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

78 
 
трации  серной  кислоты  и  алюминия  [98].  С  увеличением  концентрации  ионов 
железа (Ш) от 0,1 до 0,6 г/дм
3
 происходит заметное изменение кривой зависимости 
потенциала  от  времени  (рис.  23).  Так,  продолжительность  существования 
площадки, соответствующей образованию борнита и его переходу в халькозин, со-
кращается с 12,5 ч (рис. 23, кривая 1) при концентрации  Fe
3+
,  равной  0,1  г/дм
3
, до 
7,5 ч при 0.6 г/дм
3
. При изменении концентрации меди с 0,1 до 2,5 г/дм
3
  (рис.  24) 
также происходит сокращение площадки существования соединения типа борнита с 
15,5 до 14,5 ч. Наибольшее сокращение времени перехода соединения типа борнита 
в  халькозин  наблюдалось  при  использовании  в  качестве  растворителя  раствора 
серной  кислоты  с  добавлением  солей  меди,  железа  и  алюминия  в  оптимальном 
соотношении, определенном в предыдущих исследованиях (рис. 22, кривая 2). При 
этом  продолжительность  существования  второй  площадки  сократилась  в  два  раза, 
что говорит об увеличении скорости процесса на этой стадии. 
Полученная  зависимость  I  от  Е  (рис.  28)  характерна  для  сложных 
электрохимических процессов, идущих с образованием промежуточных соединений 
[292, 297]. Присутствие двух пиков интенсивности тока при значениях потенциалов 
350  и  525  мВ  соответствует  различным  реакциям,  которые  последовательно  про-
исходят на рабочем электроде [289, 297]. 
Снижение  интенсивности  тока  в  период  после  появления  пиков  вызвано 
уменьшением  активной  поверхности  электрода  из-  за  образующегося  слоя 
вторичного  сульфида.  Известно,  что  каждый  сульфид  может  электроокисляться 
только в определенной области потенциалов [292]. Поэтому на следующей стадии 
исследований  для  определения  промежуточных  соединений,  образующихся  в 
процессе  растворения  халькопирита,  провели  электрорастворение  минерала  при 
значениях  наложенного  потенциала  350  и  525  мВ  в  различных  растворах.  После 
растворения поверх- 
 
 
 
 
 
 
 
 

79 
 
 
ность  минерала  исследовалась 
петрографическим 
и 
рентгенофазовым методами. 
Установлено, 
что 
при 
потенциале  350  мВ  поверхность 
халькопирита  покрывается  со-
единением  типа  борнита,  а  при 
525  мВ  -  типа  ковеллина.  Это 
подтверждают  полученные  ранее 
результаты. 
Отсутствие 
на 
поверхности 
минерала 
образования типа халькозина, как 
и  на  кривой        1-Е  (рис.  28), 
видимо,  связано  с  высокой 
скоростью перехода халькозина в 
соединение  типа  ковеллина  и 
близкими 
значениями 
потенциалов 
в 
области 
их 
электроокисления. 
Как  видно  из  кривых  на 
рис.  29  и  30,  значения  величины 
плотности  тока  в  начальный 
момент  резко  падают,  а  затем 
выходят  на  стационарный  ре-
жим, что связано с образованием 
и ростом слоя  
 
 
 
 
 

80 
 
 
 
 
промежуточного  соединения  типа  борнита  (рис.  25)  и  халькозина  (рис. 
26). 
Величина плотности тока при стационарном режиме явля- 
 
ется  практически  мерой 
скорости 
растворения 
халькопирита в данных условиях. 
Об  этом  свидетельствуют  более 
высокие значения плотности тока 
в  растворах,  содержащих  смесь 
солей  меди,  железа  и  алюминия 
(рис.  29  и  30),  что    согласуется  с 
полученными 
в 
предыдущих 
исследованиях 
данными 
о 
скорости 
Растворения 
халькопирита.  Причем  влияние 
состава раствора  
на величину тока более заметно при наложении потенциала 350 мВ (рис. 
29).  Поэтому  можно  предположить,  что  влияние  состава  раствора  будет 
изменяться  по  мере  увеличения  продолжительности  растворения 
халькопирита.  Это  дает  возможность  рекомендовать  проведение 
выщелачивания  сульфидных  медных  руд  стадиально,  с  введением 
изменений 
в 
технологический 
режим 
в 
зависимости 
от 
продолжительности процесса. 
          Проведенные  исследования  с  помощью  электрохимического  и 
минералогического методов изучения кинетики и механизма растворения 
минералов  показали,  что  растворение  халькопирита  -  сложный 
многостадийный  процесс.  Промежуточными  продуктами  являются 
соединения типа борнита, халькозина и ко- 
 
 
 
 
 
 

81 
 
веллина.  Наиболее  медленной  стадией  процесса  является  переход 
соединения типа борнита в халькозин. Увеличение скорости растворения 
халькопирита в присутствии солей меди, железа и алюминия происходит в 
основном  за  счет  увеличения  скорости  наиболее  медленной  стадии 
процесса. 
По  данным  электронно-зондового  микроанализатора  "Superprobe-
733"  распределение  элементов  на  поверхности  исходного  халькопирита 
следующее, %: Сu 32,3; Fe 30,18; S 32,06; 
 
При 
исследовании 
поверхности  халькопирита  во 
время  скачка  потенциала  на 
ОЖЕ-спектр  (рис.  31)  заметен 
значительный  рост  количества 
кислорода [99]. 
Если 
на 
поверхности 
исходного 
халькопирита 
кислорода  было  0,92  %  (рис.  31, 
а), то в начальный момент раство-
рения 
количество 
кислорода 
возросло  до  2,88  %  (рис.  31,  б). 
Это  может  быть  вызвано  его 
адсорбцией  из  раствора,  куда  он, 
в свою очередь, адсорбируется из 
воздуха. Таким  
образом,  скачок  потенциала  на  поверхности  халькопирита  в  начальной 
стадии его растворения объясняется адсорбцией растворенного кислорода, 
что согласуется с данными, приведенными в работе [155]. 
 

82 
 
 
 
Исследование 
поверхности 
халькопирита  после  ионной 
чистки 
показало, 
что 
происходит 
внедрение 
кислорода  в  глубь  минерала. 
Например,  на  глубине  200  нм 
количество  _  внедренного 
кислорода  составило  0,48  % 
(рис.  31,  в).  Поглощение 
кислорода,  видимо,  сопрово-
ждается его активацией в виде 
хемосорбции до сульфат-иона, 
что 
подтверждается 
отсутствием  на  этой  стадии 
элементной  серы  в  растворах 
после 
выщелачивания. 
Сульфат 
– 
ион 
взаимодействует 
с 
ионом 
трехвалентного 
железа 
с 
образованием  
сульфата  железа  (Ш),  что  сопровождается  перестройкой  части  поверхности  
халькопирата в борнитоподоюную структуру 
 
5CuFeS
2
 + 120
2
→Cu
5
FeS
4
 + 2Fe
2
(SO
4
)
3
. (24) 
На  возможность  протекания  реакции  (24)  указывает  анализ  растворов 
после выщелачивания (H
2
S04 5.0, Cu
2+
 0,5, Fe
3+
 1,0, 
 
 
 
 
 
 

83 
 
 
Al
3+
  3,0),  проведенный  атомно-абcорбционным  методом.  Из  табл.  19 
видно,  что  в  начальный  момент  выщелачивания  медь  и  железо 
практически не переходят в раствор. Образовавшийся сульфат железа (Ш), 
по-видимому, на этой стадии накапливается на поверхности халькопирита. 
Дальнейшее  образование  борнита,  а  также  появление  железа  и  меди  в 
растворе  связано с  началом реакции  (25).  Как показывает анализ данных 
табл. 19, в начале процесса идет преимущественное растворение железа из 
халькопирита и соотношение растворенного железа к меди достигает 5:1. 
Это  объясняется  перестройкой  халькопирита  в  соединение  типа борнита, 
где соотношение железа к меди составляет 1:5. 
Таблица 19. Количество меди и железа, перешедших в раствор при 

жүктеу/скачать 27,65 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: