	Ni	Cr	V	Me	W	Yb	Ga	Y	Sr	Zr	Se	Be	Ba
Хвосты ГМЗ-1	0.001	0,002	0,05	0,02	0,001	0,002	0,0001	0,002	0,002	0,02	0,02	0,001	0,0002	0,03
Хвосты ГМЗ-2	0,0005	0,002	0,02	0,02	0,001	0,005	0,0003	0,001	0,002	0,01	0,02	0,001	0,0002	0,05
Хвосты ГМЗ-3	0,001	0,002	0,02	0,02	0,0002	и/о	0,0003	0,003	0,002	0,02	0,02	0,001	0,0005	0,05
Хвосты ГМЗ-4	0,0005	0,001	0,02	0,02	<0,0002	0,002	0,0003	0,003	0,005	0,02	0,02	0,001	0,0005	0,1
Хвосты ГМЗ-МЗИЦ	0,001	0,005	0,05	0,02	0,001	и/о	0,0005	0,003	0,005	0,02	0,02	0,001	0,0002	0,05
Предел определения	0,0005	0,0005	0,005	0,002	0,0002	0,005	0,0001	0,0002	0,001	0,02	0,002	0,001	0,0001	0,01

Основное направление исследований – комплексное извлечение драгоценных металлов из техногенных отходов с помощью усовершенствованных технологий. В этом направлении главным работам являются изучение перехода металлов в фазу обогащения посредством интенсивного гравитационного обогащения отходов и разработка альтернативных параметров селективного растворения техногенных отходов в присутствии новых растворителей путем просачивания и перемешивания [4].

Таблица 4.

Результаты нейтронно-активационного анализа образцов из техногенных отходов хвостохранилищ НГМК, мкг/г

Элемент	ГМЗ-1, карта -3	ГМЗ-4, карта -1	ГМЗ-2, карта -2	ГМЗ-1, карта -4	ГМЗ-2, карта -2, -3
Mn	250	440	290	390	330
Na	6400	20700	17000	11600	19100
K	17100	34700	28800	20900	27400
Sm	3,4	7,2	4,0	3,8	3,5
Mo	7,6	2,9	13	5,6	14
Lu	0,22	0,39	0,24	0,33	0,25
U	3,4	7,0	5,9	4,3	5,5
Yb	1,4	2,7	2,2	2	1,9
Au	0,31	0,18	0,17	0,47	0,14
Nd	45	35	<10	<10	<10
As	880	3400	660	1100,0	710
W	<1,0	67	51	<1,0	37
Br	<1,0	<1,0	<1,0	<1,0	3,2
Ca	13900	23000	11500	11500	14000
La	25	62	34	31	34
Ce	40	95	52	51	48
Se	4,3	1,4	3,7	4,1	3,2
Hg	0,45	<0,1	<0,1	<0,1	<0,1
Tb	0,41	1,1	0,58	0,51	0,48
Th	5,4	12	7,6	6,2	7,1
Cr	43	22	56	59	56
Hf	4,9	10	4,5	4,6	4,9
Ba	410	1200	490	360	460
Sr	<10	240	45	140	59
Ag	0,77	<0,1	<0,1	0,67	<0,1
Cs	5,0	6,4	6,9	4,9	6,0
Ni	<10	<10	30	15	27
Sc	7,2	6,6	9,2	9,2	9,1
Rb	65	15	89	82	61
Zn	86	270	65	85	61
Co	5,4	9,0	11	11	11
Ta	0,41	1,5	0,53	0,36	0,63
Fe	26600	35600	24800	27300	25900
Eu	0,59	1,6	0,86	0,91	0,88
Sb	160	45	5,3	160	6,7

Рисунок 1. Технологическая схема обогащения техногенных отходов АО НГМК

С этой целью эксперименты по технологическим исследованиям по гравитационному обогащению проводились в лаборатории по технологической схемы (см. рис.1.).

Схема выключает себя процесс грохочения для разделения техногенных отходов с дальнейшими двух стадийном перечисткам на концентрационном столе. Режим работы стола:

частота качаний 110 ходов в мин.;
амплитуда качаний 8 – 9 мм;
поперечный наклон деки – 18-20 мм/м;
расход смывной воды – 4,5 л/мин.;
навеска руды (исх. сырья) – 20 кг.

По результатам работы получено три продукта, хвосты гравитации направляли на отвал, промпродукт на предыдущем процессе перечистки и получили гравитационный концентрат от двух стадийной перечистки. Результаты проведенных испытаний приведены в таблицах 5 и 6.

Таблица 5.

Содержание золота и серебра в продуктах переработки отходов НГМК после гравитационного обогащения, г/т, (по данным пробирного анализа)

Наименование отходов	Полученные продукты
	Гравиоконцентрат		Промпродукт		Хвосты гравитации
	Au	Ag	Au	Ag	Au	Ag
Хвосты ГМЗ-2	3,3	6,4	0,8	1,8	0,2	0,8
Хвосты ЦКВЗ	9,5	2,9	1,9	1,2	0,8	0,6
Отвалы окисленных руд Марджанбулака	6,9	35,9	1,2	6,2	0,5	2,9
Хвосты МЗИЦ	5,7	6,4	1,4	1,8	0,6	2,4
Хвосты ГМЗ-4	8,6	15,4	2,7	5,2	0,5	1,2
Хвосты ГМЗ-3	18,1	38,0	5,9	12,4	1,0	0,5

Таблица 6.

Содержание золота и серебра в продуктах переработки отходов НГМК после гравитационного обогащения, г/т, (по данным пробирного анализа).

Наименование отходов	Продукты обогащения	Выход, %	Содержание, г/т		Извлечение, %
Наименование отходов	Продукты обогащения	Выход, %	Au	Ag	Au	Ag
Хвосты ГМЗ-2	Гравиоконцентрат	0,95	3,3	6,4	10,4	6,8
	Промпродукт	4,75	0,8	1,8	12,7	9,5
	Хвосты гравитации	94,3	0,24	0,8	76,9	83,7
	Исходное сырье	100	0,3	0,9	100	100
Хвосты ЦКВЗ	Гравиоконцентрат	0,6	9,5	2,9	6,4	2,5
	Промпродукт	4,5	1,9	1,2	9,5	7,7
	Хвосты гравитации	94,9	0,8	0,66	84,1	89,8
	Исходное сырье	100	0,9	0,7	100	100
Отвалы окисленных руд Марджанбулака	Гравиоконцентрат	0,4	6,9	35,9	5,5	4,6
	Промпродукт	2,5	1,2	6,2	6,0	5,1
	Хвосты гравитации	97,1	0,45	2,9	88,5	90,3
	Исходное сырье	100	0,5	3,1	100	100
Хвосты МЗИЦ	Гравиоконцентрат	0,84	5,7	6,4	6,9	2,2
	Промпродукт	5,86	1,4	2,0	7,4	4,8
	Хвосты гравитации	93,3	0,6	2,4	86,7	93,0
	Исходное сырье	100	0,7	2,5	100	100
Хвосты ГМЗ-4	Гравиоконцентрат	1,12	8,6	15,4	13,7	11,5
	Промпродукт	5,68	2,7	5,2	21,6	19,4
	Хвосты гравитации	93,2	0,5	1,2	64,6	69,1
	Исходное сырье	100	0,7	1,5	100	100
Хвосты ГМЗ-3	Гравиоконцентрат	0,3	18,1	38,0	4,5	11,4
	Промпродукт	3,2	5,9	12,4	15,8	39,7
	Хвосты гравитации	96,5	1,0	0,5	79,7	48,9
	Исходное сырье	100	1,2	1,0	100	100

Полученные результаты свидетельствует о возможности переработки техногенных отходов НГМК и имеется перспектива, также в дальнейшим требуется усовершенствование и дополнение гидрометаллургических мешателей для селективного разделения благородных металлов из состав полученных гравитационных концентратов.

Список литературы:

Вохидов Б.Р. Разработка технологии получения платиновых металлов из техногенных отходов. // Научно-методический журнал Евразийский союз ученых (ЕСУ): Москва, 2020. Июнь №6(75). C.38-46.
Хасанов А.С., Вохидов Б. Р., Рустамов С.У., Норов Г.М., Баракаев А.М. Исследование технологии извлечения палладаия из отработанных электролитов // Научно-методический журнал “Достижения науки и образования” №7 (48), 2019 г. Иваново, Российская Федерация 2019 г. С.5-7.
Вохидов Б.Р., Хасанов А.С. Исследование и разработка технологии извлечения металлов платиновых групп из техногенного сырья АО «АГМК» // XIV Международная научно-практическая конференция «Металлургия цветных, редких и благородных металлов». Сибирского отделения РАН, г. Красноярск, Россия 2021 г. 6-9 Сентября С.29-32.
Хасанов Абурашид Солиевич, Вохидов Бахриддин Рахмидинович, Бабаев Мирдодожон Шарофжон угли. Инновационные подходы к техногенным отходам как сырьевой базе горно-металлургической отрасли // Х Форум ВУЗОВ Инженерно-технологического профиля союзного Государства - Минск, 2021. 6-9 Декабря №10. C.135-137.
Voxidov B.R. // Development and improvement of technology for extraction of precious metals from technogenic raw materials // Научно-методическый журнал UNIVERSUM: Технические науки - Moskva, 2021. Dekabr №12(93). C.11-16.
А.Р. Арипов, Ф.Э. Ахтамов, А.А. Саидахмедов, Б.Р. Вохидов. Разработка технологии обогащения вермикулитовых руд караузякского месторождения // Научно-технический и производственный ГОРНЫЙ Журнал Казахстана, Нур-султан апрелья 2022г. №, ст.33-39.
А.С. Хасанов, Б.Р. Вохидов, А.Р. Арипов, А.А. Асроров, Ф.Г. Пирназаров, С.Ш. Шарипов, Б.М. Немененок Исследование повышения степени извлечения аффинированного палладиевого порошка из сбросовых растворов // Научно-методический журнал ЛИТЬЕ И МЕТАЛЛУРГИЯ, Материаловедение - Белорусия, 2020г. Марть №1(78). C. 78-86.
Хасанов А. С., Вохидов Б. Р., Мамараимов Г.Ф. Изучение возможности извлечения ванадия из техногенных отходов // Фарғона политехника институти Илмий техник журнали Фарғона 2020й. Март Том 24 №3. С.97-102.
Xasanov A.S., Voxidov B.R. Mamaraimov G.F. Texnogen xomashyolardan vanadiy va palladiyni ajratib olishning texnologiyalarini yaratish // Farg‘ona politexnika instituti Ilmiy texnik jurnali Farg‘ona 2021y. Iyun Tom 25 №2. S.136-143.
Хасанов А.С., Вохидов Б.Р. Ўзбекистон шароитида ванадий ва палладий ажратиб олишнинг технологик жараёнарини тадқиқ қилиш // Композицион материаллар. – Ташкент, 2019. № 2. С. 56-59.
Хасанов А.С., Вохидов Б.Р. Қайта ишлатилган электролитдан соф палладий кукунини ажратиб олиш усулини илмий тадқиқ этиш // Композицион материаллар. Ташкент, 2019 - №2. C. 63-66.