ООО «Научно-исследовательский центр «Гидрометаллургия», Санкт-Петербург, Россия:

Я. М. Шнеерсон, ген. директор, эл. почта: ims@gidrometall.ru

А. В. Маркелов, науч. сотр.

Л. В. Чугаев, вед. науч. сотр.

А. С. Кабисова, инженер

Большие трудности при моделировании автоклавных процессов окисления заключаются в точном определении состава поверхности минералов по ходу процесса. В настоящий момент широко используют несколько кинетических моделей, учитывающих изменение поверхности окисляемого материала, например модель сжимающегося ядра и популяционного баланса. Каждая модель имеет свои минусы и плюсы. В данной работе используют модель кинетической функции, разработанную Е. М. Вигдорчиком и А. Б. Шейниным в 1970-х гг. и адаптированную для высокотемпературных процессов автоклавного окисления. На основании этой модели для процесса высокотемпературного автоклавного окисления рассчитаны кинетические характеристики 13 флотационных концентратов с разным содержанием пирита, арсенопирита и пирротина для температур 190–230 oС и парциальных давлений кислорода 0,3–0,9 МПа. Определены кинетические характеристики для каждого материала — кинетическая функция, «кажущаяся» энергия активации и «кажущийся» порядок реакции. В условиях, когда скорость процесса не лимитируется скоростью транспорта кислорода из газовой фазы к поверхности сульфидных частиц, окисление всех материалов идет в кинетическом режиме, «кажущиеся» энергии активации находятся в диапазоне от 40 до 90 кДж/моль. Для пиритно-арсенопиритных концентратов «кажущийся» порядок реакции составляет от 0,7 до 1,0, для пирротинсодержащих концентратов от 0,6 до 0,9. Показано, что полученные кинетические характеристики и кинетическая функция могут быть использованы для моделирования непрерывного процесса автоклавного окисления для полупромышленных испытаний и промышленной реализации. Извлечение золота на операции сорбционного цианирования после автоклавного окисления всех материалов составляет не менее 94 %.

1. Crundwell F. K., Godorr S. A. A mathematical model of the leaching of gold in cyanide solutions // Hydrometallurgy. 1997. Nо. 44. P. 147–162.

2. Crundwell F. K. The leaching number: its definition and use in determining the performance of leaching reactors and autoclaves // Minerals Engineering. 2005. Nо. 18. P. 1315–1324.

3. Rubisov D. H., Papangelakis V. G. Mathematical Modelling of the Transient Behaviour of CSTRs with Reactive Parkulates: Part 1 — The Population Balance Framework // The Canadian Journal of Chemical Engineering. 1996. Vol. 74, Nо. 6.

4. Вигдорчик Е. М. Математическое моделирование непрерывных процессов растворения / под ред. Е. М. Вигдорчика, А. Б. Шейнина. — Л. : Химия, 1971. — 248 с. 

5. Zhmarin E. E. Mathematical modeling of continuous leaching process in reactor train // Proceedings of the 8th International Conference on Environment and Mineral Processing. Ostrava, 2004. 

6. Long H., Dixon D. G. Pressure oxidation of pyrite in sulfuric acid media: a kinetic study // Hydrometallurgy. 2004. Nо. 73. P. 335–349. 

7. Neira Arenas G., Monhemius A. J. The kinetics of pressure oxidation of arsenopyrite and arsenopyrite/pyrite mixtures by dissolved oxygen // Environment and Innovation in Mining and Mineral Technology / еd. M. A. Sanchez, F. Vergara, S. H. Castro. University of Conception. Chile. 1998. P. 835–849.

8. McKay D. R., Halpern J. A kinetic study of the oxidation of pyrite in aqueous suspension // Transaction Metallurgical Society. AIME. 1958. Vol. 212. P. 301.

9. Crundwell F. K. The dissolution and leaching of minerals. Mechanisms, myths and misunderstandings // Hydrometallurgy. 2013. Nо. 139. P. 132–148.

10. Filippou D., Konduru R., Demopoulos G. P. А kinetic study on the acid pressure leaching of pyrrhotite // Hydrometallurgy. 1997. Nо. 47. P. 1–18.