Изучение поведения минералов в технологическом процессе

Новой областью исследования в минералогии является изучение поведения минералов в ходе технологического процесса. Изменения минералов нередко начинаются уже в процессе самой добычи руды. В.3. Блисковским (1975 г.) приводятся интересные примеры исключительно скоростного окисления минералов (самородной серы, сульфидов) при добыче, так же как и быстрого растворения некоторых минералов (хлориды, сульфаты). Существенные изменения происходят в процессе дробления и измельчения руды. Тонкое измельчение и переизмельчение сопровождаются не только увеличением поверхности, но и изменением первоначальных физических и химических свойств, локальным повышением температуры, электризацией и три-болюминесценнией. Кроме того, процесс сопровождается разрывом химических связей, что обусловливает возникновение валентно-ненасыщенных состояний поверхности, а в некоторых случаях и окислением при этом катионов, например Fe⁺².

При взаимодействии с водой и флотореагентами происходят процессы сольватации, сорбции, а также химические реакции, что существенным образом отражается на энергетических характеристиках поверхности минералов. Ионы-примесн, находящиеся в растворах, могут при этом закрепляться на поверхности минерала и оказывать определенное влияние на их флотируе-мость и поведение в процессах электрической и магнитной сепарации. При наличии в рудах полезных элементов-примесей, находящихся полностью или частично в сорбированном состоянии или в форме неструктурных примесей, при взаимодействии измельченной руды с водой или различными реагентами могут происходить процессы выщелачивания этих элементов или десорбции, вследствие чего часть их будет теряться с водами. Интересен в этом отношении пример с рудами, представленными медистыми песчаниками Джезказганского месторождения, содержащими рений. При флотации таких руд никак нельзя было получить полный баланс распределения рения по продуктам технологического процесса. В рудах его было всегда больше, чем в концентратах, хвостах и промпродуктах. Оказалось, что часть рения, помимо вхождения его в состав джезказганита, сорбирована и при процессе флотации десорбируется и переходит в раствор.

Особое значение приобретают исследования поведения минералов при гидрометаллургической переработке руд, промпродуктов или концентратов.

Только проследив первоначально поведение мономинеральных фракций минералов во всех технологических операциях (обжиге, спекании с карбонатами, растворении в кислотах, взаимодействии с другими реагентами) и затем уже проведя опыты со смесями минералов, следует подходить к разработке технологических схем. Если обогатители давно уже работают совместно с минералогами, то химико-технологи, как правило, разрабатывают свои схемы передела концентратов и промпродуктов в отрыве от минералогических исследований, подходя к минералам как природным аналогам определенных химических соединений. Между тем, вследствие дефектности структур, наличия многочисленных примесей и включений, реальные минералы из разных месторождений несколько по-иному растворяются в кислотах, по-иному ведут себя при обжиге и спекании, что обычно не учитывается при разработке химико-технологических схем. Вследствие этого в ряде случаев технологические схемы, разработанные технологами в лабораторных условиях, при их испытаниях непосредственно на производстве себя не оправдывают, особенно когда на фабрику поступают концентраты или руда, состав которых несколько отличается от лабораторной пробы, что, как правило, имеет место на практике. Только при совместной работе минералога и химика-технолога можно объяснить эти явления и внести соответствующие коррективы в технологическую схему.