Norilsk Nickel Harjavalta Oy, Harjavalta, Финляндия:

Кузнецов Н. С., главный инженер по планированию производства

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия:

Набойченко С. С., профессор-консультант каф. металлургии цветных металлов

ООО «НПП КВАЛИТЕТ», Москва, Россия:

Нафталь М. Н., заместитель директора по металлургии и обогащению, эл. почта: qualitetmet@mail.ru

В работе принимали участие: А. А. Рюмин, Йони Хаутоярви, Эса Линдел, Томи Ойя, Вирджиния Сухонен, Эдуард Яаскеляйнен, Рауно Луома, Вирпи Хейккинен, Теему Хейккила, С. И. Жиличкин.

На предприятии Norilsk Nickel Harjavalta Oy (NNH) совместными усилиями российских и финских специалистов создана «бесштейновая» технология переработки файнштейна, включающая осаждение железа с использованием ярозит-процесса. Реализация данной технологии позволила оптимизировать I стадию очистки никель-кобальтового раствора от железа, мышьяка и селена. По сравнению с базовой схемой существенно снижены потери ценных компонентов с железистым кеком: никеля и кобальта — в 11 раз (каждого); меди — в 23 раза; платины — на 16 % (абс.); палладия — на 10 % (абс.); родия — на 9 % (абс.); золота — на 12 % (абс.). Проведение ярозит-процесса в отдельном цикле значительно улучшило качество медного кека: содержание в нем меди увеличилось с ~35–40 до 57–62 %. За счет использования новых схем и реализации ярозит-процесса содержание мышьяка в медном кеке снижено с ~1,5–2,0 до 0,15–0,30 %. Формирование фазы натроярозита в ходе I (автоклавной) стадии очистки никель-кобальтового раствора от железа улучшило показатели сгущения и фильтрации окисленной пульпы. Ярозитная твердая фаза характеризуется более высокой уплотняемостью и фильтруемостью. Установлены закономерности формирования фазового состава натроярозитового осадка в зависимости от термодинамических параметров автоклавного окислительного осаждения ионов железа из сульфатных растворов. Оптимизированы условия (состав раствора, температура и давление) образования крупнокристаллического натроярозита, при которых достигается необходимая глубина осаждения железа и возрастает степень соосаждения мышьяка и селена. Предложен механизм соосаждения ионов мышьяка при оксигидролитическом осаждении железа с образованием натроярозита. Определены условия и реализован вариант утилизации Fe-кека с добавлением в него сухого нейтрализатора — известняка. При этом ярозит натрия, содержащийся в Fe-кеке, не подвергается разложению и приобретает устойчивость при длительном хранении во влажном состоянии в условиях эксплуатации полигона NNH. Показано, что задача наращивания в NNH производства катодного никеля требует разработки дополнительных технических решений по снижению концентрации селена в никелевом католите, в том числе за счет увеличения глубины его соосаждения с гидроксидами железа и выводом в составе отвального железистого кека.

1. Knuutila K., Hultolm S. E., Sahén B., Rosenback L. New nickel process increasing production at «Outokumpu Harjavalta Metals Oy» // «Nickel/Cobalt Pressure Leaching & Hydrometallurgy Forum». — Perth, Western Australia, 19–20 May 1997.
2. Парвияйнен А. Харьявалта: пять десятилетий совершенствования в металлургии // Цветные металлы. 1996. № 10. С. 10–18.
3. Игревская Л. В. Никелевая промышленность Финляндии в руках Норильского никеля // Информационно-аналитический центр «Минерал». URL : http://www.mineral.ru/Analytics/worldevents/111/87/index.html
4. Илкка Синерва. Морган Тав: Покупка завода в Харьявалта — попадание в десятку // Infogeo.ru. URL : http://www.infogeo.ru/metalls/press/?act=show&rev=3560
5. Итоги производственной деятельности группы «Норильский никель» за 4 квартал, полный 2017 год и прогноз производства на 2018 год // ПАО ГМК «Норильский никель». URL : https://www.nornickel.ru/upload/iblock/1f5/press_release_4q_and_2017_ru_final_full.pdf
6. Резник И. Д., Ермаков Г. П., Шнеерсон Я. М. Никель. Т. 3. — М. : Наука и технологии, 2003. — 608 с.
7. Набойченко С. С., Шнеерсон Я. М., Калашникова М. И., Чугаев Л. В. Автоклавная гидрометаллургия цветных металлов. — Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2009. Т. 2. — 612 с.
8. Pat. 93974 FI. Enrichment or complete processing of nickel sulphide concentrate — by sepn. into two streams of higher and lower valuable metal content which are subjected to pyrometallurgical and hydrometallurgical processing respectively / Jounela, Seppo Sakari, Koukkuniementkuja ; Outokumpu Harjavalta Metals Oy ; Publ. 15.03.1995.
9. Койо И., Мякинен Т., Ханниала П. Технология прямой взвешенной плавки никеля (DON): высокая степень извлечения металла при минимальных выбросах // Цветные металлы. 2001. Июнь. Специальный выпуск. С. 76–80.
10. Кузнецов Н. С., Lindell E., Suhonen V., Jääskeläinen E. A., Нафталь М. Н., Жиличкин С. И. Совершенствование процесса автоклавно-окислительного осаждения железа из никелевого раствора в технологии выщелачивания файнштейнов на предприятии «Norilsk Nickel Harjavalta» // Cб.
докл. 5-го Международного конгресса «Цветные металлы-2013». — Красноярск, 4–6 сентября 2013. — Красноярск : Легкие металлы, 2013. С. 277–290.
11. ГМК «Норильский никель» подводит итоги работы Harjavalta // Кольская ГМК. URL : https://www.kolagmk.ru/news/2012-02-03/gmk-norilskiy-nikel-podvodit-itogi-raboty-harjavalta.html
12. Woot J., Haigh C. Yarosite process boosts zinc recovery in electrolytic plants // World mining. 1972. No. 9. P. 34–39.
13. Huggare T. L., Fugleberg S., Rastas J. How Outokumpu Conversion Process raises Zn recovery // World mining. 1974. No. 2. P. 36–42.
14. Лапин А. Ю., Битков Г. А., Шнеерсон Я. М. Автоклавногидрометаллургическая переработка упорных золотосодержащих сульфидных материалов при пониженных температурах // Цветные металлы. 2011. № 12. С. 39–44.
15. Шестакова Р. Д., Нафталь М. Н., Петров А. Ф., Казанцева Г. Е. Железоочистка никель-кобальтовых растворов при гидрометаллургической переработке медно-никелевых файнштейнов // Цветные металлы. 2003. № 8–9. С. 53–56.
16. Китай А. Г., Горячкин В. И., Корнеев В. П., Доленко А. В., Исаев В. А. Особенности состава продуктов автоклавного окислительного выщелачивания пирротиновых концентратов // Цветные металлы. 1975. № 1. С. 11–13.
17. Медведев А. В., Китай А. Г., Исаев В. А. Механизм образования оксидов железа в процессе окислительного выщелачивания пирротиновых концентратов // Цветные металлы. 1985. № 6. С. 30–35.
18. Плотников В. И. Применение гидроокиси железа для разделения четырех- и шестивалентного селена // Заводская лаборатория. 1959. Т. 25, № 6. С. 666–668.
19. Цемехман Л. Ш., Фомичев В. Б., Ерцева Л. Н. и др. Атлас минерального сырья, технологических промышленных продуктов и товарной продукции ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель». — М. : Руда и Металлы, 2010. — 336 с.
20. Лебедь А. Б., Набойченко С. С., Шунин В. А. Производство селена и теллура на ОАО «Уралэлектромедь» : учебное пособие / под общ. ред. С. С. Набойченко. — Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. — 112 с.
21. Чантурия В. А., Соложенкин П. М. Гальванохимическая обработка воды: теория процесса, оборудование и практика использования для удаления примесей // Электронная обработка материалов. 2004. № 2. С. 67–81.
22. Цыцыктуева Л. А., Цыбикова Б. А., Ошорова Т. Г. Обезвреживание мышьякосодержащих сточных вод // Экология и промышленность России. 2000. Август. С. 34–36.
23. Копылов Н. И., Каминский Ю. Д. Мышьяк / под ред. Г. А. Толстикова. — Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2004. — 367 с.
24. Копылов Н. И. Проблемы мышьяксодержащих отвалов. — Новосибирск : Академическое издательство «Гео», 2012. — 182 с.
25. Кузгибекова Н. И., Исабаев С. М., Зиканова Т. А., Жинова Е. В., Жилина И. М., Танатарова Р. Т. Проблема захоронения мышьяксодержащих отходов производства цветных и благородных металлов // Международный научно-исследовательский журнал. 2017. № 5-3. С. 164–169.
26. Лодейщиков В. В. Биотехнология и выщелачивание золота из золотосодержащих руд // Материалы I Международного симпозиума. — Красноярск : КрГАЦМЗ, 1997. С. 66–69.
27. Твидвелл Л. Дж., Плессас К. О., Комба П. Г., Данкс Д. Р. Удаление мышьяка из сточных вод и стабилизация мышьяксодержащих твердых отходов // Цветные металлы. 1996. № 9. С. 27–31.
28. Семенов Е. И., Юшко-Захарова О. Е., Максимюк И. Е. и др. Минералогические таблицы : справочник. — М. : Недра, 1981. — 400 с.
29. Водяницкий Ю. Н. Соединения железа и их роль в охране почв. — М. : ГНУ Почвенный институт им. В. В. Докучаева Россельхозакадемии, 2010. — 155 с.
30. Меретуков М. А. Золото: химия, минералогия, металлургия. — М. : Руда и Металлы, 2008. — 528 с.
31. Pactung D., Foster А., Laflamme G. Speciation and characterization of arsenic in Ketza River mine tailings using X-ray adsorptiоn spectroscopy // Environ. Sci. Technol. 2003. Vol. 37. P. 2067–2074.
32. Jain A., Loeppert R. H. Effect of competing anions on the adsorption of arsenate and arsenite by ferrihydrite // J. Environ. Qual. 2004. Vol. 29. P. 1422–1430.
33. Zobrist J., Dowdle P. R., Davis J. A., Oremland R. S. Mobilization of arsenite by dissimilatory reduction of adsorbed arsenate // Environ. Sci. Technol. 2000. Vol. 34. P. 4747–4753.
34. Van Geen A., Rose J., Thoral S., Garnier J. M., Zheng Y., Bottero J. Y. Decoupling of As and Fe release to Bangladesh groundwater under reducing conditions. Part II: Evidence from sediment incubations // Geochim. Cosmochim. Acta. 2004. Vol. 68. P. 3475–3486.
35. Lovley D. R. Microbial Fe (III) reduction in subsurface environments // FEMS Microbiol. Rev. 1997. Vol. 20. P. 305–313.
36. Zachara J. M., Kukkadapu R. K., Fredrickson J. K., Gorby Y., Smith S. C. Biomineralization of poorly crystalline Fe (III) oxides by dissimilatory metal reducing bacteria (DMRB) // Geomicrobiol. J. 2002. Vol. 19, No. 2. P. 179–207.
37. Brown G. E., Foste r A. L., Ostergren J. D. Mineral surfase and bioavailability of heavy metals: A molecular-scale perspective // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. Vol. 96. P. 3388–3395.
38. Morin G., Juillot F., Casiot C., Bruneel O., Persone J.-C., Elbazpoulichet F., Leblanc M., Ildefonse P., Calas G. Bacterial formation of tooeleite and mixed arsenic (III) or arsenic (V) — iron (III) gels in the Carnoules acid mine drainage, France. A XANES, XRD, аnd SEM study // Environ. Sci. Technol. 2003. Vol. 37. P. 1705–1712.