ОАО «ГМК «Норильский никель», г. Москва

М. Н. Нафталь, нач. технического управления, e-mail: naftalmn@nornik.ru

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

С. С. Набойченко, зав. каф. металлургии тяжелых цветных металлов

Заполярный филиал ОАО «ГМК «Норильский никель», г. Норильск, Россия

Р. Ю. Шаркий, нач. цеха, Надеждинский металлургический завод

А. Ф. Петров, нач. лаб. Центра инженерного сопровождения производства (ЦИСП)

Н. А. Лапшина, гл. специалист ЦИСП

Показано, что эффективность автоклавной гидрометаллургической технологии переработки норильских никель-пирротиновых концентратов в значительной степени определяется уровнем целевого извлечения металлов платиновой группы (МПГ). При этом механизм формирования потерь для каждого из металлов индивидуален и определяется формой его нахождения в исходном концентрате. Перспективным направлением совершенствования данной технологии является применение в операции автоклавно-окислительного выщелачивания (АОВ) комбинированного поверхностно-активного вещества (ПАВ), состоящего из двух или более ингредиентов, обладающих технологическим «антагонизмом» в отношении воздействия на устойчивость водно-серных эмульсий. Варьированием общего расхода ПАВ и регулированием соотношения ингредиентов обеспечиваются одновременно регламентная глубина разложения пирротина (≥96 %) и высокое извлечение драгоценных металлов в автоклавный сульфидный концентрат (АСК) за счет усиления коллектирующего действия расплавленной элементной серы. В качестве промышленных вариантов комбинированного ПАВ рекомендованы бинарная система реагентов, состоящая из лигносульфонатов и высокомолекулярных нефтяных адсорбционных смол со средним числом атомов углерода в молекуле более 25, а также сочетание лигносульфонатов и маслорастворимых сульфонатных присадок, например ДП-4 и ДП-4 СМ. По данным промышленных испытаний, при внедрении комбинированного ПАВ (лигносульфонат и ДП-4 СМ) в операции АОВ на Надеждинском металлургическом заводе прирост годового производства металлов в АСК за счет снижения безвозвратных потерь их с хвостами технологии составит: 450–600 кг суммы МПГ и 300–400 т Ni. Ожидаемый экономический эффект от реализации данной технической разработки, рассчитанный в ценах 2011 г., составляет ~0,5 млрд руб./год.

Ввиду технологической направленности и практической важности статья публикуется в полном объеме, несмотря на некоторое его превышение.

1. Додин Д. А., Чернышов Н. М., Яцкевич Б. А. и др. Состояние и проблемы развития минерально-сырьевой базы платиновых металлов // Платина России. — М. : Геоинформмарк, 1995. С. 7–48.

2. Минеральное сырье: от недр до рынка : в 3 т. Т. 1. Благородные металлы и алмазы. Золото, серебро, платиноиды, алмазы / коллектив авторов ; под ред. А. П. Ставского. — М. : Научный мир, 2011. С. 229–304.

3. Ужесточение экологических норм благоприятствует развитию российского рынка металлов платиновой группы // Тематические новости металлургии. Металлы платиновой группы [Электронный ресурс]. — 2012. — Режим доступа: http://www.metalinfo.ru/ru/news/55048

4. Генкин А. Д., Дистлер В. В., Гладышев Г. Д. и др. Сульфидные медно-никелевые руды Норильских месторождений. — М. : Наука, 1981. — 234 с.

5. Стехин А. И. Эколого-геологическая типизация и оценка богатых медно-никелевых руд при управлении качеством минерального сырья : автореф. дис. ... канд. техн. наук. — М., 1992. — 16 с.

6. Воронов А. Б., Волков В. И., Горячкин В. И. и др. Разработка и освоение автоклавно-окислительной технологии для переработки пирротиновых концентратов Норильского горно-металлургического комбината : описание работы на соискание Государственной премии СССР 1987 г. — Норильск, 1986. — 79 с.

7. Нафталь М. Н., Шестакова Р. Д. Платиносодержащие пирротиновые концентраты Норильска — новый взгляд на проблему комплексной переработки // Цветные металлы. 2001. № 6. С. 43–48.

8. Нафталь М. Н., Шур М. Б., Асанова И. И. и др. Автоклавная гидрометаллургия никель-пирротиновых концентратов — ключ к комплексному решению экологических и технологических проблем ЗФ ГМК «Норильский никель» // Там же. 2005. № 10. С. 81–90.

9. Нафталь М. Н., Шур М. Б., Выдыш А. В. и др. «Ангидридное» выщелачивание никель-пирротиновых концентратов — перспективный вариант автоклавной технологии // Там же. 2007. № 7. С. 60–67.

10. Нафталь М. Н., Шестакова Р. Д., Петров А. Ф. и др. Разработка эффективной технологии автоклавной переработки сульфидных концентратов с высоким содержанием пирротина // Там же. 2003. № 8/9. С. 38–41.
11. Дмитриев И. В., Крупнов Л. В., Кудрин Е. Г. и др. Вовлечение «лежалого» пирротинового сырья в автоклавную окислительную технологию переработки никель-пирротиновых концентратов // Там же. 2010. № 6. С. 70–73.
12. Нафталь М. Н., Бельский А. Н., Кудрин Е. Г. и др. Результаты промышленных испытаний комбинированного ПАВ при автоклавно-окислительном выщелачивании никель-пирротиновых концентратов // Там же. № 7. С. 18–24.

13. Храмцова И. Н., Гоготина В. В., Баскаев П. М. и др. Разработка технологии обогащения богатых и медистых руд с получением высококачественных медного и никелевого концентратов // Там же. 2007. № 7. С. 32–37.

14. Изучение особенностей поведения металлов платиновой группы при переработке пирротиновых концентратов. Тема 082-64-41. Разраб. научных основ и проверка технологических процессов, обеспечивающих повышение извлечения металлов платиновой группы на Норильском ГМК : отчет о НИР / Московский институт тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова. — М., 1982. — 56 с. — № ГР 8175825.

15. Борбат В. Ф. Металлургия платиновых металлов. — М. : Металлургия, 1977. — 167 с.

16. Борбат В. Ф., Воронов А. Б. Автоклавная технология переработки никель-пирротиновых концентратов. — М. : Металлургия, 1980. — 185 с.

17. Козырев С. М., Комарова М. З., Емелина Л. Н. Формы нахождения минералов благородных металлов в медно-никелевых рудах // Цветные металлы. 2000. № 6. С. 14–17.

18. Митенков Г. А., Кнауф В. В., Ерцева Л. Н. и др. Основные проблемы в учении о магматогенных рудных месторождениях. — М. : ИГЕМ РАН, 1997. С. 284–285.

19. Матевич Т. Н., Кропачев Г. А., Седыгина А. А. и др. // Цветные металлы. 1986. № 1. С. 20–22.

20. Дистлер В. В., Давыдов И. Ю., Волков В. И. и др. // Там же. 1989. № 10. С. 16–21.

21. Медведев А. В., Китай А. Г., Исаев В. А. // Там же. 1985. № 6. С. 30–33.

22. Китай А. Г. Поведение железа и серы при автоклавно-окислительном выщелачивании пирротиновых концентратов Норильского ГМК : дис. ... канд. техн. наук. — М. : Гинцветмет, 1977. — 127 с.

23. Набойченко С. С., Ни Л. П., Шнеерсон Я. М., Чугаев Л. В. Автоклавная гидрометаллургия цветных металлов. — Екатеринбург : ГОУ УГТУ-УПИ, 2002. — 940 с.

24. Нафталь М. Н., Набойченко С. С. Подбор эффективного ПАВ для автоклавно-окислительного выщелачивания никель-пирротиновых концентратов // Цветные металлы. 2010. № 6. С. 56–62.

25. Нафталь М. Н. Применение комбинированного поверхностно-активного вещества — перспективное направление совершенствования технологии автоклавно-окислительного выщелачивания никель-пирротиновых концентратов // Там же. 2011. № 10. С. 47–53.

26. Серова Н. В. Исследование и разработка автоклавных операций выщелачивания и агрегации в технологии Надеждинского металлургического завода Норильского ГМК : дис. ... канд. техн. наук. — М., 1978. — 168 с.

27. Разработка технологии переработки никель-пирротиновых концентратов в гидрометаллургическом производстве НМЗ. Тема 3-91-074т. Исследование механизма и кинетических особенностей выщелачивания никель-пирротиновых концентратов : отчет о НИР / Ин-т «Гипроникель». — СПб., 1991. — 67 с. — № ГР 0191.0020296.

28. Нафталь М. Н., Ерцева Л. Н., Набойченко С. С. Строение и состав серосульфидных фаз автоклавно-окислительного выщелачивания никель-пирротинового концентрата с применением комбинированных ПАВ // Цветные металлы. 2012. № 2. С. 40–46.

29. Нафталь М. Н., Выдыш А. В., Сухобаевский И. Ю. Воздействие лигносульфонатов на поведение элементной серы в техноло гии автоклавной гидрометаллургии никель-пирротиновых концентратов // Там же. 2009. № 1. С. 25–33.

30. А. с. 1839194 СССР. Способ переработки сульфидных полиметаллических материалов / Ю. Н. Евлаш, Е. Е. Остро жная, В. И. Волков и др. ; опубл. 1993, БИ № 47/48.
31. Евлаш Ю. Н., Волков В. И., Нафталь М. Н. и др. Способ переработки сульфидных полиметаллических пирротинсодержащих материалов, содержащих металлы платиновой группы // Служебное изобретение Норильского ГМК № 65 ; приоритет 01.12.1994.

32. А. с. 1423616 СССР. Способ переработки сульфидных полиметаллических материалов / Ю. Н. Евлаш, В. Г. Дмитриев, Ю. А. Ширшов и др. ; опубл. 1988, БИ № 34.

33. А. с. 1609162 СССР. Способ переработки сульфидных полиметаллических материалов / Ю. Н. Евлаш, В. Г. Дмитриев, Ю. Я. Сухобаевский и др. ; опубл. 15.04.1994.

34. Евлаш Ю. Н., Дьяченко В. Т., Евлаш Я. Ю., Нафталь М. Н. и др. Способ переработки сульфидных полиметаллических материалов // Служебное изобретение Норильского ГМК № 133 ; приоритет 21.07.1997.

35. Химический энциклопедический словарь / под ред. И. Л. Кнунянц. — М. : Советская энциклопедия, 1983. С. 172, 195, 442.

36. Кропачев Г. А., Линдт В. А., Нафталь М. Н. и др. Способ переработки гидратных железистых пульп, содержащих элементную серу и растворенные цветные металлы // Служебное изобретение Норильского ГМК № 70 ; приоритет 29.12.1994.

37. Технико-экономическое обоснование реконструкции металлургических производств Норильского ГМК. Раздел XIV: Металлургическое производство и охрана окружающей среды. Т. 3, кн. 1. Альтернативный вариант развития обогатительно-металлургического производства : пояснительная записка. — Л. : Минмет СССР ; Гипроникель ; НГМК, 1990.

38. Шнеерсон Я. М., Цуканова Т. Л., Кунаева И. В. и др. Повышение эффективности гидрометаллургического обогащения пирротинов с использованием новых поверхностно-активных веществ // Сб. науч. тр. ин-та «Гипроникель» «Экология и комплексное использование сырья в никель-кобальтовой подотрасли». — Л. : Гипроникель, 1990. С. 42–49.

39. Нафталь М. Н. Управление перспективного развития Заполярного филиала — интеллектуальный центр создания основ производственно-технической стратегии ГМК «Норильский никель» // Цветные металлы. 2007. № 4. С. 35–41.

40. Разработка способа получения ПАВ — Сульфана в условиях НГМК. Тема 3-91-074 т. Разработка технологии переработки никель-пирротиновых концентратов в гидрометаллургическом производстве НМЗ : отчет о НИР / Ин-т «Гипроникель». — СПб., 1992. — 18 с.
41. Малофеева Г. И., Петрухин О. М., Муринов Ю. И. и др. Гетероцепные полимеры — комплексообразующие сорбенты нового типа // Известия вузов. Химия и химическая технология. 1988. Т. 31 (5). С. 3–14.

42. Петрухин О. М. Сорбция платиновых металлов полимертиоэфиром // Журн. аналит. химии. 1983. № 38 (2). С. 250–255.
43. Разработка технологии переработки никель-пирротиновых концентратов в гидрометаллургическом производстве НМЗ. Тема 3-91-074т. Исследование механизма и кинетических особенностей выщелачивания никель-пирротиновых концентра тов : отчет о НИР / Ин-т «Гипроникель». — СПб., 1991. — 67 с. — № ГР 0191.0020296.

44. А. с. 1498705 СССР. Способ выделения серы из сульфидных материалов / Г. Ф. Филиппов, Я. М. Шнеерсон, И. В. Кунаева и др. ; опубл. 1989, БИ № 29.

45. Результаты полупромышленных испытаний нового ПАВ — Сульфана — в автоклавно-окислительной технологии переработки пирротинового концентрата. — Норильск : ЛАП ГМОИЦ Норильского ГМК, 1990. — 21 с.

46. Отработка технологических параметров процессов, обеспечивающих прирост извлечения МПГ при переработке никель-пирротиновых концентратов. Провести исследования и обосновать выбор оптимального варианта реконструкции ГМП НМЗ для переработки никель-пирротинового концентрата : отчет о НИР / Ин-т «Гипроникель». — СПб., 1994. — 69 с.

47. Результаты лабораторных исследований по автоклавно-окислительному выщелачиванию пирротиновых концентратов ТОФ по гранульной схеме с последующим автоклавным осаждением цветных металлов и выделением серосульфидного гранульного продукта // Справка ГМОИЦ ЛАП-16-2004. — Норильск : ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель», 2004. — 31 с.

48. Результаты лабораторных исследований по автоклавно-окислительному выщелачиванию пирротиновых концентратов ТОФ по гранульной схеме с выделением серосульфидного продукта // Справка ГМОИЦ ЛАП-22-2005. — Норильск : ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель», 2005. — 23 с.

49. Разработка и синтез новых образцов перфторированных ПАВ. Этап 1. Поисковые исследования по синтезу перфторированных ПАВ для технологии автоклавно-окислительного выщелачивания с целью повышения ее эффективности : аннотированный отчет о НИР / ЗАО «СТФ». — Новосибирск, 2005.

50. Результаты лабораторных исследований по автоклавно-окислительному выщелачиванию коллективного медно-никелевого концентрата Талнахской обогатительной фабрики по гранульной схеме // Справка ГМОИЦ ЛАП-2003. — Норильск : ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель», 2003. — 65 с.
51. Лабораторные исследования по оптимизации режима АОВ пирротинового концентрата с использованием перфторированных ПАВ. Этап 2. Исследование процесса автоклавно-окислительного выщелачивания пирротинового концентрата на гидрометаллургическом переделе Надеждинского металлургического завода с применением различных образцов перфторированных поверхностно-активных веществ : аннотированный отчет ЛГ ГН-39-2007 о НИР (промежуточ.) / Норильский филиал ОАО «Институт «Норильскпроект» ; ООО «Институт Гипроникель». Договор № 21-132 нф. — Норильск, 2007. — 21 с.

52. Отработка в лабораторном масштабе схемы, включающей автоклавно-окислительное выщелачивание никель-пирротинового концентрата, последующую агрегацию с выделением серосульфидных гранул. Этап 1. Разработка технологии автоклавного выщелачивания никель-пирротинового концентрата по гранульному варианту : аннотированный отчет ЛГ ГН-40-2007 о НИР (промежуточ.) / Норильский филиал ОАО «Институт «Норильскпроект» ; ООО «Институт Гипроникель». Договор № 66-209 нф. — Норильск, 2007. — 18 с.

53. Переработка пирротиновых концентратов по гранульной технологии // Справка ООО «Институт Гипроникель» по договору № 21-103/192-3078/06 от 27.11.2006 г. — СПб. : Институт «Гипроникель», 2007. — 10 с.

54. А. с. 1319574 СССР. МКИ⁴ С 22 В 3/00. Способ переработки полиметаллических ферросульфидных материалов / Ю. Е. Никитин, А. Н. Гуров, И. В. Кунаева и др. ; заявл. 06.05.1985.

55. А. с. 1508586 СССР. МКИ⁴ С 22 В 11/04. Способ переработки пирротинового концентрата, содержащего тяжелые цветные и платиновые металлы / Ю. Е. Никитин, И. В. Кунаева, А. Н. Гуров и др. ; заявл. 06.05.1985.

56. Беленький Л. И., Бжезовский В. М., Власова Н. Н. и др. Химия органических соединений серы. — М. : Химия, 1988. — 320 с.

57. Выявление резервов производства и повышение технико-экономических показателей I очереди Надеждинского металлургического завода Норильского ГМК. Тема № 2-83-017. Ч. 1, т. 1. Выщелачивание : отчет о НИР (заключ.) / Ин-т «Гинцветмет». — М., 1986. С. 90–94. — № ГР 01830055665.

58. ГОСТ 1667–68. Топливо моторное для среднеоборотных и малооборотных дизелей. Технические условия. — Введ. 01.07.1968.

59. А. с. 1795657 СССР. МКИ⁵ С 22 В 3/04. Способ переработки сульфидных полиметаллических железосодержащих материалов / М. Н. Нафталь, Ю. Ф. Марков, В. И. Горячкин и др. ; заявл. 04.09.1990.

60. А. с. 1269427 СССР. МКИ⁴ С 01 В 17/027. Способ автоклавной выплавки серы / М. Н. Нафталь, Ю. Г. Куляшев, Б. А. Лохов и др. ; заявл. 06.03.1984.

61. Пат. 2100095 РФ. Способ коллективной флотации сульфидов, содержащих благородные металлы, из полиметаллических железосодержащих материалов / Нафталь М. Н., Телешман И. И., Манцевич М. И. и др. ; заявл. 27.06.1995; опубл. 27.12.1997.