ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 669.23
DOI: 10.18503/1995-2732-2022-20-1-14-24
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). Анализ современного состояния мирового производства металлов платиновой группы свидетельствует о том, что существенная доля металлов платиновой группы производится при переработке сульфидных медно-никелевых концентратов. В то же время отмечается многообразие технологических приемов переработки сульфидных медно-никелевых концентратов, характеризующихся различным уровнем содержания шлакообразующих примесей, различным содержанием драгоценных металлов, различным отношением меди к никелю, а также различной энергетической способностью сырья, определяемой, как правило, по содержанию серы в концентрате. При этом выбор оптимальной технологии переработки концентрата является ключевым фактором на технологические показатели процесса, в том числе на извлечение металлов платиновой группы в целевой продукт. Используемые методы. Аналитический обзор современного состояния пирометаллургических технологий переработки сульфидного медно-никелевого сырья с повышенным содержанием металлов платиновой группы. Новизна. 1. Произведен анализ технологических показателей пирометаллургических переделов переработки сульфидных медно-никелевых концентратов, содержащих металлы платиновой группы. 2. Приведены характеристики основных агрегатов, используемых при плавке на штейн медно-никелевого концентрата. 3. Сделана сравнительная оценка применяемых агрегатов на различных металлургических предприятиях мира при плавке медно-никелевых концентратов с повышенным содержанием металлов платиновой группы. Результаты. Рассмотрены технологии переработки высокосульфидных медно-никелевых концентратов, представленных в первую очередь на предприятиях России и Канады, а также высокомагнезиальных концентратов ЮАР. Установлено, что основным фактором, влияющим на выбор той или иной схемы переработки сульфидных медно-никелевых концентратов, содержащих металлы платиновой группы, является в первую очередь их минералогический состав. На основе проведенного анализа основных технологических показателей головных переделов предприятий, перерабатывающих сульфидные медно-никелевые руды с высокой концентрацией металлов платиновой группы, определены и обоснованы основные направления развития технологий переработки сульфидных медно-никелевых руд. Рассмотрены варианты пирометаллургической переработки концентратов в условиях интенсивного перемешивания расплава кислородно-воздушной смесью. Практическая значимость. На основе анализа основных технологических процессов пирометаллургической переработки сульфидных медно-никелевых руд, содержащих металлы платиновой группы, выявлены наиболее эффективные, к которым в первую очередь относятся автогенные барботажные процессы.
Ключевые слова
металлы платиновой группы, сульфидные медно-никелевые руды, автогенные процессы, обжиг в кипящем слое, плавка во взвешенном состоянии.
Для цитирования
Богатырев Д.М., Петров Г.В., Цымбулов Л.Б. Пирометаллургические технологии переработки сульфидных медно-никелевых руд с высоким содержанием металлов платиновой группы: современное состояние и перспективы развития // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2022. Т. 20. №1. С. 14–24. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2022-20-1-14-24
1. Thompson smelter, refinery closing in 2018 // The Reminder. URL: https://www.thereminder.ca/news/local-news/thompsonsmelter-refinery-closing-in-2018-1.2119225.
2. Warner A.E.M., Diaz C.M., et al. JOM: World Nonferrous Smelter Survey. Part IV: Nickel: Sulfide // JOM. 2007. Vol. 4. Pp. 58–72.
3. Sulphuric acid on the WebTM. Knowledge for the Sulphuric Acid Industry // Acid Plant Database, 2016, February 23. Xstrata Nickel.
4. Crundwell F.K., Moats M., Ramachandran V. et al. Extractive Metallurgy of Nickel, Cobalt and Platinum-Group Metals // Elsevier Ltd. 2011, pp.199–214.
5. Schoncwille R., Boinsscault M., Ducharme D., Chenier J. et al. Update on Falconbridge’s Sudbury nickel smelter. Nickel and Cobalt. Challengers in Extraction and Production // CIM. 2005. Pp. 479–498.
6. Ванюков А.В., Зайцев В.Я. Шлаки и штейны цветной металлургии. М.: Металлургия, 1969. 408 с.
7. Piskunen P., Avarmaa K., O’Brien H., Klemettinen L., Johto H. and Taskinen P. Precious Metal Distributions in Direct Nickel Matte Smelting with Low-Cu Mattes // Metallurgical and materials transaction, published online, 15 November 2017.
8. Кайтмазов Н.Г. Производство металлов за полярным кругом. М.: Антей лимитед, 2007. 296 с.
9. Онищин Б.П. Никелевые предприятия Китайской Народной Республики. М.: Руда и металлы, 1998. 77 с.
10. Aspola L., Matusewicz R., Haavanlammi K., Hughes S. Outotec Smelting Solutions for the PGM Industry // Fifth International Platinum Conference “A catalyst for change”. Sun City, South Africa, 17–21 September 2012, pp. 239–250.
11. Mostert J.C., Roberts P.N. Electric smelting of Ni-Cu concentrates containing platinum group metals at Rustenburg Platinum Mines Ltd. // TMS Paper selection. 1978. New York. The Metallurgical Society of AIME. paper 48, pp. 290–299.
12. Металлургия цветных металлов: учебник / Сизяков В.М., Бажин В.Ю., Бричкин В.Н., Петров Г.В.; под ред. В.М. Сизякова. СПб.: Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», 2015. 392 с.
13. Петров Г.В., Грейвер Т.Н., Лазаренков В.Г. Современное состояние и технологические перспективы производства платиновых металлов из хромитовых руд. СПб.: Недра, 2001. 200 с.
14. Поведение платиновых металлов при переработке сульфидного медно-никелевого сырья / Цемехман Л.Ш., Цымбулов Л.Б., Пахомов Р.А., Попов В.А. // Цветные металлы. 2016. №11. С. 50–56.
15. Nakamura S., Sano N. Solubility of platinum in molten fluxes as a measure of basicity // Metallurgical and materials transactions B. 2010. V. 28. Pp. 103–108.
16. Wiraseranee C., Yoshikawa T., Okabe T., Morita K. Dissolution behavior of platinum in Na2O–SiO2-based slags // Material transactions. 2014. V. 55. Pp. 1083–1090.
17. Wiraseranee C., Yoshikawa T., Okabe T.H., Morita K. Effect of Al2O3, MgO and CuOx on the dissolution behavior of rhodium in the Na2O-SiO2 slags // Journal of mining and metallurgy, section B: Metallurgy. 2013. V. 49. Pp. 131–138.
18. Александрова Т.Н., O’Коннор С. Переработка платинометалльных руд в России и Южной Африке: состояние и перспективы // Записки Горного института. 2020. Т. 244. №4. C. 462–473.
19. Теляков А.Н., Рубис С.А., Горленков Д.В. Разработка эффективной технологии переработки промышленного сырья, содержащего благородные металлы // Записки Горного института. 2011. Т. 192. C. 88–92.
20. Петров Г.В., Диаките М., Спыну А.Ю. Обзор способов вовлечения в переработку техногенных платиносодержащих отходов горно-металлургичес-кого комплекса // Обогащение руд. 2012. №1. С. 25–28.
21. Gorlenkov D.V., Gorlenkova I.V., Beloglazov I.I., Timofeev V.Y. Selection of complete recovery of precious metals in the processing of copper-nickel alloys in hydrometallurgical way // Materials science forum. 2018. V. 927. Pp. 190–194.