Недорогое и нетоксичное вещество поможет извлекать ценные металлы
© Wikimedia Commons
Ученые из Уральского федерального университета подобрали «растворитель» — поверхностно-активное вещество (ПАВ) лигносульфанат — который способствует переводу в раствор ценных металлов. Лигносульфанат является отходом целлюлозно-бумажного производства, он дешевый и нетоксичный. Таким образом ученые решили сразу две серьезные задачи: утилизация отхода и переработка руд и концентратов. Описание механизма действия ПАВ в условиях, моделирующих процессы автоклавного выщелачивания, исследователи опубликовали в журнале Langmuir. Работу поддержал Российский научный фонд.
«Мы исследовали механизм действия очень сложного по структуре поверхностно-активного вещества, которое одновременно является смачивателем, диспергатором и стабилизатором по отношению к поверхности рудного концентрата. В автоклавных технологиях извлечения металлов этот ПАВ — лигносульфонат — используют с 1970-х. Однако его эффективность все еще недостаточно изучена, предметно не изучался и механизм действия. А учитывая, что на сегодня в переработку вовлекаются бедные руды, руды двойной и тройной упорности, использование ПАВ для переработки таких руд становится еще более актуальным», — говорит соавтор разработки, старший научный сотрудник лаборатории перспективных технологий комплексной переработки минерального и техногенного сырья цветных и черных металлов УрФУ Татьяна Луговицкая.
Ученые исследовали все стадии действия ПАВ при выщелачивании концентратов в автоклавных условиях. Это поможет, с одной стороны, управлять процессом извлечения ценных металлов — цинка, меди, свинца и других. А с другой — регулировать эффективность действия ПАВ и расширить их номенклатуру.
«Технология извлечения ценных металлов из руд многостадийна. На разных этапах переработки происходят разные процессы, и где-то ПАВ эффективен, а где-то — нет, и приходится увеличивать его дозировку, что плохо сказывается на конечном товарном продукте. Кроме того, в процессе выщелачивания выделяется элементная сера, которая замедляет процесс и образует диффузионные пленки. Нам же удалось выяснить, почему этот ПАВ на разных стадиях действует по-разному. Это позволяет регулировать процесс извлечения в раствор металлов, делать его более эффективным и менее затратным. Кроме того, знание механизма открывает новые возможности разработки более сложных композиций, состоящих из нескольких ПАВ, тем самым позволит еще больше повышать эффективность извлечения металлов», — поясняет Татьяна Луговицкая.
Отмечается, что разработанная уральскими учеными технология поможет переработать руды России, Казахстана, Монголии и Узбекистана с высокой степенью извлечения цветных, благородных и редких металлов. Разработкой уже заинтересовались турецкие, казахские и узбекские компании.
Молодежная лаборатория перспективных технологий комплексной переработки минерального и техногенного сырья цветных и черных металлов УрФУ создана в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030», которая является одной из мер государственной поддержки университетов нацпроекта «Наука и университеты».