МПГ в "хвостах" АОП (Норильск)

Минералы платиновой группы в
"хвостах" АОП (Норильск)

Одним из элементов применяемой технологии извлечения меди и никеля из руд Норильских месторождений является автоклавно-окислительный процесс (АОП). Суть его заключается в том, что тонкоизмельченный материал, оставшийся после предшествующих рудных флотаций, но содержащий некоторую часть сульфидных минералов, поступает в автоклавы, где сульфиды подвергается химическому разложению при повышенной температуре в кислородной среде. В результате получаются продукты, напрвляемые на пирометаллургическую обработку, а также "хвосты АОП", которые на 85 - 90% состоят из окислов и гидроокислов железа, причем размер частиц такого состава не превышает 1-3µm. До 15% хвостов АОП составляют частицы менее 44µm, как правило, представленные магнетитом (Fe3O4) и пирротином (FeS).

Химический анализ хвостов АОП показывает, что в них присутствуют элементы платиновой группы (ЭПГ, в основном Pd и Pt), причем содержание их достигает 1.5г/т. Предшествующие исследования не смогли установить в каких фазовых формах находятся эти элементы и господствовало мнение, что атомарные(?) Pd и Pt, сорбированы на микрочастицах оксидов и гидрооксидов железа. Естественно, что такие представления не могли послужить основанием для постановки задачи об извлечениии Pd и Pt из хвостов АОП, поэтому в течение длительного времени хвосты накапливаются в хвостохранилище.

Нам кажется оправданным, что ЗАО НАТИ, обладая технологией "ppm-минералогии", ориентированной на изучение микроконцентраций и микрочастиц, заинтересовалась вопросом о фазовых формах Pd и Pt в хвостах АОП и приняла участие в решении этой проблемы. Для выявлени фазовых форм Pd и Pt были изучены две пробы массой около 30г.

К началу Минералогия

1 (Full Image ~48K)	Сросток куперита (PtS) и техногенной фазы (Cu,Sn) Куперит хорошо известен в различных типах руд Норильска. Фаза (Cu,Sn) очень редка в рудах. Вероятно образована в ходе АОП.	2 (Full Image ~93K)	Сросток куперита (PtS) с пентландитом (PN): (Fe,Ni)9S8 Пентландит - типичный минерал норильских руд. Куперит, наряду со сперрилитом, - один из самых распространенных минералов Pt в норильских рудах, однако сперрилит и куперит типичны для разных Cu-Ni руд. Зерно куперита изометрично, можно предположить, что оно имеет реликты первичных граней.
3 (Full Image ~55K)	Сросток таймырита (Pd,Cu,Pt)3Sn (TM) с пирротином FeS (PO). Пирротин - типичный минерал норильских Cu-Ni руд. Таймырит обычен среди минералов платиновой группы.	4 (Full Image ~33K)	Паоловит (Pd)2Sn (PV). Встречается в различных и в т.ч. в богатых Cu-Ni рудах. Видны фрагменты первичных граней.
5 (Full Image ~55K)	Сросток таймырита (Pd,Cu,Pt)3Sn (TM) с нигглиитом PtSn (NG). Зерно ксеноморфное, однако явных следов растворения в ходе АОП не наблюдается.	6 (Full Image ~33K)	Сперрилит PtAs2. Характерный минерал платиноидов из различных Cu-Ni руд. Границы зерна совершенно не характерны для сперрилита в рудах. Вероятно сперрилит частично растворяется в ходе АОП.
7 (Full Image ~63K)	Сросток атокита (Pd,Pt)3Sn (АТ) с самородным серебром (Ag). Возможно, серебро более позднее и замещает атокит. Судя по характеру границ зерна, можно предположить, что минералы частично растворялись в ходе АОП.	8 (Full Image ~105K)	Агломерированые фазы (Au,Pb,Sn), (Au,Sn), (Sn,Pb). Большое зерно состоит из многочисленных индивидуальных фаз, в состав которых входят Au, Sn, Pb в различных пропорциях. В некоторых фазах фиксируется Ni и Cu. Подобные агломераты в рудах не известны. Вероятно зерно возникло в ходе АОП. (Рекомендуем просмотр в режиме Full Image).
9 (Full Image ~77K)	Интерметаллиды золота, олова и меди. В Cu-Ni рудах не известны. Природа, вероятно, техногенная: образуются в ходе АОП.	10 (Full Image ~72K)	Интерметаллиды Ni, Sn, Cu, Au и Fe. В Cu-Ni рудах не известны. Природа, вероятно, техногенная: образуются в ходе АОП.
11 (Full Image ~73K)	Интерметаллид тантала-марганца. В рудах минерал не известен. Природа, вероятно, техногенная: образован в ходе АОП.	12 (Full Image ~56K)	Интерметаллиды Au-Cu-Sn-Ni-Sb. В рудах не известны. Природа, вероятно, техногенная: образовались в ходе АОП.

К началу Выводы

Полученные данные позволяют сделать следующие выводы:

- Фазовые формы элементов платиновой группы в хвостах АОП - хорошо известные минералы этих элементов в Cu-Ni рудах норильских месторождений. Минералы благородных металлов из Cu-Ni руд, присутствующая в хвостах АОП, - это минералы, которые прошли без извлечения все предшествовавшие этапы технологического передела руд в классе крупности <44µm без каких-либо изменений. (См. масштабные линейки на фото 1 - 7);

- В ходе автоклавно-окислительного процесса, при котором происходит химическое разложение сульфидов меди и никеля, минералы ЭПГ ведут себя инертно: только некоторые из них несут черты (и не более) растворения (см. фото 6, 7).

- Золото, в противоположность минералам ЭПГ, в процессе АОП подвергается растворению и затем кристаллизуется в составе интерметаллидов Sn, Cu, Ni, Sb, Pb. Это становится очевидным, если учесть нетипичность подобных интерметаллидов в рудах и размер техногенных фаз, который значительно превышает 44µm, то есть верхний предел размера частиц на входе в АОП. (См. фото 8-12);

- Установление фазовых форм ЭПГ открывает возможность постановки вопроса об извлечении платиноидов из хвостов АОП при надлежащем выборе технологии извлечения.

К началу Введение Минералогия Выводы