Влияние минерального состава сульфидного сырья на процесс биовыщелачивания цветных металлов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено исследование процессов биовыщелачивания никель-медной сульфидной руды, двух сульфидных медно-никелевых концентратов и медно-цинкового концентрата. Показано, что удельные скорости выщелачивания никеля мало различались для всех исследованных типов сырья. Так, для руды эта величина равна 59.3, для концентрата 1 — 58.7, а для концентрата 2 — 54.4 мг/(г·сут) соответственно. Содержание никеля снижалось с 4.6–7.5 (в исходном сырье) до 0.71–0.85% (продукт биовыщелачивания). Удельная скорость выщелачивания цинка из медно-цинкового концентрата составила 248.6 мг/(г·сут). Извлечение цинка достигало 98.5% при снижении его содержания с 7.4 в исходном концентрате до 0.21% в остатке после выщелачивания. Удельная скорость выщелачивания меди (7.3–14.8 мг/(г·сут)) была ниже по сравнению с никелем и цинком. При этом, в отличие от никеля и цинка, в остатках биовыщелачивания содержание меди увеличивалось: в случае медно-никелевых концентратов с 15.1 до 17.8% (концентрат 1) и с 19.1 до 19.7% (концентрат 2), а в случае медно-цинкового концентрата — с 10.1 до 16.1%. Таким образом, при биовыщелачивании всех исследованных концентратов в осадках образовывались медные концентраты с содержанием меди (16–19%), достаточно высоким, чтобы соответствовать стандартам для пирометаллургических переделов. Проведение сравнительного анализа процессов выщелачивания выбранного сырья позволит оценить перспективность применения исследуемого подхода для переработки продуктов обогащения и руд различного состава и с разным соотношением минералов цветных металлов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Г. Булаев

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: bulaev.inmi@yandex.ru

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского

Россия, 119071, Москва

М. И. Муравьёв

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Email: bulaev.inmi@yandex.ru

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского

Россия, 119071, Москва

В. С. Меламуд

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Email: bulaev.inmi@yandex.ru

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского

Россия, 119071, Москва

Н. В. Фомченко

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук

Email: bulaev.inmi@yandex.ru

Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского

Россия, 119071, Москва

Список литературы

  1. Brierley C., Brierley J. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2013. V. 97. № 17. P. 7543–7552. https://doi.org/10.1007/s00253-013-5095-3
  2. Batty J., Rorke G. // Hydrometallurgy. 2006. V. 83. № 1–4. P. 83–89. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2006.03.049
  3. Gentina J.C., Acevedo F. // Minerals. 2016. V. 6. № 1. 23. https://doi.org/10.3390/min6010023
  4. Johnson D. // Minerals. 2018. V. 8. № 8. 343. https://doi.org/10.3390/min8080343
  5. Fomchenko N., Muravyov M. // Minerals. 2020. V. 10. № 12. 1097. https://doi.org/10.3390/min10121097
  6. Kaksonen A.H., Lakaniemi A.-M., Tuovinen O.H. // J. Cleaner Prod. 2020. V. 264. 121586. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121586
  7. Kaksonen A.H., Mudunuru B.M., Hackl R. // Hydrometallurgy. 2014. V. 142. P. 70–83. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2013.11.008
  8. Mahmoud A., Ceza P., Hoadley A.F.A., Contamin F., D’Hugues P. // Int. Biodeterior. Biodegrad. 2017. V. 119. P. 118–146. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2016.09.015
  9. Fomchenko N., Muravyov M. // Hydrometallurgy. 2019. V. 185. P. 82–87. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2019.02.002
  10. Esmailbagi M.R., Schaffie M., Kamyabi A., Ranjbar M. // Hydrometallurgy. 2018. V. 180. P. 139–143. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2018.07.020
  11. Fomchenko N., Muravyov M. // Appl. Biochem. Microbiol. 2017. V. 53. № 6. P. 715–718. https://doi.org/10.1134/S0003683817060059
  12. Fomchenko N., Uvarova T., Muravyov M. // Miner. Eng. 2019. V. 138. P. 1–6. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2019.04.026
  13. Watling H.R. // Hydrometallurgy. 2008. V. 91. № 1–4. P. 70–88. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2007.11.012
  14. Sun J.Z., Wen J.K., Wu B., Chen B.W. // Minerals. 2020. V. 10. № 3. 289. https://doi.org/10.3390/min10030289
  15. Muravyov M.I., Fomchenko N.V. // Appl. Biochem. Microbiol. 2019. V. 55. № 4. P. 414–419. https://doi.org/10.1134/S0003683819040124
  16. Muravyov M., Panyushkina A., Bulaev A., Fomchenko N. // Minerals Engineering. 2021. V. 170. 107040. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2021.107040
  17. Muravyov M., Panyushkina A., Fomchenko N. // Journal of Environmental Management. 2022. V. 318. 115587. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.115587
  18. Muravyov M., Panyushkina A. // Hydrometallurgy. 2023. V. 219. 106067. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2023.106067
  19. Muravyov M., Panyushkina A., Fomchenko N. // Minerals Engineering. 2022. V. 182. 107586. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107586
  20. Муравьёв М.И., Панюшкина А.Е., Меламуд В.С., Булаев А.Г., Фомченко Н.В. // Прикл. биохимия и микробиология. 2021. Т. 57. № 4. С. 380–387. https://doi.org/10.31857/S0555109921040115
  21. Фомченко Н.В., Панюшкина А.Е., Меламуд В.С., Муравьёв М.И. // Прикл. биохимия и микробиология. 2022. Т. 58. № 4. С. 382–387. https://doi.org/10.31857/S0555109922040043
  22. Fu K., Ning Y., Chen S., Wang Z. // Mineral Processing and Extractive Metallurgy (Trans. Inst. Min. Metall. C). 2016. V. 125. № 1. P. 1–4. https://doi.org/10.1179/1743285515Y.0000000013
  23. Zhao H., Wang J., Yang C., Hu M., Gan X., Tao L. et al. // Hydrometallurgy. 2015. V. 151. P. 141–150. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2014.11.009
  24. Kondrat’eva T.F., Pivovarova T.A., Tsaplina I.A., Fomchenko N.V., Zhuravleva A.E., Murav’ev M.I. et al. // Microbiol. 2012. V. 81. № 1. V. 1–24. https://doi.org/10.1134/S0026261712010080
  25. Panyushkina A.E., Tsaplina I.A., Kondrat’eva T.F., Belyi A.V., Bulaev A.G. // Microbiol. 2018. V. 87. № 3. P. 326–338. https://doi.org/10.1134/S0026261718030086
  26. Watling H.R., Collinson D.M., Fjastad S., Kaksonen A.H., Li J., Morris C., Perrot F.A., Rea S.M., Shiers D.W. // Miner. Eng. 2014. V. 58. P. 90–99. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2014.01.022
  27. Mason L.J., Rice N.M. // Miner. Eng. 2002. V. 15. № 11. P. 795–808. https://doi.org/10.1016/S0892-6875(02)00118-8
  28. Sun J., Wen J., Wu B., Chen B. // Minerals. 2020. V. 10. № 3. 289. https://doi.org/10.3390/min10030289
  29. Watling H.R. // Hydrometallurgy. 2006. V. 84. № 1–2. P. 81–108. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2006.05.001
  30. Hedrich S., Joulian C., Graupner T., Schippers A., Guezennec A.G. // Hydrometallurgy. 2018. V. 179. P. 125–131. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2018.05.018
  31. Silverman M.P., Lundgren D.G. // J. Bacteriol. 1959. V. 77. № 5. P. 642–647. https://doi.org/10.1128/jb.77.5.642-647.1959
  32. Davis D.G., Jacobsen W.R. // Anal. Chem. 1960. V. 32. № 2. P. 215–217. https://doi.org/10.1021/ac60158a024
  33. Souza A.D., Pina P.S., Leao V.A., Silva C.A., Siqueira P.F. // Hydrometallurgy. 2007. V. 89. № 1–2. P. 72–81. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2007.05.008
  34. Wang Y., Chen X., Zhou H. // Biores. Technol. 2018. V. 265. P. 581–585. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.07.017
  35. Riekkola-Vanhanen M., Heimala S. // Proceedings of an International Biohydrometallurgy Symposium. 1993. V. 1. P. 561–570.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Динамика изменения концентрации (мг/л) никеля и меди и скорости их выщелачивания (мг/(л·сут)) при биовыщелачивании никель-медной руды и плотности твердой фазы 1% (а) и 10% (б). 1 — концентрация никеля; 2 — концентрация меди; 3 — скорость выщелачивания никеля; 4 — скорость выщелачивания меди.

Скачать (209KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Удельная скорость биовыщелачивания никеля (1, 3) и меди (2, 4) из никель-медной руды при ее плотности в биореакторе 1 (1, 2) и 10 (3, 4) %. Цифры над столбцами обозначают значения скоростей мг/(л·сут).

Скачать (67KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Динамика изменения концентрации (мг/л) никеля и меди и скорости (мг/(л·сут)) их выщелачивания при биовыщелачивании медно-никелевых концентратов 1 (а) и 2 (б). 1 — концентрация никеля; 2 — концентрация меди; 3 — скорость выщелачивания никеля; 4 — скорость выщелачивания меди.

Скачать (206KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Удельная скорость биовыщелачивания (мг/(л·сут)) никеля (1, 3) и меди (3, 4) из никель-медных концентратов 1 (1, 3) и 2 (2, 4). Цифры над столбцами обозначают значения скоростей (мг/(л·сут)).

Скачать (77KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Динамика изменения концентрации (мг/л) цинка и меди и скорости (мг/(л·сут)) их выщелачивания при биовыщелачивании медно-цинкового концентрата. 1 — концентрация цинка; 2 — концентрация меди; 3 — скорость выщелачивания цинка; 4 — скорость выщелачивания меди.

Скачать (107KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Удельная скорость биовыщелачивания (мг/(л·сут)) цинка за 4 (1) сут и меди за 4 (2) и 15 (3) сут из медно-цинкового концентрата. Цифры над столбцами обозначают значения скоростей мг/(л·сут).

Скачать (66KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025