| Аннотация |
Целью исследований является разработка научно обоснованных способов совместной переработки хвостов обогащения руд цветных металлов и различных шламов нейтрализации травильных растворов, шахтных вод, гальванического производства для повышения извлечения металлов и минимизации экологических рисков. Актуальность работы обусловлена сложностью состава отходов и наличием трудноизвлекаемых форм металлов, что требует новых подходов к их переработке. Будут изучены физико-химические закономерности и механизмы окисления сульфидов цветных металлов, пирита и арсенопирита ионами железа (III), влияние кислорода и ионов цветных металлов на образование элементной серы, процессы осаждения металлов сульфидом натрия в сернокислых средах при высокой концентрации ионов железа (II), взаимодействие ионов цветных металлов с сульфидом железа (II), а также получение магнетита из сульфата железа (II) и оксигидратов железа (III).
Актуальность предлагаемого проекта обусловлена тем, что современные технологии не обеспечивают достаточного извлечения металлов, что ведет к накоплению значительных объемов отходов, содержащих Cu, Ni, Zn, Au, Ag и другие ценные компоненты. Основными проблемами являются низкая степень извлечения металлов из-за образования труднорастворимых соединений, пассивация частиц, высокие затраты на реагенты и окислители, а также экологические риски, связанные с миграцией токсичных элементов.
Исследования позволят установить физико-химические закономерности поведения моносульфидов (пирит, арсенопирит, халькопирит, теннантит, сфалерит) в гетерогенных системах при окислении ионами железа (III) и кислородом, определить условия, минимизирующие окисление сульфидной серы, а также параметры селективного растворения цветных металлов в присутствии основных сульфатов железа. Будут разработаны термодинамические модели процессов, определены равновесные концентрации компонентов при различных температурах и концентрациях реагентов, математические модели, описывающие влияние ключевых параметров на выщелачивание моносульфидов и хвостов с окислением серы до элементной формы, построены кинетические уравнения, определены механизмы окисления ионами железа (III) и изучено влияние парциального давления кислорода. Анализ твердых продуктов позволит выявить поверхностные явления, влияющие на вскрытие сульфидов в присутствии ионов цветных металлов.
Будут получены новые данные о морфологии и кристаллическом строении техногенных материалов, закономерностях распределения и замещения цветных металлов в сульфидных минералах и оксигидратах железа. Будут исследованы особенности тонкой вкрапленности минералов, взаимного прорастания, экранирования поверхности элементной серой и другими соединениями.
Будут определены закономерности взаимодействия цветных металлов (Cu, Zn, Ni, Co, Cd) с сульфидами натрия, железа (II), цветных металлов в сернокислых средах при высокой концентрации ионов железа (II), условия селективного осаждения и фазообразования, процессы окисления сульфид-ионов ионами железа (III) и кислородом. Разработаны термодинамические и кинетические модели, что позволит объяснить механизмы и лимитирующие факторы данных процессов.
Будут разработаны нейросетевые модели для прогнозирования растворения сульфидных минералов, выщелачивания шламов, окисления ионов железа (II) кислородом, что позволит выявить скрытые взаимосвязи между характеристиками минералов и параметрами процессов. Это обеспечит повышение эффективности выщелачивания и окисления сульфидов рудных хвостов растворами, содержащими ионы железа (III).
На основе проведенных исследований будут разработаны новые научно-обоснованные технологии вскрытия сульфидных материалов, позволяющие оптимизировать переработку рудного и техногенного сырья с учетом состава, структуры и условий образования, что обеспечит повышение технико-экономической эффективности и экологичности металлургического производства.
|
| Приоритеты научно-технического развития |
д) противодействие техногенным, биогенным, социокультурным угрозам, терроризму и экстремистской идеологии, деструктивному иностранному информационно-психологическому воздействию, а также киберугрозам и иным источникам опасности для общества, экономики и государства, укрепление обороноспособности и национальной безопасности страны в условиях роста гибридных угроз;
|
