Новости

19 января, 2021 18:03

Исследователи изучили альтернативный метод получения золота из минералов

Источник: Индикатор
Исследователи из Уральского федерального университета выявили механизмы и изучили кинетику процесса окисления азотной кислотой минералов пирита и арсенопирита, являющихся носителями мелкодисперсных частиц золота. Полученные результаты важны для совершенствования технологий золотоизвлекающего производства. Работа опубликована в журнале Hydrometallurgy при поддержке Российского научного фонда.
Источник: Индикатор

Золото — ценный ресурс, который не только необходим для изготовления ювелирных изделий, но и незаменим в микроэлектронике, научных исследованиях, в том числе ядерных, в стоматологии и фармакологии, в пищевой и других отраслях промышленности. Также золото — важнейший элемент мировой финансовой системы.

Процессы извлечения металлов являются одними из главных источников загрязнения окружающей среды, поэтому крайне важна разработка малоотходных, ресурсосберегающих и безвредных технологий. Существующая схема большинства фабрик подразумевает практически на всех стадиях производство побочных экологически опасных продуктов, в том числе диоксида серы, соединений мышьяка, цианидов и прочего. Ввиду продолжающегося истощения запасов полезных ископаемых становится актуальным использование низкосортного сырья, которое часто не поддается традиционным методам металлургической обработки. Например, перспективны упорные рудные и техногенные материалы, содержащие сульфидные минералы и служащие носителями золота — пирит и арсенопирит. Классические подходы предполагают использование высокого давления или пирометаллургических процессов, но существует и альтернатива — воздействие азотной кислотой, что обеспечивает высокую экологическую безопасность и большую степень вскрытия золота.

Российские исследователи изучили кинетику и механизм окисления арсенопирита (его еще называют мышьяковый колчедан) в азотнокислых средах, в том числе влияние пирита на кинетические характеристики процесса растворения. Предыдущие исследования были направлены на изучение различных условий реакции: полученные результаты свидетельствуют о том, что практически во всех случаях поверхность твердых частиц «прячется» за счет образования пленки на ней (эффект пассивации). Термодинамические и кинетические свойства пирита и арсенопирита схожи, в том числе, они имеют близкие значения растворимости в водных средах. Пирит может оказывать каталитическое действие при растворении различных сульфидных минералов, минимизируя негативное явление пассивации, но до сих пор не было данных о его влиянии на растворение арсенопирита. Исследования о взаимном действии отдельных минералов друг на друга в азотнокислых средах могут считаться пионерскими, так как эти взаимодействия практически не изучены.

Авторы статьи проводили лабораторные эксперименты по выщелачиванию (под выщелачиванием понимают перевод в раствор одного или нескольких компонентов твердого материала) азотной кислотой. Для установления кинетических характеристик реакций пробы отбирались через равные промежутки времени и исследовались с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) — это высокочувствительный метод, способный определять содержание элементов в малых концентрациях.

Эксперименты по изучению влияния концентрации кислоты, пирита и размера гранул проводили при разной температуре. Ее повышение от 50 до 80 °C увеличивает эффективность извлечения мышьяка из арсенопирита с 68 до 83% через 1 час выщелачивания раствором 10% азотной кислоты. Наличие пирита и уменьшение размера частиц оказывает такой же положительный эффект. Вероятно, влияние пирита на выщелачивание связано с его каталитическим действием на ранней стадии процесса. Но наибольшую значимость имело повышение концентрации азотной кислоты: изменение от 10 до 25% позволяет увеличить степень извлечения мышьяка с 77 до 97%. Для сравнения влияния пирита и ионов Fe (III) проводились аналогичные эксперименты. Влияние железа, как и пирита, увеличивало выход мышьяка от 80 до 89%, но протекало по иному механизму. Авторы также рассчитали кинетические параметры системы, что позволило вывести полуэмпирическое уравнение для процесса выщелачивания арсенопирита.

«Полученные данные позволят углубить понимание кинетических особенностей растворения и взаимного влияния минералов в сложных неоднородных процессах, изучить их механизмы и снизить вероятные пассивационные явления. Это поможет дополнить фундаментальные основы процессов окисления подобных материалов, содержащихся в перерабатываемом сырье горно-металлургического комплекса России и мира, с учетом экологических факторов для минимизации загрязнения окружающей среды», — говорит Денис Рогожников, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник кафедры металлургии цветных металлов УрФУ.

 

21 октября, 2021
В Тульской области нашли водоросль с высоким содержанием жирных кислот
Ученые обнаружили на территории России штамм зеленой одноклеточной водоросли Coelastrella multistria...
21 октября, 2021
«Обрезание» гена сделало самцов дрозофил бесплодными
Биологи выяснили, что три четверти самцов мух-дрозофил с укороченным геном orb2 становятся бесплод...