Беседовала Анна Кислицына, фото с мероприятия: Александр Баранчиков
29 мая 2024 года в Институте общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской Академии наук (РАН) состоялась сессия «Химия соединений платиновых металлов и перспективные материалы на их основе». Одной из главных тем обсуждения стала возможность объединения усилий фундаментальной и прикладной науки в заявленной отрасли. К участию в сессии был приглашен институт «Гипроникель» — один из ведущих проектных и научно-исследовательских центров России в области технологии горных работ, металлургии, обогащения и переработки минерального сырья. О прошедшем мероприятии и актуальных исследованиях и разработках в области химии соединений платиновых металлов нашему изданию рассказала Марина Ласточкина, заведующий сектором драгоценных металлов лаборатории гидрометаллургии института «Гипроникель».
ООО Институт Гипроникель об участии в сессии «Химия соединений платиновых металлов и перспективные материалы на их основе»
— Марина Андреевна, институт «Гипроникель» был приглашен к участию в сессии «Химия соединений платиновых металлов и перспективные материалы на их основе». Каков был ваш вклад в обсуждение?
— Приглашение поучаствовать в работе научного совета по неорганической химии оказалось совершенно неожиданным. Этому предшествовала еще большая неожиданность — запрос предложений для включения в перечень перспективных работ научного направления «Фундаментальные основы химии и технологии платиновых металлов, их химических соединений и материалов на их основе» Программы фундаментальных научных исследований в Российской Федерации на долгосрочный период (2024–2030 годы).
Нашей первой реакцией было удивление: какое отношение мы, представители отраслевого научного института, имеем к фундаментальным исследованиям? Однако позже, обсуждая с коллегами наиболее интересные результаты и исследования в данной области, мы сформировали перечень из более чем десятка направлений. А после этого последовало и приглашение на научный совет.
В своем выступлении в ходе сессии я освещала вопросы технологии добычи и переработки рудного сырья, обозначила запрос отрасли на теоретические исследования и возможные точки соприкосновения, а также рассказала о тех интересных находках, которые нам с коллегами выпадает удача сделать при решении сугубо прикладных задач.
Направления работы общества с ограниченной ответственностью Институт «Гипроникель»
— По каким направлениям сегодня ведет работу «Гипроникель»?
— Сейчас из шести лабораторий департамента по исследованиям и разработкам три относятся к технологическим, выполняющим широчайший спектр исследований в области переработки сырья цветных и драгоценных металлов. Это и исследование рудной базы, и разработка и совершенствование технологий обогащения руд и промпродуктов, пиро- и гидрометаллургических процессов. Кроме того, в состав института входит испытательный аналитический центр — лаборатория, аттестованная в национальной системе Росаккредитации и обладающая в числе прочего широчайшими компетенциями в области анализа платиносодержащих материалов, от рудного сырья, содержащего доли или первые граммы на тонну суммы металлов платиновой группы (далее — МПГ), до богатых промпродуктов металлургического производства и аффинированных металлов.
Основные работы в области драгоценных металлов осуществляются лабораторией гидрометаллургии. В технологическом плане ведется широкий спектр работ по переработке различных видов сырья, содержащего драгоценные металлы. Так, были созданы оригинальные технологии комплексной переработки сульфидного рудного сырья с вариантным содержанием платиновых металлов, в том числе очень бедного. Эти технологии основаны на различиях механизмов потерь МПГ с отвальными железистыми продуктами и возможности их снижения путем целенаправленного формирования железосодержащих фаз с различными физическими и химическими характеристиками. На ряд новых технических решений были получены патенты.
За последние годы были разработаны и варианты технологических схем переработки различных промпродуктов переработки медного и медно-никелевого сырья с получением богатых (десятки процентов), пригодных для аффинажа концентратов драгоценных металлов, а также собственно аффинажа.
С учетом сложности состава сырья, комплексности решаемых задач — например, необходимости извлечения помимо драгоценных металлов еще и редких халькогенов — и сложности химии платиновых металлов технологические схемы зачастую представляют собой комбинации процессов пиро- и гидрометаллургии, а также обогащения. Такое сочетание разнородных по своей природе процессов позволяет создавать достаточно компактные технологические схемы, выводить из технологического цикла вредные примеси и повышать качество передаваемых на аффинаж продуктов, но, естественно, требует слаженной работы специалистов-технологов разного профиля, высококлассных химиков-аналитиков и специалистов в области исследования строения и состава вещества.
Для иллюстрации упомяну способ, в котором за счет приемов гидрометаллургической обработки материала обеспечивается изменение свойства входящих в его состав компонентов для последующего разделения драгоценных металлов и примесей флотацией. Этот метод, впервые предложенный в конце 50-х годов профессором И. Н. Масленицким, получил развитие в ходе наших исследований и был адаптирован для различных промпродуктов медно-никелевой отрасли — кстати, для одного из таких продуктов данный метод успешно используется на предприятии «Норникеля».
Институт Гипроникель: актуальность исследования в области повышения извлечения
— Ведет ли ваш институт исследования в области повышения извлечения? Насколько актуальна данная задача?
— С учетом стоимости платиновых металлов задача повышения извлечения всегда будет сохранять свою актуальность. При этом следует понимать, что отвальные продукты обогащения, шлаки и отработанные растворы, которые, несмотря на крайне низкое содержание в них драгоценных металлов, за счет гигантского объема являются основными каналами потерь.
В структуре собственно драгметалльных цехов, в первую очередь аффинажных, за счет компактности технологического оборудования (для сравнения: объем автоклавов выщелачивания медно-никелевого файнштейна на один-два порядка превышает таковой для выщелачивания, например, медных шламов), тотального глубокого обезблагораживания вывозных растворов и применения высокоэффективных систем пылеулавливания и газоочистки уровень потерь не превышает первых десятых долей процента. Это несоизмеримо ниже потерь на предшествующих операциях технологической схемы.
Но повышение эффективности производства подразумевает нечто более масштабное, чем повышение извлечения. Это и вопросы энергоэффективности, сокращения длительности технологического цикла, количества оборотных продуктов и возвратных отходов, повышение культуры и безопасности производства. Все наши работы направлены на решение этих задач — вопрос только в соотношении вклада в каждую из составляющих.
Дополнительно следует отметить, что внедрение новых схем переработки богатых и очень богатых драгметаллсодержащих промпродуктов ограничивается высокой экономической эффективностью уже действующих производств. Между тем исследования, выполняемые в данной области, позволяют не только создавать новые технологические схемы, но и получать большой объем новой теоретической и прикладной информации о поведении платиновых металлов в сложных многокомпонентных системах.
— На ваш взгляд, какие существуют успешные примеры объединения усилий фундаментальной и прикладной науки по вашим направлениям?
— Несмотря на то что на сегодняшний день накоплен значительный объем теоретической и прикладной информации о поведении металлов платиновой группы при переработке рудного сырья, продолжает быть актуальным запрос на науку.
Повышению эффективности действующих и вновь создаваемых производств способствуют разработка и подбор новых высокоэффективных реагентов для флотации рудного сырья, способов извлечения микроколичеств платиновых металлов из растворов производства цветных металлов, изучение процессов сорбции платиновых металлов твердыми компонентами пульп, соосаждения в процессах гидролиза, расширение возможностей термодинамического и конечно-элементного моделирования для металлургических процессов и многое другое. Все это немыслимо без глубоких исследований свойств соединений платиновых металлов, их поведения в сложных многокомпонентных технологических системах.
Если говорить о перспективах сотрудничества, то нет лучшего способа наладить взаимодействие между участниками процесса, чем живое человеческое общение. Поэтому инициатива РАН по формированию площадки для диалога представителей научного сообщества обладает высоким потенциалом и может положить начало созданию новых интересных идей и разработок.
