Ученые вуза разрабатывают новую технологию извлечения цветных и благородных металлов

09:21, 16 мая 2019

Это позволит добывать ценные металлы, находящиеся в упорных полиметаллических рудах

Современное гидрометаллургическое производство. Фото: из личного архива Дениса Рогожникова.

Ученые Уральского федерального университета работают над решением задачи по извлечению цветных и благородных металлов, которые располагаются в трудноперерабатываемой руде. В настоящее время известно большое количество подобных месторождений, где извлечь ценные компоненты непросто. Это может быть связано с наличием наноразмерного золота и металлов платиновой группы, их тонкой вкрапленностью в сульфидную матрицу минералов, наличием в составе руды таких высокотоксичных соединений, как мышьяк или сурьма.

По словам руководителя проекта, старшего научного сотрудника кафедры металлургии цветных металлов УрФУ Дениса Рогожникова, актуальность предлагаемой работы заключается в необходимости поиска новых способов переработки подобных упорных материалов, так как вследствие истощения запасов руд богатых полезных ископаемых и ухудшения качества перерабатываемого сырья действующие технологии в настоящее время не могут быть эффективными и рентабельными как с экономической, так и экологической точек зрения.

«Даже современные высокоинтенсивные методы, такие как сверхтонкое измельчение руды, бактериальное выщелачивание, высокотемпературное автоклавное окисление, далеко не всегда позволяют достигать приемлемых показателей по извлечению цветных и благородных металлов, — говорит Денис Рогожников. — В связи с этим приобретает особую значимость поиск способов вскрытия подобных упорных руд и дальнейшего выделения золота, серебра или платиновых металлов для сокращения их потерь на различных стадиях технологического процесса».

Целью проводимых исследований является изучение физико-химических закономерностей и механизмов азотнокислотного вскрытия упорных сульфидных минералов, содержащих цветные и благородные металлы. Это позволит дополнить фундаментальные основы процессов высокоинтенсивного гидрохимического вскрытия подобных упорных материалов, содержащихся в перерабатываемом сырье горно-металлургического комплекса России и мира.

«Мы хотим создать комплексную технологию гидрометаллургической переработки подобных сложных материалов, провести расчеты технико-экономического и эколого-экономического обоснования проекта, опробовать ее в опытно-промышленном масштабе и в будущем строить промышленные предприятия по переработке данных типов ценного сырья на основе азотнокислотного выщелачивания, — подчеркивает Денис Рогожников. — В ходе выполнения проекта будет решена фундаментальная задача разработки процесса использования в замкнутом цикле образующихся при выщелачивании нитрозных газов без их вывода из системы».

С научной точки зрения вызывают большой интерес результаты изучения поверхностных явлений на границах раздела твердой и жидкой фаз: образование пленок промежуточных продуктов, толщина и сплошность пленок, предложения по устранению их влияния на скорости изучаемых процессов и другие определяемые кинетические характеристики. На основе выполненных исследований планируется разработка математических моделей азотнокислотного выщелачивания изучаемых природных моносульфидов, позволяющих рассчитывать скорости процессов и степень вскрытия исследуемых материалов при заданных минералогических составах.

Для создания новых технологий планируется проведение исследований как на модельных моносульфидах, так и на реальных производственных объектах. Это позволит применить результаты исследований в реальном секторе экономики — на металлургических предприятиях.

«Крайне важным преимуществом разрабатываемой комплексной технологии является обязательное условие получения экологически безопасных производственных отходов, поскольку в данном случае речь идет о переработке сырья, содержащего высокотоксичные соединения, в первую очередь, мышьяка, — отмечает Денис Рогожников. — Предполагается утилизация и дальнейшее долгосрочное хранение данных отходов в виде нерастворимых, компактных, неподверженных воздействию атмосферных природных факторов соединений. Тем самым обеспечивается еще одно важное преимущество разрабатываемой технологии — экологический фактор».

Ученые уверены, что вовлечение в переработку упорного золотосодержащего сырья обеспечит получение дополнительной выгоды от реализации извлекаемых ценных продуктов благородных металлов. В свою очередь переработка токсичных компонентов позволит избегать внушительных штрафов экологических ведомств, в последние годы постоянно ужесточающих требования по охране окружающей среды.

Проект под руководством Дениса Рогожникова получил двухлетний президентский грант для развития научных исследований. Размер государственной поддержки составит 600 тыс. рублей в год. Кроме того, научная группа проекта войдет в состав Научно-образовательного центра «Передовые промышленные технологии», создаваемого в Уральском регионе в рамках национального проекта «Наука».