ООО «НИЦ «Гидрометаллургия» (Санкт-Петербург, Россия)

Н. Д. Ефимов, младший научный сотрудник, Efimov-n@gidrometall.ru
Т. Ю. Косицкая, старший научный сотрудник, канд. техн. наук, kositskaya-t@gidrometall.ru

АО «Челябинский цинковый завод» (Челябинск, Россия)
М. С. Варганов, начальник технического управления, mkv@zinc.ru
С. А. Загребин, заместитель начальника технического управления, канд. хим. наук, saz@zinc.ru

В настоящее время получение свинца из концентратов практически полностью основано на применении пирометаллургических способов. Основной недостаток как пирометаллургических процессов в целом, так и технологий переработки свинецсодержащих материалов – экологическая опасность. В условиях глобального ужесточения экологических норм в отношении газовых выбросов все более актуальное значение приобретает проблема поиска альтернативных способов переработки свинцовых сульфидных материалов. В связи с этим растет востребованность исследований, направленных на разработку технологических схем, в которых автоклавные процессы используют в качестве начальных операций. Автоклавная переработка свинцовых концентратов, получаемых из полиметаллического сырья, позволяет дополнительно извлекать цветные металлы из исходного материала. Таким образом, разработка новых гидрометаллургических технологий необходима не только для решения экологических, но и экономических задач. Приведены результаты лабораторных исследований по выщелачиванию реальных свинцовых концентратов. Полученные цинковые растворы могут быть направлены в действующее цинковое производство, а свинцовые кеки пригодны для последующей плавки на черновой свинец. Проведен анализ фазового состава исходных материалов. Показаны основные закономерности процесса автоклавного окислительного выщелачивания свинцовых концентратов с разным содержанием основного компонента – свинца. Установлены параметры, позволяющие достигать высоких показателей окисления сульфидов: извлечение цинка в раствор >98 %, степень сульфатизации свинца >93 %. Получен товарный промпродукт (карбонизированный кек) высокого качества, содержащий >70 % Рb, <0,25 % Zn, 2 % S. Также определены показатели обезвоживания пульп, сформированных в автоклавных условиях.

1. Романтеев Ю. П., Федоров А. Н., Быстров С. В., Комков А. А. Металлургия свинца : учебное пособие. – М. : МИСиС, 2005. – 214 с.
2. Тихонов Б. С. Тяжелые цветные металлы и сплавы : справочни к. Т. 1 / общ. ред. С. Н. Подвишенский. – М. : ЦНИИЭИцветмет, 1999. – 452 с.
3. Kania H., Saternus M. Evaluation and current state of primary and secondary zinc production – a review // Applied Sciences. 2023. Vol. 13, Iss. 3. 2003. DOI: 10.3390/app13032003
4. Киманов Б. М., Ким В. А., Тэн Э. Б., Гончаренко Е. В. Малоотходная технология фильтрационного рафинирования металлических расплавов // Современные технологии добычи и производства цветных металлов : материалы конференции, Усть-Каменогорск, 2004. С. 196.
5. Струнников С. Г., Козьмин Ю. А. Гидрометаллургические схемы переработки свинцовых концентратов // Химия в интересах устойчивого развития. 2005. Т. 13, № 4. С. 483–490.
6. Ozberk E., Jankola W. A., Vecchiarelli M., Krysa B. D. Commercial operations of the Sherritt zinc pressure leach process // Hydrometallurgy. 1995. Vol. 39, Iss. 1–3. P. 49–52.
7. Садыков С. Б. Автоклавная переработка низкосортных цинковых концентратов. – Екатеринбург : УрО РАН, 2006. – 582 с.
8. Matuska S., Ochromowicz K., Chmielewski T. Pressure leaching of sulfide concentrate produced by Lubin Concentrator (KGHM “Polska Miedz” SA, Poland) // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2018. Vol. 54, No. 3. P. 781–792.
9. Outotec copper concentrate pressure leaching process. – URL: https://www.metso.com/insights/blog/mining-and-metals/outotec-copper-concentrate-pressure-leaching-process/.
10. Плешков М. А., Чугаев Л. В., Шнеерсон Я. М. Возможности автоклавной гидрометаллургии при переработке упорного золотосодержащего сырья // Интенсификация гидрометаллургических процессов переработки природного и техногенного сырья. Технологии и оборудование. ICHTE 2018 : материалы научно-практической конференции (Санкт-Петербург, Россия). – Санкт-Петербург : Изд. СПбГТИ (ТУ), 2018. C. 59–61.
11. Лях С. И., Шнеерсон Я. М., Клементьев М. В., Афанасьев А. В., Завалюев А. С. Покровский автоклавно-гидрометаллургический комплекс: запуск и освоение технологии // Цветные металлы и минералы – 2019 : сборник докладов XI Международного конгресса. 2019. С. 918–927.
12. Jankola W. A. Zinc pressure leaching at Cominco // Hydrometallurgy. 1995. Vol. 39, Iss. 1–3. P. 63–70.
13. Sadykov S., Kalanchey R., Mc Conaghy E., Stiksma J. et al. Commercialization of Dynatec Zinc pressure leach process at Kazakhmys Corporation in Balkhash, Kazakhstan // Pressure Hydrometallurgy 2004: 34th Annual Hydrometallurgy Meeting. Banff, Alberta, Canada. October 23–27, 2004. P. 929–949.
14. Пат. 32638 РК. Способ переработки низкосортных сульфидных цинковых концентратов / Жунусова Г. Ж., Кальянова О. А. ; заявл. 24.06.2016 ; опубл. 05.02.2018, Бюл. № 5.
15. Sun P., Li X., Wei C., Dai X. et al. Sulfuric acid leaching of a complex zinc s ulfide concentrate with high copper and lead concentrations under oxygen pressure // Canadian Metallurgical Quarterly. 2025. Vol. 64, Iss. 1. P. 260–273.
16. Косицкая Т. Ю., Лях С. И., Анохин Р. Р., Пирогова Н. А. Перспективные гидрометаллургические технологии переработки цинковых концентратов // Цветные металлы. 2025. № 3. С. 7–16.
17. Набойченко С. С., Якорнов С. А., Загребин С. А., Каримов К. А. Технология автоклавного выщелачивания свинцового концентрата ОАО «Сибирь-Полиметалл» // Цветные металлы. 2019. № 8. С. 30–35.
18. Шахалов А. А., Оспанов Е. А., Набойченко С. С., Фоменко И. В. Особенности пр оцесса гидротермальной обработки сульфидных медно-цинковых концентратов // Цветные металлы. 2019. № 2. С. 25–32.
19. Kim Е., Horckmans L., Spooren J., Vrancken K. C. et al. Selective leaching of Pb, Cu, Ni and Zn from secondary lead smelting residues // Hydrometallurgy. 2017. Vol. 169. Р. 372–381.
20. Liu F., Liu Z., Li Y., Wilson B. P., Lundstrom M. Behavior of gallium and germanium associated with zinc sulfide concentrate in oxyacid leaching // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2017. Vol. 53. Р. 1047–1060.
21. Зайцев П. В. Автоклавное окисление золотосодержащих концентратов двойной упорности : дис. … канд. техн. наук. – Санкт-Петербург, 2015. – 143 с.
22. Косицкая Т. Ю., Лапин А. Ю., Варганов М. С., Фатхутдинова О. А. Исследования технологии автоклавного окислительного выщелачивания цинкового концентрата // Цветные металлы. 2024. № 7. С. 37–44.
23. Набойченко С. С., Шнеерсон Я. М., Калашникова М. И., Чугаев Л. В. Автоклавная гидрометаллургия цветных металлов : монография / Под ред. С. С. Набойченко. – Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2009. – 611 с.
24. Piao S. Y., Tozawa K. Effect of iron content in zinc sulfide concentrates on zinc extraction in oxygen pressure leaching with elemental sulfur // Journal of the Mining and Metallurgical Institute of Japan. 1985. Vol. 101, Iss. 1174. P. 795–800.
25. ТУ 07.29.15.120-006-00194228–2015. Кек карбонизированный свинцовый Челябинского цинкового завода. ОАО «Челябинский цинковый завод». 2015.
26. Данилин Л. М., Луговицкая Т. Н., Головкин Д. М., Рогожников Д. А. Автоклавное выщелачивание цинковых концентратов в присутствии окисленных лигносульфонатов // Современные технологии производства цветных металлов : сборник докладов III Международной научно-практической конференции, посвященной памяти члена-корреспондента РАН Станислава Степановича Набойченко (Екатеринбург, 23–24 мая 2025 г.). – Екатеринбург : ООО АМК «День РА», 2025. С. 114–118.