Комплексное исследование воздействия нитратов калия и натрия на арсенопирит в промежуточном продукте обогащения

Объектом исследования послужил промежуточный продукт обогащения руды с горно-обогатительного комбината «Солнечный», являющийся полиминеральным сырьём. Остро стоит проблема удаления арсенопирита и соединений мышьяка и получения чистого олова из данного промежуточного продукта обогащения. Раннее в программном комплексе Thermo-Calc было выполнено моделирование взаимодействия арсенопирита с нитратами калия и натрия, и выявлен оптимальный состав и соотношение этих нитратов для качественного протекания реакции воздействия на арсенопирит. Был предложен альтернативный метод снижения концентрации мышьяка в полиминеральном сырье. Проведены лабораторные исследования воздействия нитрата калия и натрия на арсенопирит в целях проверки результатов компьютерного моделирования: термогравиметрический (ТГ) и дифференциальный термоанализ (ДТА). Эксперимент по воздействию смеси нитратов калия и натрия подтвердил данные моделирования, но и выявил новые соединения, образовавшиеся в ходе эксперимента. Методом микрорентгеноспектрального анализа был определён элементный состав и в последствии проведён анализ минералогического состава исходного измельчённого промежуточного продукта обогащения и промежуточного продукта с добавлением нитратов калия и натрия, а также анализ этих составов после термической обработки при 700 ℃.

Дорошенко Е. М., Рассказова А. В., Ким Е. Д., Паньшин И. О. Комплексное исследование воздействия нитратов калия и натрия на арсенопирит в промежуточном продукте обогащения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. — № 12-2. — С. 40—52. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_122_0_40.

Коллектив авторов выражает благодарность Ермакову Михаилу Александровичу за помощь в получении данных для исследования на растровом электронном микроскопе Hitachi SU-70, Дорошенко Кириллу Владимировичу в помощи при термодинамическом моделировании, а также АО «ОРК» за предоставление проб промежуточного продукта обогащения касситеритового концентрата.

Дорошенко Екатерина Михайловна — orcid: 0009−0008−5626−9830, аспирант Высшей школы промышленной инженерии, Тихоокеанского государственного университета (ТОГУ), Российская Федерация, Хабаровск, dorekami@yandex.ru;
Рассказова Анна Вадимовна — orcid: 0000−0002−6998−8120, кандидат технических наук, доцент Высшей школы промышленной инженерии, Тихоокеанского государственного университета, Российская Федерация, Хабаровск, annbot87@mail.ru;
Ким Евгений Давидович — orcid: 0000−0002−0175−0503, кандидат технических наук, доцент Высшей школы промышленной инженерии, Тихоокеанского государственного университета, Российская Федерация, Хабаровск, jenya1992g@mail.ru;
Паньшин Иван Олегович — лаборант департамента инновационной политики и разработок Тихоокеанского Государственного Университета, Российская Федерация, Хабаровск, yojick2674@yandex.ru.

1. Юсупов Т. С., Кондратьев С. А., Бакшеева И. И. Структурно-химические и технологические свойства техногенного касситерит-сульфидного минералообразования // Обогащение руд. — 2016. — №5. DOI 10.17580/ор.2016.05.05.

2. Martin Okrusch, Hartwing E. Frimmel Mineralogy: An Introduction to Minerals, Rocks, and Mineral Deposits Berlin, Germany: Springer Textbooks in Earth Sciences, Geography and Environment, 2020. 719 p.

3. Игнатов Д. О., Каюмов А. А., Игнаткина В. А. Селективное разделение мышьяксодержащих сульфидных минералов // Цветные металлы. — 2018. — №7 DOI10.17580/ tsm.2018.07.05.

4. Гурман М. А. Использование термохимических методов при переработке золотосодержащих пирит-арсенопиритовых концентратов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — № 4. — с. 180−186.

5. Молдурушку М. О. Разработка технологии извлечения мышьяка из отходов аммиачно-автоклавного передела кобальтсодержащих руд: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Кызыл: Российская академия наук (РАН), Сибирское отделение (СО), Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов (ТувИКОПР), 2018. — 22 с.

6. Ri-jin Cheng, Hong-wei Ni, Hua Zhang, Xiao-kun Zhang, and Si-cheng Bai. Mechanism research on arsenic removal from arsenopyrite ore during a sintering process // Int. J. Miner. Metall. Mater., Vol. 24, No. 4, Apr. 2017 — p. 353−359

7. Yin L, Yang H, Tong L, Ma P, Zhang Q and Zhao M. Arsenopyrite Bio-Oxidization Behavior in Bioleaching Process: Evidence From Laser Microscopy, SEM-EDS, and XPS. Front. Microbiol. — 2020. — Vol. 11. Article 1773. — p. 12, https://doi.org/10.3389/ fmicb.2020.01773.

8. Barahona S., Herrera E., Jara A., Castro-Severyn J., Gallardo K., Fuentes G., Dorador C., Saavedra C., Remonsellez F. Arsenopyrite Dissolution and Bioscorodite Precipitation by Acidithiobacillus ferrivorans ACH under Mesophilic Condition. // Minerals. — 2022, 12 p. https://doi.org/10.3390/min12050520.

9. Mikhail S. A., Turcotte A. M. Thermal decomposition of arsenopyrite in the presence of calcium oxide // Thermochimica Acta. — 1992. — Vol. 212. p. 27−37, https://doi.org/10.1016/0040−6031(92)80217-K.

10. Pan X., Liu L.-Z., Nie Z.-Y., Xia J.-L. MnO2 Drives the Green Decomposition of Arsenopyrite by Mediating the Fate of Arsenic to Generate FeAsO4 // Minerals. — 2023. — №13. 17 p. https://doi.org/10.3390/min13050657.

11. Ilhwan Park, Carlito Tabelin, Hiroyuki Inano, Kensuke Seno, Kazuki Higuchi, Mayumi Ito and Naoki Hiroyoshi Formation of surface protective coatings on arsenopyrite using Al-catecholate complex and its mode of inhibition of arsenopyrite oxidation // MATEC Web of Conferences– 2019 –5 p. https://doi.org/10.1051/matecconf/201926806015.

12. Baláz P., Balassaová M. Thermal decomposition of mechanically activated arsenopyrite. // Journal of Thermal Analysis. — 1994. — №41, p. 1101–1107. DOI: 10.1007/ BF02547199.

13. Jing-cheng Wang, Lei Li, and Yong Yu. Tin recovery from a low-grade tin middling with high Si content and low Fe content by reduction–sulfurization roasting with anthracite coal // Int. J. Miner. Metall. Mater. — Vol. 28, No. 2. — Feb. 2021. — pp. 210–220, DOI:/10.1007/s12613−020−2038−8

14. Газалеева Г. И., Назаренко Л. Н., Дмитриева Е. Г. Исследование влияния дзетапотенциала поверхности минералов на процесс флотации касситерита // Известия вузов. Горный журнал. — 2020. — № 3, — с. 70−79, DOI: 10.21440/0536−1028−2020−3-70−79.

15. Limin Zhang, Sultan an Khoso, Mengjie Tian, Wei Sun Cassiterite recovery from a sulfide ore flotation tailing by combined gravity and flotation separations // Physicochem. Probl. Miner. Process. — 2021. –№ 57(1), — p. 206−215, DOI: 10.37190.

16. Yufeng Guo, Jianfa Jing, Feng Chen, Shuai Wang, Lingzhi Yang Selective separation of tin from tin-bearing middling via sulfur roasting // Environmental Technology & Innovation. — 2022. — №27 — 9 p.

17. Yong Yu, Lei Li, Jingcheng Wang Sn recovery from a tin-bearing middling with a high iron content and the transformation behaviours of the associated As, Pb, and Zn // Science of the Total Environment. — 2020 –14 p.

18. Комогорцев Б. В., Вареничев А. А. Применение селективных реагентов-собирателей в технологиях флотационного обогащения золотосодержащих сульфидных руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2016. — № 12. — с. 231−242.

19. Дорошенко Е. М., Ким Е. Д., Рассказова А. В., Ри Э. Х. Исследование фазового состава промежуточного продукта обогащения с последующим моделированием составов солей калия и натрия для разложения арсенопирита // Вопросы материаловедения. — 2023. — № 2 (114), с. 113−124. DOI: 10.22349/1994−6716−2023−114−2-113−124.

20. Doroshenko E. M., Doroshenko K. V., Ostapenko A. B., Rasskazova A. V. Computer modeling of various salts interaction with arsenopyrite // Вода: химия и экология. — 2023. — № 5. p. 48−54.

21. Дорошенко Е. М., Ниёззода Т. Д., Новиков А. А., Ри Хо Сен. Термодинамическое моделирование взаимодействия арсенопирита и касситерита с солями калия и натрия // Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование (Материалы XX региональной научной конференции) — Хабаровск, 2022. — с. 103–106.