Извлечение меди на 80%: красноярские ученые победили валлериит

Ученые Красноярского научного центра СО РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета разработали метод эффективного извлечения ценных компонентов из валлериита – редкого слоистого минерала, который содержится в норильских рудах, но всегда плохо поддавался обогащению.

Валлериит, имеющий сложное «слоеное» строение с чередующимися сульфидными и гидроксидными слоями, является важным носителем меди, никеля и платиновых металлов. Крупнейшие промышленные месторождения этого минерала расположены в Западной Сибири – в Норильском рудном районе и Кингашском рудном узле.

Однако из-за уникальной кристаллической структуры он практически не извлекался при обогащении и уходил в отходы, снижая экономическую эффективность переработки руды.

Ученые выяснили, что ключ к решению этой задачи – в управлении кислотностью среды.

В кислой среде происходит частичное растворение гидроксидных слоев минерала, что открывает доступ реагентам к богатым медью сульфидам. Это позволило извлечь до 59% меди без предварительной обработки и до 80% – после дополнительной обработки сернистым натрием. Для сравнения, в щелочной среде извлечение не превышало 10-15%.

Кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН Роман Борисов пояснил, что плохая флотируемость валлериита – не приговор, а особенность поверхностной химии, которую можно обратить в пользу. Ученые детально изучили поведение природных образцов и показали, что управляя кислотностью, можно убрать гидрофильную оболочку и открыть доступ к ценным сульфидам.

«Да, лабораторная гидротермальная обработка пока выглядит энергозатратной для практического использования на обогатительных фабриках. Но главный вывод уже сделан: даже одно лишь подкисление без сложной предварительной подготовки дает колоссальный рост извлечения», – рассказал исследователь.

Следующая задача – оптимизировать температурные режимы и параметры процесса для внедрения технологии на обогатительных фабриках.

Кандидат химических наук, заведующий лабораторией гидрометаллургических процессов Института химии и химической технологии СО РАН Максим Лихацкий добавил, что с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и циклической вольтамперометрии ученые оценили состояние поверхности минерала на глубину до нескольких нанометров.

Добавим, что это открытие стало продолжением предыдущих успехов красноярской команды, которая ранее научилась создавать синтетические аналоги минералов группы валлериита в лаборатории. Теперь исследователи перешли от модельных образцов к реальным норильским рудам, открыв путь к более полной, безотходной и рентабельной переработке сибирских месторождений.