А, М. Кунаев, Б. К. Кенжалиев теория и практика кучного выщелачивания меди алматы «гылым» 1998 4

88 
 
 
 
вание  исходного  халькопирита  и  кеков  после  агитационного  вы-
щелачивания. 
          
  
При 
нагревании 
исходного 
минерала 
на 
кривой 
ДТА 
(рис. 
34) 
зафиксированы  следующие 
эффекты,  К:  596,  666,  763, 
793,  891,  1033,  1071,  1083, 
что  практически  полностью 
совпадает  со  справочными 
данными  [79,  124,  157]  и 
говорит  о  высокой  чистоте 
минерала. 
На  кривых  нагревания 
кеков  после  выщелачивания 
раствором, 
содержащим, 
г/дм
3
: H
2
S0
4
 5,0, Сu
2+
 0,5, Fe
3+
 
1,0,  AI
3+
  3,0,  (рис.  35), 
появляются  новые  эффекты, 
свидетельствующие  о  при-
сутствии  новообразованных 
фаз.  Так,  на  кривой  ДТГ  при 
температуре  около  623  К  за-
метен 
пик, 
свидетельст-
вующий о прохождении  
реакции, сопровождающейся  уменьшением массы вещества, характерной 
для  борнита  [79,  157].  Появление  экзотермических  эффектов  на  кривой 
ДТА  при  температурах  373,  448,  1013  и  543,  673  и  833  К  показывает  на 
присутствие в пробе халькозина и ко- 
 
 
 
 
 

89 
 
 
 
веллина.  Несмотря  на  то,  что  кривая  ДТА  для  этих  минералов  очень  схожа, 
характер дифференциальной кривой ДТГ- изменения  
 
скорости  реакции  под-тверждает 
присутствие  этих  минералов  в 
кеках после выщелачивания.         
              Термический 
анализ 
кеков 
после 
выщелачивания 
халькопирита 
цодтвердил 
многостадийность 
процесса. 
Присутствие 
всех 
промежуточных  соединений  в 
кеках, 
видимо, 
объясняется 
значительно  большей  величиной 
поверхности измельченного ми- 
нерала по сравнению с компактным образцом, что ускоряет процесс образования 
и взаимного перехода образующихся соединений.       
              Таким  образом,  результаты,  полученные  при  исследовании  кинетики  и 
механизма  растворения  халькопирита  в  серно-кислых  растворах,  показали,  что 
процесс  многостадийный  и  проходит  с  образованием  промежуточных 
соединений.  Причем,  комплексное  использование  современных  методов 
исследования позволило установить, что промежуточные соединения образуются 
в следующем порядке: борнит, халькозин и затем ковеллин.  
              Установлено,  что  началу  растворения  халькопирита  предшествует 
адсорбция  растворенного  кислорода,  которая  характеризуется  заметным  ростом 
потенциала  на  поверхности  минерала  и  вызывает  окисление  серы  до  сульфат-
иона. 
 
 
 
 
 
 
 

90 
 
 
На  первой  стадии  процесса  растворение  железа  из  халькопирита 
значительно  опережает  растворение  меди.  После  образования  на 
поверхности  борнитоподобного  соединения  вынос  железа  практически 
прекращается, и к завершающей стадии растворения соотношение меди и 
железа  в  растворе  приближается  к  единице.  Процесс  протекает  в 
кинетической  области.  В  начальный  момент  скорость  процесса 
лимитируется  взаимодействием  халькопирита  с  растворителем,  а  после 
образования  борнитоподобного  соединения  -  диффузией  растворителя 
через  слой  промежуточных  продуктов.  Скорость  процесса  снижается  с 
увеличением  продолжительности  выщелачивания,  что  требует  внесения 
изменений  в  режим  выщелачивания  в  зависимости  от  образующихся 
промежуточных соединений. 
Скорость  растворения  халькопирита  практически  не  зависит  от 
концентрации  серной  кислоты,  которая  должна  поддерживаться 
достаточной для предотвращения выпадения осадка гидроксида железа, но 
увеличивается  с  повышением  температуры.  Учитывая  технологические 
особенности  кучного  выщелачивания,  более  целесообразным,  с  точки 
зрения  экономики,  выглядит  интенсификация  процесса  за  счет  подбора 
эффективного  растворителя.  Оптимальными  приняты  серно-кислые 
растворы,  содержащие  смесь  солей  меди,  железа  и  алюминия  в 
соотношении 1 :(2- 6): (6-12). 
Аналогичные  исследования  изменения  потенциала  на  поверхности 
халькопирита  в  растворах
 
H
2
SO
4
,  содержащих  хлорид  натрия,  показали, 
что окисление халькопирита происходит через те же стадии, что и в серно-
кислых растворах. 
Значительное  увеличение  скорости  окисления  и  растворения 
халькопирита  в  насыщенных  растворах  NaCl  по  сравнению  с  серно-
кислотными 
происходит, 
в 
основном, 
за 
счет 
сокращения 
продолжительности стадии окисления и растворения борнита, халькозина 
и ковеллина. 
 
 
 
 
 
 

91 
 
 
Борнит  (Cu
2
FeS
4)
  является  весьма  распространенным  сульфидным 
минералом  меди.  На  месторождениях  обычно  он  ассоциируется  с 
халькопиритом  и  халькозином  [157].  На  самом  большом  медном 
месторождении  в  США  -  "Бингем"  борнит  уступает  по  своему 
экономическому  значению  только  халькопириту.  Несмотря  на  это, 
процесс растворения борнита относительно мало изучен. 
Как  было  показано  ранее,  растворение  халькопирита  проходит  с 
образованием  промежуточных  соединений  типа  борнита,  халькозина, 
ковеллина.  Причем  наблюдалось  наиболее  интенсивное  накопление 
соединения типа борнита. Исходя из этого, были проведены исследования 
в целях изучить механизм и кинетику растворения борнита. 
Работы  проводились  на  описанной  ранее  установке  с  монофазным 
природным образцом борнита (рис. 36). Его химиче-  
 
ский 
состав 
практически 
соответствовал 
стехиометрическим 
значениям, 
мае. %:           Сu 62,33; Fe 12,21; S 
24,5; 
Si0
2
 
0,2.  В  качестве 
растворителя 
использовались 
серно-кислые  растворы,  содер-
жащие  соли  меди,  железа  и 
алюминия 
в 
оптимальном 
соотношении  1  :(2-  6):  (6-12) 
(H
2
S0
4
  5,O,  Сu
2+
0,5,  Fe
3+
  1,0,  А1
3+
 
3,0, г/дм
3
) (табл. 23). 
Температура рас- 
творов поддерживалась постоянной 298 К. Скорость вращения диска – 350 
об/мин. Площадь рабочей поверхности минерала со- 
 
 
 
 
 
 
 

92 
 
 
ставляла  5,6  см
2
.  Все  расчеты  проводились  аналогично  расчетам  для 
халькопирита. 
Установлено, что удельная скорость растворения меди из борнита 
значительно выше, чем из халькопирита, и составляет 23,07 10
-7
 г/(см
2
∙с) 
после 4 ч растворения (табл. 23). 
 Таблица  23.  Зависимость  удельной  скорости  Vo  и  константы 

жүктеу/скачать 27,65 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: