Material composition of copper slag of the Almalyk copper-smelting plant (Uzbekistan)

Texto integral

Введение

Актуальность. Медь была первым металлом, который был выплавлен (извлечен из руды) около семи тысяч лет назад на древнем Ближнем Востоке, об этом свидетельствуют результаты исследований металлургических отходов, найденных во время археологических раскопок [1]. До сих пор медь является одним из востребованных металлов и спрос остается на высоком уровне.

Производство меди сопровождается выходом большого объема шлаков. Отвальные шлаки медного производства – это скопление минералов, в которых кроме меди содержатся и другие элементы, формирующие свойства шлаков [2]. Они содержат разное количество стекла и новых кристаллизованных фаз, а также могут содержать реликтовые минералы и флюсы. Состав шлаков зависит от металлургических процессов и состава перерабатываемой руды (руд) и используемых флюсов [3]. В основном медные шлаки представляют собой совокупность оксидов (железа, марганца и др.), оливина (фаялита и др.) и/или пироксенов [1].

Производство шлака составляет от 2 до 5 тонн на тонну черновой меди в медеплавильных предприятиях мира [4]. На сегодняшний день по всему миру накопились огромные количества медных шлаков, в составе которых содержание меди даже больше, чем в исходных рудах. Шлаки, которые образуются в результате плавки руд и концентратов как черных, так и цветных металлов, вместе с другими металлургическими отходами, такими как хвостохранилища, все чаще становятся предметом серьезных экологических споров [5]. Металлы могут поступать в окружающую среду в условиях естественного атмосферного воздействия, загрязняя грунтовые и подземные воды.

Единственным способом снижения негативного воздействия шлаковых отходов на окружающую среду может быть их утилизация путем комплексного извлечения ценных компонентов из них и дальнейшего использования шлаковых отходов для строительных целей. В медных шлаках кроме основного компонента меди присутствуют повышенные содержания золота, серебра, цинка, железа и др. Например, в медном комплексе Сарчешмех Ирана скопилось около 8 млн т шлака со средним содержанием Cu – 1,67 %, Mo – 0,05 %, Ag – 40–56 г/т, Au – 1 г/т [6].

Форма нахождения ценных металлов, таких как железо, медь, свинец и цинк, в медных шлаках сложная [7]. Поэтому изучение минерального состава является актуальным, так как результаты минералогических исследований позволяют сделать выводы о их технологических свойствах и разработках технологических схем их обогащения и максимального извлечения ценных компонентов.

АО «Алмалыкский ГМК» является одним из крупных производителей меди в мире. При пирометаллургическом способе получения меди в плавильных печах медеплавильного завода (МПЗ) АО «Алмалыкский ГМК» образуется большое количество отвального шлака. Шлаки медного завода: шлак отражательной плавки (ОП) – 5439503 т; шлак кислородно-факельной плавки (КФП) – 1836117 т; шлак в плавке жидких ванн – 724380 т; всего 8000000 т [8].

Техногенное месторождение отвальных шлаков металлургического производства медеплавильного завода находится на расстоянии 3,7 км от города Алмалык. Начало формирования шлакоотвала 1964 г., и объект, действующий [8]. В отвальные хвосты АО «Алмалыкский ГМК» ежегодно поступает до 350–400 тыс. т отвальных шлаков КФП и ОП с содержанием железа 38–45 %, меди до 1 %, золота 0,4–0,6 г/т и других ценных компонентов [9]. Основными исходными материалами являются шлаки медеплавильного производства Алмалыкского ГМК, состоящие на 75 % из конверторных и на 25 % из отвальных шлаков и фторида аммония, который был применен в качестве фторирующего реагента [10].

Изучением минералого-технологических свойств медных шлаков Алмалыкского МПЗ занимались многие ученые [2, 8–22]. Установлено, что химический состав медных шлаков медеплавильных заводов СНГ имеет некоторое сходство [11]. В частности, медные шлаки имеют свою особенность, заключающуюся в том, что на 30–40 % шлак состоит из диоксида кремния (SiO₂) и примерно в таком же количестве содержатся оксиды железа [12]. В нем среднее содержание элементов и оксидов составляет: Cu – 0,06–0,9 %, Fe – до 50 %, SiO₂ – 32 % и др. [8]. Результаты химического анализа двух проб шлаков АГМК, изученных М.Ш. Курбановым, также подтверждают, что основу медных шлаков Алмалыкского ГМК составляют SiO₂ и оксиды железа, на их долю приходится более 80 % [10].

В составе шлака ценными компонентами являются Cu, Zn, Cd, Pb и благородные металлы Au, Ag [9, 13]. В составе отвального шлака содержатся следующие ценные компоненты: 0,7–1 % – Cu, 35–45 % – Fe, 0,2 г/т – Au, 0,4 г/т – Ag [14]. В составе конверторных шлаков АО «Алмалыкский ГМК» содержание меди составляет 2,4–3,56 %, общего железа до 49,5 % [15]. А.Х. Туресебеков установил повышенные содержания рения в составе медных шлаков медного производства Алмалыкской ГМК – 0,088 г/т [16].

По классификации В.В. Лапина, шлаки МПЗ АО «Алмалыкский ГМК» относятся к биминеральным и состоят из железистого ортосиликата – фаялита и магнетита [17]. Кроме того, в отвальном шлаке в значительных количествах присутствуют мелкие частицы сульфидов пирротин-халькопиритового, халькопирит-борнитового, халькозин-борнитового и халькозинового состава [12]. Оксиды металлов представлены купритом и гематитом; сульфиды – пирротином, халькозином, сфалеритом, галенитом, борнитом и нестехиометричным соединением состава CuFeS; самородные – серебром и медью [8].

В ближайшие годы планируется масштабное увеличение добычи меди. Было подписано постановление президента Республики Узбекистан № ПП-5159 «О дополнительных мерах по развитию горно-металлургической промышленности и смежных отраслей», в котором указано создание кластера медной промышленности и увеличение производства меди до 400 тыс. т в год. Соответственно это приведет к увеличению объемов медных шлаков. На сегодняшний день часть медных шлаков перерабатывается с первичными медными рудами, но в небольших количествах. Привлечение медных шлаков в переработку требует детальных минералогических и технологических исследований, чтобы максимально извлекать ценные компоненты из отходов.

Исследования, направленные на разработку технологии переработки медных шлаков, проводятся по всему миру давно. Из-за нехватки рудного концентрата различные горнодобывающие предприятия приступили к извлечению меди из отвального шлака. Типичный процесс состоит из дробления, измельчения и флотации [18]. Разработана технология процесса магнитной сепарации прямым восстановлением на основе угля для извлечения железа из шлака с содержанием 39,85 % Fe_общ и 0,33 % Cu. Результаты показывают, что конечный концентрат содержит 90,68 % железа, степень металлизации 94,01 %, 0,66 % Cu и 0,058 % S с общим извлечением железа 90,49 и меди 79,53 % [19].

Разработкой технологий переработки медных шлаков Алмалыкского ГМК также занимались многие исследователи. Было предложено использование аппаратов идеального перемешивания для переработки медных шлаков, так как оно даёт возможность наиболее эффективно провести процесс выделения меди, золота, серебра и других элементов из шлака; также сульфидизирование окисленных соединений полезных компонентов помогает эффективной переработке медных шлаков [20–22]. Н.М. Аскарова считает, что применение обескремнивания при переработке шлака позволяет извлекать медь в раствор гидрометаллургическим способом [14].

По мнению Ш.Т. Ходжиева и др. снижение содержания меди в шлаке до 0,12–0,17 % достигается продувкой бедной смеси и добавлением в шлак кварцевого песка (94 % SiO₂). Добавление в шлак 10 % песка увеличивает содержание кремнезема в нем до 35 % и снижает содержание меди до 0,12 % [23].

Несмотря на многочисленные исследования, переработка шлаков медного производства остаётся одной из самых сложных и нерешенных проблем современной цветной металлургии. Детальное комплексное изучение минерального и элементного состава медных шлаков и формы нахождения ценных компонентов является важным для разработки оптимальной технологии переработки шлаков.

Материал и методы

Были изучены три пробы медных шлаков, образованных на МПЗ АО «Алмалыкский ГМК» за последние 5–10 лет, 6 месяцев и за 2022 г. Химический состав представленных проб установлен фазовым анализом, атомно-абсорбционным (ZEEnit 700 P), рентгенофлуоресцентным (Х50 Mobile Soil) методами исследований. Химико-аналитические исследования выполнены в Центре аналитических исследований ГУ «ИМР».

Изучение минерального состава представленных проб осуществлялось комплексом минералогических и прецизионных методов исследований. Были изготовлены шлифы и аншлифы и изучены в проходящем и отраженном свете под микроскопом Eclipse LV100 Pol (Nikon). При характеристике количественного минерального состава кроме оптических методов был применен рентгенофазовый анализ (дифрактометр ДРОН-3).

Для изучения формы нахождения золота и других сопутствующих элементов проводились аналитическая сканирующая электронная микроскопия c SEM EVO MA (10) Zeiss с рентгеновским детектором х-act (Oxford Instrument Nano Analysys), рентгеноспектральный локальный анализ Superprobe JXА-8800R (JEOL).

Аналитическая сканирующая электронная микроскопия (СЭМ-ЭДС) была проведена в Центре передовых технологий при Министерстве инновационного развития. Рентгеноспектральный локальный (микрозондовый) анализ проводился в Институте геологии и геофизики им. Х.М. Абдуллаева.

Результаты и обсуждение

Химический состав. Содержания золота в пробах колеблются от 0,17 до 0,26 г/т, серебра – 8,42–10,64 г/т по данным атомно-абсорбционного анализа. Также установлены высокие содержания цинка, свинца, молибдена и меди. По данным фазового анализа содержание меди в изученных пробах колеблется от 0,77 до 0,97 %, медь представлена в основном сульфидной формой (табл. 1).

Минеральный состав изученных проб схож между собой. В результате просмотра прозрачных шлифов установлены следующие минералы: фаялит, ферросилит, кварц, серицит, стекло и рудные минералы. Фаялит и ферросиллит являются основными минералами. Они развиты в виде удлиненно-призматических, лейстоватых и скелетовидных кристаллов, тесно срастающихся со стекловидной массой. Размеры зерен от 0,1–0,3 до 1–1,2 мм. Аморфный твердый силикатный раствор (стекло) выполняет пространство между кристаллами фаялита и ферросилита (рис. 1). Стекловидная масса состоит в основном из железа, кремния и кислорода. Полученные FTIR-спектры образцов медного шлака практически аналогичны спектру фаялитовой фазы [24]. Химический состав минералов, установленный рентгеноспектральным локальным анализом под микрозондом и аналитическим электронным микроскопом, также показывает, что нерудные минералы соответствуют в основном фаялиту.

Содержание рудных минералов составляет примерно 15–20 % от общего объема шлаковых образований. Нерудная масса представлена прорастаниями кристаллов фаялита и ферросилита со стеклообразной массой. В стеклообразной массе также выявлены тонкие ограненные и ксеноморфные зерна нерудных минералов. Фаялит и ферросилит развиты в основном в виде призматических и параллельно шестоватых, иногда разно ориентированных кристаллов. В результате их срастаний со стеклом происходит образование спутанно-волокнистой, фибролитовой, гипидиоморфнозернистой, скелетовидной и дендритовой структур. Кроме того, установлены изометричные, зернистые выделения фаялита и магнетита в стеклообразной массе.

 

Таблица 1.     Содержание Au и Ag (г/т), сопутствующих элементов в шлаках разных лет хранения по данным атомно-абсорбционного и других методов анализа

Table 1.           Content of Au and Ag (g/t), associated elements in slags of different years of storage according to atomic absorption and other methods of analysis

№ пробы Sample no.	Период накопления шлака, год Slag accumulation period, year	ААС, г/т AAS, g/t		Химический анализ, % Chemical analysis, %			РФА, г/т XRF, g/t
		Au	Ag	Fe	Cu	Мо	Zn	Cu	Pb	Mo	S
1	1 год (за 2022 г.)/1 (for 2022)	0,25	10,64	27,54	0,97	0,215	7 683	6 171	3 071	2 199	7 481
2	0,5 года/0.5	0,26	9,17	29,53	0,77	0,175	10216	6131	3360	1993	7256
3	5–10 лет/5–10	0,17	8,42	32,42	0,92	0,065	4288	6289	2014	680	7897

 

Рис. 1.    Микрофотография медных шлаков в проходящем свете, николи скрещены. px – ферросиллит, fa – фаялит, gls – стекло, ore – рудные минералы

Fig. 1.     Microphoto of copper slags in crossed polarized light. px – ferrosillite, fa – fayalite, gls – glass, ore – ore minerals

 

Рудные минералы представлены в основном магнетитом и сульфидами меди. Они равномерно распределены по площади шлака в виде отдельных вкраплений, тонких включений сульфидов меди в магнетите, скоплений и агрегативных сростков друг с другом. Структура выделений рудных минералов гипидиоморфно-, и неравномернозернистая (рис. 2).

Из рудных минералов, по данным оптической микроскопии, установлены: магнетит, халькопирит, борнит, халькозин, ковеллин, медь самородная, галенит, сфалерит, блеклая руда, пирротин, пирит, молибденит. Среди них доминирует магнетит. В подчиненном количестве установлены халькопирит, борнит, пирротин и халькозин. Остальные отмечаются часто, но в единичных зернах. Форма сечения зерен рудных минералов в аншлифах кубическая, изометричная, сложно-угловатая, округлая, ксеноморфная. Их размеры от <0,01 до 0,2 мм. В основном рудные минералы рассредоточены в стеклообразной массе, между призматическими кристаллами фаялита и ферросиллита.

Содержания магнетита составляет примерно 10–15 %. В аншлифах форма сечения его зерен изометричная, октаэдрическая, кубическая. Размер зерен достигает 0,2 мм. Минерал равномерно распределен по площади шлака; наблюдается в виде тонких вкраплений, скоплений и в сростках с минералами меди. Иногда содержит включения халькопирита, халькозина, борнита и др.

Минералы меди часто установлены в тесной ассоциации друг с другом, а также с пирротином, магнетитом, галенитом, сфалеритом. Представлены в основном халькопиритом, борнитом, халькозином. Они образуются в результате выделения растворенных сульфидов из шлака при его раскристаллизации. Во время расплавления шихты и штейно-шлакообразования состав сульфидной фазы (т. е. когда нерасплавленные сульфидные частицы шихты омываются шлаковой фазой) меняется от пирротин-халькопиритового и халькопирит-борнитового до халькозин-борнитового и халькозинового [12].

В отличие от исходных проб на поверхности борнита образуются тонкие решетчатые кристаллы халькозина. В составе исходных руд медная минерализация представлена в основном халькопиритом, редко вторичными сульфидами меди. Но они образуют тесные сростки друг с другом. Халькопирит отмечается в основном в ассоциации с пиритом, развиваясь по его краям, трещинам. Также установлено повышенное содержание золота до 6,11 % в составе вторичной самородной меди. В составе шлаков самородная медь развивается по трещинам, межзерновым пространствам новообразованных сульфидов меди.

Галенит и сфалерит встречаются по краям зерен минералов меди, т. е. согласно последовательности кристаллизации являются более поздними. Из минералов молибдена установлен молибденит (рис. 2).

 

Рис. 2.    Характер выделений рудных минералов в шлаке. Фотография в отраженном свете. Fa – фаялит; Gls – стекло; Mt – магнетит; Chp – халькопирит; Chc – халькозин; Bo – борнит; Cu – самородная медь; Pyr – пирротин; Py – пирит; Spl – сфалерит; Gn – галенит, Мо – молибденит

Fig. 2.     Character of allocation of ore minerals in slag. Photography in reflected light. Fa – fayalite; Gls – glass; Mt – magnetite; Chp – chalcopyrite; Chc – chalcocite; Bo – bornite; Cu – native copper; Pyr – pyrrhotite; Py – pyrite; Spl – sphalerite; Gn – galena, Mo – molybdenite

 

Минеральный состав шлаков установлен рентген-дифракционным методом. Съёмка проводилась на дифрактометре ДРОН-3 с СuКα с отфильтрованным излучением в режиме: I=25–30 mA, U=30 kV, Vдетект=2 °/мин, V_{дифр. ленты}=600 мм/ч, предел измерений – 4×10² имп/с, τ=0,5 с, щели: 1×2×0,25 мм. Интерпретация и идентификация минеральных фаз проводилась по стандартным методикам с использованием отечественных каталогов и ASTM.

Количественное содержание минеральных фаз рассчитывалось по методике РКФА (экспрессный рентгеновский количественный фазовый анализ), основанной на использовании уравнения Петера–Кальмана и унифицированных пересчетных корундовых коэффициентов без введения внутренних стандартов. Предполагается, что сумма всех кристаллических фаз составляет 100 %. Наличие рентгеноаморфного вещества в пробах не учитывалось. Содержание аморфного вещества в данных пробах высокое.

По данным рентген-дифрактометрического анализа в медных шлаках преобладают минералы группы пироксена и оливина, а также оксидов железа и магния. В составе пробы фаялит составляет 18,3–37,6 %, ферросиллит – 7,0–13,7 %, шпинель – 8,5–11,4 %. Кроме того, выявлены кальцит, доломит, хлорит, диопсид, графит в незначительных количествах. Из рудных минералов установлены пирротин (2,2–2,7 %), пирит, Cu-пирит (5,4–6,3 %), молибденит 0,8 %, самородная медь, железо. Минералы меди представлены также кубанитом, халькозином, ковеллином, халькопиритом и др.

Образование фаялитов и других сложных силикатов в составе медных шлаков других заводов отмечены многими исследователями. Но в зависимости от первоначального состава перерабатываемых руд и условий их переработки минеральный состав шлаков имеет некоторые различия. Например, в составе шлаков Балхашского медеплавильного завода выявлен фаялит магнезиальный: Mg_0,26Fe_1,74SiO₄Mg_0,347Fe_1,548Mn_0,105SiO₄ [25]. Фаялиты медных шлаков АГМК в подавляющем большинстве случаев имеют избыточную против молекулы фаялита кремнекислоту, что вызвано тонким прорастанием скелетных кристаллов фаялита стеклом. Подобное явление В.В. Лапиным объясняется присутствием стекла внутри кристалликов фаялита в виде каплеобразных микровключений, образующихся за счет эмульсионной ликвации [12].

В составе шлаков в результате аналитической сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) определены следующие минералы меди: халькопирит, борнит, халькозин, ковеллин, кубанит, бурнонит, самородная медь, буланжерит, тетраэдрит. Также отмечаются различные соединения меди со свинцом, сурьмой. Кроме того, было доказано присутствие галенита, сурика, сфалерита, гудмундита, пирита, пирротина, самородного железа и др.

Рудные минералы установлены в виде вкраплений, сложных сростков друг с другом, а также с магнетитом. Часто наблюдается развитие галенита по краям зерен минералов меди. Установлены сростки сфалерита с халькопиритом, борнитом, халькозином. Отмечены рудные минералы среди зерен фаялита в стеклообразной массе (рис. 3).

Для железа выявлены три основные фазы микрозондовыми исследованиями: первая фаза представлена кристаллами магнетита; вторая фаза – стекловидной массой железисто-силикатного состава; третья фаза – кристаллами железистых сланцев (рис. 4). Также отметим, что железо входит в состав таких сульфидов, как пирротин, халькопирит, борнит, пирит и других сложных минеральных смесей.

Медь в основном представлена халькопиритом, реже борнитом, халькозином. Халькозин часто встречается в виде игольчатых, удлиненных кристаллов на поверхности борнита. Установлены тетраэдрит и минерал, в составе которого медь, цинк и свинец. Выявлена примесь золота до 6,11 % в составе самородной меди (табл. 2). Медь самородная располагается в микротрещинах, на краях зерен борнита и халькозина. Иногда ассоциирует с минералами свинца.

 

Таблица 2.     Элементный состав минералов меди и благородных металлов по результатам рентгеноспектрального локального анализа на микрозонде

Table 2.           Elemental composition of copper minerals and precious metals based on the results of local X-ray spectral analysis on a microprobe

Минерал/Mineral	Элемент, мас. %/Element, wt %									Сумма Total
	Cu	Fe	Au	Ag	Pb	Cr	Ni	Sb	S
Сu-3 самородная медь с золотом Сu-3 native copper with gold	89,68	0,77	1,22	0,01*	3,78	–	–	–	0,09*	95,45
	76,14	1,04	5,76	0,06*	13,51	–	–	–	0,08*	96,45
	95,25	2,18	0,14*	0,14*	–	–	–	–	0,07*	97,43
	91,59	1,64	0.08*	0,10*	–	–	–	3,41	0,10*	96,64
	92,01	2,09	0,20*	0,08*	–	–	–	3,49	0,02*	97,59
	83,16	2,84	2,43	0,11*	8,29	–	0,74	–	0,3	97,76
	83,32	2,78	6,11	0,14*	2,23	0,32	0,6	–	0,14	95,50
	86,03	2,84	5,32	0,08*	1,45	–	0,56	–	0,07*	96,20
	92,22	2,81	0,07*	–	–	–	0,71	–	0,05*	95,74
Ag самородное с галенитом Ag native with galena	16,7	1,48	–	73,48	9,43	–	–	–	0,36	101,45

 

Рис. 3.    Скопления рудных минералов. Фото в обратно-отраженных электронах под СЭМ. Элементный состав (%) в точке (№ спектра в таблице)

Fig. 3.     Accumulations of ore minerals. Photo in backscattered electrons under SEM. Elemental composition (%) at a point (spectrum number in the table)

 

№	№ ЭДС спектра EDS spectrum no.	Минерал/Mineral	Fe	Cu	Al	Ti	Si	Mg	O	S
1	7867	Борнит/Bornite	18,13	47,5	–	–	–	–	–	34,38
2	7868	Борнит/Bornite	19,31	45,23	–	–	–	–	–	35,46
3	7869	Магнетит/Magnetite	64,77	–	4,66	0,99	–	–	29,58	–
4	7870	Борнит/Bornite	19,55	47,12	–	–	–	–	–	33,33
5	7871	Магнетит/Magnetite	64,13	–	3,67	1,01	–	–	31,19	–
6	7873	Ферросилит/Ferrosilite	48,02	–	–	–	17	2,08	32,91	–
7	7874	Борнит/Bornite	16,88	50,1	–	–	–	–	–	33,02

 

Рис. 4.    Вкрапления магнетита, борнита и халькозина в шлаке с призматическими кристаллами фаялита. Фотография в обратно-отраженных электронах под микрозондом. Cu-1 – халькозин; Cu-2 – борнит; Cu-3 – самородная медь; Pb – свинец самородный

Fig. 4.     Inclusions of magnetite, bornite and chalcocite in slag with prismatic fayalite crystals. Photography in backscattered electrons under a microprobe. Cu-1 – chalcosine; Cu-2 – bornite; Cu-3 – native copper; Pb – native lead

 

Минерал/Mineral			Элемент, мас. %/Element, wt %													∑
	Fe	O	Si	S	Al	K	Сa	Ti	Mn	Cr	Na	Mg	Zn	V	Ba
Fe-1-кристаллы магнетита Fe-1 magnetite crystals	65,9	23,2	0,4	–	2,8	–	–	1,24	0,09	0,05	–	0,37	0,93	–	–	94,8
	66,3	22,9	0,3	–	2,6	–	–	1,07	0,0	0,26	–	0,38	0,85	–	–	94,7
	64,5	23,1	0,4	0,07	3,1	–	–	1,12	0,18	0,01	–	0,41	1,08	0,04	–	93,8
Fe-2-железисто-кремнистое стекло Fe-2-iron-siliceous glass	14,8	42,8	23,4	0,73	8,1	3,9	4,5	0,33	0,18	–	0,55	0,37	1,3	–	–	101,0
	13,2	43,3	25,1	0,49	7,6	4,8	3,7	0,14	0,14	–	0,68	0,33	1,11	–	0,03	100,8
	14,0	42,9	23,7	0,58	8,5	4,8	3,9	0,22	0,14	–	0,74	0,42	0,61	–	0,23	99,8
	21,9	39,2	20,1	0,87	5,7	3,9	6,1	0,13	0,09	0,02	–	0,19	0,35	–	–	98,4
Fe-3-игольчатые (фаялит) Fe-3-acicular (fayalite)	47,6	31,6	14,0	0,01	0,2	0,01	0,2	–	0,51	–	–	1,72	1,22	–	–	97,1
	47,3	31,6	14,0	–	0,2	0,04	0,2	–	0,49	–	–	1,96	1,24	–	–	96,9
	47,9	31,5	13,9	0,04	0,3	0,1	0,3	–	0,53	–	–	1,42	0,89	–	–	96,8

 

Из минералов серебра установлено самородное серебро размером вкраплений до 1 мкм. Встречается в срастании с галенитом, самородной медью. Серебро входит в состав самородного свинца до 16,88 %. Свинец представлен в основном галенитом, самородным свинцом, реже суриком. Он образует соединения с железом, медью, сурьмой. Цинк представлен сфалеритом и вюртцитом. Также в незначительном количестве входит в состав других минералов.

Заключение

Был изучен вещественный состав медных шлаков комплексом аналитических методов. В медных шлаках кроме основного компонента меди присутствуют повышенные содержания золота, серебра, цинка, железа и др. Содержание меди в составе проб медных шлаков выше, чем в медных рудах, и составляет 0,77–0,97 %. Кроме меди в составе медных шлаков отмечаются повышенные содержания ряда металлов (г/т): Au – 0,17–0,26; Ag – 8,42–10,64; Zn – 4,29–10216; Pb – 2014–3360.

Форма нахождения ценных металлов, таких как железо, медь, свинец и цинк, в медных шлаках сложная, но в составе шлаков медеплавильного завода АГМК они представлены собственными минералами. Основная масса медных шлаков состоит из железистых силикатов (фаялит, ферросиллит) и стекловидной массы железисто-силикатного состава.

Рудные минералы составляет 10–15 % и представлены в основном магнетитом и сульфидами меди, железа. Минералы меди очень тесно срастаются, замещают друг друга, а также образуют сростки с другими рудными минералами. Встречаются очень тонкие включения рудных минералов в виде взаимных прорастаний и в нерудной массе. Такие тесные сростки усложняют их процесс обогащения.

Результаты различных аналитических методов исследований подтверждают минеральную форму нахождения ценных компонентов. Высокие содержания ряда металлов и наличие их собственных минералов в составе шлаков увеличивают их ценность как техногенный источник меди, золота, серебра, молибдена, железа, свинца, цинка и др. Использование результатов данного минералогического исследования даёт возможность разработать технологические схемы обогащения и максимального извлечения ценных компонентов из шлаков. Переработка шлаковых отходов расширяет минерально-сырьевую базу Республики Узбекистан, а утилизация отходов является актуальной в решении экологических аспектов накопления шлаков.

Sobre autores

Sardor Sayitov

Institute of Mineral Resources

Autor responsável pela correspondência
Email: sardorsayitov@gmail.com
ORCID ID: 0000-0001-9984-8674

PhD, Head of the Mineralogical Research Department

Uzbequistão, 64, Olimlar street, Tashkent, 100164, Uzbekistan

Vladimir Tsoi

Institute of Mineral Resources

Email: vtsoi@inbox.ru

Dr. Sc., Professor, Chief Researcher

Uzbequistão, 64, Olimlar street, Tashkent, 100164, Uzbekistan

Shohruh Rasulov

Institute of Mineral Resources

Email: shohruhrasulov2019@gmail.com
ORCID ID: 0009-0008-8066-4304

Junior Researcher

Uzbequistão, 64, Olimlar street, Tashkent, 100164, Uzbekistan

Ruslan Pechersky

Institute of Mineral Resources

Email: russell.4ay@gmail.com

Junior Researcher

Uzbequistão, 64, Olimlar street, Tashkent, 100164, Uzbekistan

Alina Rasulova

Institute of Mineral Resources

Email: alinarasulova1986@gmail.com
ORCID ID: 0009-0004-9790-8388

Junior Researcher

Uzbequistão, 64, Olimlar street, Tashkent, 100164, Uzbekistan

Azimjon Abduvaitov

Institute of Mineral Resources

Email: azimjon.abduvaitov96@gmail.com
ORCID ID: 0009-0007-5363-8656

Geologis

Uzbequistão, 64, Olimlar street, Tashkent, 100164, Uzbekistan

Azamat Asrorov

Institute of Mineral Resources

Email: asrorovazamat603@gmail.com

Geologist

Uzbequistão, 64, Olimlar street, Tashkent, 100164, Uzbekistan

Bibliografia

Arquivos suplementares