Фундаментальні засади органохімічного вилуговування кольорових, рідкісних та благородних металів з мінеральної природної та вторинної техногенної сировини

Визначення механізмів взаємодії біогенних чинників з мінералами дозволяє цілеспрямовано використовувати закономірності їх взаємодії для селективного вилучення цільових елементів. Оцінку спроможності органічних кислот до реакцій вилуговування виконували за класичними термодинамічними параметрами - за зміною енергії Гіббса (∆G0f), ентальпії утворення продуктів реакцій (∆H0f), ентропії реакцій (∆S0f), енергією активації процесу вилуговування (Eр), константами рівноваги реакцій (Kр) та енергією кристалічної гратки цільового мінералу (Uкр).

Алгоритм прогнозування перебігу реакції та її енергетичної спроможності базується на визначенні йонної сили (ступеню дисоціації) органічної кислоти, рН та температури середовища, ступеню дисперсності мінеральної фази, співвідношенням твердої фази (мінералу) до рідини (розчину кислоти) та активності перемішування компонентів реакції. На створеному макеті модулятора процесів біоконверсії проведено дослідження по прискоренню перебігу реакцій за участю органічних кислот у тисячі, або навіть і мільйони разів. Завдяки такому пристрою можна досить оперативно визначити спроможність того чи іншого біогенного чинника до вилуговування мінералів, або навпаки – оцінити стійкість чи придатність окремих видів мінералів до розчинення органічними сполуками.

Поглиблене дослідження процесів біоконверсії мінеральної сировини, тобто, перетворення мінералів у водорозчинні (або нерозчинні) солі за участю органічних кислот, дозволило вирішити цілий ряд теоретичних та технологічних проблем гідрометалургійних методів видобутку цінних хімічних елементів. Використовуючи ряд чинників біологічного походження - таких органічних кислот, як лактатна, оксалатна тощо, було доведено, що завдяки своїм фізико-хімічним властивостям і за певних умов, останні забезпечують достатньо ефективне (до 90 – 95%) розкриття карбонат- та фосфатвміщуючих мінералів. Нашими дослідженнями було доведено, що стійкі до вилуговування включення самородкового золота піддаються розчиненню сульфуровмісними чинниками (тіокарбамідом) лише після попередньої декарбонізації та дефосфатизації мінералів органічними кислотами.

На основі виконаних розрахунків та аналітичних досліджень обгрунтовано фундаментальні засади принципово нової технології переробки мінеральної сировини з використанням біогенних чинників мікробного походження. Лабораторними експериментами доведено доцільність використання такої технології у гірничо-видобувній галузі.