Рис. 18, Исходная проба. 1 - пирит; 2
- халькопирит; 3 - борнит; 4 -
силикаты. Свет отраженный, увел.
100
По данным рентгеноструктурного
анализа (5,47; 4,71; 4,86; 4,63;
3,74; 3,22; 2,73; 1,88; 1,22; 1,043
нм)
в
новообразованиях
фиксируется смесь следующих
составляющих:
FeSO
4
-
7H
2
0;
CuS0
4
-5H
2
0;
CuS
на
фоне
исходного
халькопирита,
структура
которого
очень
устойчива
к
реакционным
воздействиям.
Цикличное выщелачивание в присутствии хлорида натрия и наличие
пауз в орошении обуславливает большую делокализацию электронов ато-
мов железа, активно участвующих в процессах взаимодействия с
выщелачивающими агентами. Присутствие в халькопирите железа,
находящегося в различных степенях окисления (Fe
2+
и Fe
3+
), и
изменяющийся их статистический вес при выщелачивании служат
подтверждением данного положения. Уменьшение эффек-
тивного магнитного поля на ядре Fe в халькопирите до 350 кЭ/в (в
исходном халькопирите - 365 кЭ/в) вызвано релаксацией спинов в легко
возбуждаемых
малых
объемах
кристаллов,
еще
сохраняющих
характерную для исходного халькопирита ориента-
64
цию.
Таким
образом,
если
халькопирит
простого
стехиометрического
состава
проходит при выщелачивании фа-
зовые
превращения,
в
нем
должны
возникать
неупорядоченные составы во
многих
отдельных
центрах,
растущих в зависимости от числа
циклов обработки и характера
выщелачивающей
среды
в
направлении
друг-друга
с
медленным
продвижением
в
глубь сульфидного ми-
нерала, что, естественно, приводит к кристаллохимическим пре-
вращениям. Необходимым общим условием стабильного существования
поверхности между двумя фазами является положительное значение
свободной энергии образования раздела фаз: будь она отрицательной или
нулевой, случайные флуктуации вызвали бы непрерывное расширение
поверхности и в конечном итоге это привело бы к полному
диспергированию одного материала в другом. В нашем случае
поверхностную свободную энергию можно рассматривать как работу
переноса молекул из объема выщелачивающей среды на поверхность
сульфида. Начальный период выщелачивания характеризуется высоким
отношением суммарной поверхности сульфидных частиц к объему
выщелачивающе-
го раствора и протекает в условиях ощутимого недостатка кислорода.
65
Данные анализа твердых продуктов растворения методом
низкотемпературной адсорбции газов (БЭТ) показывают, что при
использовании сернокислых растворов хлорида натрия удельная
поверхность их возрастает более чем в 2 раза от 2,88 до 5,85 м
2
/г по
сравнению с растворением в сернокислых растворах.
Действие насыщенных водных растворов хлорида натрия при
кучном выщелачивании можно объяснить тем, что они обладают высокой
электропроводностью и способствуют протеканию коррозионных
процессов, имеющих электрохимический характер. Использование водных
растворов хлорида натрия влияет на химические и электрохимические
свойства халькопирита. Наибольшая перестройка поверхности сульфида
происходит после декрептирующего действия хлорида натрия, в
результате чего, образуется более развитая поверхность. По оценке
авторов [5] теоретический предел прочности на растяжение для хлорида
натрия составляет 200 кг/мм
2
. Однако силы действия распространяются
только на расстояние, не превышающее нм. Если принять d=10 нм, то
получается для хлорида натрия предел прочности на растяжение около 40
кг/мм
2
. В зависимости от условий обработки реально предел прочности
составляет сотую или тысячную часть теоретического значения. Что
касается уменьшения удельной поверхности до 2,88 м
2
/г после действия
серной кислоты, то, видимо, это приводит к возникновению отдельных
зародышей новообразований, находящихся в квазиустойчивом равновесии
с упорядоченной структурой халькопирита. Это равновесие будет
сдвигаться соответственно от цикла к циклу, блокируя поверхностные
поры в результате химического взаимодействия.
С помощью ОЖЕ-спектроскопии показано, что после обработки
халькопирита хлоридом натрия с последующей оптимальной паузой в
двое суток можно установить закономерность выхода на поверхность
халькопирита элементов, в %: Сu 0; Fe
2,29; S 1,82. Элементный состав после ионной очистки был следующим,
%: Сu 0; Fe 5,41; S 5,71; после аргонной - Сu 3,35; Fe 10,7; S 19,1; в
66
глубине слоя 200 нм, %: Сu 4,11; Fe 20,1; S 34,4 соответственно.
Распределение элементов на поверхности халькопирита, обработанного
насыщенным раствором хлорида натрия, показано в табл. 14.
Таким образом, полученные с помощью ОЖЕ-спектроскопии
экспериментальные данные показывают, что использование хлорида
натрия при выщелачивании увеличивает выход меди на поверхность
халькопирита по сравнению с сернокислым выщелачиванием. После
первых циклов выщелачивания наблюдается выход железа, что
подтверждается мессбауэровской спектроскопией и ИК-спектросколией
водных растворов.
Таблица 14. Элементный состав халькопирита после обработки
Достарыңызбен бөлісу: |