Тихоокеанский государственный университет, Хабаровск, Россия

Дорошенко Е. М., аспирант Высшей школы промышленной инженерии, эл. почта: dorekami@yandex.ru

Тихоокеанский государственный университет, Хабаровск, Россия¹ ; Хабаровский Федеральный исследовательский центр, Хабаровск, Россия²

Рассказова А. В., доцент Высшей школы промышленной инженерии¹, ведущий научный сотрудник², канд. техн. наук, эл. почта: annbot87@mail.ru

Проблема снижения содержания мышьяка в концентратах оловосодержащих руд является актуальной. В статье рассмотрены разные подходы к решению этой проблемы, среди них: стандартные обогатительные методы, обжиг с переводом соединений мышьяка в летучие формы, процессы автоклавного окисления и возгонки. В целях снижения концентрации мышьяка в продуктах обогащения оловянной руды для реализации его выщелачивания в продуктивный раствор был применен хлорид железа в качестве окислителя. Для изучения вещественного состава исходной руды и продуктов обогащения использовали методы электронной микроскопии, химического и рентгенофлуоресцентного анализа. Исследована возможность гидрометаллургической доводки продуктов обогащения оловянных руд для снижения содержания мышьяка. Изучали влияние состава выщелачивающих растворов при разных температурах (23 и 80 ^оС) и интенсивности перемешивания. Для опытов был взят продукт обогащения с наибольшей концентрацией мышьяка. Введение комбинации окислителей (трехвалентного железа и нитрата натрия) оказалось наиболее эффективным. Повышение температуры реакционной системы с 23 до 80 ^оС повышает эффективность процесса выщелачивания мышьяка в жидкую фазу. Максимально достигнутая концентрация мышьяка в продуктивном растворе равна 1180 ppm (1 ppm = 10–6) (при темпера туре 80 ^оС). Представляется актуальным дальнейшее исследование при больших концентрациях окислителей в растворе, с увеличением продолжительности процесса и при других температурных режимах.

Исследования проводились в ЦКП «Прикладное материаловедение» ФГБОУ ВО «ТОГУ» при финансовой поддержке Министерства науки и образования Российской Федерации в рамках НИР № гос. рег. гос.з № FEME-2024-0006 Теоретическое и технологическое обоснование активационных воздействий в обогатительных и гидрометаллургических процессах переработки поликомпонентного минерального сырья.

1. Методические рекомендации по применению классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Оловянные руды. Разработаны ФГУ ГКЗ. Утверждены распоряжением МПР России от 05.06.2007 г. № 37-р.
2. Полькин С. И., Лаптев С. Ф. Обогащение оловянных руд и россыпей. – М. : Недра, 1974. – 480 с.
3. Liao X., Chen Y., Chen J. Application of macromolecular organic polymer S-7261A in arsenic removal by flotation of refractory mixed copper ore // Minerals Engineering. 2022. Vol. 182. 107560.
4. Матвеева Т. Н., Громова Н. К., Ланцова Л. Б. Разработка метода селективной флотации сульфидов сурьмы и мышьяка при обогащении комплексных золотосодержащих руд // Цветные металлы. 2019. № 4. C. 6–12.
5. Игнатов Д. О., Каюмов А. А., Игнаткина В. А. Селективное разделение мышьяксодержащих сульфидных минералов // Цветные металлы. 2018. № 7. C. 32–38.
6. Cheng R., Zhang H., Ni H. Arsenic removal from arsenopyritebearing iron ore and arsenic recovery from dust ash by roasting method // Processes. 2019. No. 7. DOI: 10.3390/pr7100754
7. Рассказов И. Ю., Гурман М. А., Александрова Т. Н., Щербак Л. И. Минералого-технологические особенности и перспективы переработки упорных золотомышьяковых руд Учаминского месторождения (Хабаровский край) // Тихоокеанская геология. 2014. Т. 33, № 4. С. 75–82.
8. Yang Zh., Deng T., Luo H., Lei X. et al. Removal of arsenic and recovery of tin from arsenic-containing multi-metallic materials by vacuum reduction roasting // Vacuum. 2024. Vol. 226. DOI: 10.1016/j.vacuum.2024.113332
9. Yufeng G., Jianfa J., Feng Ch., Shuai W., Lingzhi Y. Selective separation of tin from tin-bearing middling via sulfur roasting // Environmental Technology & Innovation. 2022. Vol. 27. DOI: 10.1016/j.eti.2022.102545
10. Tan C., Li L., Zhong D. et al. Separation of arsenic and antimony from dust with high content of arsenic by a selective sulfidation roasting process using sulfur // Transaction of Nonferrous Metals Society of China. 2018. Vol. 28. 1027.
11. Zuo Z., Zhu R., Luo H. Separation of arsenic and antimony: A comprehensive theoretical and experimental study // Journal of Materials Research and Technology. 2024. Vol. 31. Р. 1080–1090.
12. Богородский А. В. Термодинамика автоклавного окисления пирита и арсенопирита // Polytech Journal. 2010. Vol. 7, Iss. 47. P. 129–134.
13. Li G., Jirong L., Yaguang D. et al. Microwave-enhanced selective leaching of arsenic from copper smelting flue dusts // Journal of Hazard Mater. 2020. Vol. 386. 12196.
14. Gu K., Li W., Han J. et al. Arsenic removal from lead-zinc smelter ash by NaOH-H2O2 leaching // Separation and Purification Technology. 2019. Vol. 209. P. 128–135.
15. Кузас Е. А., Каримов К. А., Рогожников Д. А. Применение модели полного факторного эксперимента для изучения кинетики растворения железа в составе арсенопирита // Цветные металлы. 2023. № 1. C. 38–44.
16. Кунаев А. М., Бейсембаев Б. Б., Катков Ю. А. Подземное выщелачивание свинцово-цинковых руд. – Алма-Ата : Наука, 1986. – 208 с.
17. Zhang L., Guo X.-Y., Qin H. Selective removal of arsenic from high arsenic dust in the NaOH-S system and leaching behavior of lead, antimony, zinc and tin // Hydrometallurgy. 2021. Vol. 202. DOI: 10.1016/j.hydromet.2021.105607
18. Yin L., Yang H., Tong L., Ma P. et al. Arsenopyrite bio-oxidization behavior in bioleaching process: evidence from laser microscopy, SEM-EDS, and XPS // Frontiers in Microbiology. 2020. Vol. 11. 1773.
19. Barahona S., Herrera E., Jara A., Castro-Severyn J. et al. Arsenopyrite dissolution and bioscorodite precipitation by acidithiobacillus ferrivorans ACH under mesophilic condition // Minerals. 2022. Vol. 12. DOI: 10.3390/min12050520
20. Gu K., Liu W., Han J. et al. Arsenic and antimony extraction from high arsenic smelter ash with alkaline pressure oxidative leaching followed by Na2S leaching // Separation and Purification Technology. 2019. Vol. 222, Iss. 53. 9.
21. Секисов А. Г., Рассказова А. В., Литвинова Н. М., Кирильчук М. С. Комбинированное кучное выщелачивание сложноизвлекаемых форм золота из техногенно-трансформированного минерального сырья // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2019. № 8. С. 198–208.
22. Александрова Т. Н. Комплексная и глубокая переработка минерального сырья природного и техногенного происхождения: состояние и перспективы // Записки Горного института. 2022. Т. 256. С. 503–504.
23. Дорошенко Е. М., Ким Е. Д., Рассказова А. В., Ри Э. Х. Исследование фазового состава промежуточного продукта обогащения с последующим моделированием составов солей калия и натрия для разложения арсенопирита // Вопросы материаловедения. 2023. Т. 114, № 2. С. 113–124.
24. Дорошенко Е. М., Рассказова А. В., Ким Е. Д., Паньшин И. О. Комплексное исследование воздействия нитратов калия и натрия на арсенопирит в промежуточном продукте обогащения // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023. № 12,2. С. 40–52.