ИЗУЧЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МЕТАЛЛОВ ПЛАТИНОИДНОЙ ГРУППЫ В ЛЕЖАЛЫХ ОТХОДАХ ЧАДАКСКОГО РУДОУПРАВЛЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлено изучение содержания металлов платиноидной группы в лежалых отходах Чадакского рудоуправления. Для определения элементного состава и структуры исследуемых объектов пробы исходных хвостов Чадакского рудоуправление, концентратов, полученных после гравитационного обогащения и промпродукта концентрационного стола, изучили на сканирующем электронном микроскопе.

ABSTRACT

This article presents a study of the content of metals of the platinoid group in the old waste of the Chadak mine administration. To determine the elemental composition and structure of the objects under study, samples of the initial tailings of the Chadak Mining Administration, concentrates obtained after gravity enrichment, and middlings of the concentration table were studied using a scanning electron microscope.

Ключевые слова: обогащения, пульпа, металлургический отход, металл, шаровая мельница, палладий, химический анализ.

Keywords: enrichment, pulp, metallurgical waste, metal, ball mill, palladium, chemical analysis.

Поскольку образование горнодобывающих и металлургических отходов неизбежно при производстве промышленных материалов, традиционные методы обращения с отходами до настоящего времени были сосредоточены на том, как управлять способами образования и удаления отходов. Фактически считается, что горнодобывающие, металлургические и промышленные отходы практически не имеют очевидного экономического использования и поэтому обычно выбрасываются и вывозятся на отвал. Несмотря на длительные усилия по сокращению количества отходов, производимых в горнодобывающей и металлургической промышленности, эти виды отходов по-прежнему составляют один из крупнейших потоков отходов в мире.

В настоящее время в мире в горнодобывающей и металлургической отраслях, в частности в Узбекистане, возникла необходимость решать целый комплекс сложных проблем.

Это прежде всего, всестороннее истощение богатых и легко обнаруживаемых рудных месторождений, повышение требований к охране окружающей среды, усложнение использования сырья, разработка и внедрение малоотходных технологий.

Несмотря на богатство минеральных ресурсов, эффективное прогнозирование развития экономики Узбекистана невозможно без учета вовлеченности горнодобывающих и металлургических производств в переработку отходов, в которых содержание ценных компонентов зачастую значительно выше, чем в добываемых первичных сырье.

Для определения элементного состава и структуры исследуемых объектов пробы исходных хвостов Чадакского рудоуправление, концентратов, полученных после гравитационного обогащения и промпродукта концентрационного стола, изучили на сканирующем электронном микроскопе. Электронная микроскопия. Сканирующий электронный микроскоп (SEM-EDX) марки Zeiss EVO MA 10/AztecEnergyAdvanced X-Act, производства Zeiss SMT LTD/OxfordInstruments (Великобритания). Принцип работы микроскопа основан на взаимодействии электронного пучка с поверхностью объекта. Электронный луч непрерывно сканирует тот участок поверхности объекта, изображение которого формируется микроскопом. При этом каждая точка поверхности объекта, в границах поля зрения микроскопов, отображается соответствующей точкой на формируемом изображении. При взаимодействии электронного луча с поверхностью объекта единовременно возникает сразу несколько ответных сигналов. В зависимости от того, какой детектор сигнала в данный момент включен, микроскопы формируют то или иное конкретное изображение. Микроскоп измеряет длину проекции геометрических расстояний на горизонтальную плоскость, т.е. расстояние между соответствующими точками на плоской и горизонтально ориентированной поверхности объекта. Микроскоп укомплектован тремя детекторами, позволяющими получать электронно-микроскопические изображения: два детектора вторичных электронов, которые отличаются друг от друга геометрическим расположением внутри рабочего объема колонны микроскопа, а также детектор отраженных электронов. Микроскоп оснащен двумя вспомогательными телекамерами инфракрасного диапазона, которые позволяют в реальном времени и с увеличением около 1,5 раз контролировать перемещение и повороты объекта гониометрическим держателем препаратов. Прибор оснащен энергодисперсионным спектрометром (ЭДС) для микроанализа химических элементов.

Рисунок 1. СЭМ-изображения исходных хвостов Чадакского рудоуправление

Результаты химического анализа показывает, что, основными компонентами в хвостохранилащах ЧРУ кроме золота и серебра, является платины и палладия (см. рис.1-2).

Рисунок 2. СЭМ-изображения исходных хвостов Чадакского рудоуправления

Из снимки 1-2 видно, что, крупность платины и палладия в состав хвостов ЧРУ составляется в пределах от 50 мкм до 100 мкм.

Рисунок 3. СЕМ изображении платиноидов в состав хвостов ЧРУ

Рисунок 4. СЕМ изображение платиноидов в состав хвостов ЧРУ

Этот показатель характеризуется в том, что, форма нахождение платины и палладия в исходных хвостах встречается так самородным виде, так и минералогическом состоянии.

Рисунок 5. СЕМ изображении платиноидов в состав хвостов ЧРУ

Имеющихся размеры платины и палладия вполне соответствуют их гравитационное обогащении и изучение результатов обогащение хвостов ЧРУ на концентрационном столе показывали хорошие результаты концентрирование всех благородных металлов на фазе концентрата, включая платины и палладия.

При изучении минералогических составов отходов ЧРУ определено, благородные металлы имеющихся в составе высоком процентном находится легко цианируемое форме. Для достижения увеличения объема благородных металлов и платиноидов были проведены научно-исследовательские работы с проведением лабораторных и опытно-промышленных испытаний в следующей последовательности.

Проведены испытания методом гравитационного обогащения лежалых отходов в объеме 10 тонн после измельчения в шаровых мельницах. Обогащение проведено на струйном водном шлюзе. Шлюз установлен под углом 5-8° к горизонту. Пульпа поступала на желоб (шлюз) с минимальной начальной скоростью с содержанием 40-65% твёрдого по весу. При движении пульпы по желобу минералы расслаивались в зависимости от их плотности. Более тяжелые минералы концентрировались в нижнем слое, двигающиеся с большей скоростью. Вследствие чего получен 3 вида продукции с содержанием золота от 4,4 г/т до 12,88 г/т а также полупродукт от 0,6 г/т до 4,7 г/т и отвальные хвосты с содержанием золота 0,2-0,5 г/т. После отбора проб для изучения элементного состава и структуры минералогии концентратов ЧРУ выполнены несколько снимков с помощью цифрового электронного микроскопа СЭМ.

Для утверждение полученных результатов было проведено дополнительного анализа EDS. Этим методом определяется в какой части пробы находится составляющие элементы. В рисунке 5 утверждается, что проба в основном содержит кислород, а там, где есть кислород, просвечивают сигналы Fe и Si. Это означают в примеся повышенное содержание окислов железа и кремния. Сигналы палладия и кислорода очень близки, поэтому изображения Lα-линии палладия и Kα-линии кислорода почти одинаковы. Энергетическое разрешение энергодисперсионного спектрометра составляет 130 эВ. Но разница между Lα-линии палладия и Kα-линии кислорода почти составляет 14 эВ. Поэтому при анализах методом энергодисперсионной спектроскопии палладий и кислород показывают одинаковые пики (см.рис.6).

Метод энергодисперсионной спектроскопии (EDS) в основном используется для качественного анализа материалов, но также может давать полуколичественные результаты. Как правило, приборы SEM оснащены системой EDS, позволяющей проводить химический анализ элементов, наблюдаемых на мониторе SEM. Одновременный анализ SEM и EDS выгоден в случаях анализа отказов, когда точечный анализ становится чрезвычайно важным для получения достоверного заключения. Сигналы, производимые в системе SEM/EDS, включают вторичные и обратно рассеянные электроны, которые используются при формировании изображений для морфологического анализа, а также рентгеновские лучи, которые используются для идентификации и количественного определения химических веществ, присутствующих в обнаруживаемых концентрациях.

В результате анализа установлено, что структура палладия более плотная, т. е. ярче отражает свет в части образца и он больше связан с платиной и кислородом, а количество палладия в изучаемой пробе составляет 0,37 % (смотрите рис.7.).

Рисунок 6. Результаты анализа пробы концентрата ЧРУ

Рисунок 7. Результаты анализа пробы концентрата ЧРУ

На рисунке 36 показаны лучшие результаты, полученные сканирующим электронным микроскопом, а в разделе приложения приводятся все снимки СЭМ по определению элементарного состава концентратов ЧРУ. В таблице 1 приведен элементный состав пробы концентрата ЧРУ в спектре 020, где характеризовано содержание палладия 0,37 % в изучаемой пробе.

Таблица 1.

Элементный состав общей площади пробы концентрата ЧРУ

Изучались структуры концентратов ЧРУ с определением содержания платины и их размеров.

Рисунок 8. Снимки сканирующего электронного микроскопа концентрата ЧРУ

На рис.8 приведены снимки сканирующего электронного микроскопа концентрата ЧРУ. На рисунке видны частицы платины и палладия, связанные с кислородом и друг с другом, а также основная часть поверхности их заполнена оксидами железа и кварца. Приведены метки: А – оксиды платины, Б – оксиды частицы палладия, а остальная часть, в основном, оксиды железа. В сканирующем электронном микроскопе тяжелые частицы показываются ярче – чем частицы ярче, тем тяжелее. Доказательством этому факту является то, что все платиновые металлы, имеющие высокую плотность, являются тяжелыми, значит более яркие изображения СЭМ характеризуется золотом, платиной и палладием. Из вышеуказанного можно сделать вывод, что основнаю поверхность пробы составляют оксиды железа. Сделанный вывод можно уточнить с помощью энергодисперсионной спектроскопии ЭДС (EDS) и при этом определяем элементный и химический состав концентратов ЧРУ.

Рисунок 9. Снимки сканирующего электронного микроскопа концентрата ЧРУ

Рассмотрели все пробы – таблетки под вакуумом и несколькими другими методами исследований. Элементный анализ в просвечивающем электронном микроскопе может производиться с помощью энергодисперсионной спектроскопии ЭДС (EDS).

Таблица 2.

Элементный состав общей площади пробы концентрата ЧРУ

Рисунок 9 и таблица 2 обясняют, что на ЭДС снимках исследуемой пробы концентратат ЧРУ содержание платины составляет 0,25%, она ярче выражается в спектре 021 (рис.9. пункт Б) и, в основном, связана с кислородом.

Рисунок 10. Снимки сканирующего электронного микроскопа концентрата ЧРУ

Следуя из первого опыта (результаты таблицы 1) хвосты гравитационного обогащение имеющие низкое содержание драгметаллов проводить процесс цианирования не целесообразно. Были проведены опыты с промежуточным продуктом при определенных условиях и режимах цианирования. Перед цианированием нами проверен ситовый анализ состава промпродукта на содержание благородных металлов с целью определения распределения драгметаллов по классам крупности. Результаты ситового анализа приведены в таблице 3.

Определение класса крупности промежуточного продукта даёт нам возможность определить правильный выбор концентрации растворителя в процессе цианирования, так как степень растворимости материалов связана именно с гранулометрическим составом продукта и размером основных компонентов, сохраняющихся в растворимом продукте.

Таблица 3.

Распределение золота и серебра в промпродукте по классам крупности

Из таблицы 3 видно, что при распределении золота по крупности большой разница не имеется, это объясняет, что размер драгоценных металлов в промежуточном продукте имеет одинаковый характер. Проведена серия лабораторных испытаний на серебро-золотосодержащих промпродуктах №1,2,3,4,5,6,7,8 - полученных при обогащении на концентрационных столах законсервированных лежалых хвостов Чадакского ЗИФ с применением цианистого раствора.

Список литературы:

1. Магмедов Д,Р, Абубакриев А,Т, Разработка комплексной технологии извлечения золота из хвостов смешанного состава майкаинской обогательной фабрики, Международной научно – практической конференции «Эффективные технологии производства цветных, редких и благородных металлов» Алмата 2018 с, 206-211,
2. Абубакриев А.Т., Койжанова А.К., Арыстанова Г,А, Абдылдаев Н.Н., Магомедов Д.Р., Переработка первичных золотосодержащих рудных концентратов, Комплексное использование минерального сырья,-2017 №4 с18-26,
3. Хурсанов А.Х., Хасанов А.С., Перспективы развития производства редких металлов в АО «Алмалыкский ГМК» Международной научно –практической конференции «Современные проблемы и инновационные технологииршения вопросов переработки техногенных месторождений Алмалыкского ГМК», 2019-с,94-96,
4. Khasanov A.S., Sirojov T.T. // Еxtraction of iron from copper smelter waste // Замонавий фан, таълим ва тарбиянинг долзарб муаммолари. Октябрь, 2022. ISSN 2181-9750. 60-66pp.
5. Вохидов Б.Р. Разработка химическая технология извлечения благородных металлов из шлаков плавки аффинажных цехов // Universum: технические науки: электронный научный журнал., 2022. 5(98). C.19-25.
6. Вохидов Б.Р., Азимов О.А., Бабаев М.Ш. Разработка технологии переработки техногенных отходов с гравитационным обогащением // Universum: технические науки: электронный научный журнал., 2022. 5(98). C.12-19.