Состояние и перспективы промышленного использования биогидрометаллургической технологии извлечения золота из упорных руд

Резник Ю.Н., ШумиловаЛ.В. УДК 622.342

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ УПОРНЫХ РУД_

Стремительные темпы процессов урбанизации привели к образованию множества новых мегаполисов с мощной инфраструктурой, что вызвало резкое возрастание антропогенной нагрузки на окружающую среду. Накопление огромного количества отходов жизнедеятельности человека уже сегодня является причиной деградации биосферы и создает прямую угрозу здоровью и жизни людей. В современных условиях на каждого жителя планеты ежегодно добывается около 20 т сырья, которое с использованием 800 т свежей воды, 2500 Вт мощности перерабатывается в готовую продукцию. Выход конечных продуктов составляет 2% от массы сырья. Все остальное - техногенные отходы.

К настоящему времени на территории России накоплено около 80 млрд.т. твердых отходов различного типа, из них 22 % составляют вскрышные породы и другие отходы горнорудной промышленности.

Взаимоотношения человека и среды обитания сейчас обострились. Возникла проблема, которая по сути своей выражает противоречие между необходимостью постоянного увеличения изъятия природного вещества со всеми вытекающими последствиями и насущной потребностью улучшения условий жизни, что немыслимо без сохранения благоприятных условий среды. Сейчас чрезвычайно актуально создание таких технологических процессов, которые бы способствовали предотвращению образования отходов или использовали отходы в качестве вторичных сырьевых, были бы экологически безопасны.

Как микробиологи, так и геологи давно осознали тот факт, что микроорганизмы играют важную роль в концентрировании и распределении химических элементов в литосфере. Это особенно справедливо для многих

металлов, которые, являясь существенными компонентами сложных биологических реакций, необходимы для поддержания метаболизма у большинства микроорганизмов. Химические элементы непосредственно включаются во внутриклеточные биохимические реакции, вследствие этого микроорганизмы могут их накапливать или выделять в концентрированном виде. Железо и сера являют собой характерный пример химических элементов, которые могут, как окисляться, так и восстанавливаться различными микроорганизмами, являясь источником энергии. Способность микроорганизмов принимать участие в круговороте металлов и положена в основу нового направления биогеотехнологии металлов.

В последние годы произошло значительное истощение запасов сложных и простых в переработке руд цветных металлов. Нарастает необходимость вовлечения в промышленную эксплуатацию комплексных, упорных, бедных, забалансовых руд, отходов горно-обогатительного производства.

При этом традиционные технологии оказываются мало эффективными и экономически нецелесообразными. Именно биотехнологические методы переработки обеспечивают высокий уровень технико-экономических показателей, не обезображивают поверхность земли, не отравляют воздух и не загрязняют водоемы сточными водами. Применение биологических методов интенсифицирует процессы переработки минерального сырья и удешевляет их.

Сульфатвосстанавливающие бактерии в анаэробных условиях восстанавливают сульфаты, сульфиты, тиосульфата, иногда серу.

В процессе разрушения горных пород участвуют также некоторые гетеротрофные

микроорганизмы, использующие в качестве источника энергии органические вещества и выделяющие в качестве метаболитов органические кислоты. Так, силикатные породы разрушаются представителями рода Bacillus, Aspergillus, Pencillin и др.

Процесс выщелачивания осуществляется, как правило, с участием, бактериальной ассоциации микроорганизмов, выделенной из того же месторождения, что и минералы, которые должны быть переработаны. С помощью непрерывного культивирования можно получить штаммы, адаптированные к разным металлам, железу, меди, кобальту, урану, хрому, мышьяку и др.

Процесс бактериального выщелачивания является сложным, многофакторным. Практически невозможно разделить те реакции, которые непосредственно ускоряются бактериями и те, которые протекают просто как химические. Тем не менее, в литературе часто употребляют термины "прямые" и "непрямые" методы бактериального окисления металлов. Эти понятия относятся к растворению сульфидных пород непосредственно бактериями и с помощью железа III, образовавшегося при бактериальном окислении железа (II).

Самым распространенным сульфидным минералом является пирит — FeS2. Он присутствует как сопутствующий минерал практически во всех промышленных сульфидных отложениях.

Бактериальное окисление является сложным процессом, включающим: адсорбцию микроорганизмов на поверхности минерала и горной породы; деструкцию кристаллической решетки; транспорт в клетку минеральных элементов; внутриклеточное окисление.

Механизм бактериального выщелачивания окончательно не установлен. Считается, что Thiobacillus ferrooxidans окисляют сульфидные минералы до водорастворимых сульфатов прямым и косвенным путем.

Согласно одному из распространенных предположений (косвенный путь), роль бактерий сводиться к биокаталитическому ускорению реакций, протекающих достаточно медленно в обычных условиях. Биокаталитическое ускорение достигается в результате окисления бактериями сульфита закиси железа до сульфата окиси после того, как FeS04 образуется в результате химического окисления сульфидов железа.

Биокаталитическое ускорение достигается при окислении бактериями сульфита заки-

си железа до сульфата окиси после того, как FeSО4 образуется в результате химического окисления сульфидов железа:

2FeS2 + 702 + 2Н20 = 2FeSO4 + 2Н£04,

ТЫег.

4FeSO4 + 2Ц304 + O2 = 2Fe2(SO4)з + 2НД

Образующийся в результате жизнедеятельности бактерий сульфат окиси железа взаимодействует с сульфидными минералами:

FeS2 + 7Fe2(SO4)3 + 8Н20 = 15FeSO4 + 8Ц304,

FeS2 + Fe2(S04)3 = 3FeSO4 + 2S,

Си.3 + 2Fe2(SO4)3 = 2CuSO4 + 4FeSO4 + S, CuFeS2 + 2Fe2(SO4)3 = ^04 + 5FeSO4 + 2S.

Сера окисляется в присутствии бактерий до серной кислоты:

S +1 у2ъо2 + Н2О = НЗО4.

Биохимическое выщелачивание осуществляется с использованием культуры ТЫоЬасШш ferrooxidans и проводится при следующих условиях: рН = 2,5-3,5; окислительно-восстановительный потенциал (Ек) — от 400-750 мВ; аэрация бактериальных растворов — 1-3 м3 на 1 м3 бактериального раствора в час; концентрация активных бактерий в выщелачивающем растворе не менее 105-106 кл/мл.

На основании электронно-микроскопических исследований высказана гипотеза прямого механизма окисления серы и сульфидных минералов тионовыми бактериями; Согласно этой гипотезе сера и сульфидные минералы окисляются в месте контакта бактерий с минеральной поверхностью с помощью мембранных структур, причем важную роль в этом контакте играют вещества слизистого капсулоподобного слоя.

Суть прямого механизма заключается в окислении серы и сульфидных минералов в результате электронных процессов, протекающих в ферментных системах растущих клеток, которые сопровождаются синтезом макроэргических фосфатов. Энергия макро-эргических фосфатов используется для ассимиляции углекислоты и синтеза клеточного материала.

Подтверждением прямого механизма окисления являются результаты исследований бактериального выщелачивания сульфидных минералов, на основании которых выявлена четкая связь извлечения металла от концентрации клеток, адсорбированных на минеральной поверхности частиц.

При принятии решения об использовании бактерий в технологиях выщелачивания определя-

ющей является оценка благоприятности перерабатываемых сульфидных руд для биохимического выщелачивания.

При бактериальном выщелачивании к характеристикам перерабатываемых объектов, существенно влияющим на жизнедеятельность бактерии, относятся размеры объекта, его проницаемость, текстура и структура горных пород.

Важными характеристиками для технологии являются крупность рудного материала, вещественный, химический, минералогический состав руд и вмещающих горных пород, массовая доля и распределение пирита и т. п.

С точки зрения минералогического состава благоприятным для биохимического выщелачивания (БВ) является наличие минералов, склонных к биоокислению и являющихся источником питательных веществ для бактерий. Среди характеристик твердой фазы существенное значение имеют крупность и форма рудных частиц, размеры пор, размеры и строение минеральных зерен. Чем больше поверхность контакта бактериального раствора реагента с рудными минералами, тем активней протекает процесс биохимического окисления. Благоприятными факторами в этом случае являются также характеристики руды как, тонкая вкрапленность минеральных зерен, склонность породной матрицы разрушаться под действием реагентов, пористость, трещиноватость. Неблагоприятными для биохимического выщелачивания являются сплошные массивные руды.

При организации бактериального выщелачивания сульфидных руд в промышленных масштабах основной задачей является создание и поддержания необходимых условий, обеспечивающих жизнедеятельность и размножение бактерий. Высокая скорость биохимического выщелачивания достигается при концентрации активных бактерий в выщелачивающем растворе не менее 105 - 106 клеток на 1 мл. пульпы.

Принципиальная возможность использования гетеротрофных бактерий для выщелачивания самородного золота из руд была показана И. Паре в начале 60-х годов XX столетия.

В процессах биохимического выщелачивания сульфид ных руд участвуют автотрофные бактерии, способные окислять серу, тиосульфат, а также двухвалентное железо. К таким бактериям относятся тионовые бактерии: ТЫоЬасШш ferrooxidans, ТЫоЬасШш thiooxidans, ТЫоЬасШш Шюратш, ТЫоЬасШш thiocyanooxidans и т.д., а также такие культуры, как: Ferrooxidans sulfooxidans, Ferrooxidans ferrooxidans и др.

В процессах биохимического окисления сульфидных руд основная роль принадлежит бактериям ТЫоЬасШш ferrooxidans. Эти бакте-

рии окисляют практически все известные сульфидные минералы, используя выделяющуюся при этом энергию для построения клеточной структуры, ассимиляция углерода и других жизненно важных функций.

В следующие годы в ходе многочисленных исследований микрофлоры рудничных вод и пород золоторудных месторождений была выделена группа золоторастворяющих бактерий, к наиболее активным из которых относится Вас. Megatherium 20, Вас. Megatherium 30, Вас. Megathericus niger 12, Ps. Ucufaciens 9.

Исследование механизма бактериального выщелачивания золота гетеротрофными микроорганизмами показало, что растворение золота может протекать в результате непосредственного окисления его бактериями, но, в основном осуществляется под действием аминокислот, образующихся в результате их жизнедеятельности (метаболизма).

Продукты метаболизма гетеротрофных бактерий, представляют собой смесь аминокислот. Растворы аминокислот (продукты метаболизма) получают при культивировании бактерий на леп-тонной (смесь продуктов неполного гидролиза белков), мелассной (отходы свеклосахарного производства) и других органо-минеральных смесях. Наиболее благоприятным источником азота для синтеза золоторастворяющих кислот являются мочевина и двузамещенный фосфат аммония, а лучшими источниками углерода - глюкоза и меласса. Культивирование в оптимальных условиях позволяет получать растворы с концентрацией аминокислот 12 - 14,5 г/л.

При взаимодействии золота с аминокислотами образуется водорастворимое комплексное соединение. Связь золота в аминокислотном комплексе осуществляется за счет электрического притяжения иона AiT ионизированной в щелочной среде карбоксильной группой и донор-но-акцепторным взаимодействием его с атомом азота аминогруппы. Наиболее прочные комплексы золото образует с аспарагином и гистидином.

В присутствии продуктов метаболизма гетеротрофных бактерий скорость бактериального выщелачивания значительно возрастает. Концентрация золота при выщелачивании в течение месяца в аминокислотных растворах достигает до 0,5 - 0,7 мг/л.

В результате воздействия различных мутагенных факторов (этиленамин, УФ - облучение) получены активные мутанты, значительно превосходящие природные штаммы гетерофных бактерий по золоторастворяющей способности. Скорость растворения золота продуктами метаболизма таких бактерий в 5 - 10 раз выше, чем «ди-

ких» штаммов (до 4,5 - 7,5 мг/л за месяц). Введение окислителя в биологический раствор существенно повышает растворимость золота.

Скорость извлечения металла при промышленном выщелачивании руд и отвалов зависит от многих факторов: активности культуры микроорганизмов; качество руды и степени ее дисперсности; скорости фильтрации выщелачивающего раствора; аэрации.

В конце 60-х годов были начаты исследования и испытания по кучному бактериальному выщелачиванию золота из бедного рудного сырья. Компания Carlin Yold Mining применяет на руднике Carlin кучное выщелачивание золота. Руда с содержанием металла 2 г/т дробится до -18,6 мм, сваливается на асфальтовую площадку и обрабатывается выщелачивающим раствором в течение 8 дней, затем руда промывается и убирается погрузчиком в хвос-тохранилище. На руднике имеется 4 площадки, на каждой размещается 1400 т руды. В период с апреля по октябрь ежемесячно перерабатывается около 10000 т руды с извлечением золота 70% [1].

В холодное время работы приостанавливаются. В настоящее время в США кучным выщелачиваем, перерабатываются руды более 100 месторождений, и обеспечивается более трети объема добычи золота.

Учитывая экстенсивность процесса БВ и связанные с этим значительные энергетические затраты. Принято считать, что объектами применения данной технологии должны являться зологосодер-жащие концентраты или богатые руды с относительно высоким содержанием упорного (не-извлёкаемого цианированием) золота. Однако при определенных условиях биогидрометаллургичес-кая технология может оказаться полезной и при переработке бедного золоторудного сырья, включая низкосортные руды, рудные отвалы и лежалые хвосты цианирования. В данном случае имеются в виду энергосберегающие варианты кюветного и кучного (полигонного) БВ.

Последний вариант (полигонное БВ) предпочтителен при доизвлечении золота из лежалых хвостов цианирования упорных золотосодержащих руд, заскладированных в отработанных хвостохра-нилищах.

В качестве примера можно сослаться на описанный в зарубежной печати [2 ]опыт переработки лежалых хвостов одной из золотоизвлекательных фабрик ЮАР, содержащих золото (до 0,5 г/т) и уран (0,25 % U3O8). Слежавшиеся за время хранения шламовые отвалы подвергают рыхлению с помощью дискового плуга на глубину примерно 30 см, что позволяет, превратить их в гранулированную массу,

через которую относительно легко проникают вода, воздух и бактерии. Предварительно шламами, содержащими до 4,5 % пирита, орошают разбавленным раствором Ц304 при расходе кислоты 1.5 кг на I т шлама с целью их подкисления до рН 2-3, что благоприятствует развитию бактерий и стабилизирует структуру рыхлых гранул. Внесение бактерий в разрыхленный шлам рекомендуется производить путем орошения ею бактериальным раствором или же смешиванием первичного шлама с ранее окисленным (поверхностным) сдоем шлама (3-4 см) в соотношении 10:1. Подготовленный шлам собирают в кучи, орошают водой до влажности около 15 % и выдерживают60 сут. для обеспечения необходимой полноты окисления минералов. Затем его выщелачивают водой с целью извлечения урана. Остаток шлама после нейтрализации отправляют для извлечения золота. Описанным способом извлекается до 86-88 % урана и 60 % золота.

Применительно к упорным золотосодержащим рудам технология кучного бактериального выщелачивания (КБВ) предполагает в качестве осязательной подготовительной операции тонкое измельчение руды и ее агломерацию (оком-кование. брикетирование) с использованием специальных связующих материалов и с одновременной пропиткой гранул (брикетов) бактериальными растворами.

Согласно патенту [3], пиритную или арсено-пиритную руду с тонковкрапленным золотом измельчают, пропитывают раствором, содержащим соответствующие бактерии (доля раствора составляет 4-12 % от массы руды), брикетируют и укладывают в кучи высотой 180 см. После этого осуществляют выщелачивание руды кислыми растворами (рН менее 2.5) в течение 200 и более суток с принудительной рециркуляцией растворов. В другом американском патенте [4] предложен способ КБВ сульфидных глинистых руд (в том числе - золотосодержащих), при котором руда подвергается предварительной агломерации с использованием в качестве связующего - водного раствора акрила-мидного полимера с молекулярной массой более 500 тыс. (смесь акриламида с №сульфоалкил-акри-ламидом). Раствор содержит более 1 г/лFe3+ и имеет рН менее 3.

По способу, описанному в [5], частицы измельченной золотосодержащей руды агломерируют в комочки с помощью кислого раствора водорастворимого полимера (1.3<рН<2,5), содержащего серуокисляюшие бактерии. Агломерированную руду укладывают в кучу и подвергают бактериальному выщелачиванию в течение 30-210 сут.

Первым промышленным предприятием, применившим технологию БВ - цианирование, является рудник Фэйвью. В течение длитель-

ного времени (начиная с 1955 г.) переработка упорных золотосодержащих концентратов на руднике осуществлялась с использованием технологии окислительный обжиг - цианирование, обеспечивающей извлечение золота из концентратов на уровне 90 %.

По разработкам фирмы "Дженкор" построена и в 1994 г. введена в эксплуатацию фабрика по переработке сульфидных золотосодержащих концентратов методом биоокисления с последующим цианированием на крупнейшем золотодобывающем предприятии Ганы - Ашанти (рудник Обуоси, 3 линии ВЮХ с 3-мя параллельно работающими реакторами вместимостью по 900 м3).

В 1990 г. в США, штат Невада, компаниями "Ю.С.Голд Корпорейшн" и "Хоумсток Май-нинг" на новой фабрике Тонкий Спрингс осуществлено первое в стране промышленное внедрение биогидрометаллургической технологии извлечения золота из упорных сульфидных руд с исходным содержанием золота 3,9 г/т. Технология включает бактериальное вскрытие измельченной руды в чанах-реакторах из нержавеющей стали диаметром 16 и высотой 13 м с использованием бактерий T.f. Последующее извлечение золота из продуктов БВ производится методом сорбционного выщелачивания в присутствии активированного угля. Производительность фабрики по руде составляет 1500 т в сутки, извлечение золота из руды 90 %, годовая добыча металла 1,5 т [6].

В этом же году технология биоокисления сульфидов внедрена на другой американской фабрике Остин. Производительность фабрики по руде 900 т в сутки. Содержание золота в руде 6,9 г/т. Биоокислению подвергается золотосодержащий флотационный концентрат (90-170 г Au на 1 т). Выщелачивание производится с использованием нескольких культур бактерий. Продолжительность обработки 120 ч. Пульпа БВ подвергается нейтрализации известью и цианированию по методу "CIL". Извлечение золота в гидрометаллургическом цикле составляет 90 % (на 20 % выше, чем при прямом цианировании концентратов).

В Канаде компаниями "Джайент Бей" и "Джайент Иеллоунайф" на фабрике Салмита в 1987 г. создана опытно-промышленная установка БВ производительностью 10 т/сут руды, предназначенная для демонстрации возможностей биогидрометаллургической технологии извлечения золота из упорных руд и отработки отдельных элементов указанной технологии. На руде с исходным содержанием серы

0,95 %, мышьяка 0,75 % и золота 21 г/т достигнуто извлечение металла 95,6 %, что примерно на 30 % превышает извлечение при прямом цианировании руды.

В Австралии технология БВ - цианирование впервые применена на фабрике Хэрбур Лайте, перерабатывающей методом флотации упорные пирит - арсенопиритовые руды с дисперсным золотом.

Учитывая вышесказанное, ведущими фирмами мира ведутся работы по расширению областей применения технологии БВ -планирование, в том числе - и к неокисленным сульфидным золотосодержащим рудам с низким содержанием металла. Так, например, компания "Ньюмонт Голд" (США) осуществила прирост запасов золота к концу 2004 г. на 55 т за счет вовлечения в переработку по схеме БВ - цианирование забалансовых и некондиционных руд. Определенные перспективы в этом плане связаны с освоением технологии кучного ВЮХ.[7]

Фирма "Лонро" (Великобритания) активно участвует в разработке проекта создания совместного предприятия по переработке би-огидрометаллургическим методом упорных руд одного из крупных золоторудных месторождений Узбекистана с использованием технологии "Дженкор".

В России работы в области кучного бактериального выщелачивания золотосодержащих руд проводятся с начала 70-х годов. Были выполнены значительные объемы экспериментальных исследований и доказано технологическая и технико-экономическая эффективность промышленного освоения кучного выщелачивания на ряде предприятий регионов страны.

Впервые работы в области био-и геотехнологии золота в СССР были начаты в институте «Иргиредмет» в начале 70-х годов по инициативе и под руководством А.С. Черняка. В последующее время это новое направление получило дальнейшее развитие в ряде НИИ и ВУЗов страны под руководством его учеников.

На основе разработанных Иргиредметом (с участием ИНМИ РАН и ЦНИГРИ) технологических регламентов и с учетом имеющегося мирового опыта осуществлено проектирование и строительство первой в Российской Федерации фабрики ВЮХ для переработки золотосодержащих концентратов, выделяемых из коренных руд Олимпиадинского месторождения.

Основные результаты исследований Иргиредмета по биогидрометаллургическому

вскрытию и выщелачиванию упорных золотосодержащих минералов, концентратов и руд, выполнены институтом в рамках проекта «Би-огеотехнология золота и серебра» государственной научно-технической программы «Новейшие методы биоинженерии» в период 1988-1993 г.г. Биохимическое вскрытие золотосодержащих сульфидов (пирит, арсенопи-рит и др.) с использованием автотрофных серу- и железоокисляющих бактерий типа ТЫЬасШ^ ferrooxidans (Тк. ferr.) в настоящее время рассматривается в качестве одного из наиболее эффективных способов подготовки упорных золотых руд и концентратов к последующей гидрометаллургической переработке цианированием. Эффективность данного процесса подтверждена опытом работы некоторых предприятий ЮАР, США, Бразилии и других стран. Безусловный интерес технология бактериальное выщелачивание — цианирование представляет и для отечественной золотодобывающей промышленности в связи с большим объемом переработки упорного золоторудного сырья. В этом выполненные в Ирги-редмете работы по проблеме биогидрометал-лургического извлечения золота и серебра из упорных руд имеют определенное научное и практическое значение. В проведении указанных исследований, кроме авторов статьи, принимали участие специалисты Иргиредмета: Лодейщиков В.В. Горбунов П.Д.,Дементьев

B.Е., Дементьева Н.А., Дружина Г.Я., Малышева А.С., Парадина Л.Ф., Синакевич А.А., Сма-гунов В.Н., Смагунов Н.В., Строганов Г.А., Фурсова И.Л., Хлебников Б.И., Храмченко

C.И., Шкетова Л.Е. и др.

Ученые изучили поведение мономинеральных фракций золотосодержащих сульфидов в условиях бактериального выщелачивания. Выявлен ряд окисляемости сульфидов: пирротин (наиболее легко окисляемый сульфид), далее — арсенопирит, антимонит, пирит, сфалерит, халькопирит, галенит. Методами фазового (химического), минералогического, рентгеноструктурного и микрорентге-носпектрального анализа установлено, что продукты бактериального вскрытия характеризуются, как правило, сложным вещественным составом. Наличие в них значительного количества вторичных соединений железа, мышьяка, сурьмы, а также элементарной серы и недоокислившихся сульфидов затрудняет протекание микробиологического выщелачивания и последующего цианирования продуктов БВ. показано, что некоторые из образующихся соединений обладают заметной со-

рбционной активностью по отношению к цианистым комплексам золота и серебра и способностью поглощать кислород и свободный цианид из растворов. Доказано, что продуктам бактериального вскрытия сульфидов присущи признаки обеих форм химической депрессии золота и серебра в цианистом процессе, что обуславливает необходимость соблюдений специальных режимов цианирования и применения дополнительных операций подготовки золотосодержащих остатков БВ к последующему выщелачиванию.

Опыт работы первых предприятий, применивших технологию БВ - цианирование, а также результаты многочисленных технологических испытаний и экономических расчетов позволили в значительной степени преодолеть имевшее место ранее некоторое недоверие к этой технологии.

На основании анализа технико-экономических показателей и опыта работы предприятий, применяющих бактериальное выщелачивание, а также результаты экспериментальных исследований, большинство зарубежных и отечественных экспертов в последние годы склоняются к мнению, что биогидрометаллурги-ческая технология в перспективе может занять ведущее место среди возможных методов металлургической переработки упорного сульфидного золоторудного сырья.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Меритуков М.А., Орлов А.М. Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт.- М: Металлургия, 1991. - 416 с.

2. Livesey-Goldblatt E. Bacterial leaching of Gold, uranium, pyrite tearing compacted mine tailing slimes // Fundam. and Appl., Biohydromet. Proc. 6 Int. Symp Biohydromet. (21-24 Aug., Vancouver, 1985).- Amsterdam e. a., 1986.-P.89-96.

3. Пат. 5246486 США, МКИ5 С 22 В 11/00. Biooxidation process for recovery of gold from heaps of law-grade sulfidic and carbonaceous sulfidic ore materials /1. А. Brier1ey, D.L. Hi11; Newmont Gold Co.; Newmont Mining Corp. .-№ 78521; Заявл.18.10.92; Опубл. 21.9.93; НКИ 75/743.

4. Пат. 5196052 С.Ч11А. МКИ5 С 01 G5/00. Bacterial-assisted heap leaching of ores /A.E.Gross. C.J.S. Gоmer; Nalco Chemical Co.- № 901508; Заявл. 19.06.92: Опубл. 23.03.93;НКИ75/712.

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

5. Пат. 5332559 США, МКИ5 С 22 В 11/00. Biooxidation process for recovery of metal values from sulphur-containing ore materials / J.A.Briertey, D.L. Hill; Newmont Gold Co.; Newmonl Mining Corp..- №894059; Заявл. 3.6.92; Опубл. 26.7.94; НКИ 423/27.

6. Bacterial Oxidation at Tonkin Springs // Mining J.- 1990.- 314. № 8068.- P.335, 337, First

commercial bioleaching plant in US preparates for start up // Mining Eng. 1989.-41,№5.-P.281.

7. Bio-leach breakthrough announced // Eng. and Mining J.- 1994.-195, № 5.- P. 13., Newmont proves its gold bugs // Mining Mag..- 1994.-170, J.-4.-P.I 89.

Мельниченко О.В., ЦыбульскийВ.С.,ЧикиркинО.В. УДК 656.224

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В КОНТАКТНОЙ СЕТИ С ЦЕЛЬЮ СНИЖЕНИЯ ОТКАЗОВ ЭЛЕКТРОННОГО И СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОВОЗА

Применение тиристорных выпрямителей в статических преобразователях электровозов однофазно-переменного тока в России и за рубежом дало возможность производить управление коллекторными тяговыми двигателями путем плавной регулировки напряжения на них. Это осуществляется изменением моментов отпирания соответствующих плеч выпрямительно-инверторного преобразователя (ВИП) электровоза в пределах периода питающего напряжения. Однако, эксплуатация таких электровозов наряду с достоинствами силовых схем тиристорных преобразователей выявила и ряд их недостатков по сравнению с электровозами, оборудованными неуправляемыми полупроводниковыми диодами. Вопросы надёжности работы технических средств электровозов всегда были актуальными, и им уделялось большое внимание в многочисленных научных исследованиях [1].

Для российских железных дорог разработаны стратегические направления научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги» на период до 2015 года («Белая книга» ОАО «РЖД») № 964 от 31 августа 2007 года. Приоритетными задачами стали разработка и внедрение, более совершен-

ных технологий, направленные на повышения надёжности работы электрооборудования тягового подвижного состава.

В этой стратегии вопрос повышения качества электроэнергии в системе электроснабжения занимает первое место, так как напрямую от качества электрической энергии зависит эксплуатационный ресурс технических средств всего железнодорожного хозяйства. В связи с возрастающим грузооборотом и пассажирооборотом магистральных железных дорог переменного тока, к качеству электрической энергии предъявляются все более жесткие требования. Это связано с установленной системой сертификации качества электроэнергии как направления, влияющего на технический ресурс технических средств народного хозяйства согласно ГОСТ-13109-97.

Искажение синусоидальной формы напряжения в контактной сети оказывает влияние, как на эксплуатационные характеристики электровозов, так и на систему тягового электроснабжения. Так, высшие гармоники напряжения, генерируемые электровозом, приводят к появлению добавочных потерь в обмотках вспомогательных машин электровоза, что снижает их эксплуатационный ресурс.