Комбинированные технологии переработки медно-цинковых и медных руд

Руды, содержащие цветные металлы, как правило, комплексные, полиметаллические. Это создает большие трудности при получении отдельных металлов. Процесс чанового бактериальнохимического выщелачивания предназначен главным образом для использования в комбинированных схемах, в которых наряду с общепринятыми операциями, основанными на физическом разделении свободных минералов, используются микробиологические и химические.

Промышленные типы цинксодержащих руд представлены медно-цинковыми, свинцово-цинковыми и медно-свинцово-цинковыми рудами. Медно-цинко-пиритные руды относятся к наиболее сложным типам руд цветных металлов, существующая технология обогащения которых не позволяет получать кондиционные цинковыс и медные концентраты для дальнейшей пирометаллургической переработки. Эти концентраты содержат минералы халькопирит (CuFeS₂), пирит (FeS₂) и сфалерит (ZnS). В такой системе минералов, как уже известно, происходит селективное бактериально-химическое окисление ZnS, имеющего более низкий ОВП, и выщелачивание цинка из концентрата в плотной пульпе (~20%) с помощью A. ferrooxidans. В раствор переходят также кадмий и ряд других элементов. Так, например, за 72 —96 ч извлекается в раствор до 92 —97% Zn и Cd при извлечении Си из вторичных минералов и Fe — соответственно около 25 и 5%. Этот способ позволяет селективно извлечь цинк и получить медно-кадмиевый концентрат. Получают методом осаждения цинковый продукт с содержанием около 49% Zn. Технологическая схема разработана в укрупненно-лабораторном варианте. Из «хвостов» цинковой флотации при плотности пульпы 40% твердого извлечение цинка в раствор составляло 87,12% при остаточном его содержании в твердой фазе 0,75 — 0,87%.

Для руды, содержащей вторичные минералы меди Cu₂S, CuS, Cu₅FeS₄, а также первичные — CuFeS₂ и CuAsS₄ (энаргит) в незначительных количествах, В. П. Смалий и Т. А. Дэвис в Австралии предложили следующую технологию выщелачивания меди. Измельченная руда помещается в реакторы непрерывного действия и добавляется кислый раствор Fe₂(S0₄)₃. Химическое окисление вторичных минералов меди проводится Fe³⁺ при низкой плотности пульпы (10—15 масс. %) и температуре 85 °C. За 24 ч извлекается 93% Си. Fe³⁺ восстанавливается до Fe²⁺, a S²" окисляется до S⁰. Раствор отделяется от руды и Fe²* окисляется A. ferrooxidans до Fe‘^f при температуре 30 °C по реакции (7). Из регенерированного раствора медь извлекается методом экстракции с получением катодной меди электролизом, а растворы опять поступают в реакторы для выщелачивания меди.

Основной задачей при переработки медно-мышьяково-оловянных концентратов являются селективное удаление мышьяка как вредной примеси и получение из остатков выщелачивания медных и оловянных концентратов. Оловосодержащие концентраты содержат пирит, арсенопирит и минералы олова в виде оксидов. В этой смеси минералов бактерии окисляют прежде всего арсенопирит как минерал, имеющий более низкий ОВП (см. табл. 4.4). Это позволяет селективно удалить мышьяк как вредную примесь и получить оловянный и медный концентраты. Так, из исходного оловянно-медно-мышьякового продукта с содержанием 11% As, 1,41% Sn и 8,03% Си по схеме бактериальное выщелачивание — флотация можно селективно получить 20%-ные оловянные и 16%-ные медные концентраты при извлечении от исходного продукта 84,6% и 92,3% олова и меди соответственно. Технологическая схема испытана в укрупненно-лабораторных условиях. Промышленные биогидрометаллургические технологии переработки концентратов цветных металлов пока отсутствуют.

Чановое выщелачивание урана.

При чановом выщелачивании урана (см. реакцию (14)) из пиритсодержащих руд в реакторах при pH 1,5— 1,6 и температуре 30 °C извлечение его в полунепрерывных условиях за пять суток достигало 100% при плотности пульпы 20%. Из растворов уран извлекается с помощью ионообменных смол.

Обессеривание углей.

Сера в углях присутствует как в виде пирита, так и в виде сложных ароматических соединений. В связи с использованием в промышленности тонкоизмельченного угля возникла возможность удалить серу из него как экологически вредную примесь путем окисления бактериями FeS2. С помощью A. ferrooxidans из углей за 5 —8 сут извлекается до 97% пиритной серы. Для извлечения серы, содержащейся в органических соединениях, делаются попытки использовать гетеротрофные бактерии.

>