CC BY
52
УДК 669.02.09
МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНЫХ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВ (УЧАЛИНСКИЙ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНЫЙ КОМБИНАТ)
Васильева Анна Андреевна1,
Бодуэн Анна Ярославовна1,
1 Санкт-Петербургский Горный университет, Россия, 199106, г. Санкт-Петербург, 21-я лин. В.О., 2.
Актуальность. Медно-колчеданные руды России представляют собой основу минерально-сырьевой базы металлургической промышленности страны, в первую очередь обеспечивая медью и цинком, и такими металлами, как РЬ, Аи, Ад и т. д. На сегодняшний день около 25 % из общего количества балансовых запасов цинка страны находится в составе медно-колчеданных руд, роль основного компонента в которых выполняет медь. Результатом флотационного обогащения медноколчеданных руд является получение некондиционных медных концентратов (содержание Си ~15-20 %, содержание 1п >5 %). Пирометал-лургической переработке таких материалов на черновую медь характерны высокие затраты, а также безвозвратные потери ценных компонентов. На сегодняшний день вопросы изучения характеристик исходных материалов и месторождений, разработки технологий переработки медь- и цинксодержащих материалов, а также анализа существующих и переспективных вариантов переработки являются актуальными и, как результат, способными оказать положительный эффект как с точки зрения комплексности использования сырья, повышения качества получаемых продуктов и степени их извлечения, так и, следовательно, с экономической точки зрения.
Цель. Анализ особенностей медных цинксодержащих руд, в частности руд Учалинского и Верхнеуральского меднорудных районов, обогащаемых на Учалинском горно-обогатительном комбинате, минералогическая оценка концентратов Учалинского горно-обогатительного комбината с последующим выбором перспективных вариантов переработки низкосортных медных концентратов, основанных на гидрометаллургических способах обработки.
Методы. Анализ данных об основных типах месторождений меди, характеристике медно-колчеданных руд России, а также более подробных данных о рудах, обогащаемых на горно-обогатительном комбинате, проводился на основе обзора отечественных и зарубежных литературных и информационных источников. Также произведен анализ концентрата и промпро-дукта Учалинского горно-обогатительного комбината. Благодаря полученной посредством совокупности вышеуказанных методов информации проведена оценка и изложена информация о возможных вариантах усовершенствования технологий переработки исследуемого сырья.
Результаты. Благодаря изучению и разработке более комплексных подходов в переработке материалов с низким содержанием полезных компонентов и комплексного сырья, в частности, изученного в данной работе, в дальнейшем станет возможным достижение улучшенных технологических показателей как с экономической, так и с экологической точек зрения. В настоящей работе более подробно будут рассмотрены сырье и продукция, применяемые и получаемые, соответственно, на Учалинском горно-обогатительном комбинате, республика Башкирия.
Ключевые слова:
медные концентраты, гидрометаллургическое кондиционирование, атмосферное выщелачивание, сульфидное сырье, автоклавное окисление, механоактивация.
Введение
Одно из важнейших направлений для оптимизации и улучшения показателей производства в сферах освоения рудных месторождений, последующего обогащения добытых руд, а также металлургической переработки полученных концентратов - рациональное использование природных ресурсов, а также ресурсов техногенного происхождения. Стремительное развитие горной промышленности отразилось на истощении балансовых запасов месторождений (богатых по своему содержанию) и, параллельно с этим, на росте объёмов техногенного сырья, складируемого на поверхности Земли [1].
Содержание ценных компонентов в рудах, добываемых на месторождениях Южного Урала медно-колчеданного типа, снизилось весьма значительно за последние 50 лет: содержание Си стало меньше в
~2,5 раза, количество Ъп упало приблизительно в 3 раза, а Аи и А§ - в 2 и ~1,5 раза, соответственно. При этом доля труднообогатимых руд увеличилась до 40 % (от общего количества применяемого сырья), но при этом уровень сквозного извлечения полезных компонентов сырья сохранился на неизменном уровне: в недрах Земли, а также в процессе переработки остаётся порядка 50 % полезных ископаемых [2].
В настоящий момент на территории России накоплены значительные количества техногенных отходов производств, которые в большинстве своём могут быть рассмотрены в качестве дополнительных ресурсов для переработки и доизвлечения из них полезных компонентов, поскольку зачастую качественные характеристики таких материалов могут быть сопоставимы с показателями перспективных или эксплуатируемых месторождений. Так, в процессе переработки руд медно-колчеданных месторождений на Урале
DOI 10.18799/24131830/2023/3/3956
было получено более 1,5 млрд т техногенного сырья, которое, в свою очередь, представляет интерес как альтернативный источник для дальнейшей переработки с целью получения ряда ценных компонентов, таких как цинк, медь, а также другие цветные, редкие и драгоценные металлы.
Одним из важнейших предприятий по добыче и переработке колчеданных руд является Учалинский горно-обогатительный комбинат (ГОК) - часть крупного промышленного холдинга «Уральская горнометаллургическая компания» (УГМК). Помимо АО «Учалинский ГОК» в минерально-сырьевой комплекс УГМК также входят ПАО «Гайский ГОК», АО «Сибирь-полиметаллы», АО «Сафьяновская медь», ЗАО «Урупский ГОК», ООО «Башкирская медь», АО «Бу-рибаевский ГОК», АО «Сибайский ГОК», а также Северный медно-цинковый рудник и Волковское месторождение, работающие в составе АО «Святогор». Ежегодная добыча и переработка руд этими предприятиями составляет более 24 млн т [3].
Типы месторождений меди и характеристика медно-колчеданных руд России
На сегодняшний день около 15 % из числа разведанных мировых запасов меди обладает Россия [4]. В целом главные месторождения меди подразделяются на шесть основных типов, имеющих разный характер происхождения и образовавшихся в различных геолого-тектонических обстановках [5-7]:
• медно-порфировые (которые, в свою очередь, подразделяются на золото-медно-порфировые, молибден-медно-порфировые и, соответственно, медно-порфировые подтипы) [8];
• колчеданные (медно-колчеданные, медно-цинково-колчеданные и колчеданно-полиметаллические подтипы);
• стратиформные (заключённые в медистых песчаниках и сланцах);
• сульфидные медно-никелевые;
• скарновые;
• гидротермально-метасоматические. Колчеданные месторождения представляют собой
залежи сернистых (сульфидных) соединений металлов в недрах Земли, которые обладают промышленным значением. Основу данных месторождений составляют руды, состоящие в большинстве своём из сульфидов железа. Такие руды относят к одним из важных источников ряда цветных (медь, цинк, свинец, золото, серебро и др.), редких металлов и рассеянных элементов [9]. По причине роста отраслевых потребностей в стране крайне актуальными являются ряд вопросов: от поиска новых месторождений и продолжения разработки уже известных до нахождения более перспективных комплексных технологий дальнейшей переработки руд и концентратов.
На территории Урала заключены значительные количества колчеданных месторождений, более того, там присутствуют все четыре типа колчеданных месторождений, различающихся по формациям, способам формирования и минеральному составу. Общая
классификация колчеданных месторождений приведена в табл. 1 [9]. По мнению автора [9], за время геологической истории Земли было накоплено порядка 10,7 млрд т руд колчеданного типа, содержащих в себе не менее 121,2 млн т около 362,6 млн т Zn и более 144 млн т Pb. При этом в долгосрочной перспективе данный тип руд продолжает оставаться ведущим типом медных руд на Урале даже при наличии там и других геолого-промышленных типов, таких как медно-порфировый, медно-скарновый, медистые глины и др. Поэтому с точки зрения важности научно-исследовательских задач и выполнения геологоразведочных работ крайне актуальным и перспективным является изучение колчеданности Урала, в том числе потенциальной промышленной рудоносности допалеозойских образований (при наличии соответствующих осадочно-вулканогенных ассоциаций) с учетом их высокой глобальной продуктивности.
С точки зрения рассмотрения основных составляющих минералов колчеданных месторождений можно сделать вывод, что минеральный состав различных типов весьма похож (в частности, главенствующую роль в каждом выполняет пирит), при этом имеют место и различия (табл. 2) [9].
В России большая доля запасов медно-колчеданных руд сосредоточена на территории Южного Урала. Месторождения данного типа по глубине их залегания принято подразделять на три основных группы:
• глубокозалегающие месторождения (Узельгин-ское, Талганское, Подольское, Ново-Учалинское);
• месторождения средних глубин (Учалинское, Озёрное, Западно-Озёрное, Молодёжное, Октябрьское, Гайское, Сибайское [10], Юбилейное);
• месторождения малых глубин (Чебачье, Камаган, Таш-Тау, Александринское, Майское, Балта-Тау, Восточно-Семёновское).
Таблица 1. Классификация колчеданных месторождений Table 1. Classification of pyrite deposits
Генезис происхождения Genesis of origin Тип и формация Type and formation
• вулканогенные гидротермально-осадочные volcanogenic hydrother-mal-sedimentary; • вулканогенные гидротермально-метасоматические volcanogenic hydrothermal-metasomatic; • комбинированные (сочетают в себе две первых группы месторождений) combined (combine the first two groups of deposits) • кипрский тип (серно-медно-колчеданная кобальтоносная рудная формация)/Cyprus type of deposits (sulphur-copper-pyrite cobalt-bearing ore formation); • уральский тип (медно-цинково-колчеданная рудная формацияуЦ^ type (copper-zinc-sulfide ore formation); • рудноалтайский (Куроко) тип (медно-цинково-колчеданная свинецсодержащая рудная формация)^^^^^ (Kuro-ko) type (copper-zinc-pyrite lead-bearing ore formation); • филизчайский тип (Бесши) (свинцово-цинково-колчеданная рудная форма-ция)/Filizchay type (Besshi) (lead-zinc-sulfide ore formation)
Таблица 2. Минеральный состав руд колчеданных месторождений Table 2. Mineral composition of ores from pyrite deposits
Минералы Minerals Тип/Type
Кипрский Cyprus Уральский Ural Рудноалтайский (Куроко) Rudno-Altai (Kuroko) Филизчайский (Бесши) Filizchay (Besshi)
Главные Main Пирротин, пирит Pyrrhotite, pyrite Пирит, халькопирит, сфалерит Pyrite, chalcopyrite, sphalerite Пирит, сфалерит, халькопирит, галенит, барит Pyrite, sphalerite, chalcopyrite, galena, barite Сфалерит, галенит, пирит, барит Sphalerite, galena, pyrite, barite
Широко распространённые Widespread Магнетит, халькопирит Magnetite, chalcopyrite Борнит (иногда главный) Bornite (sometimes main) Блеклые руды, самородное золото Gray ores, native gold -
Второстепенные Secondary Пентландит, кобальтин Pentlandite, cobaltite Магнетит, гематит, пирротин, галенит Magnetite, hematite, pyrrhotite, galena Пирротин, магнетит, борнит, халькозин, энаргит Pyrrhotite, magnetite, bornite, chalcocite, enargite Халькопирит Chalcopyrite
Редко встречающиеся Rare Кубанит, валлериит, никелин, бравоит, миллерит Cubanite, valleriite, nickelite, bravoite, millerite Блеклые руды, ковеллин, халькозин, арсенопирит, марказит, самородное золото Gray ores, covellite, chalcocite, arse-nopyrite, marcasite, native gold Арсенопирит, магнетит, пирротин, халькозин Arsenopyrite, magnetite, pyr-rhotite, chalcocite Пирротин, магнетит, блеклые руды, марказит Pyrrhotite, magnetite, gray ores, marcasite
Очень редко встречающиеся Very rare Арсенопирит, платиноиды Arsenopyrite, platinoids Энаргит, валлериит, ильменит, тел-луровисмутит, маккинавит, ильваит, рутил, кубанит, халькозин и др. Enargite, valleriite, ilmenite, telluro-bismuthite, mackinawite, ilvaite, rutile, cubanite, chalcocite, etc. Ковеллин, самородное серебро, валлериит, рутил, ар- сенопирит, молибденит Covelline, native silver, valle-riite, rutile, arsenopyrite, molybdenite -
Процессы переработки медьсодержащих руд и последующего извлечения из них ценной составляющей зачастую сопровождаются попутным получением ряда других полезных компонентов, в частности в роли одного из таких компонентов выступает цинк (табл. 3) [1]. В целом в области добычи цинка выделяются два основных направления добычи: на территории Урала (республика Башкортостан, Оренбургская, Челябинская и Свердловская области) и в Сибири, соответственно.
Таблица 3. Содержание цинка в месторождениях Урала и Сибири
Table 3. Zinc content in deposits of the Ural and Siberia
История Учалинского ГОК (предприятие сырьевого комплекса УГМК) насчитывает ~260 млн т добытой руды с семи месторождений (Учалинского и Верхнеуральского районов). Найденные медно-
цинковые колчеданные руды на Учалинском золоторудном месторождении, открытом в 1939 г., дали начало для разработок месторождения в промышленном масштабе. На сегодняшний момент в состав УГОК входят два подземных рудника (Узельгинский и Учалинский, разрабатывающие месторождения медно-колчеданных и медно-цинковых колчеданных руд), карьер и непосредственно обогатительная фабрика, располагающаяся в городе Учалы (республика Башкирия) на которой с 1954 г. получают концентраты посредством обработки добытого сырья. Основные показатели комбината за 2020 г.: добыча -6,2 млн т руды, выпуск цинка в концентрате -60,9 тыс. т, выпуск меди в концентрате - 46,3 тыс. т. С целью стабильного функционирования и продолжения деятельности с 2008 г. горняками осуществляется разработка и проводятся горнопроходческие работы на Ново-Учалинском месторождении, открытом в 1986 г., с которым УГОК связывает свою будущую деятельность [11].
В настоящее время на АО «Учалинский ГОК» ведётся переработка шести основных месторождений: Учалинский рудник: Учалинское и Западно-Озёрное месторождения, Узельгинский рудник: Узельгинское, Талганское, Озёрное и Молодёжное месторождения. Также в 2018 г. была вскрыта руда ещё одного месторождения - Ново-Учалинского (2,95 % Zn в руде, 0,99 % Cu в руде). Особенностью последнего из упомянутых месторождений является то, что оно относится к существенно цинковому подтипу (Zn>>Cu), что отличает его от большинства уральских колчеданных залежей [12, 13]. В целом руды данного месторождения по своему минеральному составу не отличаются от типичных руд колчеданных месторождений уральского типа, и среди них выделяют медно-колчеданные (39 % от всех запасов), медно-цинковые колчеданные (54 %) со
Тип месторождений Type of deposits Название месторождения Name of deposit Содержание цинка, % Zn content, %
Медно-колчеданный Copper pyrite Ново-Учалинское Novo-Uchalinskoe 2,95
Узельгинское Uzelginskoe 2,4
Ново-Шемурское Novo-Shemurskoe 1,62
Юбилейное Yubileynoe 1,26
Гайское/Gayskoe 0,55
Свинцово-цинковый Lead-zinc Кызыл-Таштыгское Kyzyl-Tashtygskoe 10,4
Корбалихинское Korbalihinskoe 10
Степное/Stepnoe 8,07
Озёрное/Ozernoe 6,8
Горевское/Gorevskoe 1,4
Нойон-Тологой Noyon-Tologoy 1,3
средним отношением ^^п=1:3 и серноколчеданные (4 %) [14]. По данным [1] полное завершение строительства и начало эксплуатации Ново-Учалинского месторождения планируется в 2023 г.
Особенности руд Учалинского и Верхнеуральского меднорудных районов, обогащаемых на УГОК
Как было отмечено ранее, медно-колчеданные месторождения в первую очередь являются важным ис-
точником таких металлов, как медь и цинк, а также свинец, золото, серебро, мышьяк и т. д.
Наряду с Гайским ГОК Учалинский ГОК является одним из ведущих медеперерабатывающих предприятий на Урале. В совокупности на них приходится более 75 % всего производства медных концентратов и почти 90 % производства цинковых концентратов [15].
Таблица 4. Компонентный состав месторождений Учалинского и Верхнеуральского меднорудных районов Table 4. Component composition of the deposits of the Uchalinsky and Verkhneuralsky copper ore regions
Месторождение Deposit Главные компоненты Main components Полезные компоненты Valuable component Вредные компоненты Harmful component
Учалинское Uchalinskoe Cu 1,02 %, Zn 3,2 %, S, Au, Ag Pb, Mo, Co, Ge, Sc, Sn, Pt, V, P As, Sb, F, Hg
Ново-Учалинское Novo-Uchalinskoe Cu 0,95 %, Zn 2,6 %, S Au, Ag, Se,Te, Cd, In As, Sb, F, Hg
Узельгинское Uzelginskoe Cu 1,34 %, Zn 2,62 %, S Au 1,73 г/т, Ag 30,99 г/т, Te, Cd, In, Ba, Pb, Co, Bi, Ni, Ge, Tl As, Sb, F
Западно-Озёрное Zapadno-Ozernoe Cu 0,82 %, Zn 0,74 %, S 42,5 % Se 0,022 %, Au 1,49 г/т, Ag 2,3 г/т, Te, Cd, In, Pb, Ga, Co, Bi, Ni, Ge, Tl As, Sb, F, Hg
Озёрное Ozernoe Cu 1,91 %, S Zn 0,57 %, Au 0,81 г/т, Ag 11,87 г/т, Se 0,034 %, Te, In, Cd, Tl, Ga, Ge, Pb, Co, Bi, Ni As, Sb, F
Талганское Talganskoe Cu 3,37 %, Zn 3,39 %, S Ba, Se, Te, In, Cd, Ga, Tl, Ge Pb, As, Sb, F, Hg
Молодёжное Molodezhnoe Cu 2,56 %, Zn 0,52 %, S Au 2,8 г/т, Ag 58,4 г/т, Ba, Se, Te, In, Cd, Co, Ni, Mo, Bi, Tl, Ge, Ga As, Sb
Таблица 5. Минеральный состав месторождений Учалинского и Верхнеуральского меднорудных районов Table 5. Mineral composition of the deposits of the Uchalinsky and Verkhneuralsky copper ore regions
Месторождение Deposit Минералы/Minerals
Рудные/Metallic Не рудные/Non-metallic
Главные Main Второстепенные Minor Главные Main Второстепенные Minor
Учалинское Uchalinskoe Пирит, халькопирит, сфалерит Pyrite, chalcopyrite, sphalerite Теннантит, галенит, магнетит, гематит, борнит Tennantite, galena, magnetite, hematite, bornite Кварц, серицит, хлорит, барит, кальцит Quartz, sericite, chlorite, barite, calcite Сидерит, гипс, арагонит, гранат, турмалин, опал, монтмориллонит, ярозит, вивианит Siderite, gypsum, aragonite, garnet, tourmaline, opal, montmorillonite, jarosite, vivianite
Ново-Учалинское Novo-Uchalinskoe Пирит, халькопирит, сфалерит Pyrite, chalcopyrite, sphalerite Блеклые руды, галенит, магнетит Gray ores, galena, magnetite Кварц, барит, серицит, хлорит, кальцит Quartz, barite, sericite, chlorite, calcite Лейкоксен, аксинит Leucoxene, axinite
Узельгинское Uzelginskoe Халькопирит, сфалерит, блеклая руда, пирротин, пирротин-пирит Chalcopyrite, sphalerite, gray ores, pyrrhotite-pyrite Галенит, арсенопирит, магнетит, марказит Galena, arsenopyrite, magnetite, marcasite Кварц, кальцит, серицит, хлорит и гипс Quartz, calcite, serici-te, chlorite, gypsum Барит Barite
Западно-Озёрное Zapadno-Ozernoe Пирит, халькопирит, сфалерит Pyrite, chalcopyrite, sphalerite Галенит, блеклая руда, марказит, пирротин, арсенопирит Galena, gray ores, marcasite, pyrrhotite, arsenopyrite Кварц, хлорит, серицит, кальцит, барит Quartz, chlorite, serici-te, calcite, barite Плагиоклаз, амфибол Plagioclase, amphibole
Озёрное Ozernoe Пирит, пирротин, халькопирит, сфалерит Pyrite, pyrrhotite, chalcopy-rite, sphalerite Магнетит, арсенопирит Magnetite, arsenopy-rite Кварц, хлорит, серицит, кальцит Quartz, chlorite, serici-te, calcite Барит Barite
Талганское Talganskoe Пирит, халькопирит, сфалерит, блеклая руда Pyrite, chalcopyrite, sphalerite, gray ores Галенит, борнит, гематит Galena, bornite, hematite Кварц, хлорит, серицит Quartz, chlorite, sericite Кальцит, барит Calcite, barite
Молодёжное Molodezhnoe Пирит, сфалерит, халькопирит, борнит, теннантит Pyrite, sphalerite, chalcopyrite, bornite, tennantite Галенит, магнетит, гематит Galena, magnetite, hematite Барит, кварц, серицит, хлорит, гипс, кальцит Barite, quartz, sericite, chlorite, gypsum, calcite Эпидот, флюорит Epidote, fluorite
По минеральному составу и генетическим характеристикам месторождения, принадлежащие Верхнеуральскому и Учалинскому меднорудным районам, соответствуют уральскому типу [16]. Характеристика вещественного состава данных руд приведена в табл. 4, 5 [2].
Учалинское месторождение (одно из самых крупных на Южном Урале) на сегодняшний день практически отработано, помимо этого также дорабатываются запасы ряда других важных месторождений, как Озёрное, Молодёжное, Узельгинское, Талганское. По этой причине целесообразными для переработки являются резервные месторождения (Ново-Учалинское, Западно-Озёрное). Ново-Учалинское месторождение (медно-цинковое колчеданное), расположенное в двух километрах от Учалинского рудника рассматривается с точки зрения его перспективности как сырьевой базы, имеющей возможность восполнить снижающиеся мощности других рудников УГОК.
Характеристика концентратов Учалинского ГОК
На базе ОАО «Учалинский ГОК» производится различная основная и вспомогательная продукция, в том числе медный и цинковый концентраты. В результате последовательных стадий обогащения получают готовый медный концентрат (содержание Си ~17,5 %), медьсодержащий промпродукт (содержание ^ ~7,5 %) и готовый цинковый концентрат (содержание ^ ~49 %) [17].
Порошкообразные образцы промпродукта и медного концентрата, полученные с Учалинского ГОК, были проанализированы с помощью рентгенофазово-го анализа с целью получения информации об их минеральном составе как одной из важных вспомогательных составляющих для их последующего изучения и разработки технологии, которая смогла бы обеспечить более полное извлечение полезных ком-
понентов сырья и, тем самым, повысить комплексность переработки.
Далее посредством использования многофункционального рентгеновского дифрактометра ДРОН-8 (АО «ИЦ «Буревестник») с применением рентгеновской трубки типа 1,5 БСВ-29Си была осуществлена оценка минералогического состава проб. Данные рентгенофазового анализа приведены в табл. 6, на рис. 2, 3 приведены полученные изображения ди-фрактограмм с нанесёнными метками фаз на соответствующих пиках. Также для большей наглядности данные табл. 6 приведены на рис. 1 в виде круговых диаграмм.
Таблица 6. Данные рентгенофазового анализа (концентрата и промпродукта УГОК) Table 6. XRD analysis data (concentrate and middling product of Uchalinsky Mining and Processing Plant)
Минерал Mineral Химическая формула Chemical composition Содержание фаз Phase content, %
Концентрат Concentrate Промпро- дукт Middling product
Пирит/Pyrite FeS2 (cubic) ~20 40 ~35 55
Сфалерит Sphalerite ZnS (cubic) ~9 ~20
Халькопирит Chalcopyrite CuFeS2 (tetragonal) 55 16
Теннантит Tennantite Cu12As4S13 (cubic) 9 10
Кварц/Quartz SiO2 (hexagonal) - 7
Гипс Gypsum CaSO4*2H2O (monoclinic) 1 4
Гуннингит Gunningite ZnSO4*H2O (monoclinic) 2 4
Пирротин Pyrrhotite Fe1-xS (hexagonal) 1 2
Бёдантит Beaudantite PbFe3((As,S)O4)2(OH)6 (rhombohedral) 3 2
Рис. 1. Графическое изображение содержания фаз в образцах концентрата и промпродукта Fig. 1. Graphical representation of the content ofphases in samples of concentrate and middling product
Рис. 2. Рентгенограмма промпродукта УГОК, где 1 - FeS2, 2 - ZnS, 3 - CuFeS2, 4 - Cu12As4S13, 5 - SiO2,
6- CaSO4*2H2O, 7 - ZnSO4*H2O, 8 -Fe1-xS, 9 -PbFe3((As,S)O4)2(OH)6 Fig. 2. XRD pattern for middling product, where 1 - FeS2, 2 - ZnS, 3 - CuFeS2, 4 - Cu12As4S13, 5 - SiO2, 6 - CaSO4*2H2O, 7 - ZnSO4*H2O, 8 - Fe1-xS, 9 - PbFe3((As,S)O4)2(OH)6
Рис. 3. Рентгенограмма медного концентрата УГОК, где 1 - CuFeS2, 2 - ZnS, 3 - FeS2, 4 - Cu12As4S13,
5 - ZnSO4*H2O, 6 - PbFe3((As,S)O4)2(OH) 6, 7 - Fe1.xS, 8 - CaSO4*2H2O Fig. 3. XRD pattern for concentrate, where 1 - CuFeS2, 2 - ZnS, 3 - FeS2, 4 - Cu12As4S13, 5 - ZnSO4*H2O, 6-PbFe3((As,S)O4)2(OH) 6 7-Fe1-xS, 8 - CaSO4*2H2O
Данные о минералогическом составе показали, что содержание халькопирита в концентрате возросло более чем в три раза по сравнению с его количеством в промпродукте, при этом количество остальных соединений снизилось значительно, в частности содержание пирита и сфалерита снизилось почти в два раза, что можно отметить и для большинства остальных обнаруженных в образцах соединений. Также стоит отметить, что содержание вспомогательных элементов (в частности, таких как цинк и мышьяк) при их пересчёте в целом находится на уровне, рациональном для их попутного извлечения из сырья.
Возможности и перспективы последующей переработки Учалинских концентратов
Как было указано ранее, в целом для руд данного региона можно отметить снижение содержания ценных компонентов, при этом отмечается рост содержания таких элементов, как мышьяк, сурьма, свинец, ртуть, фтор. В связи с этим такое сырье характеризуется мультикомпонентностью, структурными особенностями и сложностью переработки.
Исследования возможности оптимизации технологических схем переработки рассматриваемых концентратов являются весьма актуальными, и одной из основных причин этому служит высокое содержание представляющих ценность побочных компонентов, входящих в их состав, например, таких как мышьяк и цинк. На сегодняшний день были проведены эксперименты по определению эффективности селективного извлечения мышьяка. В работе [18] были осуществлены опыты по щелочному сульфидному выщелачиванию концентрированным раствором (смесь сульфида и гидроксида натрия) с целью перевода сульфидов мышьяка в растворимые формы. Щелочное выщелачивание медных концентратов и промежуточных продуктов сульфидом натрия эффективно удаляет мышьяк и обеспечивает получение «чистого» медного продукта. В связи с этим селективное выщелачивание мышьяка и сурьмы сернистым натрием в щелочных растворах является весьма перспективным способом улучшения качества медных концентратов для последующей плавки.
Выбор наиболее эффективной методики для выделения такого полезного компонента, как цинк, из продуктов, получаемых на УГОК, остаётся открытым. В ряде научных статей приведена информация о существующих вариантах переработки колчеданного сырья, в том числе с высоким содержанием цинка. В настоящий момент освоены два основных пути переработки таких концентратов - пирометаллургиче-ские способы и гидрометаллургические технологии. Несмотря на то, что применение пиро-процессов всё ещё является преобладающим вариантом при переработке такого сырья, мы можем наблюдать постепенный рост уровня производства меди и цинка с помощью гидрометаллургических методов [19-22].
В целом нельзя отрицать целесообразность перехода от стандартных способов обработки материалов, получивших широкое распространение в производстве (для которых всё чаще становится характерным снижение эффективности и с экономической точки зрения и во многих случаях с точки зрения их пагубного воздействия на экологию (в случае применения пирометаллургических технологий)) к разработке и последующему применению новых способов комплексной переработки сложного, а также зачастую более низкосортного исходного сырья (такого как хвостовые отвалы, бедные забалансовые руды и различные отходы производства). Такая смена направления схем производства позволит обеспечить положительные результаты и сохранить прибыльность металлургического сектора.
В настоящее время подавляющая часть способов переработки медно-цинкового сырья основана на
Медный концентрат Кислород
Хвосты в отвал
Рис. 4. Технологическая схема процесса CESL Fig. 4. CESL process flow diagram
Помимо автоклавных технологий, существует ряд методов, не требующих высоких показателей температуры и/или давления, такие схемы объединены в группу под общим названием «технологии атмосферного выщелачивания». Например, с целью увеличе-
проведении пирометаллургических операций. В ходе пиро-процессов происходит полная потеря цинка, поскольку в данных условиях этот металл полностью переходит в шлак медной плавки. В этой связи в качестве альтернативного варианта пиро-процессам для извлечения металлов, в том числе цинка, из некондиционного сырья возможно применение гидрометаллургических технологий [23]. При этом важно заметить, что гидрометаллургические схемы переработки могут вызывать ряд трудностей, так весьма сложной может быть переработка медно-цинковых сульфидных концентратов с содержанием цинка до 18 % по причине того, что эксплуатируемые на данный момент гидро-процессы позволяют получить лишь такие растворы, которые не могут быть использованы для последующего производства товарной продукции по причине низкого содержания цинка в них.
В качестве одного из вариантов, дающих возможность улучшить показатели переработки сульфидных концентратов (в частности, медных с высоким содержанием цинка), а также уменьшить степень применения пирометаллургических процессов для переработки медно-цинкового сырья, выступает автоклавное выщелачивание, в котором с помощью высоких давлений и температур газа достигаются довольно высокие показатели уровня и скорости вскрытия сырья. К таким схемам можно отнести проект MT Gordon [24], процессы Platsol [25] и CESL (Comineo Engineering Services Ltd.) [26], процесс ГТО [27] (гидротермальная обработка) и др. Один из вариантов технологической схемы с использованием автоклавного выщелачивания приведён на рис. 4.
Противоточная промывка
ния показателей извлечения меди (в частности, из халькопирита) были детально изучены и разработаны ряд технологических решений; к таким технологиям можно отнести: 1 - высокотемпературный процесс, разумно контролируемый в условиях атмосферного
давления (процесс BioCOP [28]); 2 - применение тонкого измельчения с целью увеличения реакционной способности материала без проявления пассивации (технологии BacTech/Mintek [29, 30]); 3 - использование действия специальных добавок (технология Galvanox [31]); 4 - применение инновационных комбинаций технологий переработки (процесс Geocoat [32]), а также варианты технологических решений, таких как технологии HydroCopper [33], Intec Copper Process [34], Albion [35]. Стоит отметить, что вариант атмосферного окисления обладает более низкими капитальными и эксплуатационными затратами относительно автоклавных методов и биоокисления.
В результате анализа существующих вариантов и схем переработки было принято решение о более по-
дробном изучении последнего из упомянутых ранее вариантов (процесс Альбион). Данная технология, разработанная в 1994 г. [36], нетребовательна к составу используемого сырья, что делает переработку низкосортных медных концентратов рентабельным процессом (технологическая схема приведена на рис. 5). Помимо этого, преимуществом данной технологии также является низкая капиталозатратность относительно автоклавных способов переработки. В связи с этим в дальнейшем будет проведён ряд лабораторных опытов с целью определения целесообразности применения данной технологии, а также достижения желаемых результатов при использовании выбранной схемы переработки медных концентратов с высоким содержанием цинка.
Рис. 5. Технологическая схема процесса Albion Fig. 5. Albion process flow diagram
Как было отмечено ранее, переработку сложного по составу мультикомпонентного сырья важно осуществлять таким образом, чтобы достичь как можно большего извлечения всех ценных компонентов, при этом на текущий момент показатели комплексности переработки применяемых методов далеки от рациональных. Одним из вариантов решения данного вопроса является проведение операций гидрометаллургического кондиционирования. Разработка технологии по кондиционированию низкосортных цинксо-держащих медных концентратов, гарантирующей как улучшение качества, так и получение дополнительной продукции (основа которой представлена цинком) с высокой добавочной стоимостью, позволит в максимальной степени уменьшить потери меди и цинка, повысить уровень сорта некондиционного медного концентрата до товарного, а также осуществить выпуск дополнительной товарной продукции - цинко-
вый концентрат. Так, ожидается, что при проведении сернокислотного высокотемпературного атмосферного выщелачивания медного концентрата с высоким содержанием цинка в непрерывном режиме показатели извлечения меди и цинка будут достигать уровня ~90 %. Таким образом, всё вышеперечисленное позволит минимизировать потери ценных компонентов, оптимизировать операции дальнейшей переработки, достичь лучших показателей извлечения и, как следствие, увеличить прирост денежного потока.
Заключение
На текущий момент удовлетворение растущего спроса на цветные металлы в России в большинстве своём осуществляется за счёт роста объёмов добычи руды (всё больше в отработку вовлекаются месторождения с неблагоприятными горнотехническими условиями: малой мощностью, сложной геометрией и
невыдержанностью рудных тел, а также низким содержанием полезного компонента в рудах) вместо внедрения усовершенствованных технологий её глубокой переработки, а также разработки последующих комплексных схем извлечения ценных компонентов из концентратов. По этой причине свыше 90 % добытых руд (в том числе медно-колчеданных) всё ещё направляются в хвостохранилища, несмотря на содержание в этих отвалах, помимо вредных составляющих, ценных компонентов, редких элементов и благородных металлов. В связи с этим крайне актуальным является вопрос поиска и изучения вариантов комплексной переработки таких мультикомпонент-ных и сложнообогатимых материалов.
В настоящий момент запасы богатых и рядовых руд истощаются, вследствие чего в большей мере прибегают к эксплуатации месторождений с низкими содержаниями полезных компонентов [20, 37, 38]. Около половины меди, существенная доля серебра и почти весь цинк, кадмий и индий добываются в России из руд колчеданных месторождений, из которых также попутно извлекают золото, никель, кобальт и другие полезные компоненты [12].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Государственный доклад «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2020 году». - М.: Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации, 2021. - 568 с.
2. Пешков А.М. Обоснование требований к качеству руд и техногенного сырья при комплексном освоении медно-колчеданных месторождений Урала: дис. ... канд. техн. наук. - М., 2014. - 160 с.
3. Горнодобывающая промышленность. URL: https://www.ugmk. com/activity/primary_production/gornodobyvayushchaya-promyshlennost/ (дата обращения: 09.09.2022).
4. Баранников А.Г. Поиски и разведка ведущих геолого-промышленных типов месторождений полезных ископаемых. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2011. - 183 с.
5. ФБУ «Государственная комиссия по запасам полезных ископаемых». Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Медные руды. - М.: ФГУ ГКЗ, 2007. - 40 с.
6. Кривцов А.И., Клименко Н.Г. Минеральное сырье. Медь: справочник. - М.: Геоинформмарк, 1997. - 52 с.
7. Быховер Н.А. Распределение мировых ресурсов минерального сырья по эпохам рудообразования. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Недра, 1984. - 576 с.
8. Опыт освоения месторождений медно-порфирового типа на Урале / И.А. Алтушкин, В.В. Левин, А.В. Сизиков, Ю.А. Король // Записки Горного института. - 2017. - Т. 228. - С. 641-648.
9. Контарь Е.С. Геолого-промышленные типы месторождений меди, цинка, свинца на Урале (геологические условия размещения, история формирования, перспективы): научная монография. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2013. - 199 с.
10. Опекунов А.Ю., Опекунова М.Г. Геохимия техногенеза в районе разработки Сибайского медно-колчеданного месторождения // Записки Горного института. - 2013. - Т. 203. - С. 196-204.
11. Родное рудное сердце Башкирии - Учалинский ГОК. URL: https://mkset.ru/article/general/01-04-2021/rodnoe-rudnoe-serdtse-bashkirii-uchalinskiy-gok (дата обращения: 09.09.2022).
12. Детализация морфологии рудной залежи Ново-Учалинского колчеданного месторождения (Южный Урал) / А.В. Спирина, В.В. Макаров, И.Б. Моисеев, И.В. Викентьев // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. - 2020. -T. 63. - № 2. - С. 35-46.
13. Александрова Т.Н., Ушаков Е.К., Орлова А.В. Метод типизации медно-цинковых руд сложного состава с применением
Вовлечение в переработку материалов со всё более низкими содержаниями полезных компонентов становится неизбежным с каждым годом. В частности, один из ярких примеров такого комплексного сырья - колчеданные медно-цинковые руды, являющиеся одним из основных источников получения медных и цинковых концентратов. Предмет выбора и разработки технологии их обогащения и переработки с высокими выходными показателями является крайне затруднительным и требующим поиска рационального комплексного решения [38].
В 2021 г. Главгосэкспертизой России было выдано положительное заключение по проекту отработки запасов руды Ново-Учалинского месторождения (с балансовыми запасами порядка 116 млн т) подземным способом. Предполагаемый объем добычи после окончания всех разработок и выхода на полную мощность составит 4,5 млн т руды в год. Предприятие специализируется на добыче и переработке медно-колчеданных руд и последующем получении цинкового, медного и пиритного концентратов. УГОК осуществляет добычу руд на Узельгинском, Учалинском, Ново-Учалинском, Озёрном, Западно-Озёрном, Молодёжном и Талганском месторождениях [39].
нейросетевых моделей // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). -2020. - № 5. - С. 140-147.
14. Пирожок П.И. Геологическое строение, зональность и генезис Новоучалинского колчеданного месторождения (Южный Урал) // Известия УГГУ. - 2016. - T. 43. - № 3. - С. 7-12.
15. Совершенствование техники и технологии на Учалинской обогатительной фабрике в период 2000-2008 гг. / И.А. Абд-рахманов, Р.А. Ягудин, А.В. Зимин, М.А. Арустамян, Е.П. Калинин // Горный журнал. - 2008. - № 1. - C. 78-82.
16. Прокин В.А., Буслаев Ф.П., Исмагилов М.И. Медноколчедан-ные месторождения Урала. Геологическое строение. - Свердловск: УрО АН СССР, 1988. - 248 с.
17. УГОК. Основное производство. Обогатительная фабрика. URL: https ://www.ugok.ru/ru/activity/primary_production/ obogatitelnaya-fabrika/ (дата обращения: 09.09.2022).
18. Kobylyanski A., Zhukova V., Grigoreva V., Boduen A.Ya. Recent technologies in selective removal of arsenic in copper ore processing. Advances in Raw Material Industries for Sustainable Development Goals. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2021. pp. 196-202.
19. Theoretical foundations and technological capabilities of hydrocarbonyl process of recovering copper from technogenic wastes / I.V. Fedoseev, M.S. Barkan, A.V. Kornev, A.S. Danilov // Journal of Ecological Engineering. - 2018. - V. 19 (5). - P. 33-37.
20. Аммиачно-автоклавная технология переработки низкокачественных концентратов флотационного обогащения медистых песчаников / А.Я. Бодуэн, С.Б. Фокина, Г.В. Петров, Ю.В. Андреев // Обогащение руд. - 2019. - № 2. - С. 33-38.
21. Пожидаева С.Д., Агеева Л.С., Иванов А.М. Сравнительная характеристика окисления цинка и олова с участием кислот при комнатных температурах // Записки Горного института. -2019. - Т. 235. - С. 38-46.
22. Хайнасова Т.С. Факторы, влияющие на бактериально-химические процессы переработки сульфидных руд // Записки Горного института. - 2019. - Т. 235. - С. 47-54.
23. Two-stage leaching of copper-zinc concentrate containing tennantite / A.V. Artykova, V.S. Melamud, A.Ya. Boduen, A.G. Bulaev // AGRITECH-III-2020. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. - 2020. - P. 548.
24. Зайцев П.В., Шнеерсон Я.М. Автоклавные переработки медьсодержащего сырья // Цветные металлы. - 2016. - № 4. - С. 26-31.
25. Sinisalo P., Lundstrom M. Refining approaches in the platinum group metal processing value chain - a review // Metals. - 2018. -V. 8 (4). - P. 1-12.
26. Wieszczycka K. Wastes generated by mineral extraction industries // Physical Sciences Reviews. - 2018. - V. 3 (6). - P. 1-22.
27. Weidenbach M., Dunn G., Yong Yong Teo. Removal of impurities from copper sulfide mineral concentrates // ALTA 7th Nickel-Cobalt-Copper Conference. - Perth, Australia, 2016. - P. 335-351.
28. Batty J.D., Rorke G.V. Development and commercial demonstration of the BioCOP™ thermophile process // Hydrometallurgy. - 2006. - V. 83. - P. 83-89.
29. Van Staden P.J. The Mintek/Bactech copper bioleach process // ALTA 1998 Copper Sulphides Symposium. - Brisbane: ALTA Metallurgical Services, 1998. - P. 507-520.
30. Gericke M., Neale J.W., Van Staden P.J. Mintek perspective of the past 25 years in minerals bioleaching // J. South. Afr. Inst. Min. Metall. - 2009. - V. 109. - P. 567-585.
31. Dixon D.G., Mayne D.D., Baxter K.G. GalvanoxTM - a novel galvanically assisted atmospheric leaching technology for copper concentrates // Canadian Metallurgical Quarterly. - 2008. -V. 47 (3). - P. 327-336.
32. Harvey T.J., Bath M. The GeoBiotics GEOCOAT Technology -Progress and Challenges // Biomining / Eds. D.E. Rawlings, D.B. Johnson. - Berlin, Heidelberg: Springer, 2007. - P. 97-112.
33. Dissolution of six sulfide concentrates in the Hydrocopper environment / M. Lundstrom, J. Liipo, J. Karonen, J. Aromaa // The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, Base Metals Conference. - Botswana, 2009. - P. 127-138.
34. Sammut D., Welham N.J. The Intec copper process: a detailed environmental analysis // Green Processing. - Cairns, QLD, 29-31 May 2002. - P. 115-124.
35. Albion process. Simplicity in leaching. Introduction to the Albion process // Albion Process™ Simplicity in leaching. URL: https://www.albionprocess.com/en/Pages/home.aspx (дата обращения: 09.09.2022).
36. Hourn M., Turner D.W. Commercialisation of Albion process // Nickel-Cobalt-Copper, Uranium & Gold Conference. - Perth, Australia, 2012. - P. 231-248.
37. Обзор современных технологий переработки упорных золотосодержащих руд и концентратов с применением азотной кислоты / Д.В. Гордеев, Г.В. Петров, А.В. Хасанов, О.В. Севери-нова // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2022. - Т. 333. - № 1. - С. 214-224.
38. Бодуэн А.Я., Иванов Б.С., Коновалов Г.В. Влияние повышения качества медных концентратов на эффективность их переработки // Записки Горного института. - 2011. - Т. 192. -С. 46-48.
39. Главгосэкспертиза одобрила проект отработки Ново-Учалинского рудника в Башкирии. URL: https://gge.ru/press-center/news/glavgosekspertiza-odobrila-proekt-otrabotki-novo-uchalinskogo-rudnika-v-bashkirii/ (дата обращения: 09.09.2022).
Поступила: 22.11.2022 г.
Прошла рецензирование: 07.12.2022 г.
Информация об авторах
Васильева А.А., аспирант кафедры металлургии, Санкт-Петербургский Горный университет.
Бодуэн А.Я., кандидат технических наук, доцент кафедры металлургии, Санкт-Петербургский Горный университет.
UDC 669.02.09
MINERALOGICAL FEATURES AND PROCESSING OF COPPER ZINC-CONTAINING CONCENTRATES (UCHALINSKY MINING AND PROCESSING PLANT)
Anna A. Vasileva1,
Anna Ya. Boduen1,
1 Saint-Petersburg Mining University, 2, 21st Line, Saint-Petersburg, 199106, Russia.
Relevance. Copper-pyrite ores of Russia are the basis of the mineral resource base of the country's metallurgical industry, primarily providing copper and zinc, and metals such as Pb, Au, Ag, etc. Today, about 25 % of the total balance reserves of zinc of the country is in the composition of copper pyrite ores, the role of the main component in which is performed by copper. The result of the flotation enrichment of copper pyrite ores is the production of substandard copper concentrates (Cu content ~15-20 %, Zn content >5 %). The pyrometal-lurgical processing of such materials into blister copper is characterized by high costs, as well as irretrievable losses of valuable components. Today, the issues of studying the characteristics of raw materials and deposits, developing technologies for processing copper- and zinc-containing materials, as well as analyzing existing and promising processing options are relevant and, as a result, can have positive effect both in terms of the complexity of using raw materials, improving the quality of the resulting products and the degree of their extraction, and, consequently, from an economic point of view.
The aim: analysis of the characteristics of copper zinc-bearing ores, in particular, the ores of the Uchalinsky and Verkhneuralsky copper ore regions enriched at the Uchalinsky mining and processing plant, mineralogical assessment of the concentrates of the Uchalinsky mining and processing plant, followed by the selection of promising options for processing low-grade copper concentrates based on hydro-metallurgical processing methods.
Methods. The analysis of data on the main types of copper deposits, the characteristics of copper pyrite ores in Russia, as well as more detailed data on ores enriched at the mining and processing plant was carried out on the basis of a review of domestic and foreign literary and information sources. Also, an analysis of the concentrate and middlings of the Uchalinsky mining and processing plant was carried out. Due to the information obtained through the combination of the above methods, an assessment was made and information on possible options for improving the processing technologies of the studied raw materials was presented.
Results. Thanks to the study and development of more integrated approaches in processing materials with a low content of useful components and complex raw materials, in particular, studied in this work, in the future it will be possible to achieve improved technological performance from both an economic and environmental point of view. In this paper, the raw materials and products used and obtained, respectively, at the Uchalinsky mining and processing plant, the Republic of Bashkiria, will be considered in more detail.
Key words:
copper concentrates, hydrometallurgical conditioning, atmospheric leaching, sulphide raw material, autoclave oxidation, mechanical activation.
REFERENCES
Krivtsov A.I., Klimenko N.G. Mineralnoe syre. Med: spravochnik [Mineral raw materials. Copper: handbook]. Moscow, Geoin-
Gosudarstvenny doklad «0 sostoyanii i ispolzovanii mineralno- formmark Publ., 1997. 52 p.
syrevykh resursov Rossiyskoy Federatsii v 2020 godu» [State re- 7. Bykhover N.A. Raspredelenie mirovykh resursov mineralnogo port «On the state and use of mineral resources of the Russian syrya po epokham rudoobrazovaniya [Distribution of world re-
nd
Federation in 2020»]. Moscow, Ministry of Natural Resources and sources of mineral raw materials by epochs of ore formation]. 2
Ecology of the Russian Federation Publ., 2021. 568 p. ed. Moscow, Nedra Publ., 1984. 576 p.
Peshkov A.M. Obosnovanie trebovaniy k kachestvu rud i 8. Altushkin I.A., Levin V.V., Sizikov A.V., Korol Yu.A. Experience
tekhnogennogo syrya pri kompleksnom osvoenii medno- in the development of porphyry copper deposits in the Urals.
kolchedannykh mestorozhdeniy Urala. Diss. Kand. nauk [Substan- Journal of Mining Institute, 2017, vol. 228, pp. 641-648. In Rus.
tiation of requirements for the quality of ores and technogenic raw 9. Kontar E.S. Geologo-promyshlennye tipy mestorozhdeniy medi,
materials in the complex development of copper pyrite deposits in tsinka, svintsa na Urale (geologicheskie usloviya razmeshcheniya,
the Urals. Cand. Diss.] Moscow, 2014. 160 p. istoriya formirovaniya, perspektivy): nauchnaya monografiya
Gornodobyvayushchaya promyshlennost [Mining Industry]. [Geological and industrial types of deposits of copper, zinc, lead in
Available at: https://www.ugmk.com/activity/primary_production/ the Urals (geological conditions of location, history of formation,
gornodobyvayushchaya-promyshlennost/ (accessed 9 September prospects): scientific monograph]. Ekaterinburg, USMU Publ.,
2022). 2013. 199 p.
Barannikov A.G. Poiski i razvedka vedushchikh geologo- 10. Opekunov A.Yu., Opekunova M.G. Geochemistry of technogene-
promyshlennykh tipov mestorozhdeniy poleznykh iskopaemykh sis in the area of development of the Sibay copper-pyrite deposit.
[Search and exploration of leading geological and industrial types Journal of Mining Institute, 2013, vol. 203, pp. 196-204. In Rus.
of mineral deposits]. Ekaterinburg, USMU Publ., 2011. 183 p. 11. Rodnoe rudnoe serdtse Bashkirii - Uchalinskiy GOK [Native ore
FBU «Gosudarstvennaya komissiya po zapasam poleznykh is- heart of Bashkiria - Uchalinsky plant]. Available at:
kopaemykh». Metodicheskie rekomendatsiipoprimeneniyu Klassi- https://mkset.ru/article/general/01-04-2021/rodnoe-rudnoe-serdtse-
fikatsii zapasov mestorozhdeniy i prognoznykh resursov tverdykh bashkirii-uchalinskiy-gok (accessed 9 September 2022).
poleznykh iskopaemykh. Mednye rudy [Guidelines for the applica- 12. Cpirina A.V., Makarov V.V., Moiseev I.B., Vikentev I.V. Detail-
tion of the classification of deposits and inferred resources of solid ing the morphology of the ore deposit of the Novo-Uchalinskoe
minerals. Copper ores]. Moscow, Federal State Institution «State pyrite deposit (Southern Urals). Proceedings of higher educational
Commission for Mineral Reserves» Publ., 2007. 40 p. establishments. Geology and Exploration, 2020, vol. 63, no. 2,
pp. 35-46. In Rus.
13. Aleksandrova T.N., Ushakov E.K., Orlova A.V. Method of typing of copper-zinc ores of complex composition using neural network models. Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal), 2020, no. 5, pp. 140-147. In Rus.
14. Pirozhok P.I. Geological structure, zonality and genesis of the No-vouchalinsky sulfide deposit (Southern Urals). News of the Ural State Mining University, 2016, vol. 43, no. 3, pp. 7-12. In Rus.
15. Abdrakhmanov I.A., Yagudin R.A., Zimin A.V., Arusta-myan M.A., Kalinin E.P. Improvement of equipment and technology at the Uchalinsky enrichment plant in the period 2000-2008. Mining Journal, 2008, no. 1, pp. 78-82. In Rus.
16. Prokin V.A., Buslaev F.P., Ismagilov M.I. Mednokolchedannye mestorozhdeniya Urala. Geologicheskoe stroenie [Copper pyrite deposits in the Urals. Geological structure]. Sverdlovsk, UrO AN SSSR Publ., 1988. 248 p.
17. UGOK. Osnovnoe proizvodstvo. Obogatitelnaya fabrika [Ucha-linskiy GOK. Primary production. Enrichment enterprise]. Available at: https://www.ugok.ru/ru/activity/primary_production/ obo-gatitelnaya-fabrika/ (accessed 9 September 2022).
18. Kobylyanski A., Zhukova V., Grigoreva V., Boduen A.Ya. Recent technologies in selective removal of arsenic in copper ore processing. Advances in Raw Material Industries for Sustainable Development Goals. CRC Press, Taylor & Francis Group, 2021. pp. 196-202.
19. Fedoseev I.V., Barkan M.S., Kornev A.V., Danilov A.S. Theoretical foundations and technological capabilities of hydrocarbonyl process of recovering copper from technogenic wastes. Journal of Ecological Engineering, 2018, vol. 19 (5), pp. 33-37.
20. Boduen A., Fokina S., Petrov G., Andreev Yu. Ammonia autoclave technology for the processing of low-grade concentrates generated in flotation concentration of cupriferous sandstones. ObogashchenieRud, 2019, vol. 2, pp. 33-38. In Rus.
21. Pozhidaeva S.D., Ageeva L.S., Ivanov A.M. Comparative characteristics of the oxidation of zinc and tin with the participation of acids at room temperatures. Journal of Mining Institute, 2019, vol. 235, pp. 38-46. In Rus.
22. Khaynasova T.S. Actors affecting bacterial and chemical processes of processing sulfide ores. Journal of Mining Institute, 2019, vol. 235. pp. 47-54. In Rus.
23. Artykova A.V., Melamud V.S., Boduen A.Ya., Bulaev A.G. Two-stage leaching of copper-zinc concentrate containing tennantite. AGRITECH-III-2020. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2020, pp. 548.
24. Zaitsev P.V., Shneerson Ya.M. Autoclave processing of copper-containing raw materials. Metals and Alloys, 2016, no. 4, pp. 26-31. In Rus.
25. Sinisalo P., Lundstrom M. Refining approaches in the platinum group metal processing value chain - a review. Metals, 2018, vol. 8, no. 4, pp. 1-12.
26. Wieszczycka K. Wastes generated by mineral extraction industries.
Physical Sciences Reviews, 2018, vol. 3, no. 6, pp. 1-22.
27. Weidenbach M., Dunn G., Yong Yong Teo. Removal of impurities from copper sulfide mineral concentrates. ALTA 7th Nickel-Cobalt-Copper Conference. Perth, Australia, 2016. pp. 335-351.
28. Batty J.D., Rorke G.V. Development and commercial demonstration of the BioCOP™ thermophile process. Hydrometallurgy, 2006, vol. 83, pp. 83-89.
29. Van Staden P.J. The Mintek/Bactech copper bioleach process. ALTA 1998 Copper Sulphides Symposium. Brisbane, ALTA Metallurgical Services, 1998. pp. 507-520.
30. Gericke M., Neale J.W., Van Staden P.J. Mintek perspective of the past 25 years in minerals bioleaching. J. South. Afr. Inst. Min. Metall, 2009, vol. 109, pp. 567-585.
31. Dixon D.G., Mayne D.D., Baxter K.G. Galvanox™ - a novel gal-vanically assisted atmospheric leaching technology for copper concentrates. Canadian Metallurgical Quarterly, 2008, vol. 47, no. 3, pp. 327-336.
32. Harvey T.J., Bath M. The GeoBiotics GEOCOAT Technology -Progress and Challenges. Biomining. Eds. D.E. Rawlings, D.B. Johnson. Berlin, Heidelberg, Springer, 2007. pp. 97-112.
33. Lundstrom M., Liipo J., Karonen J., Aromaa J. Dissolution of six sulfide concentrates in the Hydrocopper environment. Base Metals Conference. Botswana, The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 2009. pp. 127-138.
34. Sammut D., Welham N.J. The Intec copper process: a detailed environmental analysis. Green Processing. Cairns, QLD, 29-31 May 2002. pp. 115-124.
35. Albion process. Simplicity in leaching. Introduction to the Albion Process. Available at: https://www.albionprocess.com/en/Pages/ home.aspx (accessed 9 September 2022)
36. Hourn M., Turner D.W. Commercialisation of Albion Process. Nickel-Cobalt-Copper, Uranium & Gold Conference. Perth, Australia, 2012. pp. 231-248.
37. Gordeev D.V., Petrov G.V., Khasanov A.V., Severinova O.V. Review of modern processing technologiesof refractory gold ores and concentrates with use of nitric acid. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering, 2022, vol. 333, no. 1, pp. 214-223. In Rus.
38. Boduyen A.Ya., Ivanov B.S., Konovalov G.V. The impact of improving the quality of copper concentrates on the efficiency of their processing. Journal of Mining Institute, 2011, vol. 192, pp. 46-48. In Rus.
39. Glavgosekspertiza odobrila proekt otrabotki Novo-Uchalinskogo rudnika v Bashkirii [The main state expertise approved the development project of the Novo-Uchalinsky mine in Bashkiria]. Available at: https://gge.ru/press-center/news/glavgosekspertiza-odobrila-proekt-otrabotki-novo-uchalinskogo-rudnika-v-bashkirii/ (accessed 9 September 2022).
Received: 22 November 2022.
Reviewed: 7 December 2022.
Information about the authors
Anna A. Vasileva, postgraduate student, Saint-Petersburg Mining University. Anna Ya. Boduen, Cand. Sc., assistant professor, Saint-Petersburg Mining University.
