Способ подготовки шунгитовых пород к обогащению

Изобретение относится к комплексной переработке и обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для подготовки шунгитовых пород к обогащению и извлечению из них благородных металлов (Au, Ag). Способ подготовки шунгитовых пород к обогащению включает предварительное карботермическое восстановление оксидов шунгитовой породы путем высокотемпературного химического процесса по синтезу карбида кремния при температуре 1450°С в условиях вакуума в течение 2 час и последующий обжиг керамической смеси состава 49 мас.% SiC, 49 мас.% Аl2О3 и 2 мас.% CaF2 в атмосфере аргона при температуре 1700°С в течение 2 час и скорости нагрева 300 К/ч. Технический результат - повышение эффективности подготовки бедных пород к обогащению и расширение сырьевой базы для получения благородных металлов. 1 ил., 5 табл.

 

Изобретение относится к комплексной переработке и обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для подготовки шунгитовых пород к обогащению, а именно для извлечения из них благородных металлов (Au, Ag).

Шунгитовые породы представляют собой углеродсодержащее минеральное вещество (с содержанием углерода от 5 до 90 мас.%). Углеродистое вещество, содержащееся в руде, образует матрицу, в которой равномерно распределены зерна кварца с размером частиц 0,5 мкм, реже - зерна слюды, хлорита, альбита, кальцита и доломита, а также микроэлементы (Сu. Zn, Co, Ni, Cr, V, Мо, Pb, S, As, Se, Au, Ag и др.). Минеральные компоненты, в частности благородные металлы, шунгитовых пород характеризуются мелкодисперсным распределением в виде кристаллов, слоевых (0.2-0.5 нм) внедрений и нанокластеров в шунгитовом углероде. Поэтому получение промышленных концентратов благородных металлов (Au, Ag) из шунгитовых пород механическими способами или химическими методами гидрометаллургии неэффективно.

Известен способ обогащения золото-кварцевых и золото-сульфидно-кварцевых руд, локализованных в черносланцевых породах (RU 2294800, В03В 7/00, 03.08.2005), включающий дробление руды в щековой дробилке, первое грохочение, додраблевание, второе грохочение, классификацию подрешетного продукта в гидроциклонах, третье грохочение и центробежную концентрацию, при этом концентраты объединяют для дальнейшего цианирования. Недостатком является сложность, длительность и многостадийность процесса. А цианирование небезопасно в экологическом отношении.

Существует способ переработки упорного золотосодержащего сульфидного сырья (RU 2025521, С22В 11/00, 13.03.1992), включающий предварительное обессеривание сырья, затем полученный продукт смешивают с кальций- и кремнийсодержащими флюсами в эффективных количествах, далее шихту подвергают плавке с последующим охлаждением шлака до его самопроизвольного рассыпания в порошок и извлечением золота известными способами обогащения. Данный способ не может быть осуществлен на шунгитовых породах.

Способов подготовки шунгитовых пород к обогащению и извлечения из них благородных металлов (Au, Ag), которые можно принять за прототип, нами не выявлено.

Технический результат настоящего изобретения состоит в разработке эффективного способа подготовки шунгитовых пород к обогащению и в расширении сырьевой базы для получения благородных металлов.

Технический результат достигается тем, что способ подготовки к обогащению благородными металлами шунгитовых пород включает карботермическое восстановление оксидов шунгитовой породы в вакуумной печи при температуре 1450°С, последующую термообработку в инертной среде аргона при температуре 1700°С в течение 1-2 час.

Способ осуществляется следующим образом. Предварительно проводится синтез карбида кремния β-SiC: из порошкообразного шунгита формируются таблетки, которые подвергаются термообработке при температуре 1450°С в условиях вакуума в течение 2 час

SiO2+3C→SiC+2CO↑

Помимо β- и α-модификаций карбида кремния в продуктах наблюдаются свободный кремний (Si), кварц (SiO2) и избыток углерода (С).

Затем из керамической смеси состава 49 мас.% SiC, 49 мас.% Аl2О3 и 2 мас.% CaF2 формируются таблетки, которые подвергаются обжигу в атмосфере аргона (Р=0.13-0.15 МПа) при Т=1700°С, в течение 2 час и скорости нагрева 300 К/ч.

49 мас.% оксида алюминия вводится с целью компенсации избытка углерода, а 2 мас.% фторида кальция - для интенсификации в системе обменных процессов за счет образования жидкой фазы.

Взаимодействие шунгитового углерода с оксидом алюминия приводит к карбидизации Аl2O3 до монооксикарбида (Аl2ОС)

Аl2O3+3С→Al2OC+2СО↑

В итоге формируется керамика на основе Аl2ОС и SiC с флюидными включениями комплексных соединений (Ag, Au, Cu, Hg, Si) (CF).

Далее в процессе остывания керамического материала (Т=300°С) и реакционных взаимодействий с ним углерод-фторсодержащих комплексных соединений, а также сорбции металлов на зернах Аl2ОС идет образование сплавов:

Al2OC+SiC+(Ag,Au,Cu,Hg,Si)(CF)→(Si2C2)0.85(Al2OC)0.15+(Si2C2)0.65(Al2OC)0.35+сплавы (Au,Ag,Cu,Zn,Hg)2(Al,Si,Fe)+F2↑+СО↑

Примеры конкретного выполнения

Эксперименты по подготовки к обогащению благородными металлами шунгитовых пород проводили на породах месторождения Зажогино (Республика Карелия). В ходе проведения исследований применялся комплекс минералогических методов, включающий электронную сканирующую микроскопию, микрозондовый и рентгенофазовый анализы. Химический состав исходных образцов приведен в таблице 1.

Из порошкообразного шунгита были отформованы таблетки, которые подвергли термообработке при температуре 1450°С в условиях вакуума в течение 2 час. В результате суммарной реакции идет формирование кубической модификации карбида кремния:

SiO2+3С→SiC+2CO↑

Далее из керамической смеси сформированы таблетки (обр.1,2, Таблица 2), которые подвергли обжигу в атмосфере аргона (Р=0.13-0.15 МПа) при Т=1700°С, в течение 2 час по схеме открытого реакционного объема и скорости нагрева 300 К/ч. Взаимодействие шунгитового углерода с оксидом алюминия идет по реакции:

Аl2O3+3С→Al2ОС+2CO↑

Таблица 2
№ обр. Исходный состав Условия обогащения Фазовый состав Потери массы, %
2% CaF2 Аргон, 6H-SiC - 56.3%
1 49% Аl2O3 Т=1700°С,2 час Al2OC - 22.4% 46.4
49% SiC Р сброс Si - 21.3%
2% CaF2 Аргон, 6H-SiC - 5.2%
49% Аl2O3 Т=1700°С, 2 час 3C-SiC - 20.6% 59.4
2 49% SiC Р=0.13-0.15МПа Al2OC - 60%
Si - 14.2%

Далее в процессе остывания керамического материала (обр.1) при Т=300°С и реакционного взаимодействия с ним углерод-фторсодержащих комплексных соединений происходит выделение металлических сплавов, содержащих большее количество золота, серебра и других металлов:

Аl2ОС+SiC+(Ag,Au,Cu,Hg,Si)(CF)→(Si2C2)0.85(Al2OC)0.15+(Si2C2)0.65(Al2OC)0.35+сплавы(Au,Ag,Cu,Zn,Hg)2(Al,Si,Fe)+F2↑+CO↑

По данным рентгеноструктурных и электронно-микроскопических исследований каждый из образцов представляет собой поликристаллический агрегат серого цвета с размерами частиц от 0,5 до 25 мкм и достаточно высокой степенью нарушенности поверхности. На микрофотографиях образцов (см.чертеж) видны округлые выделения субмикроскопического золотосодержащего сплава.

При изучении микроструктуры образцов методом сканирующей электронной микроскопии в образцах обнаруживается большое количество зерен, в некоторых точках которых микрозондовое сканирование показывает наличие нано- и микровключений золота (до 69%), размеры данных вкраплений составляют до 2 микрон. Результаты сканирующей электронной микроскопии образца 1 - в таблице 3, образца 2 - в таблице 4.

Расшифровка дифрактограмм образцов 1 и 2 также подтверждает наличие золота (Таблица 5).

Таблица 5
В.И.Михеев.
«Рентгенометрический
п/п определитель минералов», Обр.1 Обр.2
1957 г.
Золото Аu
d, Å Jотн d, Å Jотн d, Å Jотн
1 2.35 100 2.34854 16 2.34229 5
2 2.03 90 2.03342 11 2.03585 5
3 1.437 80 1.43435 4 1.41690 3
4 1.226 90 1.22850 7
5 1.173 50

По данным микрозондового анализа установлено, что в ассоциатах карбидная фaзa-(Au,Ag)-сплав благородные металлы содержатся примерно в количестве 1,5 г/т. Таким образом, впервые разработана технология обогащения золота при высокотемпературной переработке шунгитовых пород. Достигнутое концентрирование благородных металлов (Au, Ag) позволяет проводить выделение ценных компонентов традиционными способами (флотация, бромоформирование и др.).

Способ подготовки шунгитовых пород к обогащению включает предварительное карботермическое восстановление оксидов шунгитовой породы путем высокотемпературного химического процесса по синтезу карбида кремния при температуре 1450°С в условиях вакуума в течение 2 ч и последующий обжиг керамической смеси состава 49 мас.% SiC, 49 мас.% Аl2O3 и 2 мас.% CaF2 в атмосфере аргона при температуре 1700°С в течение 2 ч и скорости нагрева 300 К/ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, а именно к обогащению марганцевых руд с получением качественных марганцевых концентратов, пригодных для выплавки марганца и марганцевых сплавов.

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству марганцевых концентратов, которые могут быть использованы для выплавки марганца и марганцевых сплавов.

Изобретение относится к технологии получения особо чистых веществ. .

Изобретение относится к горной промышленности, к обогащению песков россыпных месторождений и может быть использовано при разработке золотосодержащих песков. .

Изобретение относится к разделению твердых материалов с помощью жидкостей, а именно к промывке гранулированных, порошкообразных или кусковых материалов с помощью гидравлических классификаторов, и может найти применение для первичного обогащения полезных ископаемых в условиях добычного полигона при скважинной гидродобыче.

Изобретение относится к технологии обогащения полезных ископаемых и может быть применено в горнорудной и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к обогащению угольных шламов. .

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности извлечению благородных металлов, таких как золото, серебро, платиноиды, из металлоносных песков, а также может быть использовано в процессах доводки продуктов обогащения.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в горнорудной и металлургической промышленности. .
Изобретение относится к области обогащения (очистки от химических примесей) кварцевого сырья, в частности к обогащению кварцевых частиц размером 0,75÷0,03 мм, и может быть использовано для обогащения зернистых минералов.
Изобретение относится к разделению и переработке угольсодержащих продуктов, в частности отходов тепловых электростанций

Изобретение относится к обогащению рудной шихты железных руд и может быть использовано на горно-обогатительных комбинатах при производстве высококачественных железорудных концентратов

Изобретение относится к оборудованию для обезвоживания сыпучих материалов и может быть использовано в угольной, горнорудной и других отраслях промышленности, где вода используется для гидротранспорта материалов, куски которых разновеликие

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для извлечения металлов из илов непосредственно на месте их залегания в хвостохранилищах горнодобывающих предприятий

Изобретение относится к технологии комплексной переработки и обогащения тонкодисперсного цеолитсодержащего сырья и предназначено для получения цеолитовых концентратов, а также выделения алюминия и извлечения аморфного кремнезема
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и химической технологии неорганических веществ, в частности к комплексной переработке минерального сырья
Изобретение относится к обогащению руд и может быть использовано для переработки окисленных никелевых руд и повышения технико-экономических показателей в традиционных пирометаллургических методах производства ферросплавов

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к открытой разработке малообъемных кимберлитовых трубок

Изобретение относится к технологии флотационного обогащения полезных ископаемых и может быть использовано для обогащения руд, преимущественно калийных
Изобретение относится к способу получения полых частиц низкой плотности для эффективного массового производства полых частиц низкой плотности с дополнительными свойствами с использованием в качестве сырья угольной золы, образующейся при сгорании порошкового угля

Изобретение относится к комплексной переработке и обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для подготовки шунгитовых пород к обогащению и извлечению из них благородных металлов

Наверх