Эрдэм шинжилгээний хурлын эмхтгэл

9,884 views
9,482 views

Published on

Эрдмин компани 2007 онд Монгол улсын зэсийн эрдэс боловсруулалт, гидрометаллургийн чиглэлээр судалгаа шинжилгээний ажил хийсэн оюутан залуус, эрдэмтэн судлаачдын дунд эрдэм шинжилгээний бага хурал зохион байгуулсан бөгөөд энэхүү хурлын 2-р шатанд шалгарсан илтгэлүүдийг эмхтгэв.

Published in: Education
0 Comments
9 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
9,884
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4
Actions
Shares
0
Downloads
317
Comments
0
Likes
9
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Эрдэм шинжилгээний хурлын эмхтгэл

  1. 1. МОНГОЛ – АМЕРИКИЙН ХАМТАРСАН “ЭРДМИН” ХХК “ЗЭСИЙН ЭРДСИЙН БОЛОВСРУУЛАЛТ – ГИДРОМЕТАЛЛУРГИ” СЭДЭВТ ЭРДЭМ ШИНЖИЛГЭЭНИЙ БАГА ХУРЛЫН ЭМХТГЭЛ ЭРДЭНЭТ ХОТ 2007 ОН
  2. 2. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Өмнөтгөл Бид бүхэн зэсийн эрдэс боловсруулалт болон гидрометаллургийн хөгжлийн ирээдүйн чиг хандлагыг шинжлэх ухааны ололт амжилт, техник технологийн дэвшилттэй уялдуулан тодорхойлох, энэ чиглэлээр үйлдвэрлэл эрхэлдэг, судалгаа шинжилгээ, сургалт явуулдаг байгууллага, компаниуд, эрдэмтэн судлаачид, оюутан залуусын хамтын ажиллагаа, идэвхи сонирхлыг хөхvvлэн дэмжих үүднээс “Эрдмин” ХХК-ний 10 жилийн ойн нэрэмжит “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт– Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал зарлан 2007 оны 04-р сарын 19, 20-ний өдрүүдэд амжилттай зохион байгуулсан юм. Эрдэм шинжилгээний бага хуралд оролцохоор нийт 35 илтгэл бүртгүүлснээс эхний шатны шалгаруулалтаас дараагийн шатанд магистр, түүнээс дээш зэрэгтэй эрдэмтэн судлаачдын 16 илтгэл, бакалавр зэрэгтэй болон оюутан залуусын 8 илтгэл шалгаран үлдсэн бөгөөд эдгээр илтгэлүүдийг Уул Уурхайн боловсруулалтын чиглэлээр суралцдаг оюутан залуус болон судалгаа шинжилгээ хийж буй эрдэмтэн судлаачдын хүртээл болгох үүднээс эмхтгэн гаргалаа. Энэхүү эмхтгэл таны эрдмийн ажилд тодорхой хувь нэмэр болох аваас хурлын ач холбогдол тэр буй за. Эрдэм номын мөр үргэлж цагаан байж та биднийг тэтгэх болтугай! Монгол – Америкийн хамтарсан “Эрдмин” ХХК-ийн Ерөнхий захирал Ж.Дамдинжав ~2~
  3. 3. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал ЭРДМИН КОМПАНИЙН ТАНИЛЦУУЛГА “Эрдмин” ХХК нь Монгол улс, Орхон аймгийн нутаг дэвсгэрт “Эрдэнэтийн орд”-ын исэлдсэн хүдрийн овоолго буюу Уулын Баяжуулах “Эрдэнэт” үйлдвэрийн хаягдал, балансын бус хүдрийн овоолгыг түшиглэн үйл ажиллагаа явуулж байна. Анх 1994 оны 3-р сарын 18-нд “Эрдэнэт Концерн” ХХК, АНУлсын “RCM” компаниуд Шүлтгүйжүүлэлт-Уусган хандлалт-Цахилгаан химийн технологи ашиглан “Эрдэнэт” Уулын Баяжуулах үйлдвэрийн балансын бус бага агуулгатай хүдрийн овоолгоос хүхрийн хүчлийн сулруулсан уусмалыг ашиглан катодын цэвэр зэс үйлдвэрлэх туршилтын үйлдвэр байгуулах гэрээнд гарын үсэг зурснаар манай компанийн эхлэл тавигдсан. Тус үйлдвэрийн дизайн, барилгын зураг төслийг АНУ-ын “ВKS” компани, “Эрдэнэт” үйлдвэрийн зураг төслийн хэлтэс хийсэн бөгөөд барилгын ажлыг Монгол-Оросын хамтарсан барилга угсралтын “Стройинвест” компани гүйцэтгэсэн. 1997 оны 02 сарын 13-нд тус үйлдвэрийг албан ёсоор нээж катодын зэс үйлдвэрлэж эхэлсэн. Үйлдвэрлэж байгаа катодын зэсийн чанарыг олон улсын нэр хүнд бүхий Английн “Alex Stewart Assayers” компани баталгаажуулдаг бөгөөд катодын зэсийн чанар +99,999% -ийн цэвэршилттэй байгаа нь Лондонгийн металлын бирж дээрх “А” зэрэглэлийн чанарын шаардлагыг хангаж байгаа. Өнөөдрийн байдлаар үйлдвэрлэсэн зэсийнхээ ихэнх хэсгийг Солонгосын “Samsung” корпорац, Японы “Марубени” корпорац зэрэг байгууллагуудад худалдаж байна. “Эрдмин” үйлдвэрийг тус үйлдвэрийн Захирлуудын зөвлөл удирддаг ба одоогоор тус компанид “Мико Холдинг” ХХК-10%, “Эрдэнэт” УБҮ – 25%, АНУ-ын “RCM”–65%ийг тус тус эзэмшиж байна. 2005 оноос зэс цувих тоног төхөөрөмж суурилуулан жилд 2000 тн 8 мм-ийн голчтой зэс утас үйлдвэрлэх хүчин чадалтай үйлдвэрийг ашиглалтад оруулаад байгаа ба цаашид энэ технологио улам боловсронгуй болгож цахилгааны кабель үйлдвэрлэх зорилго тавин ажиллаж байна. Зэс цувих үйлдвэрийн нийт хөрөнгө оруулалт 1366000 ам.доллар болж байгаа бөгөөд 1 тонн зэс утасны үнийг катодын зэстэй харьцуулахад өнөөдрийн байдлаар 200 ам.доллароор илүү байх тооцоо гарч байгаа ба үйлдвэрлэсэн 1 тонн зэс утасны өөрийн өртөг 120-130 ам.доллар байгаа нь суурилагдсан хүчин чадлаа бүрэн ашигласан тохиолдолд нэг жил зургаан сарын дотор хөрөнгө оруулалтаа бүрэн төлөөд ашигтай ажиллаж эхлэх боломжтой юм. ~3~
  4. 4. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал 2006 оны 07 сарын 21 өдөр ISO 9001 : 2001 Чанарын Удирдлагын тогтолцоог өөрийн үйл ажиллагаандаа нэвтрүүлж баталгаажуулсан бөгөөд энэхүү тогтолцоог нэвтрүүлснээрээ компанийнхаа үйл ажиллагааг олон улсын стандартад нийцүүлсэн Монгол улсын 11 дэх аж ахуйн нэгж болоод байна. Гишүүнчлэл: 1. Төвийн бүсийн Худалдаа Аж Үйлдвэрийн Танхимын гишүүн 1998-05-04 2. Монголын Металлургийн Холбоо 1999-10-08 3. Монголын уул Уурхайн Үндэсний Ассоциац 2001-04-09 4. Монголын Ашигт Малтмалын Баяжуулагчдын Холбоо 2001-10-03 Гэрчилгээ, өргөмжлөл: 1. Монгол Улсын Үндэсний Татварын албаны “Найдвартай татвар төлөгч” гэрчилгээ 2003-04-22 2. “Катодын зэс” бүтээгдэхүүн нь MNS4501:1997 стандартыг хангаж 38 тоот үндэсний тохирлын тэмдэг авсан. 2003-04-30 3. Монголын Төмөр Замын Олон Улсын Тээвэр Зуучийн Төвийн “Шилдэг үйлчлүүлэгч” –ийн гэрчилгээ 4. Орхон аймгийн 2003 оны “ТОП-10 аж ахуйн нэгж”-д шалгаран 04 тоот гэрчилгээ авсан. 5. 2004 онд манай катодын зэс Орхон аймгийн хэмжээнд “Шилдгийн шилдэг чанартай бүтээгдэхүүн”-ээр шалгарч аймгийн засаг дарга, стандартчилал хэмжил зүйн төвийн өргөмжлөл хүртэв. 6. 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006 оны ажлын үр дүнгээрээ “Үндэсний шилдэг 100 аж ахуйн нэгж” –ээр шалгарч өргөмжлөл хүртэв. 7. “Бизнесийн эрхэмсэг оршихуй-2005” Монголын Худалдаа Аж Үйлдвэрийн Танхимын өргөмжлөл. ~4~
  5. 5. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Агуулга Илтгэлийн сэдэв 1. Хуудас Магистр, түүнээс дээш зэрэгтэй илтгэгчдийн илтгэл Ц.Гомбосүрэн. ШУТИС. Уул уурхайн сургууль. Дэд профессор 1.1. Балансын бус хүдрийн овоолгоос зэсийг хос цооногоор шүлтгүйжүүлэлтийн технологийн загварчлал 7 Т.Бадарчин. Монгидрометаллурги ХХК Ерөнхий захирал 1.2. Зэсийн цувимал үйлдвэрлэхэд ашиглах графит электродын техникийн шаардлага 15 Г.Батцэнгэл. Эрдэнэт үйлдвэр. Хөгжлийн хэлтэс. Төслийн менежер 1.3. Халькопиритийн баяжмалыг боловсруулах гидрометаллургийн шинэ арга-UBC Galvanox технологи 1.4. Алтыг тиокарбомидын аргаар уусгах физик-химийн судалгаа 19 Б.Баяр МУИС. ЦСТөв. Эрдэм шинжилгээний ажилтан 33 Б.Баярмаа. МУИС. Химийн факультет. Эрдэм шинжилгээний ажилтан 1.5. Алтны үйлдвэрийн хаягдлаас мишьякийг хоргүйжүүлэх 1.6. Д.Болортуяа. МУИС. ЦСТөв. Эрдэм шинжилгээний ажилтан Зэсийн эрдсийн найрлага тодорхойлох болон бүтээгдэхүүний чанарыг хянах цөмийн физикийн арга 41 48 Н.Бэх-Очир. “Шим технологи”. Оператор 1.7. Молибдений шатаасан баяжмал дахь зэсийг гидрометаллургийн аргаар ангижруулах 54 С.Ганболд. “Эрдэнэт” үйлдвэр БФ. Бутлан тээвэрлэх хэсгийн ахлах мастер 1.8. УБ”Эрдэнэт” үйлдвэрийн бутлан тээвэрлэх хэсэгт бутлагдсан хүдрийн бүхэллэгийг бууруулах судалгаа, 4 дахь шатны бутлалтыг судлах 62 Д.Ганцэцэг. УБ. Геологийн төв лаборатори 1.9. Цахилгаан-исэлдэлтийн дараах алтны хүдрийн уусмалаас алт болон бусад металлыг ялгах боломж 70 А.Алтангэрэл МУИС, Аналитик химийн тэнхимийн багш 1.10. Өндөр, нам температурт халькопиритийн баяжмалын биоисэлдүүлэлтийн судалгаа 77 Ц.Даржаа. МУИС. Аналитик химийн тэнхимийн тэргүүлэх профессор 1.11. Молибдений баяжмалаас Мо болон Re-ийг уусган хандлалт, цахилгаан исэлдүүлэлтийн аргаар ялган авах 85 1.12. С.Дэлгэрмаа“Эрдэнэт” үйлдвэр. Шинжилгээний төв лаборатори. Инженер Флотацийн технологийн үзүүлэлтийг боловсруулж буй хүдрийн шинж чанар хэрэглэж буй цуглуулагчаас хамааруулан үнэлэх нь 98 ~5~
  6. 6. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал 1.13. Ц.Мөнхбаяр. Бороо Gold ХХК. Ахлах металлурги Бороогийн алтны үндсэн ордын хүдрийг боловсруулах технологи 105 Г.Нацагдорж. "Эрдэнэт" үйлдвэр. Хөгжлийн хэлтэс. Төслийн менежер 1.14. METSIM программ хангамжийн хэрэглээ - Овоолго уусгах үйлдвэрийн модель 110 Ц.Найдан. Ш.Отгонбилэгийн нэрэмжит Технологийн сургууль. Металлургийн багш 1.15. Эрдэнэтийн овооны зэс профирийн хүдрээс ялгарах пиритийн баяжмалыг гүн боловсруулах 1.16. С.Хандмаа. Ш.Отгонбилэгийн нэрэмжит Технологийн сургууль. Баяжуулалтын багш 2. 121 Бакалавр болон оюутан илтгэгчдийн илтгэл “Эрдэнэт” үйлдвэрийн баяжуулалтын завсрын бүтээгдэхүүний хаягдлыг биогидро-металлургийн аргаар боловсруулах нь 128 Ж.Золбоо. Монгол–Америкийн хамтарсан “Эрдмин” ХХК. Масте р, Бакалавр 2.1. Фазуудын температур шимт уусмалаас зэс экстракцлахад хэрхэн нөлөөлдгийг судлах нь, “Эрдмин” үйлдвэрийн экстракцийн циклийн үр ашгийг дээшлүүлэх боломж 136 Ц.Баярмаа. Ш.Отгонбилэгийн нэрэмжит Технологийн сургууль. Лаборант. Бакалавр 2.2. Зэсийн эрдсүүдийг бүрэлдэхүүнээс нь хамааруулан уусгах гидрометаллургийн аргуудын харьцуулалт 143 Ц.Мөнхбат. ШУТИС.Уулуурхайн сургууль.Оюутан 2.3. Шинэ технологи нэвтрүүлж “ Эрдмин” үйлдвэрийн хүчин чадлыг нэмэгдүүлэх боломжийн судалгаа 151 С.Ням-Осор. ШУТИС.Материал техникийн сургууль Оюутан 2.4. Эрдэнэтийн-Овоо орд газрын балансын бус хүдрийн уусмалаас адсорбцэлектролизийн аргаар зэс ялгах судалгаа 2.5. Г.Ренчинсамбуу. “Эрдэнэт” үйлдвэр Баяжуулах фабрик. Шүүлтүүрийн машинист Бакалавр Зэсийн эрдсийг боловсруулах аммоны уусгалтын процесст нөлөөлөх зарим хүчин зүйлүүдийн судалгаа 160 169 Ю.Хэрлэнбаяр МАК.Ахлах мэргэжилтэн Бакалавр 2.6. Цагаан суврагын ордын зэсийн хүдрээс гаргаж авсан баяжмал дээр хийсэн гидрометаллургийн туршилтууд 177 Б.Үнэнхүү МУИС. Хими технологийн факультет Оюутан 2.7. Оюутолгойн зэс-алтны хүдрийн био уусалтын судалгаа 188 Ч.Энхбат. ШУТИС. Уул уурхайн сургууль Оюутан Монгол орны зэсийн томоохон ордуудын бүтээгдэхүүнийг эцсийн бүтээгдэхүүн болгох ~6~ 198
  7. 7. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал БАЛАНСЫН БУС ХҮДРИЙН ОВООЛГООС ЗЭСИЙГ ХОС ЦООНОГООР ШҮЛТГҮЙЖҮҮЛЭЛТИЙН ТЕХНОЛОГИЙН ЗАГВАРЧЛАЛ Доктор (Sc). Я. Гомбосүрэн, доктор (Sc) П. Очирбат, доктор (Ph.D)Д. Даваасамбуу, инженер металлургич Ж. Дамдинжав, инженер металлургич Г. Нацагдорж, инженер эдийн засагч Д. Пүрэвдорж E-mail: Өнөөдөр “Эрдэнэт” үйлдвэрийн гадаад овоолгод 80 гаруй сая.т хүдэр хуримтлагдаад байна. Тэдгээр овоолгуудын байршлыг 1-р зурагт үзүүлэв. Зураг 1. Эрдэнэтийн овооны ордын балансын бус хүдрийн овоолгуудын байршил Балансын бус бүх нөөцийн 80% буюу 244.0 мянган т зэс нь 2.2а ба 1 гэсэн овоолгуудад төвлөрчээ. Өнгөрсөн 20 гаруй жилд овоолго дахь хүдэр хангалттай нягтарч, бас нэмэлт өгөршилд оржээ. Овоолгын суурь талбайн гидрогеологийн нөхцөл. Овоолгуудын суурь талбайд 1975 онд 21 цооног, 1994-2002 онуудад 22 цооног өрөмджээ. Тэдгээрээс 10 цооногт сайр элс ба сийрэг гранитоидуудад 14.3 – 38 м гүнд сул түрцтэй хөрсний ус нээгдсэн байна. Хөрсний шүүрцийн коэффициент дунджаар 0.13 м/хоног байв. Судалгааны объект. Цооногжуулсан технологийн туршилтийн обьект болгон бөөрөөрөө нийлсэн 1 ба 2 дугаар отвалуудыг урьдчилан сонгов. Овоолгуудыг суурь бэлийн хэвгий 8-10о болно. Шахах цооногийн мөрөгцөгийг тусгай хайрган үен шүүрээр тоноглосноор цооногийн дундаж бүтээмж (приемистость) 5.0-5.7 м3/ц хүрч, ашиглалтын хугацаа нь нэмэгдэнэ. Шүлтгүйжүүлэлтийн туршилтын загварчлал. Хос цооногоор туршилт явагдах үед шахах цооногийн дебит QÍ ба сорох цооногийнх QO бөгөөд QO  aQH энд a 2, сорох цооногоор сорилын уусмалыг гаргахын сацуу туршилтын талбайн тухайн хүрээний гидродинамикийн заагийн загварчлал нь шүүрлийн урсгалын гидродинамикийн адилшлыг хангах боломжоор илрэнэ. Харин  Qîòê Qçàê нөхцөлд технологийн уусмал хүдрийн хүрээнээс хальж хорогдох болно. Сорилын талбайн хүрээний хэлбэрийг 2-р зурагт үзүүлэв. ~7~
  8. 8. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Зураг 2. Хос цооногоор сорил туршилт явуулах үед дебалансын коэффициент (а)-аас хамаарx уусмалын орчил шахах цооног ( Qí )-оос сорох цооног ( Qî ) руу эргэнэ. Сорилын талбайд уусмал тархалтын хүрээ ба хэмжээсийг тодорхойлох онолын томьёо [16]. y y Ï  â2 à2 à2  1  2à2 ln à arctg  a  arctg  Ï ; F  (1) b  x  x à  15     Энд â -шахах ба сорох цооногууд хоорондын зай ( â  1.075 S ); a-дебалансын коэффициент Хос цооногоор сорил тавих үед а=47 бол гидродинамикийн үзүүлэлтүүд 2 F/в =0.4351.0 ба L/в=1.351.5 хүрээнд хэлбэлзэх магадлалтай (1-р хүснэгт). Хүснэгт1. Сорилын талбай (F) ба цооног хоорондын зай (в)-н харьцаа (F/в) а 1 2 2.5 3 4 5 6 8 9 10 F 3.14 1.68 1.22 0.82 0.61 0.49 0.36 0.32 0.28  â2 Гидродинамикийн адилшил нь урсгалын хэлхээний геометрийн адилшилд харгалзана. Гидродинамикийн адилшлын шалгуур нь урсгалын хязгаар шугамын урт (L)-ыг ( â )-д харьцуулсан харьцааны тоон утга L/в ба F/в2-аар тодорхойлогдоно (2-р хүснэгт). Хүснэгт 2. F L Цооногийн байршлын схем Зай Эгнээ хооронд Шахах ба сорох цооногийн дараалсан эгнээ Цооног хооронд 0.5 â â ~8~ â2 â 0.5 1.5
  9. 9. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Зураг 3. Хос цооногоор шүлтгүйжүүлэлтийн бодит хүрээ [Белова]: цооногууд ба тэдгээр дэх харьцангуй төвшингүүдийн тэмдэгт; гидрозопьезы; 3-шүлтгүйжүүлэлтээр сорьцлогдож буй талбайн хүрээ. 12- Тодорхой хугацааны дараагаар уусмал шахах цооногийн хүрээнд хүрэх ба мөн уусмал эхлээд сорох цооногт ажиглагдаж, уусмал металл илрэнэ. Харин шимт уусмал дахь агуулга үйлдвэрлэлийн хамгийн бага хэмжээс (зэсийн уусмалд 1-2 мг/л)ээс буурахад туршилтын үр дүнгээр боловсруулсан хүдрийн цулын хэмжээ ба сорилын талбайн хүрээн дэх зэсийн анхдагч агуулгатай жиших замаар урвалж зарцуулалт болон зэс авалтыг тооцоолно. Үүний тулд туршилтын явцын үр дүнг тусгай дансанд бүртгэнэ (3-р хүснэгт). Хүснэгт-маягт 3. Огноо Хэмжилтийн Хэмжилт хоорондын Q , Q , a  Q / Q Шахах O O H H хугацаа цооногийн рН хугацаа ( t ), цаг м3/ц м3/ц 1 2 3 Шахах уусмалын Хэмжилт 3 C H SO г/л (кг/м ) хоорондын 2 4 C H 2 SO4  QH t кг 9 8 4 5 6 Хүснэгт-маягт 3. Туршилтын Металлын анхдагч металлын агуулгаагуулга aCu мг/л (г/м3) Cu мг/л (г/м3)  QH t Туршилтын эхнээс , C H 2 SO4 10 11 Хэмжилт Туршилтын Сорох Сорох Хэмжилт хоорондын эхнээс уусмалын уусмалын хоорондын C H SO  QH t C H SO рН CuQ t CuQ t O  2 O 13 14 15 7 2 4 16 12 Хүснэгт – маягт 3. Туршилтын эхнээс Тодотгол C H 2 SO4  QH t 4 17 18 19 Хүснэгт-маягт 3-ийн 10.14 ба 18 баганууд туршилтын туршид овоолгод оруулсан Н2SO4, олборлосон зэсийн өссөн дүнг өгнө. Хүчлийн агуулга (г/л)-ыг уусмалын C H SO ба рН хоорондын хамаарлын графикаар тодорхойлно. 2 4 ~9~
  10. 10. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Шимт уусмалын агуулга шүлтгүйжүүлэлтийн уусмалын бодит агуулгыг тодорхойлохдоо сорох уусмал дахь зэсийн агуулгыг “а”-аар үржүүлнэ. Шимт уусмал дахь дагалдах хольцын агуулгыг хүрээний гаднах овоолгын усны холилтыг тусгасан тэгшитгэлээр тодорхойлох нь: C Q  CÔ QO  QH  C Ï  ÎÏ O , (2) QH Энд CÏ -шимт уусмал дахь дагалдах хольцын агуулга; тухайн хольцын агуулга; ÑÔ - овоолгын усан дахь CÎÏ -сорох уусмал дахь тухайн хольцын агуулга. QO  aQH -гэж авбал томьёог дараах хэлбэртэй бичиж болно: C Ï  aCÎÏ  ÑÔ a  1, (3) Хэрвээ Зураг 4. уусмал дахь шүлтгүйжсэн бодисын дээд агуулга С нь шүүрэлтийн замын урт ба хурдын харьцаанаас хамаарах хамаарал: C H - агуулгын ханалт;  -тодорхойлолтын алдаа Уусмал дахь зэсийн агуулга нь (4-р зураг). Онолын үүднээс õ1 / V ô õ1 / V ô харьцааны тоон өсөлтөөр нэмэгдэх ёстой байх нөхцөлд агуулга нь ханаж хязгаартаа  ( C H ) хүрнэ. Гэвч практик дээр бол ажиглалтын явцад агуулга C  г C H -ээс ялгагдахгүй болтол өсгөх буюу шинжилгээний мэдрэмжид дүйцүүлнэ (өөрөөр хэлбэл C > C H -  , энд  -уусмал дахь бодисын тодорхойлолтын алдаа буюу C >0.9 C H г.м). Бодит хэмжээсээр нь no õ1 / V ô гэсэн илэрхийлэл нь шүлтгүйжүүлэлтийн уусмал материалтайгаа х1 цэгт огтлох хавьтлын хугацааг заана. Үүнийг уусгатын кинетикийн тулгуур тэгшитгэл (Щукарев-Нерстын)-ээр илэрхийлбэл:  C  CH 1  e t  буюу  no x1   V C  C H 1  e ô      болно. Нотлол: шүүрүүлэлтийн замын өгөгдлын урт х1-ийн хүрээнд тухайн дээд хязгаар хүртлэх шүүрүүлэлтийн хурдын бүх утгуудад агуулгын ханалт үүсэх болно. Мөн шүүрүүлэлтийн хурдын өгөгдсөн утга ( Vô )-д уусмал дахь зэсийн агуулгын ханалт замын уртын бүх утгуудад тухайн дээд хязгаараасаа даваагүй бол үүсэх болно. Эцэст нь no õ1 / V ô (бодит хугацаа) гэсэн харьцаагаар илэрхийлэгдэх хавьтлын хугацааны доод хязгаар буюу õ1 / V ô (шүүрүүлэлтийн хурдаар тооцоолсон) нь уусмалын агуулгын ханалт хангагдах (өөрөөр хэлбэл тухайн хүдэр ба урвалжийн дээд боломж) нөхцөлийг бүрдүүлнэ. ~ 10 ~
  11. 11. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Овоолгод шахах ажлын урвалжийн зарцуулалтыг цооногийн амсрын даралт ( Py ) ба усны зарцуулалт ( Q ) хоорондын холбоогоор даралтын балансаар тооцоолох томьёо: Py  K c hk Q 2  NQ  pH k  PT hy g (4)   Энд K c - яндангийн усзүйн эсэргүүцлийн коэффициент; È -овоолгын усзүйн параметраас хамаарах коэффициент; p -овоолгын ба шахаж буй усны нягтын ялгавар, кг/м3; hk -овоолгын гадаргын усны даралт, м; PT -шахаж буй усны нягт, кг/м3; h y -хэвийн байдалд овоолгын гадаргаас усны төвшингийн гүн, м. Энэхүү хамаарлын зураглал нь парабол хэлбэртэйгээр Phk  Pm h y ялгавраар даралтын эхлэл авч эхлэл түүний тэнхлэгээс салбарлах бөгөөд цооног нь ус хүлээн авч эхлэнэ. Цооногжуулсан технологи хэрэглэснээр цаг уурын хүндрэлээс бага шалтгаалах ба нянжуулсан уусмал хэрэглэх нааштай орчин буй болж, зэс авалтыг өсгөх технологийн горимын тооцоо, дүгнэлт гарсан. Шахах цооног ба түүний амсрын тоноглолыг 1-р зурагт харуулав. а) б) Зураг 5. Шахах цооног ба түүний амсрын тоноглол :а-ерөнхий дүрс; б-чөлөөт цутгах горимоор ажиллах цооногийн амсрын тоноглол: 1-их бие; 2-клапан; 3-тахир хоолой патрубок; 4-хөвүүр; 5-ашиглалтын багана; Газрын хэвлийд шүлтгүйжүүлэх хүдрийг: Эгэл нэвчицтэй (шүүрцийн коэффициент Кф=0.5-10м/хоног), үүсмэл нэвчиц (Кф=0.01-0.5м)-тэй болон хоршоолсон хүдэр (Кф<0.01 ба Кф>10 м/хоногт) гэж төрөлжүүлнэ. Хуучин овоолго бол том хэсэгшил (дундажаар 150-200мм) ба зэргийн хүдэр (20-50мм)-ээс бүрдэнэ. Шүлтгүйжүүлэлтийн процессыг ус нэвчицтэй давхаргад шахах цооногоос сорох цооногоор явуулна. Энд сорох ба шахах ууслалын тэнцэл (  Qo   Qç )-ийг хангана. Металлыг сийрэг элсэрхэг хүдрээс шүлтгүйжүүлэлийг гидравлик хэмнэлийн (I<1) дээд төвшинд явуулсанаар цооногийн мөрөгцөгийн бүсэд (суффоз) болон механик кольматац үүсэхээс бүрэн сэргийлэх ёстой. Металл авалтыг эрчимжүүлэхийн тулд урсгалыг буцаах горим (реверсирование)-оор хэрэгжүүлнэ. Үүний тулд цооногууд хийцээрээ харилцан орлох боломжоор хангагдана. ~ 11 ~
  12. 12. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Овоолгод хүдрийн шахалтыг тасралтгүй тогтмол дебиттэйгээр гүйцэтгэнэ. Туршилтын явцад цооногуудын дебит, тэдгээр дэх шингэний төвшин, өгч буй уусмалын ба сорох шингэний найрлагыг хянана. Зэс-порфирын хүдрийг шүлтгүйжүүлэлтийн эхний 20-40 хоногт шимт уусмал дахь зэсийн зохистой агуулга хангагдана. Шүүлтүүрлэлтийн хурд уусмал дахь ажлын урвалжийн агуулгатай пропорционал байна. Практикт хэрэгжүүлсэн ихэнх туршилтуудад a=4-5 байжээ. Туршилтын явцад цооногуудын ундрац, тэдгээр дэх шингэний төвшин, шахаж буй уусмал болон сорж буй шингэний найрлагад ажиглалт хийнэ. Зэс авалт (  )-ыг балансжуулалтын аргаар тодорхойлох томъёо:  C  QO t , (5)  pmcCP  P Энд (mc)CP—сорьцлолтын хүрээн дэх нийт цооногууд (шахах,сорох, ажиглалтын)-ын C  QO t - ялган авсан зэс; P - сорилын талбай дахь зэсийн дундаж шугаман нөөц; тоо хэмжээ. Шугаман нөөцийн эцсийн тоо хэмжээг туршилтын дараагаар сорилын хүрээнд өрөмдсөн хяналтын цооногуудаар тодотгоно. Анхдагч агуулгыг картажийн зураглалаар, харин эцсийхийг КНД-картаж буюу химийн шинжилгээгээр тогтооно. Хэрвээ: өгөгдөл а=5 бол жигнэсэн коэффициент нь, шахах цооногт-0.75, сорох цооногт-0.25, өөрөөр хэлбэл (mc)CP =0.25(mc)o + 0.75(mc)н Туршилтын прогнозын тодорхойлолтыг дараахи илэрхийлэлээр тодорхойлно. (6) W  fMF , 11 (7) D  COW , 12  (8)  t W , 13 QM Энд W –туршилтад шаардагдах СО агууламжтай ажлын уусмалын хэмжээ; Dшаардагдах уусмалын жин; t- туршилтын хугацаа; f  Ø : Õ харьцаа (нэгэн төрлийн хүдрийн цулд f=1.5-2.0 ба үелсэн бол f=3.0-5.0) Зураг 6. Сорьц талбайн гидродинамикийн хязгаарлалыг “хоосон” сорох цооногоор тэнцэл бусын коэффициентоор хангагдах геотехнологийн туршилтын схем: 1шахах цооног, 2-сорох технологийн цооног, 3- сорох барражын цооног, 4шүлтгүйжүүлэлтийн хүрээ. Практик жишээ: ажлын цооног хоорондын зай b=10м, давхаргын зузаан М=5м, хүдрийн үеийн зузаан m =2м, Q0=1.5 л/с Qн=0.3 л/с (хоногт 25 м3), хүдэр ба хажуугийн чулуулагийн эзэлхүүн жин p=1.7 т/м3, f=4, С0=1.5 г/л гэсэн өгөгдөлд: Бодолт. А=5; F/b2= 0.61 бол талбай F=0.61 м2; .b2= 100м2; давхаргын хүдрийн цулын багтаамж VПЛ=MF=300м3 ; хүдрийн хэмжээ VР=mF= 120м3; сорьцлож буй ~ 12 ~
  13. 13. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал хүдэр VP  204 т. ба уулын цул нь VÏË  510 т болох жишээ бий. Ажлын уусмалын хэмжээ нь W=4х1.7х61=2074 м3, туршилтын хугацаа t=2074/25=83 хоног. Хэрэгцээт урвалжын хэмжээ D=15х2074=31110 кг болно. Хүлээгдэж буй үр ашиг. Техникийн мэдээлэлд овоолго дахь зэсийн байран дээр нь шүлтгүйжүүлэх технологийн эдийн засгийн үр ашгийг уламжлалт технологийн хөрөнгө оруулалт ба ашиглалтын зардлын бүтэц ба төвшинд жишиж үзсэн байдаг (4 ба 5-р хүснэгт). Хүснэгт 4. Хоногт зэс гаргалт, тн 10 50 100 Нэгжийн хөрөнгө оруулалт, цент/фунт Олборлолт, Шүлтгүйжүүлэлт Хандлал Электролиз Бүгд бутлалт 7.7 13.2 12.3 12.9 46.1 3.2 8.8 5.6 7.6 25.2 2.5 7.9 4.6 6.5 21.5 Үүний дотроос олборлолт, бутлалтын эзлэх хувь 16.7 12.7 11.6 Хүснэгт 5. Зардлын нэр Хөрөнгө оруулалт Ашиглалтын зардал Үндсэн хөрөнгийн элэгдэл Зардлын өртөг, эзлэх хувь, % Уламжлалт Газрын хэвлийн шүлтгүйжүүлэлт 100 30-35 65 80-90 30-35 23-10 Дүгнэлт 1. Геотехнологийн төслийн үр ашиг нь: 1) хүдрийг бутлах ,нунтаглах, түүнийг тээвэрлэх шаардлагагүй болж; 2)хоосон чулуулагийн шламыг сепарацлаж салгах болон шүүлтүүрийн процесс хасагдах; 3)шингэний хэмжээний бууралтаас хамаарч, ион солилцооны төхөөрөмж хялбарших, технологийн төхөөрөмж, дамжлагын тоо цөөрөх онцгой нөхцөлөөр тодорхойлогдоно. 2. Өнөө үед газрын хэвлийд шүлтгүйжүүлэлттэй үйлдвэрүүдийн бүтээгдэхүүний өртөг уламжлалт технологи бүхий уул уурхайн үйлдвэрүүдийнхээс 2-4 доогуур байна. 3. 1976 оноос балансын бус хүдэр (6а ба 6-дугаар овоолгууд)-ийг SX-EW технологиор уусган боловсруулсан практикаас үзэхэд шимт уусмал дахь зэсийн агуулга 35-43% хүрч байжээ. “Эрдмин-1” овоолгын өндөр дунджаар 33 м бөгөөд эл овоолгод зэс 15м хүртлэх гүнд эрчимтэй шүлтгүйжиж, түүнээс доош шүлтгүйжүүлэлт зогсонги байдалд ордог нь ажиглагдана. 4. Онолын судалгаанууд [4, 6, 8, 16] болон төслийн саналд:  Зэс авалтын тодорхой эрэмбийг хангах орчин болох Ш:Х харьцааг оновчлох аргачлалыг сонгов;  Технологийн цооног хоорондын зайг ойртуулах, тэдгээрийн дебитийг ахиулах хувилбаруудыг эдийн засгийн шалгуураар тооцоолов.  Шимт уусмал дахь зэсийн дээд агуулга ба шүүрцийн коэффициент хоорондын хамаарал туршилтаар тодорхойлогдоно.  Хуучин өндөр овоолго (тухайлбал, бөөрөөрөө нийлсэн 1 ба 2 дугаар)-ыг байран дээр нь цооногжуулсанаар цаг уурын хүндрэлээс хамааралтай шүлтгүйжүүлэлтийн улирлын хугацаа уртасч, овоолгод урвалжийг жигд бүтээмжтэй ашиглах, нянжуулсан уусмал хэрэглэх нааштай орчин буй болж, овоолгын дотоод агааршил, О2-ийн хангамж сайжрана. 5. Овоолго дахь зэсийг байран дээр нь цооногоор шүлтгүйжүүлэх технологийг нутагшуулан уусмал дахь зэс авалт 10% -иар нэмэгдэх боломж бүрдэнэ. 6. Өндөр овоолгод зэсийг хос цооногоор шүлтгүйжүүлэх туршилтын төслөөр сонгон авсан сорилын талбайн хүрээнд гидродинамикийн орчил хангагдах бөгөөд шимт ~ 13 ~
  14. 14. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал уусмалыг соруулан авч боловсруулах, ажлын уусмалыг процесст битүү эргүүлэх технологийн схемийг тооцоогоор үндэслэв. 7. Шахах цооногийг амсрын тоноглолоор тоноглож чөлөөтэй цутгах горимоор ажиллуулахаар бодож, түүний мөргөцөгийн төвшинд элсэн -үе шүүлтүүр байрлуулах хувилбарыг төслийн саналд тусгав. 8. Овоолгод зэсийг хос цооногоор шүлтгүйжүүлэх төслийн саналд “Үүсмэл” ордыг цооногоор нээх шугаман схемийг сонгож, цооногжуулсан ашиглалтын системийн технологийн регламентыг уг туршилтын үр дүнгээр боловсруулахыг зөвлөмж болгож байна. Ашигласан хэвлэл 1. Давыдочкин А. Н. Основы геологии, минкералогии и петрографии. Киев–1966. 2. Ж. Баатархүү “Химийн элементүүдийн баяжуулалтын систем” //Эрдсийн баялгийн салбарын эрдэмтүүдийн шилдэг бүтээлийн эмхэтгэл. УБ хот, 2002, 3. П. Очирбат, Монгол улсын эрдэс баялгийн цогцолборийн хөгжлийн стратеги ба экологи, Улаанбаатар хот, 1998. 4. Г.Зургаадай. Эрдэнэтийн овооны зэс-молибдены ордын балансын бус хүдрийн шүлтгүйжүүлэлтийн лабораторийн туршилтын технологийн тайлан. УБ-Эрдэнэт. 1988-1989. 5. Ш.Отгонбилэг. Управление рудной массой. –М., Недра., 1996г 6. Я.Гомбосүрэн. Эрдсийн баялгийн олборлолт, боловсруулалтын технологи, экологи-эдийн засгийн үнэлгээний онол арга зүй, УБ.,2004 7. Я.Гомбосүрэн. Исследование и обоснование кондиций на полезные ископаемые при групповом освоении месторождений открытым способом //Диссертация на соискание ученой степени доктора техникческих наук. М.,1993 8. “Монгол улсын металлургийн үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэх мастер төлөвлөгөө”, УБ, 2003,МУ-ын ҮХЯ 9. Я. Гомбосүрэн. Производственный потенциал месторождения Эрдэнэтийн овоо// Горный журнал, 1998/2.с.18 10. Я. Гомбосүрэн. Үндэсний “Зэс” хөтөлбөрийг шинэчлэн боловсруулал үзэл баримтлалын тухай // Уул уурхайн сэтгүүл. 1998, №1, 24-25х. 11. П. Очирбат, Я. Гомбосүрэн. “Ашигт малтмалыг цооногоор уусгах технологи” ШУТийн төслийн тайлан,УБ,2003 он,ШУТИС,УУИС 12. Леонов С. Б. и другие. Гидрометаллургия. ч.1, ч. 2 Иркутск. 1998 13. Колтунов А. В. Геотехнология и гидрометаллургия. Екатеринбург. 2003. 14. Ф. Хабаши “Основы прикладной металлургии”. Том II. Гидрометаллургия. –М, : “Металлургия”. 1975 г. 15. F. Habashi, A Textbook of Hydrometallurgy 1993 16. Лунев Л. И. Инженерные расчеты подземного выщелачивание металлов, - М., 1977 17. Каковский И., А. и др. Кинетика процессов растворения. – М.: Металлургия. 1975 18. Кириченко Ю.В. Инженерно-геологические особенности формирования отвальных массивов // Горная.промышленность, 2000, №2.с. 23-24. 19. Прошин Ю.М. Проблемы освоения Удокакского месторождения меди горный журнал, 2001,№8.с.14 20. Квитка В.В идр Переработка пежалых хвостов обогатительных фабрик Восточного Какакстана //ГЖ, 2001/9, с.57 21. Отчет о результатах анализа состояния запасов и оценки возможностей скважинного выщелачивания отвалов забалансовых руд карьера СП “Эрдэнэт”, 2004он. ШУТИС, УУИС ~ 14 ~
  15. 15. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал ЗЭСИЙН ЦУВИМАЛ ҮЙЛДВЭРЛЭХЭД АШИГЛАХ ГРАФИТ ЭЛЕКТРОДЫН ТЕХНИКИЙН ШААРДЛАГА Т. Бадарчин НҮБ-ийн дэргэдэх ОУМА-ийн жинхэнэ гишүүн Академич, доктор E-mail: badarchin@yahoo.com Монгол улсад анх удаа Катодын цэвэр зэс үйлдвэрлэх Монгол Америкийн хамтарсан “Эрдмин” компани байгуулагдсаны 10 жилийн ойг тохиолдуулан, үйлдвэрийн анхдагч гэдэг эрхэм алдрыг зүй ёсоор хүртэх танай хамт олонд баярын мэнд дэвшүүлж байгаадаа баяртай байна. Энэ үйлдвэр ямарч саад бэрхшээлгүй, төрийн мэргэн бодлогоор байгуулагдчихсан юм бишээ. Үйлдвэрийг байгуулахын төлөө оюун ухаан, авъяас билгээ дайчлан шургуу хөдөлмөрлөж мөнх бусийг үзүүлсэн ахмад үе, үйлдвэрийн удирдлага, хамт олон та нөхдийн хөдөлмөрийн үр дүн гэдгийг тэмдэглэн хэлэхэд таатай байна. Өнөөдөр танай үйлдвэрийн бүтээгдэхүүн дэлхийн зах зээлд баттай байр суурь эзэлж, хүн төрлөхтөний ололт амжилтын илэрхийлэл болон ажиллаж байгаа нь та нөхдийн ажлын амжилт билээ. Өнөөдрийн хүрсэн амжилтаа бататган цаашид үйлдвэлэх бүтээгдэхүүнийхээ нэр төрлийг нэмэгдүүлж зэсийн цувимал, зэс утас үйлдвэрлэх чиглэлээр ажиллаж байгаа та нөхдийн ажлыг дэмжиж цувималын чанарт ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг анодын графит электродын техникийн үзүүлэлтийн тухай илтгэлийг хэлэлцүүлж байна. Графитыг нилээд олон төрлийн түүхий эдээс гарган авдаг бөгөөд чулуун нүүрсний кокс, нефтийн коксийн үнслэггүй пек, модны нүүрс зэрэг материалаас гарган авсан графитийг хоёрдогч түүхий эдээс гаргаж авсан графит, бал чулуу/, антрацитаас гаргаж авсан графитийг байгалийн түүхйи эдээс гарган авсан графит гэж ангилдаг. Эдгээр түүхий эдээс гарган авсан графит чанарын хувьд нилээд ялгаатай байдаг учраас зэсийн цувималын үйлдвэрлэлд байгалийн гаралтай түүхий эдээр үйлдвэрлэсэн графит электродыг өргөн ашигладаг олон улсын туршлага байна. Ерөнхийдөө нүүрстөрөгчийн графит материалыг агааргүй орчинд 2000-30000С температурт хайлуулан гаргаж авдаг бөгөөд нунтаг, плита, стержени хэлбэртэй үйлдвэрлэдэг боловч графитын өндөр температур, үрэлтэд тэсвэртэй хөнгөн жинтэй гэх мэт физик механикийн өвөрмөц шинж чанарт тулгуурлан авто машины болон аж үйлдвэрийн тоног төхөөрөмж, сансарын техникийн зарим эд ангийг үйлдвэрлэх чиглэлээр өргөн ашигладаг орчин үеийн шинэ материалын түүхий эд юм. ГРАФИТ МАТЕРИАЛЫН ШИНЖ ЧАНАР : Графит нь монокристал загварын нүүрстөрөгчийн атомуудын зэрэгцээ байрлал бүхий хавтгай ялтаслаг /гексагональ/ хэлбэрийн зөв зургаан талт атомуудын орон торын холбоос үүсгэсэн хавтгай ялтасууд нь паралель маягаар байрласан бүтэцтэй талстуудаас тогтсон сэвсгэрдүү материал юм. / зураг № 1 / ~ 15 ~
  16. 16. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Техникийн графит үйлдвэрлэх зарчим: Графитын түүхий эдийг үйлдвэрийн аргаар дахин боловсруулж холбогч бодистой хольж нягтаруулан шахаж төрөл бүрийн эд ангиуд болон хэлбэр дүрс бүхий графит материал үйлдвэрлэдэг. Графитаар бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхдээ түүнийг /1700 С/ температур хүртэл халааж дулааны боловсруулалт хийх явцад ялтаслаг давхрагын хооронд хуралдсан хүчилтөрөгч ууршин дэгдэж, хөндий зай завсар үүсдэг бөгөөд өндөр даралтаар шахаж нягтаруулхад бат бэх чанар нь улам нэмэгддэг шанж чанартай материал юм. Гэвч өндөр температурт хайлуулан боловсруулах үед графит дотоод чийглэгээ бүрэн алдаж, барьцалдах боломжгүй болсон байдаг учир холбогч бодис буюу фенолийн давирхайгаар барьцалдуулдаг. Байгалийн гаралтай графитийн түүхий эдийн талсжилтын бүтэц нэгэн жигд байдаггүй бөгөөд түүний 30 хүртэл хувийг /ромбоэдрическая/ дөрвөлсөн атомуудын байрлал бүхий эрдсүүд эзэлдэг. Ийм учраас графитын түүхий эдийг нунтаглаж өндөр температурт хайлуулан боловсруулах явцад эдгээр атомуудын орон тор нь задарч өөрчлөгдөн /гексагональная/ зөв зургаан талт атомуудын талсжилт бүхий хатуу бат бэх төлөв байдалд шилжин нягтарч техникийн шаардлага хангасан материал гарган авах боломжийг олгодог. Графитийг өндөр температурт хайлуулан шахах тусам түүний бат бэх шинж чанар нь эрс нэмэгддэг онцлогтой түүний найрлага шинж чанарыг аж үйлдвэрлэлийн аль салбарт ямар зориулалтаар ашиглахаас хамаарч өөрчилж болдог. Физик шинж чанар нь : Байгалийн гаралтай графитыг рентгенээр харахад нягт нь тогтмол 2265 кг/м3, сүвэрхэг /пористость/ чанар нь 20 – 30% байдаг бол нүүрс буюу нефтийн түүхий эдээс гарган авсан графитын нягт 2160-2230 кг/м3 хооронд хэлбэлздэг бөгөөд сүвэрхэг /пористость/ чанар нь 60% хүртэл сийрэг байдаг. Графитыг ямар түүхий эдээс гаргаж авсанаас хамаарч түүний хувийн эсэргүүцэл буюу цахилгаан дамжуулах чанар нь 7-100 мкОм*м хүртэл хэлбэлздэг. Учир нь түүний нүх сүвүүдэд хуралдсан хүчилтөрөгч нь дулааны нөлөөнд задарч үүссэн ус төрөгчийн ОН- ионууд нь хуримлагдан /тэсрэлт/ үүсгэдэг учраас графит электродын хэвийн жигд /электро термальный/ урвал үүсгэх процессийг алдагдуулдаг. Мөн электро термальны орчин жигд хайлсан байх учиртай металл хайлмагын гүнд долгионы цохилт үүсгэж ус төрөгчийн атомууд металлын хайлмагт тархаж /микро пузырь/ үүсгэснээс үйлдвэрлэж байгаа бүтээгдэхүүний жигд цувигдах, цахилгаан дулаан дамжуулах шинж чанарыг бууруулах аюултай үзэгдэлүүд явагддаг. Ийм учраас графит электродод тавигдах техникийн гол шаардлага нь ямарч зай завсаргүй жигд маш нягт шахалттай байх ёстой бөгөөд электрод тус бүрийг рентгенээр шалгаж чанарын баталгаа гаргадаг учиртай. Графитын дулаан дамжуулах чадвар нь бусад материалаас 10000 дахин илүү дулаан шингээлт нь 8 Дж / м*К дээш байхаас гадна 300-18000С температурт хэв гажилтад ордоггүй учраас галд тэсвэртэй материал юм. Механик шинж чанар нь : Графит материалыг боловсруулж 2400-26000С хүртэл халаахад бат бэх шинж чанар нь эрс дээшилж 100 МПа /шахалтын хүч/-г тэсвэрлэх чадвартай болдог онцлог шинж чанартай материал юм. Металл гадаргуу дээрхи хуурай орчинд 10 м/с хүртэл хурдтай үрэлт үүсгэхэд үрэлтийн коэффициент нь 0.030.05 хооронд хэлбэлздэг учраас графитаар үрэлтэд тэсвэртэй материал үйлдвэрлэдэг. ГРАФИТ МАТЕРИАЛ ҮЙЛДВЭРЛЭХ ТЕХНОЛОГИЙН ОНЦЛОГ : Нүүрстөрөгчийн графитаар төрөл бүрийн электродууд, галд тэсвэртэй материал, автомашин, техник тоног төхөөрөмжийн эд анги, цахилгаан техникийн эд анги, үрэлтийн эсрэг бүтээгдэхүүн, атомын эрчим хүчний материалууд, электродны масс, ~ 16 ~
  17. 17. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал нүүрс төрөгчийн утас, нүүрсэн ялтас гэх мэт олон нэр төрлийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг. Эдгээр бүтээгдэхүүний зориулалтаас шалтгаалан тэдгээрийн шинж чанарт тавигдах техникийн шаардлагууд нь өөр байх учраас графит электродын тухай тодруулж үзье. Графит электрод үйлдвэрлэх технологи: Ийм электродыг металл хайлуулах төхөөрөмжийн ажлын бүсэд электротермических процесс үүсгэх зорилгоор цахилгаан нуман зуух, электролизийн ванн зэрэг тоног төхөөрөмжүүдэд ашигладаг. Эдгээр тоног төхөөрөмжүүдээр өндөр чанарын ган хайлуулах, хөнгөн цагаан, өнгөт металл / зэс / хайлуулж цувимал үйлдвэрлэдэг. Графит электродын түүхий эдийн массыг 2000 – 30000С температурт хайлуулдаг учраас барьцалдах шинж чанараа бүрэн алдсан байдаг тул шууд пресслэх боломжгүй болдог. Ийм учраас фенолоформ альдегидные болон фурановые смола зэрэг синтетик давирхайнуудаар барьцалдуулдаг. Графит электродыг үйлдвэрлэхдээ өндөр температурт хайлуулсан графитын массаа 1000С-аас доош температур хүртэл хөргөх буюу уг масс нь хүйтэн байгаа бол 750С-аас дээш температур хүртэл халаахад графитын масс зөөлөрч эхэлдэг бөгөөд энэ үед нь барьцалдуулагч давирхайг үндсэн массын 19 – 26% хүртэл нэмж сайтар хольсоны дараа нийт массын температур 87 – 970С байх нөхцөлд 50 – 70 Мпа, хүчтэй даралтаар шахаад 30 – 60 секундийн турш шахсан даралтаа сулруулахгүй барих технологийн шаардлага тавигддаг. Пресслэх даралтын хүч, хурдны хэмжээ нь графитын массын уян харимхай чанар, үйлдвэрлэх электродын диаметр зэрэг техникийн өгөгдөлүүдээс хамааралтай байдаг. Хүснэгт 1. Түүхий эдээс хамаарсан графит электродын техникийн үзүүлэлт : № Техникийн өгөдөл Нүүрсний Байгалийн электрод графитын электрод 1. Үнслэг, / %/ 0.2 – 7.5 0.05 – 1.0 3 2. Пикнометрийн нягт, кг/м 1900 – 2050 2200 – 2250 3. Хувийн цах. эсэргүүцэл, мкОм*м 30 – 80 7 – 15 0 4. Дулаан дамжуулах коэф. 20 С-д Вт/м*К 4,2 – 8,4 122 – 210 Эдгээр хоёр төрлийн түүхий эдээс гарган авсан электродыг металл хайлуулах цахилгаан нуман зууханд шаардлагатай хэлбэр хэмжээнд тохируулан сонгож авдаг. Ерөнхийдөө графит электродыг плита, стержени хэлбэртэй үйлдвэрлэдэг бөгөөд үүнээс стержени хэлбэрийн электродын диаметр нь 75 – 750 мм, урт нь 1000 – 2300 мм, хэмжээгээр тогтсон стандартын дагуу үйлдвэрлэдэг. Харин эдгээр стержени хэлбэрийн электродын төгсгөлийн хоёр үзүүрийг маш тэгшхэн тайрдаг бөгөөд энэ нь электрод суух суурь болон электродийг хооронд нь залгах үед агаарын зай, завсар гарахгүй байх техникийн шаардлагыг хангадаг. Учир нь цахилгаан нум үүсгэн хайлуулах зуухны электродод хөндий зай үүссэн тохиолдолд уг хөндийд хуралдсан хүчилтөрөгч бүхий агаар халалтын нөлөөгөөр задарч үүссэн ус төрөгчийн ОНионууд нь цахилгаан гүйдэл дамжих эрчмийг огцом нэмэгдүүлж /тэсрэлт/ ~ 17 ~
  18. 18. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал үүсгэдэг учир цувиж байгаа бүтээгдэхүүнд хөндий /микро пор/ үүсгэн цувималын тэгш хэмийг алдагдуулах, үйлдвэрлэж байгаа зэс цувималын цахилгаан гүйдэл дамжуулах чанарыг бууруулах зэрэг сөрөг нөлөөтөй байдаг. Ийм учраас байгалийн графитын түүхий эдээс гаргаж авсан графит электродын нягтийн зөвшөөрөгдөх хэмжээ нь нүүрснээс гаргаж авсан элетродоос илүү байдаг учраас зах зээл дээрхи үнэ нь харилцан адилгүй байдаг юм байна. ГРАФИТ МАТЕРИАЛЫН ХЭРЭГЦЭЭ, ҮНИЙН СУДАЛГАА: Графит материалыг металл боловсруулах, авто машин, агаарын болон усан онгоц, суурь машин, аж үйлдвэрийн тоног төхөөрөмж, цахилгаан техник, галд тэсвэртэй төрөл бүрийн эд анги, хийц хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд маш өргөн хэрэглэгддэг өвөрмөц шинж чанартай түүхий эд учраас өнөөгийн техник технологийн хөгжлийг тодорхойлж байгаа шинэ материалд тооцдог. Графитийн дээр дурьдсан онцгой шинж чанарыг ашиглан авто машины үйлдвэрлэлд зарим эд ангийг графитаар орлуулан үйлдвэрлэдэг болсоноор машины жинг 500 – 1000 кг хүртэл бууруулж чанар эдэлгээг үлэмж сайжруулсан байна. Хүснэгт 2. Графит материалын зах зээлийн хэрэгцээ Үйлдвэрлэх бүтээгдэхүүн: Нийт графитийн нөөцөд эзлэх % 1. Төрөл бүрийн машин, т/т-ийн эд анги үйлдвэрлэхэд 30 2. Металлургийн зуухний электрод үйлдвэрлэхэд: 15-20 3. Галд тэсвэртэй материал үйлдвэрлэхэд 20 4. Гагнуурын электрод, харандааны бал үйлдвэрлэхэд 15 5. Химийн материал, түүхий эд үйлдвэрлэхэд 15 Нийт дүн: 100 % Графит материалын түүхий эдийн нөөцөөр баялаг учраас зах зээлийн хэрэгцээний ихээхэн хэсгийг нь Орос, Хятад зэрэг хөрш орнууд үйлдвэрлэн нийлүүлж байгаа нь бидэнд таатай нөхцөлийг бүрдүүлж байна. Графит материалын зах зээлийн үнийн судалгаа : Материалын үнэ нь графитийг гаргаж авч байгаа түүхий эд болон үйлдвэрлэн гаргаж байгаа бүтээгдэхүүний чанар, хийц, конструкци зориулалт, зах зээлийн хэрэгцээ гэх мэт үзүүлэлтээс хамаарч үнийн хэлбэлзэлтэй байдаг. Үүнд: Хүснэгт 3. Бүтээгдэхүүний төрөл. х/н Дундач үнэ. № / ам. дол./ 1. Төрөл бүрийн машин, т/т-ийн эд анги шт 1500 - 5000 2. Металлургийн электрод /плита, стержени/ тн 1800 - 2500 3. Галд тэсвэртэй материалууд /нунтаг, шахмал/ тн 700 - 900 4. Гагнуурын электрод, харандааны бал. тн 1000 - 1500 5. Боловсруулаагүй графит, химийн материал тн 560 - 750 6. Хусний нүүрс / ахуйн / тн 850 - 1200 Энэ судалгаанаас дүгнэлт хийж үзхэд металлургийн электрод дундачаар нэг тонн 2150 ам. дол.-ийн үнээр үйлдвэрээс гарч байгаа бөгөөд үүн дээр тээврийн зардал, Монгол улсад мөрдөгдөж байгаа гааль худалдааны татвар 21.6% тус тус байна гэж үзвэл 1 тн. электродийн үнэ 2830 ам. дол. болж байна. Монгол улсад цэвэр зэс боловсруулах анхны үйлдвэр “Эрдмин” компаний зах зээлд өрсөлдөх хамгийн гол үзүүлэлт нь бүтээгдэхүүний чанар учраас технологийн шинэчлэл хийж, бүтээгдэхүүнийхээ нэр төрлийг олшруулж, үйлдвэрлэлийн цар ~ 18 ~
  19. 19. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал хүрээгээ өргөтгөхөөр ажиллаж байгаа энэ хариуцлагатай цаг үед үйлдвэрлэлийн ноу-хау болгон жижиг гэлтгүй чухал үүрэг гүйцэтгэдэг тул графит электродын бүтэц шинж чанараас шалтгаалан бүтээгдэхүүний чанарт үзүүлэх эерэг сөрөг нөлөөлөлийн учир шалтгааныг тайлбарлах зорилгоор энэхүү илтгэлийг бэлтгэв. ХАЛЬКОПИРИТИЙН БАЯЖМАЛЫГ БОЛОВСРУУЛАХ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЙН ШИНЭ АРГА- “UBC-GALVANOX” ТЕХНОЛОГИ 1 1, 2 2 Г.Батцэнгэл , Д.Эрдэнэбаатар Монгол-Оросын хамтарсан УБ “Эрдэнэт” үйлдвэрийн Хөгжлийн Хэлтсийн менежер gtsengel@erdenetmc.mn, derka@erdenetmc.mn Товчхон Зэсийн сульфидын баяжмалыг , ялангуяа халькопиритийн баяжмалыг гидрометаллургийн аргаар боловсруулах технологийг эрдэмтэн мэргэжилтэнүүд олон арван жилийн турш эрэлхийлж ирсэн боловч янз бүрийн шалтгааны улмаас үйлдвэрлэлд өнөө болтол нэг ч технологи нэвтрээгүй байгаа юм. Та бүхэнд танилцуулж буй “UBC Galvanaox” процесс нь ердийн атмосферийн даралтанд хүхрийн хүчлийн орчинд янз бүрийн нэмэлт урвалжгүйгээр халькопиритийн баяжмалыг уусгаж уусгалтын дараахь хатуу хаягдал дахь элементийн хүхэр өндөр агуулга байдаг гэхчлэн өөрийн онцлог шинжээрээ олны анхаарлыг нэлээд татаж байгаа шинэ процесс билээ. Энэхүү илтэлд “UBC Galvanaox” процессын мөн чанар, онцлог, технологийн гол үзүүлэлтүүдийн шүтэлцээ холбоог танилцуулахыг зорилоо. Агуулга Оршил 1. “UBC Galvanox” технологийн товч танилцуулга 2. “UBC Galvanox” процессын явагдах тааламжтай орчин 3. Эрдэнэт үйлдвэрийн Судалгаа Хөгжлийн Лаборатори дээр хийгдсэн “UBC Galvanox “ туршилт 4. Хавсралтууд Оршил Эрдэнэт үйлдвэрийн хөгжлийн хэлтсийн мэргэжилтэнүүд гадаадын компаниудтай хамтран (Amec, CESL, DYNATEC, INTEC, KDEngineering, Pacific Ore, Outokumpu гэх мэт) 2001 оноос эхлэн өөрийн үйлдвэрийн баяжмал болон завсарын бүтээгдэхүүнүүдийг гидрометаллургийн аргаар боловсруулж цэвэр зэс гарган авах зорилгоор янз бүрийн судалгаа шинжилгээ төслийн ажлуудыг хийж гүйцэтгэж ирлээ. Хийж гүйцэтгэсэн ажлуудын үр дүнд үндэслэн шинжилгээ хийж үзээд Эрдэнэт үйлдвэрийн зэсийн баяжмалыг боловсруулах гидрометаллургийн үйлдвэр барих нь техникийн ба эдийн засгийн боломжтой хэмээн үзээд байна. Одоогийг байдлаар Эрдэнэт үйлдвэр нь гадаадын түншүүдийн хамт зэсийн баяжмал болон хүдрийг боловсруулах гидрометаллургийн 2 үйлдвэрийн төслийг хэрэгжүүлэхээр ажиллаж байна: 1. Зэсийн баяжмалыг “HydroCopper” технологиор боловсруулж жилд 50000 т зэс утас ба 11,7 т мөнгө гаргах хүчин чадалтай үйлдвэр ; 2. Зэсийн хүдрийг “Heap Leaching SX-EW” технологиор боловсруулж харин баяжмалыг автоклавын технологиор уусган катодын зэс гаргах тус бүр нь 10000 т ба 20000т нийтдээ жилд 30000 т катодын зэс үйлдвэрлэх хүчин чадалтай үйлдвэр. ~ 19 ~
  20. 20. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Эдгээр төслүүдийг хэрэгжүүлж эхлэхийн зэрэгцээ Эрдэнэт үйлдвэр нь дэлхийн түвшинд зэсийн гидрометаллургийн чиглэлээр тэргүүлэгч эрдэмтэн мэргэжилтэнүүдтэй холбоотой байж хамран ажилласаар байгаагийн тод жишээ бол тус үйлдвэр дээр хийгдэж эхлээд буй зэсийн баяжмал ба хам баяжмалыг гидрометаллургийн аргаар боловсруулдаг сүүлийн үед гарсан цоо шинэлэг технологи – “UBC Galvanox “технологийн судалгааны ажил юм. Энэхүү технологийн патентыг Канадын Бритиш Колумбын Их Сургууль эзэмшдэг бөгөөд “UBC Galvanox” технологийг үйлдвэрлэлийн түвшинд нэвтрүүлэх онцгой үүргийг тусгай гэрээний дагуу Австралийн Bateman Engineering компани хүлээсэн байдаг билээ. Хүлээсэн үүргээ хэрэгжүүлэх зорилгоор Bateman компани нь хэд хэдэн баяжуулах үйлдвэрийн халькопиритийн болон хам баяжмалуудыг хагас үйлдвэрлэлийн туршилтанд хамруулаад байна. 1. UBC Galvanox процессын товч танилцуулга Энэхүү бүтээл нь зэсийн сульфид агуулсан баяжмалаас (жишээ нь халькопирит) зэсийг уусган авах арга юм. Уг бүтээл мөн чанар нь зэсийн баяжмалыг уусгах явцад пиритийн каталик нөлөөллийн үе шатыг судлахад оршино. Уусгалтын шатанд исэлдүүлэх урвалжууд болох агаар, хүчилтөрөгч ба хүхрийн хүчлүүд хэрэглэгдэнэ. Уг бүтээлд санал болгосноор уусгалтын дараах баян уусмалаас зэсээ ялган авахдаа уламжлалт арга болох SX/ EW аргаар ялган авахаар төлөвлөөд байна. Мөн уусмалаас зэсийг устөрөгчөөр ангижруулан нунтаг хэлбэрээр авч болно. Энэ шинэ бүтээлийн гол санаа нь уусгалтанд орж буй халькопиритийн баяжмал нь тодорхой хэмжээний пиритийг агуулсан байх ёстой. Тааламжтай нөхцөл нь бүрдсэн үед энэхүү аргаар халькопиритийн баяжмалыг уусгахад 4 цагийн дотор зэсийн 97-98%-ийг уусган авдаг. Энэ нь ийм богино хугацаанд атмосферийн даралтанд хүхрийн хүчлээр халькопиритийг хэт сайн нунтаглахгүйгээр бүрэн уусгаж буй, урьд өмнө хийгдэж байгаагүй цоо шинэлэг арга юм. Процессын явцад элементийн хүхэр гаргаж авна. Бүтээлийн товч бичэглэл Энэ бүтээл гидрометаллургийн процесст хамаарагдах бөгөөд зэсийн сульфид агуулсан баяжмал, холимог сульфид болон халькопиритийн баяжмалаас зэсийг хүхрийн хүчлийн уусмалаар уусган авах арга юм. Халькопирит нь хагас дамжуулагч тул исэлдүүлж буй уусмалтай үйлчлэлцэж цахилгаан химийн зэврэлтэд ордог. Төмрийн (Fe3+) сульфатын уусмалд доорхи нийлбэр урвал явагдана: CuFeS 2 ( s)  2Fe 2 ( SO4 ) 3 (aq)  CuSO4 (aq)  FeSO 4 (aq)  2S 0 ( s) Энэ урвал нь анод ба катодын хагас урвалын нийлбэр юм. Анодын хагас урвал: CuFeS 2  Cu 2  Fe 2  2S 0  4e  Катодын хагас урвал: 4Fe 3  4e   4Fe 2 Энэхүү процессын явцад тохиолдох үндсэн хүндрэл нь халькопиритийн гадаргуу пассивацид ордогт оршино. Судлаачдын нээж тогтоосноор катодын хагас урвал халькопиритийн гадаргуу дээр удаан явагдаж уусгалтын процессын хурдыг тодорхойлж байдаг. Төмрийн сульфатын (III) уусмалд Fe3+ нь халькопириттэй цахилгаан контакттай байхдаа халькопиритийн гадаргуугийн пассивацийг үгүй болгоход ихээхэн хугацаа зарцуулдаг. Пирит нь Fe3+ -ийг ангижруулахад хамгийн үр дүнтэй, тохиромжтой гадаргууг нийлүүлэгч болж өгдөг. Учир нь баяжмал дахь пиритийн хэмжээг халькопиритийнхээс ~ 20 ~
  21. 21. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал 2 ба 4 дахин нэмэгдүүлэхэд металл авалт нь пирит нэмээгүй нөхцөлөөс 2-4 дахин нэмэгддэг. Иймд уусгалтын реактор дахь пиритийн түвшинг барьж байхын тулд гаднаас флотацийн хаягдал, пирит - халькопиритийн хам баяжмалыг уусгалтанд оруулж өгдөг. Үүний давуу тал нь флотацийн циклийн явцад зэсийн алдагдлыг бууруулах ач холбогдолтой. Хэрэв пиритийн түвшин тохиромжтой хэмжээнд хүрэхгүй тохиолдолд бага хэмжээний пиритийн эргэлтийн урсгалаар уусгалтыг тэтгэж байх хэрэгтэй. Уусгалтын реакторт пиритийн каталик үйлчлэлээр харьцангуй бага потенциалд халькопиритийг уусгаж, хүхрийн хатуу хаягдал үүсгэж, төмрийн сульфатын (II) уусмал дахь хүчилтөрөгчтэй үйлчлэлцэж Fe3+ болтлоо исэлдэнэ. Уусгалт: CuFeS 2 ( s)  2Fe 2 ( SO4 ) 3 (a)  CuSO4 (aq)  5FeSO4 (aq)  2S 0 ( s) Төмрийн исэлдэлт: 4FeSO4  O2 ( g )  2H 2 SO4  2Fe2 (SO4 ) 3  2H 2O(l ) Нийт: CuFeS 2 (s)  O2 ( g )  2H 2 SO4 (aq)  CuSO4 (aq)  FeSO4 (aq)  2S 0 (s)  2H 2O(l ) Уусгалтаас гарган авсан баян уусмалыг SX/EW технологиор боловсруулан катодын зэс гарган авна: CuSO4 (aq)  H 2O(l )  Cu(s)  H 2 SO4 (aq)  0.5O2 ( g ) SX- ийн рафинат дахь Fe2+- ийг исэлдүүлэн гематит болгон тунадасжуулж уусгалтын циклээс зайлуулна: FeSO4 (aq)  0.25O2 ( g )  H 2O(l )  0.5Fe2O3 (s)  H 2 SO4 (aq) Нийт процессын хувьд нэмэгдэл хүчил шаардагдахгүй: CuFeS 2 ( s)  5 / 4O2 ( g )  Cu ( s)  0.5O2 ( g )  0.5Fe 2 O3 ( s)  2S 0 ( s) Тэжээлийн уусмалд шаардлагатай бага хэмжээний хүхрийн хүчлийг, пиритийг исэлдүүлэх болон уусгалтаас үүссэн элементийн хүхрийг исэлдүүлэх замаар гарган авч болно. Пиритийг исэлдүүлэх: FeS 2  2 / 7O2 ( g )  2H 2O  0.5Fe2O3 (s)  2H 2 SO4 (aq) S (s)  3 / 2O2 ( g )  H 2O(l )  H 2 SO4 (aq) Хүхрийн исэлдүүлэлт: Энэхүү процесс нь гаднаас нэмэгдэл ямар нэгэн урвалж шаардлагагүй зөвхөн цахилгаан энерги болон хүчилтөрөгчийн станци шаардлагатай. 0 Copper/ Pyrite Bulk Concentrate Catalyst (optional) recycle GALVANICALLY ASSISTED ATMOSPHERIC LEACHING Residue for acid makeup Oxygen gas Oxygen Gas and/or Air IRON OXYHYDROLYSIS/ SULPHUR OXIDATION S L Leach Residue Ferric Precipitate SOLVENT EXTRACTION/ ELECTROWINNING Copper Cathode Зураг 1: “UBC Galvanox”-процессын урьдчилан санал болгож буй технологийн бүдүүвч (Хувилбар 1) ~ 21 ~
  22. 22. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Oxygen gas and/or air Copper/Pyrite Bulk Concentrate Catalyst recycle ( optional) GALVANICALLY ASSISTED ATMOSPHERIC LEACHING Oxygen gas S Leach Residue L IRON OXYHYDROLYSIS/ SULPHUR OXIDATION Residue for acid makeup SOLVENT EXTRACTION/ ELECTROWINNING Copper Cathode Зураг 2: “UBC Galvanox”-процессын урьдчилан санал болгож буй технологийн бүдүүвч (Хувилбар 2) Ердийн атмосферийн уусгалт ба UBC атмосферийн уусгалтын ялгааг дараахь 2 туршилтын үр дүнгээс харахад илүү тохиромжтой байна. 100 80 Зэсийн метал авалт,% Зэсийн метал авалт,% 100 60 40 20 0 0 4 8 12 16 20 80 Ердийн атмосферийн уусгалт ( Австралийн баяжмал) 60 UBC атмосферийн уусгалт (Австралийн баяжмал) 40 20 24 0 Хугацаа, цаг 0 Ердийн атмосферийн уусгалт( Канадын баяжмал) 4 8 12 16 20 24 Хугацаа, цаг UBC атмосферийн уусгалт (Канадын баяжмал ) Зураг 3 2.“UBC Galvanox “ технологийн явагдах тааламжтай орчин Хам баяжмал дахь халькопирит ба пиритийн харьцаа 5:1 ээс 1:20 ийн хооронд өргөн хүрээнд хэлбэлзэнэ. Хамгийн тааламжтай харьцаа нь 1:2 ба 1:4 болно. Энэхүү харьцааг барьж байхын тулд гаднаас оруулан ирэх пиритийн гарал үүсэл нь чухал биш энэ нь эргэлтийн пирит эсвэл пиритийн агуулга өндөртэй хүдэр байж болно. Уусгалтын процесс нь 50°-аас эхлээд хүхрийн хайлах температурын (110°C120°C) хооронд явагдах боломжтой. Санал болгож буй хамгийн тааламжтай температур нь 70°C -аас хүхрийн хайлах температурын хооронд атмосферийн нөхцөлд эсвэл автоклаванд даралтгүйгээр явуулах боломжтой. Уусгалт нь атмосферийн нөхцөлд хүчилтөрөгчөөр баяжуулсан агаараар эсвэл цэвэр хүчилтөрөгчөөр тэтгэгдэн янз бүрийн уусгалтын реакторуудад явагдаж болно. ~ 22 ~
  23. 23. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Ширхэглэлийн хэмжээ нь 106 мкм- аас бага байх шаардлагатай. Хам баяжмалын хувьд боломжийн ширхэглэл нь 75 мкм. Хамгийн тохирсон ширхэглэл нь 38 мкм байх ба пиритийн ширхэглэл нь халькопиритийн ширхэглэлийн хэмжээтэй ижил буюу бага байх ёстой. Уусгалт нь янз бүрийн нягттай цутангийн хувьд явагдаж эхлэх боловч хамгийн боломжийн нягт нь ойролцоогоор хатуугийн агуулга 9 % байна. Уусгалтын явцын химийн урвалын тэгшитгэлээс харахад 2 моль хүхрийн хүчил нь 1 моль зэсийг уусгахад зарцуулагдана. Практик дээр хүхрийн хүчил нь 2 валенттай төмрийн исэлдэлт ба 3 валенттай төмрийн тунадасжилтаас хамаарна. Хамгийн тааламжтай харьцаа нь 1,5 моль хүхрийн хүчил 1моль зэсийг уусгахад зарцуулагдаж байвал сайн. Уусмал дахь хүхрийн хүчлийн өндөр агуулга нь уусгалтын кинетикийг нэмэгдүүлдэг. “UBC Galvanox” технологийг илүү сайн ойлгож бүрэн төсөөлөл өгөх үүднээс дараахь жишээнүүдийг санал болгож байна. Жишээнүүдийг тэмдэглэсэн томъёоллыг унших тайллыг урьдчилан тайлбарлах нь зүйтэй гэж үзлээ. S “Selwyn” уурхайн халькопиритийн баяжмал T “Temagami” уурхайн халькопиритийн баяжмал H “Huanzala” ууурхайн пиритийн минерал P “ParkCity” уурхайн пиритийн минерал 10 10 грамм минералыг уусгалтын реакторт нэмсэн( жишээ нь) F Хэт нунтаг ширхэглэлтэй (-38мкм голчтой ) M Дунд ширхэглэлтэй (+38-75 мкм голчтой ) C Бүдүүн ширхэглэлтэй (+75-106 мкм голчтой ) Дугуй хаалтанд байгаа тэмдэглэгээ нь: E Анхны уусмалын потенциал , мВ (mV vs Ag/AgCl электрод) Fe Анхны уусмал дахь нийт төмрийн хэмжээ , г/л (бичигдээгүй бол 5 г/л гэж үзнэ) Ac Хүхрийн хүчлийн агуулга, г/л (бичигдээгүй бол 10 г/л гэж үзнэ ) V Анхны уусмалын хэмжээ, мл (бичигдээгүй бол 1500 мл гэж үзнэ ) I Хутгагчийн хурд, эрг/мин (бичигдээгүй бол 750 эрг/мин үзнэ ) Oxy Цэвэр хүчилтөрөгч хэрэглэсэн ( бичигдээгүй бол агаар хэрэглэсэн гэж үзнэ ) Жишээ болгон дараахь томъёоллыг тайлбарлая: (S30M P60F)E462 Ac20 I1200 Oxy Энэ нь 30г дунд ширхэглэлтэй Selwyn уурхайн халькопиритийн баяжмалыг 60г хэт нунтагласан Park City уурхайн пириттэй хольж 5г/л нийт төмөртэй , 20 г/л хүхрийн хүчлийн агуулгатай 1500 мл анхны уусмалд ( уусмалын потенциал 462 мВ) 1200 эрг/мин хутгалттайгаар цэвэр хүчилтөрөгчөөр исэлдүүлэн уусгажээ гэж ойлгоно. Жишээ 1 : Пиритийн нөлөөлөл Доор үзүүлсэн графикаас хархад пирит нь эцсийн метал авалтад мэдэгдэхүйц нөлөөлж буйг харж болно. Баяжмал дахь халькопирит пиритийн харьцаа 1:4 байхад ойролцоогоор 24 цагт зэсийг бүрэн уусгаж байхад пирит нэмээгүй баяжмалыг уусгахад 24 цагт ( суурь нөхцөлд) зэсийн 50%- ийг уусган авсан байна. (Зураг 4(a)) Уусмалын анхны потенциалийг авч үзвэл пириттэй нөхцөлд анхны уусмалын потенциал уусгалт эхэлсэнээс хойш богино хугацаанд огцом унаад уусгалтын туршид аажмаар жигд өсч байна. (Зураг 4(б)) ~ 23 ~
  24. 24. Анхны уусмалын потенциал (mVvs Ag/AgCi) Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Зэсийн метал авалт,% 100 80 60 40 (S10M P40F)E470 20 (S10M)E412 0 480 460 440 420 400 (S10M P40F)E470 380 (S10M)E412 360 0 4 8 12 16 20 24 0 4 8 Хугацаа,цаг 12 16 20 24 Хугацаа , цаг Зураг 4 (a) (б) Жишээ 2 : Халькопирит , пиритийн ширхэглэлийн хэмжээ ба анхны уусмалын потенциалын нөлөөлөл Зураг 5 дээр туршилтуудын үр дүнг харуулсан ба гальваник исэлдүүлэлтийн үе дэх ширхэглэлийн хэмжээ ба анхны уусмалын потенциалын нөлөөллүүдийг харуулав. Дөрвөн туршилтууд нь нэгэн ижил анхны нөхцөл, минералын тоо хэмжээ төрөл дээр явагдсан тул ширхэглэлийн нөлөөллийг харах боломжтой. Зургаас харахад пиритийн ширхэглэл нь халькопиритийнхээс илүү нөлөөлөлтэй байгаа ба пиритийн ширхэглэл багасах бүр зэсийн метал авалт өсч байна. Энэхүү технологийн нэг онцлог нь хүрэлцэхүйц их хэмжээний пиритийн гадаргуу нь халькопиритийн бүрэн катодын урвалыг дэмжих боломжтой болгодогт оршино. Хэрэв халькопиритийг пиритгүйгээр уусгасан тохиолдолд анхны уусмалын потенциал чухал үүрэг гүйцэтгэх ба ширхэглэлийн хэмжээ тийм ч гол биш .Анхны уусмалын потенциал бага байх тохиолдолд хэт нунтагласан болон дунд нунтагласан баяжмалууд ойролцоо үр дүн үзүүлсэн бол анхны уусмалын агуулга өндөртэй эхэлсэн туршилтанд халькопирит нь маш хурдан пассивацид орж зэсийн метал авалт 24 цагийн дараа бусадтай харьцуулахад 2 дахин бага байна. 550 80 Анхны уусмалын потенциал, (mV vs Ag/AgCl) Зэсийн метал авалт,% 100 60 (S10F H40F)E538 40 (S10F H40F)E405 20 (S10C H40M)E420 (S10M H40M)E547 0 0 4 8 12 16 20 24 500 450 400 (S10F H40F)E538 (S10F H40F)E405 (S10C H40M)E420 (S10M H40M)E547 350 300 0 Хугацаа, цаг 4 8 12 Хугацаа, цаг 16 20 24 Зураг 5: Халькопирит , пиритийн ширхэглэлийн хэмжээ ба анхны уусмалын потенциал (Пириттэй үед) 540 (S10M)E412 80 Анхны уусмалын потенциал, (mV vs Ag/AgCl) Зэсийн метал авалт,% 100 (S10F)E408 (S10M)E514 60 40 20 0 520 500 480 460 440 420 (S10M)E412 400 (S10F)E408 380 (S10M)E514 360 0 4 8 12 16 20 0 24 4 8 12 16 20 24 Хугацаа,цаг Хугацаа, цаг Зураг 6: Халькопирит , пиритийн ширхэглэлийн хэмжээ ба анхны уусмалын потенциал (пиритгүй үед) Жишээ 3: Цутангийн нягтын нөлөөлөл ~ 24 ~
  25. 25. Монгол – Америкийн хамтарсан “ЭРДМИН” ХХК-ний 10 жилийн ойд зориулсан “Зэсийн эрдсийн боловсруулалт–Гидрометаллурги” сэдэвт эрдэм шинжилгээний бага хурал Цутангийн нягтын нөлөөллийг Зураг 7 –д үзүүлэв. Хэрэв цутангийн нягтыг ихэсгэвэл бага хэмжээний уусмал хэрэглэх тул процесс хялбар. Хэрэв анхны уусмалын хэмжээ 1500 мл байх тохиолдолд цутан дахь хатуугийн хувь 6% , 1000 мл байхад 9% тус тус байна. Хатуугийн агуулга өсөх тусам уусгах үйлдвэрийн капитал зардал буурах нь тодорхой. Анхны уусмалын потенциал, (mV vs Ag/AgCl) Зэсийн метал авалт,% 100 80 60 40 (S30M P60F) E480 Ac20 V1000 I1200 Oxy 20 (S30M P60F)E462 Ac20 I1200 Oxy 0 0 4 8 12 16 20 500 480 460 440 420 400 380 360 340 320 300 (S30M P60F)E480 Ac20 V1000 I1200 Oxy (S30M P60F)E462 Ac20 I1200 Oxy 0 24 4 8 12 16 20 24 Хугацаа,цаг Хугацаа, цаг Зураг 7 Жишээ 4: Пирит, цутангийн нягт ба хүчлийн нөлөөллүүд Туршилтуудаас харахад уусмал дахь хүчлийн агуулга нь халькопирит пиритийн харьцаанаас дутахааргүй нөлөөлөл үзүүлж байгааг харж болно. (Ас 20+ ) гэж томъёологдсон туршилтанд ижил 20 г/л хүчлийн агуулгатай анхны уусмалаар пиритийн агуулгаараа 2 дахин ялгаатай дээжүүдийг уусгасан 2 туршилтын явцаас харахад эхний 4 цагт метал авалт нь бараг ижил байснаа 4 цагийн дараа 7,5 г хүчил нэмэхэд зэсийн метал авалт нь эрс нэмэгдсэн бол туршилт эхэлсний дараахь 7 дахь цагт 18 г хүчил нэмэхэд онцын нөлөө үзүүлээгүй байна. Дараагийн 2 туршилтууд нь анхны уусмал нь 30г/л хүчилтэй байхад 4 цагийн дотор уусалт бүрэн явагдаж дууссан байна. Энэ туршилтыг “Temagani” уурхайн халькопиритийн баяжмал дээр дээрхээс , 11 дахин бага цутангийн нягттай , 10 г/л хүчлийн агуулгатай анхны уусмалаар ( ижил хэн халькопирит пиритийн харьцаатай , 1:4 ) уусгахад метал авалт нь бараг ижил гарч буйг харж болно. .Энэ нь цутангийн нягтыг эдийн засгийн ач холбогдлын үүднээс зохицуулахад зэсийн метал авалтад нөлөөлөхгүйг батлан харуулж байна. Анхны уусмал дахь хүчлийн агуулгыг хялбархан нэмэгдүүлсэнээр уусгалтын кинетикийг ихээхэн нэмэгдэж байгааг тайлбарлах нь төвөгтэй юм .Харин ганц боломжит тайлбар нь уусмал дахь хүчлийн агуулга нэмэгдэхэд түүний цахилгаан дамжуулах чанар сайжирч халькопирит ба пиритийн мөхлөгүүдийн хооронд электрон дамжуулал хурдасна, өөр өөр хэлбэл хүчил нь эдгээр 2 гальваник мөхлөгүүдийн хувьд каталик үйлчлэл үзүүлж байна гэж ойлгож болох талтай. Өөр нэг боломжит тайлбар нь уусмал дахь хүчлийн өндөр агуулга нь төмрийн суурилаг давснууд болох ярозит гэх мэтийг минералуудын гадаргуу дээр тунадасжиж уусгалтын процесст хүндрэл үзүүлэхээс урьдчилан хамгаалж байгаа гэж ойлгож болно. 500 Анхны уусмалын потенциал, (mV vs Ag/AgCl) Зэсийн метал авалт,% 100 80 60 40 20 0 475 450 425 400 375 0 4 8 12 16 20 0 24 4 8 (S30M P120F)E480 Ac30 V1000 I1200 Oxy 16 20 (S30M P120F)E480 Ac30 V1000 I1200 Oxy (S30M P60F)E480 Ac20 V1000 I1200 Oxy (T10M P40F)E468 I1200 Oxy (S30M P120F)E468 Ac20+ V1000 I1200 Oxy (T10M P40F)E468 I1200 Oxy (S30M P120F)E468 Ac20+V1000 I1200 Oxy 12 Хугацаа,цаг Хугацаа,цаг (S30M P60F)E480 Ac20 V1000 I1200 Oxy Зураг 8 Жишээ 5 : Элементийн хүхрийн агуулгыг хянаж зохицуулах ~ 25 ~ 24
  26. 26. МонЀؾøgt;

×