Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия:

Д. А. Рогожников, ст. науч. сотр. каф. металлургии цветных металлов, эл. почта: darogozhnikov@yandex.ru
Р. Э. Русалев, аспирант, ассистент каф. металлургии цветных металлов
О. А. Дизер, аспирант, ассистент каф. металлургии цветных металлов
С. С. Набойченко, профессор-консультант каф. металлургии цветных металлов

Рассмотрены наиболее известные способы переработки упорных золотосодержащих материалов, не поддающихся традиционным способам цианирования вследствие тонкой вкрапленности наноразмерного золота в сульфидных минералах. Предложено для вскрытия подобных упорных концентратов использовать азотную кислоту, являющуюся эффективным окислителем и реагентом для выщелачивания. Исследования проводили на золото-сульфидном концентрате Удерейского месторождения, предварительно прошедшем операцию селективного выделения сурьмы в сульфидно-щелочных растворах. Основными вмещающими золото минералами в нем являются пирит и арсенопирит. Рассмотрены типовые реакции взаимодействия данных минералов с азотной кислотой. Установлена достаточно высокая термодинамическая вероятность протекания этих реакций в широком температурном диапазоне. Построением диаграмм Пурбе для соединений мышьяка и железа в рассматриваемых гетерогенных системах показано, что для образования желаемых продуктов изучаемых взаимодействий необходимо поддерживать окислительный потенциал системы не менее 0,6 В. При помощи математических методов планирования эксперимента выбраны параметры ведения процесса азотнокислотного выщелачивания исследуемого материала: соотношение Ж:Т = 8:1; концентрация азотной кислоты 6 моль/л; продолжительность процесса 75 мин. Адекватность полученных данных подтверждена рассчитанными значениями коэффициентов детерминации, близкими к 100 %. При этом извлечение железа и мышьяка в раствор составило порядка 97 и 92 % соответственно. Полученные твердые остатки выщелачивания, в которых золото концентрируется до 100 г/т, направляют на его дальнейшее извлечение по традиционным технологиям. Растворы выщелачивания, содержащие железо и мышьяк, подвергают нейтрализации с последующим осаждением в виде труднорастворимых соединений.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 18-19-00186).
Исследования термодинамических особенностей изучаемых процессов выполнены при финансовой поддержке Государственного задания № 11.4797.2017/8.9.

1. Меретуков М. А., Санакулов К. С., Зимин А. В., Арустамян М. А. Золото: химия для металлургов и обогатителей. — М. : Руда и Металлы, 2014. — 412 с.
2. Воробьев-Десятовский Н. В. Упорные и дважды упорные золотосодержащие руды. Российская проблема настоящего и будущего и пути ее решения // Материалы Международной научно-практической конференции «Интенсификация гидрометаллургических процессов переработки природного и техногенного сырья. Технологии и оборудование». — Санкт-Петербург, 28 мая – 1 июня 2018. С. 18–19.
3. Меретуков М. А. Золото. Химия. Минералогия. Металлургия. — М. : Руда и Металлы, 2008. C. 226–242.
4. Majzlan J., Chovan M., Andras P., Newville M., Wiedenbeck M. N. The nanoparticulate nature of invisible gold in arsenopyrite from Pezinok (Slovakia) // Neues Jahrbuch für Mineralogie Abhandlungen. 2010. Bd. 187, No. 1. P. 1–9.
5. Palenik C. S., Utsunomiya S., Reich M., Kesler S. E., Wang L., Ewing R. C. “Invisible” gold revealed: Direct imaging of gold nanoparticles in a Carlin-type deposit // American Mineralogist. 2004. Vol. 89, No. 10. P. 1359–1366.
6. Yang S., Blum N., Rahders E., Zhang Z. The nature of invisible gold in sulfides from Xiangxi Au – Sb – W ore deposit in Northwestern Hunan, People’s Republic of China // The Canadian Mineralogist. 1998. Vol. 36. P. 1361–1372.
7. Cabri L. J., Newville M., Gordon R. A., Crozier E. D., Suton S. R., McMahon G., Jiang D. T. Chemical speciation of gold in arsenopyrite // The Canadian Mineralogist. 2000. Vol. 38. P. 1265–1281.

8. Chen T. T., Cabri L. J., Dutrizac J. E. Characterizing gold in refractory sulfide gold ores and residues // JOM. 2002. Vol. 54, No. 12. P. 20–22.
9. Chryssoulis S. L., McMullen J. Mineralogical investigation of gold ores // Development in mineral processing. Vol. 15. Advances in gold ore processing. — Amsterdam : Elsevier, 2005. P. 21–72.
10. Набойченко С. С., Шнеерсон Я. М., Калашникова М. И., Чугаев Л. В. Автоклавная гидрометаллургия цветных металлов. — Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2009. Т. 1. C. 52.
11. Шнеерсон Я. М., Лапин А. Ю., Чугаев Л. В. Некоторые итоги работы «НИЦ «Гидрометаллургия» по технологии автоклавно-гидрометаллургического комплекса компании «Петропавловск» // Материалы Международной научно-практической конференции «Интенсификация гидрометаллургических процессов переработки природного и техногенного сырья. Технологии и оборудование». — Санкт-Петербург, 28 мая – 1 июня 2018. С. 16–18.
12. Paphane B. D., Nkoane B. B. M., Oyetunji O. A. Kinetic studies on the leaching reactions in the autoclave circuit of the Tati Hydrometallurgical Demonstration Plant // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2013. Vol. 113, No. 6. P. 485–489.
13. Hourn M. Refractory leaching solutions // Australian Mining. 2009. Vol. 101, No. 2. P. 20.
14. Шнеерсон Я. М., Набойченко С. С. Тенденции развития автоклавной гидрометаллургии цветных металлов // Цветные металлы. 2011. № 3. С. 15–20.
15. 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.
16. Rogozhnikov D. A., Mamyachenkov S. V., Anisimov O. S. Nitric Acid Leaching of Copper-Zinc Sulfide Middlings // Metallurgist. 2016. Vol. 60, No. 1-2. P. 229–233.
17. 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.
18. 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.
19. Van Weert G., Fair K. J., Schneider J. C. Prochem’s NITROX Process // CIM Bulletin. 1986. Vol. 79. P. 84, 85.
20. Beattie M. J. V., Ismay A. Applying the redox process to arsenical concentrates // JOM. 1990. Vol. 42 (1). P. 31–35.
21. La Brooy S. R., Linge H. G., Walker G. S. Review of gold extraction from ores // Minerals Engineering. 1994. Vol. 7, No. 10. P. 1213–1241.
22. Rusalev R. E., Grokhovskii S. V., Rogozhnikov D. A., Naboichenko S. S. Investigation and Development of the Technology of Processing Gold-Antimony Flotation Concentrates // Journal оf Siberian Federal University-Chemistry. 2018. Vol. 11, No. 1. P. 110–121.
23. Marsden J. O., House C. I. The Chemistry of Gold Extraction. — Littleton : Soc. for Mining, Metallurgy, and Exploration, Inc., 2006.
24. Jian L., Shuming W., Dan L., Mengyang L. Response surface methodology for optimization of copper leaching from a lowgrade flotation middling // Minerals and Metallurgical Processing. 2011. No. 3. P. 139–145.