НОРИЛЬСКИЕ ПИРРОТИНЫ СТРАТЕГИЧЕСКИ ВАЖНЫЙ ИСТОЧНИК НИКЕЛЯ И

НОРИЛЬСКИЕ ПИРРОТИНЫ – СТРАТЕГИЧЕСКИ ВАЖНЫЙ ИСТОЧНИК НИКЕЛЯ И ПЛАТИНОВЫХ МЕТАЛЛОВ • НИКЕЛЬ-ПИРРОТИНОВЫЙ концентрат ТОФ перерабатывают по автоклавно-окислительной технологии с получением сульфидного концентрата, технической серы и отвальных железогидратных хвостов. • Состав ПК ТОФ, %: 1, 8 -2, 2 никель; 0, 4 -0, 6 медь; 0, 095 -0, 12 кобальт; 45 -50 железо; 26 -30 сера; 8 -15 пустая порода; 4 -6 г/т МПГ. • В процессе автоклавно-химического обогащения ПК содержание цветных металлов в конечном сульфидном концентрате увеличивается в 5 -7 раз, при их извлечении в автоклавный сульфидный концентрат ~ 85 -88%. • Около 30% серы ПК извлекается в товарную элементную серу. • С отвальными хвостами выводится практически вся пустая порода и 80 -90% железа.

ОАО «ГМК «Норильский никель» – единственное предприятие в мире, сумевшее в промышленном масштабе освоить производство цветных и драгоценных металлов по технологии автоклавной гидрометаллургии из никельпирротинового концентрата, выделяемого из богатых сульфидных руд Талнахской группы месторождений. Российские учёные и технологи-металлурги сумели не только освоить автоклавную гидрометаллургию пирротинов, не имеющую промышленных аналогов в мировой практике, но и сделать её рентабельной во всём диапазоне изменений мировых цен на цветные и драгоценные металлы.

Запасы богатых медно-никелевых руд Талнахского и Октябрьского месторождений более чем на 90% представлены минеральными разновидностями пирротинового типа. Особенностью этого типа руд является: высокое содержание (30 -60%) нестехиометрических сульфидов группы пирротина (Fe 1 -x. S) и чрезвычайно тесное взаимопрорастание сульфидных минералов, затрудняющее их разделение традиционными методами обогащения. Особенно тесная связь отмечается между главным никелевым минералом – пентландитом и пирротином.

В рудах Талнахской группы месторождений пирротин является самым распространённым минералом и имеет несколько модификаций, отличающихся магнитными и флотационными свойствами. В основном минеральные разновидности пирротина представлены двумя модификациями: гексагональной (Fe 8 S 9 Fe 13 S 14) и моноклинной (Fe 7 S 8).

Основную долю пирротина руд Талнахского и Октябрьского месторождений ( 80 %) составляет его гексагональная модификация. Моноклинный пирротин составляет 20%. Пентландит на 2/3 представлен мельчайшими включениями в пирротине. Вследствие близких магнитных свойств гексагонального пирротина и пентландита разделить их магнитной сепарацией невозможно и основным методом выделения пирротинового концентрата остаётся флотация.

При флотационном обогащении пирротиновых руд формируется самостоятельный сульфидный промпродукт – никель-пирротиновый концентрат, - в который извлекается: 13 -15 % никеля; 2, 5 -3, 5 % меди; 14 -17 % кобальта и 14 -18 % металлов платиновой группы (МПГ). Обычно в концентрате присутствуют: пирротин (60 -75 %); пентландит (6 -9 %); халькопирит (1, 5 -3, 5 %); магнетит (до 8 -10 %), а также в небольших количествах – талнахит и кубанит.

В никель-пирротиновых концентратах на 1 т содержащегося никеля приходится 20 -25 т железа и 1217 т серы. Непосредственная пирометаллургическая переработка такого материала не обеспечивает экономически приемлемых результатов, вследствие высокого выхода шлака и связанных с этим значительных потерь ценных металлов, в особенности кобальта.

Преобладание гексагональной (немагнитной) модификации пирротина резко отличает руды Норильска от сульфидных медно-никелевых руд, перерабатываемых за рубежом. В частности, на предприятиях Канады преимущественное распространение получил моноклинный (ферримагнитный) пирротин. Это позволило канадским специалистам с середины 70 -х годов прошлого столетия успешно реализовать электромагнитные методы обогащения, обеспечившие выделение пирротина в высокоселективный концентрат.

В середине 80 -х гг. канадские компании перешли на новые технологии магнито-флотационного обогащения, включающие глубокое выделение пирротина (~ 63 -85 % от содержания в руде) в самостоятельный продукт с минимальным содержанием цветных металлов и вывод его на долговременное складирование. В настоящее время переработка пирротиновых концентратов в отдельном производственном цикле не осуществляется ни на одном предприятии за рубежом.

Никель-пирротиновые концентраты, выделяемые при обогащении сульфидных руд месторождений Норильска, генетически наследуют все основные структурно-минералогические особенности исходной руды. Для них характерно: - более тонкая ассоциация минералов цветных металлов и пирротина; - высокое содержание МПГ, особенно палладия и редких платиновых металлов (РПМ); - значительное содержанием никеля и кобальта. В силу большого выхода и высокого содержания МПГ, этот концентрат представляет собой уникальный источник получения платиновых металлов и, прежде всего, - РПМ. Все редкие платиноиды – родий, иридий, осмий, рутений встречаются исключительно в форме твердых растворов в пирротине и пентландите, причем содержатся в обоих минералах в равных концентрациях. Поскольку количество пирротина в рудах Норильских месторождений в 5 -7 раз выше, чем пентландита, основная часть РПМ связана с пирротином.

Факторы, определившие рентабельность переработки никель-пирротинового концентрата Норильска: 1. Высокий уровень содержания цветных и драгоценных металлов. 2. Наличие в Норильском промышленном районе источников дешёвых вспомогательных материалов (известняка, газового конденсата) и энергоресурсов (гидроэлектроэнергии, природного газа, вторичного водяного пара). Промышленная деятельность ЗФ обеспечивается развитой энергетической базой, состоящей из трёх ТЭЦ, двух гидроэлектростанций, подземных и поверхностных водозаборов, системы магистральных трубопроводов тепла, воды, природного газа, разветвлённой сети линий электропередачи высокого напряжения. 3. Универсальность автоклавно-окислительной технологии, обеспечивающей возможность одновременной переработки широкого спектра текущего и техногенного сырья и утилизации металлосодержащих отходов. 4. Развитая в Норильске производственная и социальная инфраструктура, включающая мощную механослужбу, развитую стройиндустрию, транспортные коммуникации, производство вспомогательных материалов (в т. ч. необходимой для технологии технической извести и едкого натра), развитую систему снабжения и коммунального хозяйства. Норильск представляет собой мегаполис с хорошо сбалансированной социальной инфраструктурой.

5. Возможность производства высококачественного автоклавного сульфидного концентрата, пригодного для эффективной переработки по технологии автогенной плавки с получением богатого медно-никелевого штейна. 6. Оптимальное размещение на одной промплощадке НМЗ двух интегрированных взаимодополняющих производств: автоклавно-гидрометаллургического и автогеннопирометаллургического производств, с общей инфраструктурой. 7. Возможность размещения на территории Норильского промышленного района гидротехнического сооружения (хвостохранилища) значительной вместимости для складирования железогидратных хвостов. 8. Превращение значительной массы серы пирротина в товарный продукт – техническую серу, удобную для хранения и транспортировки.

9. Возможность поставки по р. Енисей из южных индустриальных районов Красноярского края больших объёмов дешёвого нейтрализатора - нефелинового шлама, представляющего собой отход глинозёмного производства. 10. Успехи машиностроения в области производства большеобъёмных автоклавов (в т. ч. из титана) и высоконапорного насосного оборудования. 11. Применение кислорода для интенсификации процесса выщелачивания. 12. Возможность завоза в Норильск Северным морским путём больших объёмов материалов и реагентов – технических лигносульфонатов, металлизованных железных окатышей, ксантогената, нефтепродуктов и др. Кроме этого, важнейшим фактором рентабельной работы автоклавно-окислительной технологии является постоянное совершенствование режимов её операций и основных переделов.

За время работы автоклавно-окислительной технологии в гидрометаллургическом производстве Надеждинского металлургического завода (ГМП НМЗ) переработано более 23 млн. тонн никель-пирротинового концентрата. При этом в автоклавном сульфидном концентрате, который полностью был переработан в печах взвешенной плавки (ПВП), получено: около 400 тыс. тонн никеля, 100 тыс. тонн меди, 20 тыс. тонн кобальта и ~ 120 тонн МПГ. В этот же период произведено более 2 млн. тонн технической серы (сорт 9950), отгруженной в комовом виде потребителю на «материк» . Технология работает рентабельно, обладает достаточным запасом «прочности» по отношению к возможным изменениям конъюнктуры внешнего рынка металлов и характеризуется высокой экологической чистотой.