Изучение состава катодного осадка, содержащего благородные металлы

Результаты проведения серии экспериментов по переработке шеелитового концентрата с получением кристаллов WO3 по традиционной схеме и по предложенной приведены в табл.2.

кратить время спекания концентрата в два раза благодаря увеличению температуры и повысить извлечение WO3.

Таким образом, предложенная схема переработки шеелитового концентрата

Таблица 2

Результаты извлечения WO3

Традиционная схема переработки шеелита Упрощенная схема переработки шеелита

Масса Температура Извлечение Масса Температура Извлечение

концентрата, гр спекания, °C WO3, % концентрата, гр спекания, °C WO3, %

30 850 50,75 30 1100 51,31

30 850 49,34 30 1100 50,36

30 850 51,25 30 1100 52,97

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод о том, что в процессе проведения экспериментов по переработке шеелитового концентрата удалось сократить трудозатраты на операцию водного выщелачивания за счет ее исключения, со-

может служить альтернативой традиционной технологической схеме переработки шеелитовых концентратов, включающей операцию водного выщелачивания огарка, полученного после спекания концентрата.

Статья поступила 10.11.2015 г.

Библиографический список

1. Анфилогова Л.А., Бельский С.С. Металлургия редких металлов: конспект лекций. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. 50 с.

2. Бельский С.С., Бельская О.Е. Вольфрам - производство и потребление // Металлургия легких и тугоплавких металлов: мат-лы III Междунар. науч.-техн. конф., посвященной 75-летию кафедры металлургии легких металлов УрФУ. Екатеринбург: Изд-во УрФУ, 2014. С. 162-166.

3. А. с. SU № 1668444 СССР, МПК C22B 34/36. Способ переработки шеелитовых концентратов / С.А. Васильев, Е.И. Кузнецова, В.А. Кругляков.

№ 4696077; заявл. 21.04.1989; опубл. 07.08.1991. Бюл. № 29. 4 с.

4. А. с. SU № 1242534 СССР, МПК C22B 34/36. Способ переработки шеелитовых концентратов / Х.Р. Исматов, Л.М. Богачева, М.М. Нурузова, Э.А. Пирматов. № 3846515; заявл. 17.01.1985; опубл. 07.07.1986. Бюл. № 25. 4 с.

5. Металлургия редких металлов: методические указания к выполнению лабораторных работ / сост. Л.А. Анфилогова, А.П. Надольский. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2003. 32 с.

УДК 669.213.7

ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА КАТОДНОГО ОСАДКА, СОДЕРЖАЩЕГО БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ © В.В. Жмурова1, А.И. Карпухин2

Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Приведены результаты рентгеноспектрального микроанализа двух проб катодного осадка с минимальным и максимальным содержанием в нем золота. Получены карты распределения интенсивности характеристического рентгеновского излучения различных элементов катодного осадка. Установлено, что катодный осадок представляет собой в основном трехкомпонентную смесь таких элементов, как золото, серебро и медь. Основными примесями, помимо меди, являются также свинец и железо.

Ключевые слова: катодный осадок; рентгеноспектральный микроанализ; примеси; полиметаллические руды; карты распределения.

Жмурова Виктория Васильевна, доцент кафедры металлургии цветных металлов, тел.: 89247529717, e-mail: v_pichugina@list.ru

Zhmurova Viktoria, Associate Professor of the Department of Non-Ferrous Metallurgy, tel.: 89247529717, e-mail: v_pichugina@list.ru

2Карпухин Анатолий Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры металлургии цветных металлов, e-mail: a_karpuhin46@list.ru

Karpukhin Anatoliy, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Non-Ferrous Metallurgy, e-mail: a_karpuhin46@list.ru

STUDY OF PRECIOUS METAL-CONTAINING CATHODE DEPOSIT COMPOSITION V.V. Zhmurova, A.I. Karpukhin

Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia

The results of X-ray spectroscopic microanalysis of the two samples of the cathode deposit with the minimum and maximum content of gold are given. The distribution maps of characteristic x-ray radiation intensity of various elements of the cathode deposit are obtained. It found that the cathode deposit is predominantly represented by a three-component mixture of gold, silver and copper. The main impurities are iron and lead along with copper. Keywords: cathode deposit; X-ray spectroscopic microanalysis; impurities; polymetallic ores; distribution maps.

Катодный осадок (КО) золота, полученный путем электролиза цианистых растворов, содержит, помимо благородных, другие цветные металлы - примеси [1]. Состав КО зависит в первую очередь от содержания примесей в золотосодержащих цианистых растворах [2]. В связи с тем, что в настоящее время в переработку все больше вовлекаются полиметаллические руды с низким содержанием благородных металлов, катодные осадки представляют собой весьма сложные смеси, которые требуют более углубленного изучения. Определение форм нахождения благородных металлов и металлов-примесей позволит повысить эффективность технологических исследований, например, получения высококачественных золотосодержащих товарных продуктов [3].

Одним из методов, позволяющих изучить состав катодных осадков, является электронно-зондовый рентгеноспектраль-ный микроанализ (РСМА). В данной работе представлены результаты исследований катодных осадков, полученных на золотодобывающем предприятии ООО «Берези-товый рудник», проведенных на микроанализаторе иХД8200 ^БОЦ Япония) в лаборатории рентгеновских методов анализа института геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения РАН под руководством старшего научного сотрудника Л.А. Павловой.

Для исследования выбраны две пробы КО, массовая доля которых определялась пробирным методом анализа:

- 1-я низкопробная с массовой долей: Аи - 15%, Ад - 45%;

- 2-я с более высокой массовой долей: Аи - 24%, Ад - 37%.

Из проб катодного осадка приготовили и отполировали шлифы в эпоксидной

смоле. В связи с тем, что на шлифах частично наблюдалось «размазывание» вещества, дополнительно проведены исследования частиц КО, наклеенных на подложку, состоящей из двойного углеродистого скотча.

Фотографии форм частиц катодных осадков представлены на рис. 1-3.

Рис. 1. Частицы катодного осадка (проба № 1) на подложке

>4.

JEDL SEI 20.0kV

Рис. 2. Частицы катодного осадка (проба № 2) на шлифе

Подписи на фотографиях рис. 1-3: иБОЬ - марка прибора; ББ! - фотографии

сделаны во вторичных электронах; 20.0^ -измерения при 20 киловольтах; Х300, Х650, Х350 - увеличение, соответственно, в 300, 650, 350 раз; 10^т - цена деления полоски в микронах; WD11mm - условия юстировки прибора. В точках, обозначенных цифрами, набраны спектры и рассчитаны составы в режиме ЭДС.

Рис. 3. Частицы катодного осадка (проба № 1) на шлифе

Распределение рентгеновского излучения по поверхности, облучаемой электронами, получают при РСМА в виде карт. Карты распределения интенсивности характеристического рентгеновского излучения элементов КО на поверхности шлифов представлены на рис. 4-6.

Подписи на фотографиях рис. 4-6: на карте распределения интенсивности характеристического рентгеновского излучения элементов название элементов приводятся под каждой картой снизу; элементы распределены по одной и той же поверхности катодного осадка площадью около 45х45 мкм. Рядом с названием элемента указан масштаб в микронах. SL - поверхность во вторичных электронах, CP - поверхность в обратно рассеянных электронах.

Содержание элементов в частицах обеих проб, наклеенных на скотч, предварительно определено с помощью энергодисперсионного спектрометра EX-84055MU (JEOL Ltd, Япония) по программе из программного обеспечения микроанализатора JXA8200. Частицы, в которых проведено измерение состава, отмечены цифрами на соответствующих картах поверхности, полученных в обратно рассеянных и вторичных электронах ^м. рис. 2 и 3).

Рентгеноспектральные методы не позволяют определять, в виде какого соединения присутствует элемент, измеряются только интенсивности присутствующих элементов. Концентрации элементов пересчитаны в оксидную форму и представлены в табл. 1-3.

Рис. 4. Поверхность шлифа (проба КО № 1) в характеристических лучах Pb, Zn, Si, Ag, Au, Ti, As, Al

Рис. 5. Поверхность шлифа (проба КО № 1) в характеристических лучах ^, Ca, Fe, Sb, Cd, S, Mg, ^

Рис. 6. Поверхность шлифа (проба КО № 2) в характеристических лучах Sb, Cd, S, Mg, &, Ca, Fe, Mo

Таблица 1

Содержание элементов, определенное с помощью волновых спектрометров _(% масс), погрешность от 2 до 5% относительных_

K2O Ag2O Na2O FeO Au2O CaO MnO MgO CuO SO3 SiO2 Cr2O3 Al2O3 ZnO TiO2 сумма

0,12 - 0,92 0,23 - 46,6 - - 0,22 0,13 29,9 - 4,39 0,7 - 83,4

0,2 - 2,98 3,41 - 40,4 0,47 0,86 0,5 0,29 25,1 - 3,96 2,52 - 80,8

0,08 - 4,08 0,97 - 37,6 - - 14,7 5,12 24,5 - 4,11 1 - 92,42

0,2 - 0,53 0,89 - 52,5 0,27 - 0,36 0,44 33,4 - 4,43 1,62 - 94,69

0,38 9,43 5,35 14,6 7,49 3,15 0,16 0,14 6,63 0,48 19,2 - 3,9 6,96 - 78

- 0,85 1 0,37 0,93 0,99 - 0,31 2,54 0,44 82,3 - 0,11 0,6 - 90,54

- 0,56 1,19 1,73 1,18 1,6 0,11 0,31 1,86 0,21 104 - 0,14 0,3 0,09 113

Таблица 2

Содержание элементов, определенное с помощью волновых спектрометров _(% масс), погрешность от 2 до 5% относительных_

Na Mg AI Si K Ca Ti Cr Mn Fe Pb Ag As Au Cu Sb Zn S I

- - 0,98 4,41 5,6 9,07 8,74 - 23,8 19,6 - 2,53 0,32 75

- - 0,36 2,41 1,2 4,26 9,78 - 21,5 25,0 - 2,25 1,82 68

- - 0,22 0,86 1,2 3,86 8,18 - 39,2 29,6 - 0,79 0,66 84

0,1 0,1 5,07 5,86 - 30,7 50,6 - 0,46 0,75 93

- - 0,08 - - - - - - 0,8 2,47 5,44 - 36,8 45,9 - 0,22 0,74 92

1,1 - 1,31 5,16 0,1 1,1 - 0,6 - 4,3 9,34 13,1 - 6,5 25,1 - 3,66 1,26 72

0,3 - 0,41 2,41 - 1,2 - 0,2 - 1,5 16,2 11,1 - 5,53 39,9 - 1,77 1,32 82

Таблица 3

Содержание элементов, обнаруженных с помощью ЭДС анализа, т.е. при регистрации излучения всех элементов, составляющих образец, _погрешность от 5 до 10 % относительных_

Ag Au Cu О Pb Cr Zn Na S Fe Mn K Si Ca Sb AI Mg As I

1,1 1,7 7,0 4,7 34,8 4,0 12,4 - 1,5 22,5 - - 7,6 1,3 - 1,7 0,12 0,7 97

10,9 3,9 34,3 26,0 15,5 - 3,9 - 1,6 0,9 - - 1,3 0,6 - 0,6 0,4 - 100

12,0 11,1 43,3 21,5 7,8 - 1,2 - 1,9 0,7 - - - 0,1 - - - 0,2 99,5

38,1 16,3 5,7 17,9 8,2 3,9 3,4 1,8 0,9 0,2 - - 1,4 1,9 - 0,3 0,1 - 99,7

20,8 42,0 15,1 6,6 6,7 - 2,5 1,6 1,2 1,6 - - 0,8 0,6 - 0,2 - 0,1 99,6

33,3 8,0 3,5 31,3 5,5 - 4,8 3,1 1,3 3,1 - - 2,9 1,6 0,1 1,1 0,14 - 99,7

12,2 11,1 36,9 30,2 4,7 - 1,8 - 1,2 0,4 - - 0,9 0,5 - 0,2 - - 99,7

Также для выявления элементов, присутствующих в пробах КО, сняты и показаны спектры.

Спектры в исследуемых точках представлены на рис. 7-13.

В точке 1 (рис. 7) присутствуют интенсивности линий углерода, кислорода, меди, алюминия, кремния, золота, серы и свинца. Остальные элементы наличествуют в незначительных количествах.

Рис. 7. Спектр от точки 1

Рис. 8. Спектр от точки 2

На спектре (рис. 8) отображены интенсивности линий углерода, кислорода, железа, меди, цинка; также присутствует значительное количество кадмия.

На спектре (рис. 9) от точки 3 изображены интенсивности линий углерода, кислорода, железа, меди, цинка; золото присутствует незначительно.

На спектре (рис. 10) отражены интенсивности линий углерода, кислорода, кальция, железа, никеля, меди, цинка.

Рис. 9. Спектр от точки 3

Рис. 10. Спектр от точки 4

На спектре (рис. 11) от точки 5 изображены интенсивности линий углерода, кислорода, меди, цинка, натрия; также присутствует хлор.

На спектре (рис. 12) от точки 6 изображены интенсивности линий углерода,

кислорода, меди, серебра.

кремния, свинца,

Рис. 11. Спектр от точки 5

Рис. 12. Спектр от точки 6

5.00 10.00 15.00 20.00 КеУ

Рис. 13. Спектр от точки 7

На спектре (рис. 13) отображены интенсивности линий кислорода, хрома, цинка, железа, алюминия, кремния, свинца.

Проведенные исследования позволяют сделать выводы:

1. Катодный осадок состоит из сложных конгломератов частиц самого разного размера и состава. Содержание изучаемых элементов (Аи, Ад, Бе, 2п, РЬ, Си, Б, Дб, БЬ, Б1, А1, N8, Мд, К, Са, И, Сг, Мп ) колеблется в значительных пределах.

2. Определение количественного состава частиц показало, что все частицы представляют собой сложный конгломерат элементов сильно окисленных (окисление элементов, очевидно, происходит в процессе сушки КО при температуре 300-5000С) и содержащих практически в каждой точке углерод. Сочетание элементов и их содержание меняются от точки к точке непредсказуемо. Каких-то химических соединений из изучаемых элементов в конгломератах не обнаружено, и их образование маловероятно.

3. На всех спектрах, полученных от разных частиц в разных точках, есть линии углерода и кислорода. Это говорит о необычном составе порошка: элементы скорее образуют не соединения, а механические смеси, связанные между собой в виде огарышей, содержащих кислород и углерод.

4. Анализ, выполненный в «точках» - объемах вещества размером 1 -2-3 кубических микрона, показал, что катодный осадок представляет собой в основном трехкомпонентную смесь таких элементов, как медь, золото, серебро. Точки, в которых нет золота, представлены большей частью двумя элементами: свинец и железо.

5. Содержание углерода в КО связано с применением в качестве сорбента кокосового угля. А выявленное содержание оксида кальция, оксида кремния, оксида алюминия и серы в катодном осадке можно объяснить некачественной фильтрацией цианистой пульпы перед проведением электролиза.

Статья поступила 30.11.2015 г.

Библиографический список

1. Металлургия благородных металлов / И.Н. Масляницкий, Л.В. Чугаев [и др.]. М.: Металлургия, 1987. 432 с.

2. Котляр Ю.А., Меретуков М.А., Стрижко Л.С. Металлургия благородных металлов: учебник. М.: МИ-СиС, 2003. Ч. 1. 432 с. Ч. 2. 392 с.

3. Жмурова В.В., Карпухин А.И. Исследование по повышению качества катодных осадков, получаемых при переработке золотосодержащего полиметаллического сырья // Цветные металлы. 2012. № 9. С. 37-40.