Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги ислом Каримов номидаги

Маъруза №12.
Рангли металлар коллектив концентратларини чанда бактериал танлаб эритиш технологияси

Режа: 1. Мис-рухли рудаларни қайта ишлашнинг комбинирлашган технологияси
2. Мис-рухли саноат маҳсулотини биометаллургик қайта ишлаш

Россиянинг мисли ва рухли концентратларини асосий ишлаб чиқариувчилари Урал региони кон-бойитиш комбинатлари – Учалинск ГОК, Гайск ГОК, Сибай мис-олтингугурт комбинати бўлиб, улар деярли 90% мис-рухли рудалар жамланган конларни қайта ишлайди.

Уралнинг мис-рухли рудаларидан комплекс фойлаланиш муаммоси кўп йиллар давомида илмий, лойиҳалаш ва хўжалик ташкилотларининг эътиборини жалб қилмоқда.
Мис-рухли рудалар модда таркибининг мураккаблиги ва турли туман бўлгани учун урал рангли металлар рудаларини технологик хоссаларини ўрганиш, улар ташкил топган минераллар физикавий ва кимёвий хоссаларидан иборат, шунингдек, бойитишнинг янги прогрессив, руданинг табиий хоссалари ва ўзига хос модда таркибига эга эканлигини ҳисобга олиб, янчиш ва таснифлашнинг босқичли кенг қўлланилишини ўз ичига олган бойитиш схемаларини қидириш соҳасида катта ишлар олиб борилмоқда. Бу сўнгги йилларда юқори сифатли мисли, рухли ва пиритли концентратлари олиш ва бир вақтнинг ўзида мис, рух ва олтингугуртни ажратиб олишни ошириш соҳасида сезиларли муваффақиятга эришишга имкон берди.
Конлардаги мис-рухли рудалар жудаям қийин бойитилувчи рудаларга киради. Уларни бойитишнинг қийинчилиги сульфидларнинг жуда юпқа, эмульсия дражасига етадиган заррачалар шаклида бўлиши ва уларнинг ўзаро ўсиб кетганлиги, ҳар хил флотация хоссаларига эга турли мис минералларнинг (бирламчи ва иккиламчи) мавжудлиги, шунингдек, мис минералларининг рухдан ажралишини қийинлаштирувчи сульфатли мис (халькантит минерали шаклида) бўлиши билан тушунтирилади. Сфалеритнинг сезиларли қисми мис билан коннинг ўзида фаоллашиши характерлидир.
Асосий руда – пирит, халькипирит ва сфалерит минералларидан ташқари теннантит, ковеллин, борнит, халькозин, галенит, барит ва б. учраб туради. Мураккаб структура-текстура ўзига хосликлар, минералларнинг юпқа ўзаро ўсиб кетиши, колломорф структураларнинг мавжудлиги бу рудаларни очилиши ва кейинги товар концентратларига бўлиниши учун мураккаб объект қилиб қўяди. Яхлит мис-рухли Урал рудаларидда сульфидларнинг 90% га очилиши йириклик синфи -0,043 мм бўлгандагина рўй беради.
Барча юқорида санаб ўтиган ўзига хосликлар рух ва миснинг ташлама чиқитлар ва таркибида мис ва рухдан ташқари олтин, кумуш, кадмий, олтингугурт ва бошқа элементлар бўлган кондициясиз маҳсулотлар билан сезиларли йўқолишига олиб келади. Бу саноат маҳсулотлари тармоқланган етказувчи операцияларда ҳосил бўлиб, товар концентратларининг сифатини камайтириб ва металларнинг ташлама чиқитлар билан йўқолишини кўпайтириб, схемада айланма сифатида циркуляция қилади.
Бойитишнинг одатий усуллари билан олинаётган кондициясиз маҳсулотларни селектив ажратиш ҳам технологик ҳам иқтисодий нуқтаи назардан кам самара беради. Юпқа янчишга қарамай (-0,043 мм синф 99%) рух ва мис минералларининг катта қисми ўзаро ва пирит билан ўсиб кетган ҳолда бўлиб, флотацион бойитиш билан селектив кондицияли маҳсулотларни олишга имкон бермайди.
Маълумки, рангли металлар йўқолишининг асосий қисми бойитиш жараёнларига тўғри келади. Улар металларнинг конда ва металлургик қайта ишлаш жараёнларидаги йўқотишлардан 1,5-3 мартагача ортади.
Ўжар флотация саноат маҳсулотидан фақат минералларнинг кристаллик панжарасини тўлиқ пиро- ва гидрометаллургия усуллари билан парчалаганда мис ва рухни анча тўлиқроқ ажратиб олиш имкони бор.
Металларни ажратиб олишни оширишнинг асосий резерви минерал хом ашёни қайта ишлашда барча қайта ишлша босқичларида хомашёнинг технологик ўзига хосликларини ҳисобга олиб турли методларни оптимал уйғунликда турли хилдаги чиқиндиларни максимал утилизация қилиш комбинирлашган технологиясини қўллашдир.
Кондициясиз саноат маҳсулотларини металлургик усуллар билан қайта ишлашнинг комбинирлашган технологияси алоҳида циклда қимматли компонентларни умумий ажратиб олишни ва қийин бойитилувчи минерал хомашёни қўллашнинг комплекслигини сезиларли оширади.
Учалинск ГОК – полиметаллик мис-рух рудаларини ишлб чиқиш ва бойитиш бўйича катта аҳамиятга эга бўлган корхонадир. Қайта ишлашнинг йиллик ўртача ҳажми 3,5 млн.т руда. Товар маҳсулотлари мисли, рухли ва пиритли концентратлар.
Учалинск бойитиш фабрикасида қийин бойитилувчи таркибида 1,0% га яқин мис ва 4,0% рух бўлган мис-рухли рудалар қайта ишланади. Мураккаб струтура-тестура ўзига хосликлар, минералларнинг ўзаро юпқа ўсиб бирлашиб кетиши, колломорф структураларнинг кўплиги бу рудаларни очилишини ва ундан кейинги товар маҳсулотларига бўлинишини мураккаблаштиради.
Коллектив-селектив флотация схемаси бўйича бойитилганда 85,0% дастлабки руда йириклиги -0,074 мм синфгача янчилгандан кейин мис ва рухни коллектив флотацияси ўтказилади. Коллектив флотация концентрати 95,0% и йириклик синфи -0,044 мм гача янчилади ва мис флотацияси циклида товар маҳсулот мисли концентрат олинади. Мисли концентрат товар маҳсулотига мисни ажратиб олиш 80,0% га яқинни ташкил қилади, мис концентратида ркхни йўқолиши 6,0% га яқин. Назорат мисли флотацияси камерли маҳсулоти рухли флотация циклига юборилади, у ерда дағал рухли концентрат олинади ва у миссизлантириш ва темирсизлантириш циклига йўналтирилади. Товарли рух концентрати таркибида 47,0-50,0% рух бўлиб, ажратиб олиш 75,0-80,0% ни ташкил қилади. Мисни рух концентратида йўқолиши 3,0% га яқинни ташкил қилади. Миссизлантириш ва темирсизлантириш циклининг кўпикли маҳсулоти қўшимча янчишга ва ундан кейин мис-пиритли концентратни етказишга жўнатилади. Мисли маҳсулот тайёр мис концентратига қўшилади, камери маҳсулоти эса технологик схема бўйича асосий рухли флотация бошига қайтади.
Мис – пирит концентратини етказиш цикли чиқиндилари кондициясиз мис-рухли саноат маҳсулоти бўлиб, унинг чиқиши рудадан 6,0% га яқинни ташкил қилади, ундаги рух такиби 10,0 дан 14,0% гача, мис 0,8 дан 1,5% гача, йириклиги -0,044 мм синф 99,0% ташкил қилади. Мис-рухли саноат маҳсулотини флотация усули билан ажратиб олишнинг иложи йўқ. Жараёнда циркуляция қилиб мазкур маҳсулот технологик жиҳозларга юкламани оширади ва товар концентратларни ифлослантиради.
Рухли минераллар депрессиясига коллектив мис-рухли концентратларни ажратишда шунингдек, дағал рух концентратини миссизлантириш ва темирсизлантиришда натрий гидросульфатини рух купороси билан қўллаш ҳисобига етишади.
Мис-рухли саноат маҳсулотларини бактериал танлаб эритиш жараёнида ҳосил бўлаётган рух купороси эритмалари техникавий рух купороси эритмалари ўрнига сфалерит депрессори сифатида муваффақиятли ишлатилиши мумкинлигини кўрсатилди.
Таклиф қилинаётган комбинирлашган технологияга мувофиқ кондициясиз мис-рухли саноат маҳсулоти флотация схемасидан чиқариб юборилади ва чанда бактериал танлаб эрииш циклида қайта ишланади.
Қийин бойитилувчи мис-рухли саноат маҳсулотини алоҳида циклга чиқариш ва бактериал танлаб эритиш билан қайта ишлаш бойитишнинг асосий схемасини енгиллаштига имкон беради, флотация реагенти - техникавий рух купоросини сотиб олишдан воз кечиш, шунингдек мис ва рухни товар концентратларига ажратиб олиниши кўпайишига имкон беради.
Чанда металларни бактериал танлаб эритиш билан металларни ажратиб олишнинг биогидрометаллургик технологияси энг самарали ва иқтисодий хавфсиз жараён бўлиб, ажратиб олинган мис-рухли саноат маҳсулотини алоҳида циклда ажратиб селектив қайта ишлашга имкон беради. Олдин ўрганилганидек, бактериал танлаб эритишда минералларнинг электрокимёвий хоссаларидаги фарқ бўйича пульпадаги оксидловчи шароитлар ва минерал қурилишининг электрон-констритуциявий ўзига хосликлари учун биринчи навбатда сфалерит оксидланади, халькопирит қийинроқ ва энг охирига навбатда пирит оксидланади ва бу жараённинг юқори селективлигини таъминлайди.
Бактериал танлаб эритиш учун бошланғич маҳсулот сифатида мис-пирит саноат маҳсулотини етказиш цикли саноат чиқитлари қўлланилган. Синовларда бойитиш фабрикасининг айланма сувлари (рН 10,9) ишлатилди. Қ:С нисбати танлаб эритиш вақтида 1:5 ёки 1:4 ни, бошланғич пульпа рН 1,5-1,8 ни, темир концентрацияси 0,48,0 г/дм³ ни, пульпани ОТП 0,600-0,700В, хужайралар концентрацияси 1091010 кл/мл, ҳарорат 27-30 ^оC ташкил қилди.

Рухни эритмага ажратиб олиш 80,0-85% ни ташкил қилади. Мис-рухли саноат маҳсулотини бактериал танлаб эритишдан кейинги суюқ фаза рух купороси билан тақдим қилинган бўлиб, унинг таркибида 22,0-25,0 г/л рух, 0,5-1,0 г/л мис, 8-12 г/л темир оксиди мавжуд ва у флотация реагенти сифатиди ишлатилиши мумкин. Рух купоросининг бактериал эритмаси флотация операцияларига ҳам тўғридан-тўғри ҳам махсус ишлов берилгандан кейин мис ва темир ионларини йўқотиш мақсадида берилиши мумкин.

Олиб борилган изланишлар натижасида мис-рухли саноат маҳсулотини чанда кейинги флотацияда реагент сифатида қўллаш мумкин бўлган рух купороси эритмасини олиш билан бактериал танлаб эритиш технологияси ишлаб чиқилди
Чанда бактериал танлаб эритиш циклининг технологик схемаси (32-расм) қуйидаги босқичларни ўз ичига олади:

1. 
   Чанда бактериал танлаб эритиш.
   
2. 
   Фильтрлаш, бунда таркибида 2,53,5 % рух ва 0,60,8 % мис бўлган кек нейтраллашга келиб тушади, фильтрат эса темирни чўктиришга юборилади.
   

3. 
   Кекни охак билан нейтраллаш. Нейтралланган кек фабриканинг пиритли концентрати шихтасига қўшилади.
   
4. 
   Темир ионларини охак билан чўктириш.
   
5. 
   Темир чўктирилганидан кейин пульпа фильтрланади; кек гидроокислар ва темир сульфатлари чўкмасидан иборат, фильтрат эса мисни цементациялашга юборилади.
   
6. 
   Рух чанги билан мисни цементациялаш
   
7. 
   Цементация пульпасини фильтрлаш
   

Кек цементацияланган мис бўлиб, у фабриканинг товарли мис концентрати шихтасига қўшилади. Фильтрат рух купоросининг тайёр эритмаси бўлиб, у флотация реагенти сифатида ишлатилиши мумкин.
Бактериал танлаб эритишдан кейинга эритмалар мураккаб кимёвий таркибга эга. Мис-рухли маҳсулотлар танлаб эритилганда эритмада 1,5 г/л гача мис, 20-25 г/л гача рух, 10-15 г/л темир оксиди ва 0,1-0,15 г/л кадмий бор. Шундай қилиб, кўрсатилган металларнинг эритмадаги таркиби уларни товар маҳсулотлари сифатида ажратиб олиш ва мис-рухли хом ашёни комплекс қайта ишлашни оширишга имкон беради.
Гидрометаллургияда рух сульфати эритмаларини мисдан ва рухдан тозалаш темир скрапи ва рух чангида цементация қилиш йўли билан амалга оширилади. Рух чангини қўллаш анча афзалроқ, чунки бактериал эритмаларга номақбул бўлган қўшимча миқдордаги темир киритишни истисно қилади. Темирнинг иштироки темир гидрооксиди ҳосил бўлиши натижасида мис ионларининг чўктирувчи юзасига диффузиясини қийинлаштиради мисни чўктиришни мураккаблаштиради. Бундан ташқари, темирнинг иштироки цементли миснинг қайта эришига ёрдам беради.Эритманинг юқори нордонлиги H⁺ ионларининг реакция зонасига конкуренцияловчи диффузияга ва чўктирувчининг эришига олиб келади. Шундай қилиб, цементациядан олдин Fe³⁺ ни темир гидрати оксиди сифатида рН 3-3,1 да чўктириш мақсадга мувофиқдир. Бунда темирни чиқариб юборишдан ташқари водородни тиклаш ва H₂(г) ажралиши ҳисобига чўктирувчини эриши камайишига эришилади.
Мис-рухли саноат маҳсулотини бактериал танлаб эритишнинг суюқ фазасидан эритмада мис концентрацияси 0,25 г/л бўлганда цементли мисни олиш имконияти ўрганилди. Дастлаб рН катталиги 3,0 гача ошганда олинган темир гидрати оксиди чўкмаси олиб ташланади. Рух чангининг сарфи стехиометрик нисбатдан аниқланади. Олинган мис-кадмийли кек таркибида 85% мис ва 2% кадмий бўлиб, улар иккаласини ҳам эритмадан ажратиб олиниши 95%.
Бойитиш фабрикасининг флотация реагентига бўлган талабидан ортиқча олинган рух купороси эритмаси ҳажмлари олинган ҳолатда улардан қўшимча товар маҳсулоти –натрий гипосульфиди билан рух сульфидини чўктириш йўли орқали олиш мумкин. Ўтказилган экспериментда гипосульфид сарфи стехиометрик ҳисобдан 110% ни ташкил қилди. Эритмадан рухни ажратиб олиш 92% ни ташкил қилди, олинган чўкма таркибида 53% рух ва 0,5% темир бўлиб, у КЦ-2 рух концентрати маркаси талабларига мос келади. Учалинск бойитиш фабрикаси оладиган концентрат маркаси КЦ-4 бўлгани учун олинган рух сульфиди чўкмаси рух концентрати товарига шихталаниши мумкин, бу эса хом ашёни комплекс қайта ишлашни оширади.
Бактериал танлаб эритиш билан олинган рух купоросининг таъсири техникавий рух купороси таъсири билан солиштирилди. Рух концентрацияси 23,11 г/л (5,73 %) ва 27,87 г/л (6,92 %) бўлган рух купоросининг бактериал эритмалари ишлатилди. Тажрибалар Учалинск ГОКдаги ЦИЛ да қабул қилинган услуб бўйича саноатдаги флотация жараёнининг ўзидан саралаб олинган маҳсулот пробаларида ўтказилди. Таққосий ёпиқ тажрибалар 5-6 та руда навескасида (тортма) (250 г) олралиқ маҳсулотларни қайтариш билан амалга оширилди. Рух купоросининг техник ва бактериал эритмалари флотация хоссаларини таққослаш коллектив мис-рух концентратини бўлиш туташмаси ва дағал рух концентратини миссизлантириш ва темирсизлантириш туташмасида ўтказилди.
Коллектив мис-рухли концентратни ажратиш бўйича таққосий тажрибалар схемаси 33-расмда тақдим қилинган.
Коллектив мис-рухли концентратни бўлиш туташмасидаги флотация тажрибаларини таққослаш натижалари 11-жадвалда тақдим қилинган.