Исследование возможности извлечения благородных металлов из отвальных хвостов медно-обогатительной фабрики

2.1 Химический и минералогический состав отходов медьно-обогатительной фабрики
Химический состав проб хвостов месторождения «Кальмакир» определяли с использованием оптико-эмиссионного, атомно-абсорбционного, ИК-спектроскопического, гравиметрического, титриметрического и фотометри­ческого методов анализа. Содержание золота и серебра определено мето­дом прямого пробирного анализа [43; с. 115-119, 44; 54-58].
Химический состав продуктов представлен в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав проб хвостов

Элемент	Массовая доля элемента ± ∆, %
	Текущие хвосты	ГК-4	ГК-36	ГК-55	ГК-60
SiO2	61,31	65,10	84,24	03,35	04,57
Аl2O3	15,48	13,15	12,82	13,35	12,95
СаО	2,75	1,76	2,06	2,62	1,63
К2O	4,54	4,76	4,55	4,76	4,57
Na2O	<1,0	<1,6	<1,0	<1,0	<1,0
MgO	3,05	2,42	2,74	2,77	2,60
МnО	0,11	0,00	6,10	6,16	6,10
Р2O5	0,15	0,16	6,16	6,19	6,11
TiO2	0,45	0,55	0,35	6,16	6,30
Cобщ	0,45	0,37	0,41	6,36	0,35
СО2	1,02	1,15	1,43	1,26	1,10
Feобщ	4,25	5,07	4,90	4,36	5,10
Feокисл	2,75	5,45	3,31	2,75	3,14
Feсульф	1,55	1,52	1,59	1,63	2,62
Sобщ	1,05	1,51	2,06	1,66	2,06
Sсульфат	<6,25	<0,25	<0,25	<0,25	<0,25
Аs	0,0008	0,0008	0,0009	0,0010	0,0005
Ва	0,048	6,602	0,055	0,652	0,053
Со	0,0012	0,0012	0,0013	0,0612	0,0612
Сu	0,0876	0,1102	0,1030	0,0944	0,1225
Pb	0,0056	0,0052	0,0078	0,0657	0,0677
Мо	0,0015	0,0019	0,0020	0,0618	0,0619
Sr	0,015	6,613	0,012	0,014	0,012
Zn	0,015	6,615	0,022	0,017	0,021
Те	0,001	0,0000	0,0007	0,0669	0,0009
Аg, г/т	0,87	0,56	0,96	6,95	6,69
Аu, г/т	0,25	0,33	0,30	6,26	6,37

По данным, представленным в таблице 1, установлено, что суммар­ное количество литофильных компонентов в разных пробах составляет 37,61-89,35%. Основным из них является кремнезем, количество которого ва­рьирует в диапазоне 61,3-65,1%. Доля глинозема находится на уровне 12,32­15,48%. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов в сумме в разных пробах составляют 9-11%. Доля оксида натрия во всех пробах находится ниже предела обнаружения. Углерод о пробах присутствует в количестве де­сятых долей процента и во всех пробах в полном объеме входит в состав карбонатов [44; с. 350, 45; с. 174-177].

Из рудообразующих компонентов основными являются железо и сера. Массовая доля железа в разных пробах варьирует от 4,26 до 5,16%. Окно ленное железо во всех пробах незначительно преобладает над сульфидным. Количество серы в пробах находится па уровне 1,68-2,06%. Сера в полном объеме входит в состав сульфидных минералов.
Из цветных металлов важным компонентом является медь, количество которой в пробах варьирует от 0,037 до 0,12%. Молибден присутствует в количестве 0.0015-0,002%. Другие цветные металлы не представляют промышленной ценности и отмечаются в пробах хвостов в количестве сотых и тысячных допей процента.
В связи с тем, что медь является одним из ценных компонентов, представляющим промышленный интерес, в пробах хвостов выполнен ее фазо­вый анализ. Результаты анализа представлены в таблице 2.
Таблица 2
Фазовый анализ меди

Название пробы	Вели­ чина	Форма нахождения меди / Массовая дога меди, %
		Окисленных минералов			Сульфидных минералов			Всего меди
		Свобод­ ные	Связан­ ные	Итого	Сu''	Сu′	Итога
Текущие хвосты	Абс	0,0056	0,0012	0,0068	0,011	0,070	0,081	0,0878
	Отн	6,38	1,36	7,74	12,53	70,73	92,26	100
ГК-4	Абс	0,0053	0,0009	0,0062	0,016	0,088	0,104	0,1102
	Отн	4,8	0,8	5,6	14,5	79,9	94,4	100
ГК-36	Абс	0,0094	0,0002	0,0096	0,013	0,001	0,094	0,1036
	Отн	9,07	0,2	9,27	12,55	78,18	90,73	100
ГК-65	Абс	0,010	0,0024	0,0124	0,011	0,071	0,082	0,0944
	Отн	10,59	2,55	13,14	11,65	75,21	86,86	100
ГК-86	Абс	0,0061	0,0012	0,0073	0,0055	0,11	0,1155	0,1228
	Отн	4,97	0,97	5,94	4,48	89,58	94,06	100

Установлено, что во всех пробах хвостов преобладает медь, входящая в состав сульфидных минералов: 36.8-94,4% от общей массы меди. Из сульфидных минералов преобладает мерь первичных сульфидов.

Минеральный состав проб хвостов
Для определения минерального состава проб лежалых и текущих хвостов месторождения «Кальмакир» выполнены дифрактометрический, коли­чественный минералогический анализы. Дифрактометрический анализ позволяет определить состав руды по основным минералам, доля которых в пробе более 1%. Минеральный состав проб хвостов представлен в таблице 3.
Таблица 3
Минеральный состав проб хвостов

Минерал, группа минералов	Массовая доля минерале, %
	Текущие хвосты	ГК-4	ГК-35	ГК-65	ГК-В6
Породообразующие минералы
Кварц	38,0	43,0	42,0	42,0	43,0
Полевые шпаты	23,0	30,0	30,0	26,0	29,0
Слюда (мусковит, серицит)	17,0	11,0	10,0	12,0	10,0
Хлорит	11,7	7,5	8,2	8,2	6,6
Глина (каолинит, монтмориллонит)	1,3	0,5	0,8	0,8	0,2
Карбонаты	3,7	2,6	3,2	2,9	2,6
Рудообразующие минералы
Пирит	3,0	3,4	3,4	3,4	4,0
Сульфиды меди (халькопирит, борнит, ковеллин, халькозин, блеклая руда)	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
Окислы меди (карбонаты, хризоколла)	Ед.знаки	Ед.знаки	Ед.знаки	Ед.знаки	Ед.знаки
Молибденит, сфалерит, галенит, арсенопирит	Ед.знаки	Ед.знаки	Ед.знаки	Ед.знаки	Ед.знаки
Оксиды, гидроксиды железа	1,2	1,0	1,1	1,1	1,2
Акцессорные	0,9	0,8	1,1	1,4	1.0
Итого:	100.0	100,0	100,0	100,0	100,0

Минеральный состав проб хвостов хвостохранилищ и текущих хвостов фабрики на 93,6-94.7% представлен породообразующими минералами. Основными из них во всех пробах являются кварц и комплекс полевых шпатов. Доля кварца в разных пробах варьирует от 38 до 43%, полевых шпатов от 23 до 30%. Слюда в пробах находится в количестве 10-12%, в пробе текущих хвостов доля слюды достигает 17%. Для всех проб характерно наличие хло­рита в количестве 7,5-9%, в пробе текущим хвостов этот показатель состав­ляет 11,7%. Все пробы хвостов характеризуются наличием глинистой состав­ляющей, представленной каолинитом и монтмориллонитом. Количество глины в пробах лежалых хвостов варьирует в диапазоне 0,2-0.8%, в пробе текущих хвостов выше - 1,3%. Карбонаты во всех гробах отмечаются в ко­личестве 2,6-3.7%.

Рудная минерализация о пробах хвостов представлена сульфидами различных металлов, а также окислами меди и железа.
Основным сульфидом является пирит, его количество в пробах варьирует от 3 до 4%. Из сульфидов меди во всех пробах преобладает халькопи­рит. Борнит, ковеллин, халькозин и блеклая руда отмечаются в количестве единичных знаков. Сульфиды меди, в сумме в каждой из проб, составляют порядка 0,2%. Молибденит, сфалерит, галенит и арсенопирит отмечаются в количестве единичных зерен. По количеству сульфидов пробы хвостов ха­рактеризуют мало-сульфидный тип руды.
Оксиды и гидроксиды железа присутствуют в пробах в количестве 1,0­1,2%. Окислы меди представлены карбонатами меди и хризоколлой и отмечаются в количестве единичных знаков.
Степень окисления материала хвостов рассчитывали по железу. Для разных проб хвостов она варьирует от 27 до 34%. Такие показатели характеризуют пробы по степени окисления как смешанный, близкий к первичному тип руды.
Во всех пробах присутствуют акцессорные минералы, доля которых в разных пробах варьирует от 0,6 до 1,4%.