2020 МАГ Тажитдин А.А.. Тажитдин Абдумалик Абдужамаллы Бактериальное выщелачивание медьсодержащих хвостов магистерская диссертация
 Скачать 1.91 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН SATBAYEV UNIVERSITY Институт металлургии и промышленной инженерии Кафедра металлургии и обогащения полезных ископаемых Тажитдин Абдумалик Абдужамалұлы Бактериальное выщелачивание медьсодержащих хвостов МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ 6М073700-Обогащение полезных ископаемых Алматы 2020 2 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН SATBAYEV UNIVERSITY Институт металлургии и промышленной инженерии Кафедра металлургии и обогащения полезных ископаемых УДК 622.75/77 На правах рукописи Тажитдин Абдумалик Абдужамалұлы МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ На соискание академической степени магистра Название диссертации Бактериальное выщелачивание медьсодержащих хвостов Направление подготовки 6М073700-Обогащение полезных ископаемых Научный руководитель: Директор ИМиПИ, канд.техн.наук, профессор _________Г.С.Турысбекова «___»______2020г. Рецензент: Доктор PhD, ассистент-профессор _________К.К. Мамырбаева «___»______2020г. Нормоконтроль: Доктор PhD, ассистент-профессор И.Ю. Мотовилов «___»______2020г. ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ заведующая кафедрой МиОПИ, кандидат технических наук _________М.Б.Барменшинова «___»______2020г. Алматы 2020 3 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН SATBAYEV UNIVERSITY Институт металлургии и промышленной инженерии Кафедра металлургии и обогащения полезных ископаемых 6М073700- «Обогащение полезных ископаемых» УТВЕРЖДАЮ Заведующая кафедрой МиОПИ, Кандидат технических наук _________М.Б.Барменшинова «___»_______2020г. ЗАДАНИЕ на выполнение магистерской работы Магистранту: Тажитдин Абдумалик Абдужамалұлы Тема: Бактериальное выщелачивание медьсодержащих хвостов Утверждена приказомРектора Университета №1182-М от «30»06.2020 г. Исходные данные к дипломной работе: Медьсодержащие хвосты месторождение «Боргезсай» Перечень подлежащих разработке в магистерской диссертации вопросов: а) Введение. Литературный обзор; б) Исследовательская часть; в) Заключение; г) Список использованной литературы. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей): представлены______слайдов презентации работы . Рекомендуемая основная литература: 1. Турысбекова Г.С., Меретуков М.А., Бектай Е.К. Золото: Инновации в химии и металлургии. Алматы, 2015 г. 632 стр 2. Полькин С. И., Адамов Э. В., Панин В. В. Технология бактериального выщелачивания цветных и редких металлов. М.: Недра, 1982. 286 с. 4 ГРАФИК подготовки магистерской работы Наименование разделов, перечень разрабатываемых вопросов Сроки представления научному руководителю Примечание Литературный обзор и обоснование направления магистерской диссертации 25.08.2018-20.05.2019 Исследовательская работа 25.08.2019-29.03.2020 Оформление магистерской диссертации 30.03.2020-05.07.2020 Подписи консультантов и нормоконтролера на законченную магистерскую диссертацию с указанием относящихся к ним разделов диссертации Наименования разделов Консультанты, Ф.И.О. (уч. степень, звание) Дата Подписания Подпись Теоретическая часть Турысбекова Г.С. к.т.н., профессор 06.07.2020 Исследовательская часть Турысбекова Г.С. к.т.н., профессор 06.07.2020 Нормоконтролер Мотовилов И.Ю. Доктор PhD, ассистент профессор 06.07.2020 Научный руководитель:______________Турысбекова Г.С. Задание принял к исполнению обучающийся:________Тажитдин А.А. Дата 06.07.2020 г. 5 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН SATBAYEV UNIVERSITY ОТЗЫВ НАУЧНОГО РУКОВОДИТЕЛЯ на диссертацию магистранта Тажитдин Абдумалик Абдужамалұлы «Бактериальное выщелачивание медьсодержащих хвостов» представленной на соискание звания магистра по специальности 6М073700-Обогащение полезных ископаемых Биотехнологии все шире применяются в мире для извлечения металлов из руд и концентратов, а также для переработки сырья хвостохранилищ. Данная работа направлена на изучение вопросов связанных с возможностью доизвлечения меди их медьсодержащих хвостов. Диссертация направлена на повышение технико-экономических показателей процесса биовыщелачивания медьсодержащих хвостов месторождения «Боргезсай» и «Старое». Исследования проведенные в данной работе показывают, что технология бактериального выщелачивания может использоваться для переработки таких хвостохранилищ. Тема и поставленные решаемые задачи исследований актуальны для развития практики в области биотехнологии металлов. Соискателем проведен литературный обзор по методам бактериального выщелачивания, химизм и особенности протекания процессов при БВ. Также проведен анализ практики работы хвостохранилищ, их мониторинга и контроля, включая проблемы водоотведения. Соискателем выполнены исследования связанные с проведением экспериментов бактериального выщелачивания проб хвостохранилища, которые показали возможность доизвлечения меди из хвостов данного типа. На основании этих исследований предложена технологическая схема использования бактериального выщелачивания при переработке медьсодержащих хвостов. В результате выполненных автором исследований определены технологические параметры процесса и оптимальные условия для извлечения меди из хвостов. Считаю, что представленная работа является законченной квалификационной работой, и отвечает требованиям предъявляемым к магистрским работам, а ее автор заслуживает звания магистра по специальности 6М073700-Обогащение полезных ископаемых. Научный руководитель Кандидат технических наук, профессор _____________ Г.С. Турысбекова 05.07.2020 г. 6 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН SATBAYEV UNIVERSITY РЕЦЕНЗИЯ на магистерскую диссертацию Тажитдин Абдумалик Абдужамалұлы на тему «Бактериальное выщелачивание медьсодержащих хвостов», представленную на соискание степени магистра по специальности 6М073700-Обогащение полезных ископаемых выполнено: а) графическая часть (слайды презентации) на листах б) пояснительная записка на страницах ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ 1. Соответствие работы специальности и отрасли науки Представленная для рецензирования магистерская работа соответствует специальности 6М070900-Металлургия и посвящена исследованию на изучение вопросов, связанных с возможностью доизвлечения меди из медьсодержащих хвостов, а именно на повышение технико-экономических показателей процесса биовыщелачивания медьсодержащих хвостов месторождений «Боргезсай» и «Старое». 2. Актуальность темы исследования и ее связь с общенаучными и общегосударственными программами (запросами практики и развития науки и техники) В связи с истощением богатых медных руд в медное производство вовлекаются все более бедные смешанные руды, отвалы и хвосты. Для переработки такого вида сырья широко применяются гидрометаллургические технологии, включающие процессы выщелачивание, жидкостная экстракция и электролиз. Процесс выщелачивания хвостов может проводиться разными способами. Как показывает практика действующих предприятий биовыщелачивание все шире применяется в мире для извлечения металлов из упорных смешанных руд и концентратов, а также для переработки сырья хвостохранилищ. В РК пока такая технология к медьсодержащим рудам не применяется и разработка экономически эффективной биотехнологии является актуальной проблемой. Избранная тема магистерской диссертации посвящена актуальной проблеме - изучению применения технологии бактериального выщелачивания медьсодержащих хвостов месторождения «Боргезсай» и «Старое». 3. Степень обоснованности и достоверности каждого результата (научного положения), выводов и заключений, сформулированных в магистерской диссертации Выполненные магистрантом исследования показали, что использование бактериально-химического выщелачивания позволяет достигнуть извлечения меди из 7 исследуемых образцов свыше 80 % за 72 часа. Рекомендовано использование бактериального сернокислотного выщелачивания для интенсификации процесса. Приведенные в магистерской диссертации результаты исследований, выводы и заключения достаточно обоснованы и достоверны, поскольку проведен обширный литературный обзор по изучению данной темы, в работе использованы современные методы физико- химических исследований и анализов, а также стандартные методы аналитической химии. 4. Степень новизны каждого научного результата (положения), выводы и заключения, сформулированные в диссертации Научная новизна полученных результатов: установлены основные закономерности по биовыщелачиванию меди. Подтверждение достаточной полноты публикаций основных положений, результатов, выводов диссертации По теме публикован 1 доклад в сборнике Международной конференции, материалы которых охватывают результаты исследовательской работы, соответствуют выводам диссертации и является вполне достаточным для соискателей академической степени – магистра технических наук по специальности «Металлургия». 5. Замечания к работе По представленной для рецензирования работе имеются следующие замечания и пожелания: 1. не приведены спектрограммы физико-химического анализа; 2. не приведены основные графические зависимости параметров по биовыщелачиванию; 3. не приведены результаты изучения кинетики биовыщелачивания меди из образцов. Заключение и оценка работы Несмотря на указанные замечания и недостатки, считаю, что диссертационная работа Тажитдин Абдумалик Абдужамалұлы соответствуют требованиям, предъявляемым к магистерским диссертациям, и может быть оценена на «хорошо», 85%, а автор заслуживает присуждения ей академической степени магистра технических наук по специальности 6М070900-Металлургия. Рецензент Доктор Ph.D, ассистент-профессор, Ph.D НАО «КазНИТУ им.К.И.Сатпаева» К.К. Мамырбаева «____»__________________2020 г. 8 Протокол анализа Отчета подобия Научным руководителем Заявляю, что я ознакомился(-ась) с Полным отчетом подобия, который был сгенерирован Системой выявления и предотвращения плагиата в отношении работы: Автор: Тажитдин Абдумалик Название: Бактериальное выщелачивание медьсодержащих хвостов Координатор:Гаухар Турысбекова Коэффициент подобия 1:15,8 Коэффициент подобия 2:9,3 Замена букв:5 Интервалы:0 Микропробелы:54 Белые знаки: 1978 После анализа Отчета подобия констатирую следующее: ☐ обнаруженные в работе заимствования являются добросовестными и не обладают признаками плагиата. В связи с чем, признаю работу самостоятельной и допускаю ее к защите; ☐ обнаруженные в работе заимствования не обладают признаками плагиата, но их чрезмерное количество вызывает сомнения в отношении ценности работы по существу и отсутствием самостоятельности ее автора. В связи с чем, работа должна быть вновь отредактирована с целью ограничения заимствований; 9 ☐ обнаруженные в работе заимствования являются недобросовестными и обладают признаками плагиата, или в ней содержатся преднамеренные искажения текста, указывающие на попытки сокрытия недобросовестных заимствований. В связи с чем, не допускаю работу к защите. Обоснование: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… 06.07.2020 г. _______________ Дата Подписъ Научного руководителя 10 Протокол анализа Отчета подобия заведующего кафедрой / начальника структурного подразделения Заведующий кафедрой / начальник структурного подразделения заявляет, что ознакомился(-ась) с Полным отчетом подобия, который был сгенерирован Системой выявления и предотвращения плагиата в отношении работы: Автор: Тажитдин Абдумалик Название: Бактериальное выщелачивание медьсодержащих хвостов Координатор: Гаухар Турысбекова Коэффициент подобия 1:15,8 Коэффициент подобия 2:9,3 Замена букв:5 Интервалы:0 Микропробелы:54 Белые знаки:1978 После анализа отчета подобия заведующий кафедрой / начальник структурного подразделения констатирует следующее: ☐ обнаруженные в работе заимствования являются добросовестными и не обладают признаками плагиата. В связи с чем, работа признается самостоятельной и допускается к защите; ☐ обнаруженные в работе заимствования не обладают признаками плагиата, но их чрезмерное количество вызывает сомнения в отношении ценности работы по существу и отсутствием самостоятельности ее автора. В связи с чем, работа должна быть вновь отредактирована с целью ограничения заимствований; ☐ обнаруженные в работе заимствования являются недобросовестными и обладают признаками плагиата, или в ней содержатся преднамеренные искажения текста, указывающие на попытки сокрытия недобросовестных заимствований. В связи с чем, работа не допускается к защите. Обоснование: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… 11 06.07.2020 г. Барменшинова М.Б._________ Дата Подпись заведующего кафедрой / начальника структурного подразделения Окончательное решение в отношении допуска к защите, включая обоснование: …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… 06.07.2020 г. Барменшинова М.Б. ___________ Дата Подпись заведующего кафедрой / начальника структурного подразделения 12 АННОТАЦИЯ В магистерской диссертации исследовалась обогатимость медьсодержащих хвостов полученных в результате переработки медных руд месторождения «Боргезсай» и «Старое», с содержанием меди в хвостах 0,15 – 0,2 %, с целью повышение извлечения меди до 80 % с помощью биокультур. Выполнен литературный анализ характеристики медных месторождений РК и технологий переработки медьсодержащего сырья. Обосновно выбранное напрвление магистерской диссертации. Исследованы гранулометрический, химический, минералогический состав медьсодержащих хвостов полученных в результате переработки медных руд месторождения «Боргезсай». Разработана экономически выгодная и экологически чистая технологическая схема переработки медьсодержащих хвостов, с получением медных концентратов пригодных для получения меди и благородных металлов. 13 АҢДАТПА Бұл магистрлік диссертацияда құрамында «Боргезсай» және «Старое» кен орындарында мыс кендерін өңдеу нәтижесінде алынған құрамында 0,15 – 0,2% мыс бар қалдықтардың байытылуы зерттелді. ҚР мыс кен орындарының сипаттамаларына және құрамында мыс бар шикізатты өңдеу технологияларына әдеби талдау жасалды. Магистрлік диссертацияның таңдалған бағыты негізделген. «Боргезсай» кен орнының мыс кендерін өңдеу нәтижесінде алынған құрамында мыс бар қалдықтардың гранулометриялық, химиялық, минералогиялық құрамы зерттелді. Мыс пен асыл металдарды өндіруге жарамды мыс концентраттарын ала отырып, құрамында мыс бар қалдықтарды өңдеудің экономикалық тиімді және экологиялық таза технологиялық схемасы әзірленді. 14 ANNOTATION The master's thesis investigated the enrichment of copper-containing tailings obtained from the processing of copper ores from The «Borgezsay» and «Staroe» deposits, with a copper content of 0.15 – 0.2% in the tailings, in order to increase the extraction of copper to 80 % using biocultures. A literary analysis of the characteristics of copper deposits in the Republic of Kazakhstan and technologies for processing copper-containing raw materials is performed. The chosen direction of the master's thesis is justified. The granulometric, chemical, and mineralogical composition of copper-containing tailings obtained as a result of processing of copper ores from the «Borgezsay» Deposit has been studied. A cost-effective and environmentally friendly technological scheme for processing copper-containing tailings, with the production of copper concentrates suitable for the production of copper and precious metals, has been developed. 15 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 17 1. Литературный обзор 19 1.1. Современное состояние практики переработки упорных руд 19 и отходов горно-обогатительных предприятий на основе бактериального выщелачивания 1.2. Микроорганизмы, применяемые в промышленности 22 1.2.1 Силикатные бактерии 22 1.2.2 Тионовые бактерии 25 1.3. Температурные группы микроорганизмов 27 1.4. Распространенность микроорганизма 28 Acidithiobacillus ferrooxidans в рудах некоторых месторождений 1.5. Технология бактериального выщелачивания 29 1.6. Мировая практика промышленного использования 34 микроорганизмов при переработке минерального сырья различного типа. 1.7. Выводы после исследования биовыщелачивания меди в 40 литературных источниках 2. Технология переработки техногенных месторождений 41 2.1. Общие сведения о хвостовом хозяйстве 41 2.1.1. Отвалы некондиционных руд и вскрышных пород 41 2.1.2. Основные параметры хвостов ОФ: 42 2.1.3. Водоснабжение в т. ч. оборотное, водоподготовка: 42 2.2. Водоотведение 46 2.3. Подготовка хвостов к складированию 46 2.4. Утилизация бытовой и электрической техникой 48 2.5. Эксплуатация хвостохранилищ 49 2.5.1. Мониторинг безопасности хвостохранилища 49 2.5.2. Безопасность хвостохранилища 50 2.6. Образование техногенных месторождений и их классификация 52 2.6.1. Состав полезных компонентов и использование сырья 53 3. Исследовательская часть 56 3.1. Методика исследования и оценки техногенных месторождений 56 3.2. Подготовка пробы к исследованию 56 3.3. Проведение исследований 57 3.3.1 Перколяционное выщелачивание 57 3.3.2 Агитационное выщелачивание 58 3.4. Исследование бактериално-химического выщелачивания проб 58 3.5. Механизм окисления сульфидов металлов 59 3.6. Подготовка бактериального раствора 60 3.7. Методика проведения эксперимента 60 16 техногенных месторождений ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 64 Приложение А оттиски опубликованных статей 71 17 |