Научно-исследовательский геотехнологический центр ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский, РФ

Иодис В. А., ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук, iodisva@mail.ru

Очеретяна С. О., старший научный сотрудник, канд. биолог. наук, blossom-so@yandex.ru

Исследован процесс бактериально-химического выщелачивания никеля, меди и кобальта из сульфидной руды месторождения Шануч (Камчатка) с использованием воздействия ультразвукового излучения на рудную пульпу. Для эксперимента была выбрана интенсивность ультразвуковых колебаний 21,0 Вт/см2 при частоте 22 кГц, полной мощности генератора 400 Вт. Ультразвуковая обработка проводилась в течение 30 мин. Извлечение никеля при выщелачивании с воздействием ультразвука на рудную пульпу составляет 79,42 %, кобальта — 72,55 %. Без использования ультразвука извлечение по никелю меньше в 2,65 раза, по кобальту — в 2,49 раза. Степень извлечения меди ниже — 24,07 %, но при ультразвуковой обработке оно в 1,58 раза выше, чем без использования ультразвука. Эксперименты показали, что бактериально-химическое выщелачивание сульфидной кобальт-медно-никелевой руды месторождения Шануч при соотношении Т : Ж в рудной пульпе 1 : 5, в пульпе бактериальной суспензии 1 : 7 целесообразно для получения богатых по составу полиметаллических растворов с концентрацией никеля до 3,59 г/л, меди — 0,171 г/л, кобальта — 0,0984 г/л.

1. Metals market review. URL: https://nornickel.ru/investors/reports-and-results/commodity-research/ (accessed: 11.12.2024).
2. Lapteva A. M., Mustafa T. S., Smolnikova A. V., Chernova A. D. Assessment of potential efficient development of the World ocean ferromanganese nodules in the context of global copper, nickel, cobalt and manganese market evolution. Rudy i Metally. 2021. No. 1. pp. 6–25.
3. Antropova M. Yu. Mechanisms of the impact of global economic crises on the development of the world nickel market. Innovatsii i Investitsii. 2023. No. 1. pp. 46–48.
4. Antropova M. Yu. Development trends world markets of non-ferrous metals in the conditions of energy transition (on the example of nickel). Ekonomika i Predprinimatelstvo. 2022. No. 10. pp. 615–618.
5. Faramarzi M. A., Mogharabi-Manzari M., Brandl H. Bioleaching of metals from wastes and low-grade sources by HCN-forming microorganisms. Hydrometallurgy. 2020. Vol. 191. DOI: 10.1016/j.hydromet.2019.105228
6. Sun J., Wen J., Wu B., Chen B. Mechanism for the biooxidation and decomposition of pentlandite: implication for nickel bioleaching at elevated pH. Minerals. 2020. Vol. 10. DOI: 10.3390/min1003028
7. Musikhin V. O. Study ultrasonic activation coppernickel ores for the process of bioleaching in the environment 9 for Silverman and Lundgren. Gornyi Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2016. No. S31. pp. 280–312.
8. Musikhin V. O. Investigation of the influence of the ultrasound on the culture of acidophilic chemolithrophic organisms in 9K Silverman and Lundgren environment with addition of Fe (II). Gornyi Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2017. No. S32. pp. 256–263.
9. Musikhin V. O. Effect of periodic ultrasonic irradiation on the oxidation of iron ions by mixed culture of acidophilic chemolitotrophic microorganisms. Gornyi Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2018. No. S57. pp. 256–263.
10. Iodis V. A. Calculation of optimal intensity of ultrasonic vibrations for removal of oxide films from the surface of ore pulp particles. Non-Ferrous Metals. 2023. No. 2. pp. 10–13.
11. Iodis V. A., Koydan I. A. Investigation of oxide films removal process from the ore pulp particle surface during its ultrasonic treatment. Non-Ferrous Metals. 2024. No. 1. pp. 8–12.
12. Trukhin Yu. P., Iodis V. A., Khainasova T. S. Microwave and ultrasound activation of kinetics of bacterialchemical processes of leaching of cobalt-copper-nickel ores of the Shanuch deposit. Gornyi Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2021. No. S19. pp. 113–123.
13. Hu Y., Guo P., Wang S., Zhang L. Leaching kinetics of antimony from refractory gold ore in alkaline sodium sulfide under ultrasound. Chemical Engineering Research and Design. 2020. Vol. 164. pp. 219–229.
14. Lu J., Wang N., Yuan Z., Zhang Q., Li L., Wang Z. The effects of ultrasonic wave on heterogeneous coagulation and flotation separation of pentlandite-serpentine. Minerals Engineering. 2022. Vol. 188. DOI: 10.1016/j.mineng.2022.107828
15. Kallaev I. T., Kukhtina A. A., Kukhtina P. A., Nikolaeva N. V. Impact of ultrasound on grindability of coppermolybdenum ores. Uspekhi Sovremennogo Estestvoznaniya. 2024. No 5. pp. 90–97.
16. Zarembo L. K. Acoustic currents. Physics and technology of powerful ultrasound. Vol. 2. Powerful ultrasonic fields. Ed. L. D. Rosenberg. Moscow: Nauka, 1968. pp. 87–128.
17. Glembotsky V. A., Sokolov M. A., Yakubovich I. A., et al. Ultrasound in mineral processing. Alma-Ata: Nauka, 1972. 229 p.
18. Agranat B. A., Dubrovin M. N., Khavskiy N. N., et al. Fundamentals of physics and ultrasound technology. Moscow: Vysshaya Shkola, 1987. 352 p.
19. Chernykh S. I., Rybakova O. I., Lebedev N. M., Zhirnova T. I. On the issue of studying the influence of ultrasound, magnetic fields and electric current on gold flotation. Tsvetnaya Metallurgiya. 2003. No. 6. pp. 15–21.
20. Blayda I. A., Vasyleva T. V., Semenov K. I. Impact of ultrasound on coal desulfurization and process of bioleaching of metals. Mikrobiologiya i Biotekhnologiya. 2017. No. 4. pp. 6–20.
21. Iodis V. A. Development of a reactor scheme with microwave activation of bacterial suspension for bacterialchemical oxidation of cobalt-copper-nickel ores. Gornyi Informatsionno-analiticheskiy Byulleten'. 2022. No. S10. pp. 195–203.
22. Khmelev V. N., Barsukov R. V., Barsukov A. R., Tsyganok S. N., Nesterov V. A. Ultrasonic technological apparatus with five working tools of different diameters for scientific research. Yuzhno-Sibirskiy Nauchnyi Vestnik. 2022. No. 4. pp. 106–109.
23. Iodis V. A. Lab-scale reactor for ultrasonic treatment of cobalt-copper-nickel ore pulp. Gornyi Zhurnal. 2023. No. 12. pp. 81–87.
24. Khainasova T. S. Bacterial-chemical leaching of sulphide cobalt-copper-nickel ore in laboratory conditions using inocula. Vestnik Dalnevostochnogo Otdeleniya Rossiyskoy Akademii Nauk. 2014. No. 4. pp. 101–107.
25. Khainasova T. S. Bioleaching of sulfide cobalt-coppernickel ore using the standard and modified 9K media. Uspekhi Sovremennogo Estestvoznaniya. 2019. No. 12. pp. 175–180.