Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Գորշ և թերթաքարային մետաղակիր ածուխներից ազնիվ մետաղների կորզման տեխնոլոգիայի մշակումը

Հայրապետյան, Սերոբ Գառնիկի (2017) Գորշ և թերթաքարային մետաղակիր ածուխներից ազնիվ մետաղների կորզման տեխնոլոգիայի մշակումը. PhD thesis, Հայաստանի ազգային պոլիտեխնիկական համալսարան.

[img] PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial.

Download (848Kb)
    [img] PDF (Thesis)
    Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial.

    Download (2924Kb)

      Abstract

      Հայաստանի Հանրապետության ընդերքը հարուստ է գորշ և թերթաքարային ածուխների պաշարներով: Հանրապետության երկրաբանական տվյալները վկայում են, որ Շամուտ, Անտառամուտ, Ջաջուռ, Ջերմանիս, Նոր-Արևիկ հանքավայրերը դասվում են մետաղաբեր հանածոների շարքին: Վերջինիս առնչությամբ հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ Նոր-Արևիկի թերթաքարային ածուխները` բացի թանկարժեք ոսկուց և արծաթից, պարունակում են նաև պլատինի խմբի մետաղներ (ՊԽՄ): Ատենախոսաիկան աշխատանքում, որպես ելանյութ օգտագործվել են Նոր-Արևիկի ածխածնային հանքանյութերը, որտեղ Au-ը կազմում է -0,4, Ag -1,8, Pt-0,020, Pd -0,025, իսկ ՊԽՄ-ի ընդհանուր պարունակությունը տատանվում է 0,1...1,0 գ/տ միջակայքում: Այս հանածոների` գրավիտացման եղանակով հարստացված, արտադրական խտանյութերում ազնիվ մետաղները կազմում են` Au-9,5, Ag-48,0, Pt+Pd - 1,0, իսկ ՊԽՄ-ի ընդհանուր պարունակությունը 8,0…10,0 գ/տ: Նոր-Արևիկի հանքանյութում պինդ ածուխի պարունակությունը մոտ 40% է, իսկ երկաթի և ալյումինի օքսիդներինը` շուրջ 8,0-ական %: Համաձայն սպեկտրալ վերլուծությունների տվյալների, նշված ածխածնային հանքանյութերի որոշ տարատեսակներում առկա են Be, Cr, Cu, Ga, Mn, Mo, Nb, Ni, Pb, Zn, Sc, Sr, Ti, V, Zr և Fe արժեքավոր մետաղներ: Քիմիական վերլուծությունների տվյալները ցույց են տալիս, որ մոլիբդենով հարուստ են (0,04-0,2%) Ջաջուռի, Ջերմանիսի և հատկապես Նոր-Արևիկի ածուխները: Հաշվի առնելով ազնիվ մետաղների նկատմամբ մեծ պահանջարկը, բարձր շուկայական գինը և գորշ ու թերթաքարային ածուխներից էներգետիկական նշանակությամբ վառելանյութերի ստացման հնարավորությունները, տեղական մետաղակիր ածուխներից ազնիվ մետաղների և ածխային վառելանյութի համալիր կորզման տեխնոլոգիայի մշակումը հանրապետությունում ունի մեծ գիտագործնական նշանակություն և այդ տեսակետից ատենախոսության թեման արդիական է ու հրատապ: Աշխատանքի նպատակը և խնդիրները: Ատենախոսության հիմնական նպատակն է մշակել տեղական մետաղակիր գորշ և թերթաքարային ածուխներից ազնիվ մետաղների կորզման ժամանակակից տեխնոլոգիա, որը կբավարարի ածուխների ջերմային պոտենցիալի շահավետ оգտագործման պահանջներին և բնապահպանական նորմերին: Նշված նպատակին հասնելու համար աշխատանքում առաջադրվել և լուծվել են հետևյալ խնդիրները՝ ազնիվ մետաղ պարունակող ածխածնային ելանյութերի մշակման մետալուրգիական գործընթացների համեմատական վերլուծություն և առավել արդյունավետի ընտրում, ազնիվ մետաղ պարունակող ածխածնային և սուլֆիդային միներալների ջերմային քայքայման գործընթացի տեսական և թերմոդինամիկական հիմնավորում և օգտագործվող օքսիդիչների (O2, H2O, O2+NaCl, H2O+NaCl) դերի բացահայտում, ազնիվ մետաղ պարունակող ածխածնային հանքանյութերի նախապատրաստման` ջրով լվացման, ջերմային մշակման և թթուներով տարրալուծման գործընթացների հետազոտում, դրանց իրականացման օպտիմալ ռեժիմների որոշում և տեխնոլոգիական սխեմայի մշակում, ածխածնային խտանյութերից Au, Ag, Pt և Pd մետաղների կորզման նպատակով հալքանոթային հալման և թթուներով տարրալուծման համակցված գործընթացի հետազոտում և տեխնոլոգիայի մշակում, ածխածնային խտանյութերից Au, Ag, Pt և Pd մետաղների կորզման նպատակով մետաղաթերմային եղանակով հալման և թթուներով տարրալուծման գործընթացի հետազոտում և տեխնոլոգիայի մշակում, ածխածնային խտանյութերից Au, Ag, Pt և Pd մետաղների ստացման հալքանոթային հալման և թթուներով տարրալուծման համակցված տեխնոլոգիական գործընթացի տնտեսական գնահատում և հիմնավորում: Պաշտպանության ներկայացվող հիմնական դրույթներն են. Ազնիվ մետաղ պարունակող ածխածնային ելանյութերի մշակման մետալուրգիական գործընթացների համեմատական վերլուծությունը և առավել արդյունավետ եղանակի ընտրումը: Ածխածնային հանքանյութերի քիմիական և երկրաբանական կազմի և մետաղագրական խնդիրների հետազոտումը: Ածխածնային և սուլֆիդային միներալների ջերմային քայքայման ռեակցիաների տեսական և թերմոդինամիկական վերլուծությունը: Ածխածնային հանքանյութի նախապատրաստման՝ ջրով լվացման, օքսիդիչ այրման և թթուներով տարրալուծման գործընթացների հետազոտումը և սկզբունքային տեխնոլոգիայի նախանշումը: Ածխածնային ելանյութերից ազնիվ մետաղների կորզման` հալքանոթային հալման և թթուներով տարրալուծման, գործընթացի օպտիմալ ռեժիմների ընտրումը և տեխնոլոգիայի մշակումը: Ածխածնային ելանյութերի մշակման մետաղաթերմային և թթվային տարրալուծման տեխնոլոգիայի մշակումը և օպտիմալ ռեժիմների ընտրումը: Մետաղակիր գորշ և թերթաքարային ածուխներից ազնիվ մետաղների կորզման հալքանոթային հալման և թթվային տարրալուծման տեխնոլոգիայի տեխնիկատնտեսակա հիմնավորումը: Диссертационная работа посвящена разработке современной технологии извлечения благородных металлов из металлоносных бурых и сланцевых углей, которая удовлетворяла бы требованиям рентабельного использования теплового потенциала углей и экологических норм. Разработана методика исследования, выбраны исходные материалы и исследованы их химический и фазовый составы. В качестве сырья выбраны сланцевые и бурые угли руд Нор-Аревикского месторождения Республики Армения, где содержание Au составляет 0,4 г/т, Ag - 1,8 г/т, Pt - 0,02 г/т, Pd - 0,025 г/т, а общее содержание металлов платиновой группы (МПГ) - 0,1…1,0 г/т. Выполнено также теоретическое и термодинамическое обоснование процесса термического разложения находящихся в исходном материале углеродистых и сульфидных минералов, содержащих благородные металлы, и определена роль используемых в этих процессах окислителей (O2, H2O, O2+NaCl, H2O+NaCl). Для извлечения благородных металлов из металлоносных углеродистых рудных материалов обоснованы процессы комплексной обработки углеродистых руд водой, а также обжига и кислотного выщелачивания полученных концентратов тяжелых металлов, а для извлечения благородных металлов из этих продуктов - совмещенный пиро-гидрометаллургический метод. Проведены исследования методов подготовки (обработка водой, газифицирующее горение, кислотное выщелачивание) металлоносных углеродистых руд. Показано, что наилучшие результаты получаются в процессах комплексной обработки водой, обжига и кислотного разложения. Разработаны оптимальные режимы указанных процессов и технология комплексной обработки сырья. Согласно разработанной технологии, содержание благородных металлов в синтезируемых в лабораторных условиях концентратах превышает производственные концентраты: содержание Au составляет 12,0 г/т, Ag - 59,0 г/т, a Pt + Pd - до 1,2 г/т. Разработан пирометаллургический метод извлечения благородных металлов из углеродистого сырья, согласно которому сначала проводимые процессы тигельной плавки осуществляются совместно со свинцовым коллектором и с флюсами, а затем извлечение из полученного веркблея благородных металлов проводится способами купеляции и кислотного разложения. В результате этого процесса из полученных методом гравитации производственных концентратов извлечение золота составляет 9,50 г/т, а извлечение серебра - 47,5 г/т. Показано, что этот метод плавки наиболее эффективен для извлечения содержащихся в углеродистых материалах золота и серебра, поскольку при этом обеспечивается извлечение указанных благородных металлов почти до 97%. Разработана технология тигельной плавки с применением свинцово-серебряного коллектора, согласно которой полученное серебро составляет примерно 46,0 г/т, а полученное после выщелачивания серебра соединение на основе золота соответствует показателю 11,0 г/т. Показано, что, кроме серебра и золота, в этом процессе возможно извлекать платиновые металлы - до 1,5 г/т. Разработана технология тигельной плавки с применением полиметаллического коллектора на основе меди, согласно которой образующиеся из металлических соединений благородные металлы извлекаются способом кислотного выщелачивания. Показано, что благодаря разработанной шихте и оптимальным режимам плавки (1150…1200oC, 2,0 часа) содержание извлекаемых из гравитационного концентрата благородных металлов увеличивается, составляя: Au-10,0, Ag - 50,0, a МПГ - 4,0…5,0 г/т. The dissertation is devoted to the development of a modern technology for extracting noble metals from metal-containing brown and shake coals which would meet the requirements set to the profitable usage of the heat potential of the coals and ecological standards. An investigation method is developed, the initial materials are selected, and their chemical and phase compositions are studied. As raw materials, the shale and brown coals of the Republic of Armenia Nor-Arevik deposit are selected, where the content of Au is 0,4 g/t, Ag - 1,8 g/t, Pt - 0,02 g/t, Pd - 0,025 g/t, and the whole content of metals of the platinum (MPG) - 0,1…1,0 g/t. The process of thermal decomposition of carbon and sulphidic minerals contained in the initial materials, containing noble metals is substantiated theoretically and thermodynamically, and the role of oxidizers (O2, H2O, O2+NaCl, H2O+NaCl) used in these processes is determined. To extract noble metals from metal-containing carbon ore materials, the processes of the complex treatment of carbon ores with water, as well as roasting and acidic leaching of the obtained concentrates of heavy metals, while to extract noble metals from these products - the combined pyro-hydrometallurgical method are substantiated. The methods for preparing (treatment with water, gasifying combustion, acidic leaching) the metal-containing carbon ores are investigated. It is shown that the best results are obtained in the processes of the complex treatment with water, roasting and acidic decomposition. The optimal regimes of the mentioned processes and the technology for the complex treatment of the raw material are developed. According to the technology developed, the content of noble metals in the concentrates synthesized in laboratory conditions exceeds the production concentrates: the Au content is 12,0 g/t, Ag - 59,0 g/t, and Pt+Pb - up to 1,2 g/t. A pyro-metallurgical method for extracting noble metals from carbon raw materials is developed according to which, at first, the conducted crucible processes are carried out together with a lead collector and fluxes, and then, the extraction from the obtained lead bullion of noble metals is carried out by the methods of cupellation and acidic decomposition. As a result of these process, from the production concentrates obtained by the gravitational method, the extraction of gold is 9,50 g/t, and the extraction of silver – 47,5 g/t. It is shown that this method of smelting is most efficient for extracting gold and silver contained in the carbon materials as due to it, the extraction of the mentioned noble metals almost up to 97% is ensured. A technology for the crucible process is developed by applying a lead-silver collector, according to which the silver obtained is about 46,0 g/t, and the gold-based compound obtained after leaching the silver corresponds to the index 11,0 g/t. It is shown that in this process, besides silver and gold, it is possible to extract platinum metals of up to 1,5 g/t. A technology for the crucible process is developed by applying a copper-based polymetallic collector according to which the noble metals formed from metallic compounds are extracted by the method of acidic leaching. It is shown that due to the developed burden and the optimal regimes of smelting (1150…1200oC), the content of the noble metals extracted by the gravitational concentrate increases, constituting Au - 10,0, Ag - 50,0, and MPG - 4,0…5,0 g/t.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Разработка технологии извлечения благородных метaллов из металлоносных сланцевых и бурых углей. Developing a technology for extracting noble metaks from metal-containing shale and brown coals.
      Uncontrolled Keywords: Айрапетян Сероб Гарникович, Hayrapetyan Serob Garnik
      Subjects: Metallurgy and Material Science
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 24 Mar 2018 10:32
      Last Modified: 26 Mar 2018 14:47
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/6910

      Actions (login required)

      View Item