АО «ВНИПИпромтехнологии», Москва, Россия:

Е. Ю. Мешков, главный специалист, эл. почта: Meshkov.E.J@vnipipt.ru
Н. А. Бобыренко, ведущий научный сотрудник, канд. хим. наук
И. А. Парыгин, ведущий инженер
А. А. Соловьев, начальник лаборатории, канд. техн. наук

Газовоздушные смеси, образующиеся в процессах азотнокислотного выщелачивания сульфидного сырья, характеризуются особенностями, негативно влияющими на процесс улавливания оксидов азота: повышенной температурой, различной степенью окисленности оксидов азота, медленным окислением NO в области малых концентраций, нестабильностью образующегося потока газовоздушной смеси. Поэтому известные методы улавливания нитрозных газов необходимо приспосабливать к конкретному сульфидному сырью. Предложена принципиальная технологическая схема улавливания нитрозных газов, образующихся при азотнокислотном выщелачивании сульфидного концентрата, получаемого из руд Жезказганского месторождения. Рассмотрены теоретические аспекты применения водно-рудных пульп, концентрированной серной кислоты, технической воды и щелочных агентов для улавливания нитрозных газов. Представлены типовые реакции взаимодействия предлагаемых абсорбентов с оксидами азота. На стадиях улавливания оксидов азота водно-рудной пульпой и технической водой (оборотным раствором) рекомендовано кондиционировать газовоздушные смеси путем дополнительного введения воздуха в объемах, обеспечивающих наибольшую скорость окисления оксида азота. При сернокислотном и щелочном улавливании оксидов азота — путем подбора объема дополнительно вводимого воздуха и времени окисления оксида азота, обеспечивающих получение эквимолекулярной смеси NO и NO₂. Отличительной особенностью применения водно-рудных пульп, концентрированной серной кислоты, технической воды и щелочных агентов для улавливания нитрозных газов является возможность использования продуктов абсорбции на стадии выщелачивания сульфидных концентратов. Проведены укрупненные испытания процесса улавливания нитрозных газов. Производительность установки по газовоздушной смеси составляла от 17–21 м³/ч, по выщелачиваемому концентрату — 12–15 кг/ч. При этом степень улавливания нитрозных газов достигала 96,8 %. Возврат продуктов абсорбции нитрозных газов в виде конденсата, водно-рудной пульпы, нитрозилсерной кислоты, раствора азотной кислоты, нитрит-нитратных щелоков позволяет снизить расход азотной кислоты в 7–10 раз относительно значений, полученных без использования системы улавливания. При этом извлечение меди в раствор выщелачивания составило 97,7 %, серебра, рения, цинка — соответственно 98; 99; 98,5 %.

1. Вольдман Г. М., Зеликман А. Н. Теория гидрометаллургических процессов. — М. : Интермет Инжиниринг, 2003. — 464 с.
2. Rogozhnikov D. A., Mamyachenkov S. V., Anisimova O. S. Nitric acid leaching of copper-zinc sulfide middlings // Metallurgist. 2016. Vol. 60, No. 1-2. P. 229–233.
3. Ma B., Yang W., Yang B. et al. Pilot-scale plant study on the innovative nitric acid pressure leaching technology for laterite ores // Hydrometallurgy. 2015. Vol. 155. P. 88–94.
4. Dreisinger D. Hydrometallurgical process development for complex ores and concentrates // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2009. Vol. 109, No. 5. P. 253–271.
5. Мешков Е. Ю., Бобыренко Н. А., Парыгин И. А., Захарьян Д. В. Улавливание окислов азота при атмосферном азотнокислотном выщелачивании черновых сульфидных медных концентратов // VIII Научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов атомной отрасли «Повышение доли на международных рынках в условиях цифровой трансформации отрасли». — Санкт-Петербург, 29 мая – 1 июня 2018 г. — СПб. : Медиапапир, 2019. С. 68–70.
6. Рогожников Д. А., Карелов С. В., Мамяченков С. В., Анисимова О. С. Способы утилизации отходящих нитрозных газов // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 6. URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=4941 (дата обращения: 11.10.2019).
7. Anderson C. G., Harrison K. D., Krys L. E. Theoretical considerations of sodium nitrite oxidation and fine grinding in refractory precious-metal concentrate pressure leaching // Minerals and Metallurgical Processing. 1996. Vol. 13, No. 1. P. 4–11.
8. Атрощенко В. И., Каргин С. И. Технология азотной кислоты. — М. : Химия, 1970. — 496 с.
9. Ильин А. П., Кунин А. В. Производство азотной кислоты. — СПб. : Лань, 2013. — 256 с.
10. Справочник азотчика. Т. 1. — М. : Химия, 1986.
11. Александров П. В., Медведев А. С., Камкин Р. И. Абсорбция нитрозных газов, выделяющихся при азотнокислотном разложении сульфидных минералов // Извeстия вузов. Цветная металлургия. 2011. № 2. С. 12–17.
12. Rogozhnikov D. A., Mamyachenkov S. V., Karelov S. V., Anisimova O. S. Nitric acid leaching of polymetallic middlings of concentration // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2013. Vol. 54, No. 6. P. 440–442.
13. Филипов А. П., Нестеров Ю. В. Редокс-процессы и интенсификация выщелачивания металлов. — М. : Руда и Металлы, 2009. — 543 с.
14. Рыльникова М. В., Юн А. Б., Терентьева И. В., Есина Е. Н. Восполнение выбывающих мощностей рудников на стадии доработки балансовых запасов месторождения — условие экологически сбалансированного развития Жезказганского региона // Маркшейдерский вестник. 2016. № 5. С. 6–10.
15. Каплунов Д. Р., Рыльникова М. В., Юн А. Б., Терентьева И. В. Становление нового технологического уклада комплексного освоения недр при истощении балансовых запасов месторождений // Горный журнал. 2019. № 4. С. 11–14.
16. Espinoza R. D., Rojo J. Towards sustainable mining (Part I): Valuing investment opportunities in the mining sector // Resources Policy. 2017. Vol. 52. P. 7–18.
17. Pimentel B. S., Gonzales E. S., Barbosa G. N. O. Decisionsupport models for sustainable mining network: fundamentals and challenges // Journal of Cleaner Production. 2016. Vol. 112. P. 2145– 2157.
18. Xia K. Chen C., Deng Y. et al. In situ monitoring and analysis of the mining-induced deep ground movement in a metal mine // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2018. Vol. 109. P. 32–51.
19. Агапитов Я. Е., Каримова Л. М., Хажимухаметов Т. А. и др. Разработка схемы гидрометаллургической переработки высокосернистых медных сульфидных концентратов // Научно-технический вестник Поволжья. 2019. № 7. С. 32–36.
20. Малин К. М. Справочник сернокислотчика. — М. : Химия, 1971.