Разработка комплексных технологий переработки упорного рудного и техногенного сырья цветных металлов

В настоящее время все более острой становится глобальная проблема высокой экологической нагрузки на окружающую среду от производственных объектов, зачастую находящихся непосредственно или вблизи населенных пунктов и природных ресурсов. В первую очередь это касается крупных металлургических предприятий, вокруг которых, как правило, расположены миллионы тонн образующихся в процессе их деятельности производственных отходов, продолжающих накапливаться вследствие отсутствия технологий, способных рентабельно и экологично их перерабатывать. Целью проекта является разработка комплексных технологий переработки упорного рудного и техногенного сырья цветных металлов, отвечающих современным требованиям энерго- и ресурсосбережения и экологичности, с их последующим внедрением в реальном секторе экономики – на металлургических предприятиях. Для разработки комплексных технологий переработки упорного рудного и техногенного сырья цветных металлов необходимо решить следующие научные и научно-технические задачи: 1. Исследовать составы и строение вовлекаемого в переработку упорного рудного и техногенного сырья цветных металлов с применением современных физико-химических методов анализа. Установить причины и закономерности упорности основных компонентов сырья, содержащих ценные металлы; разработать новые экспресс-методы определения причин и видов упорности подобного сырья на основе выполненного комплекса исследований с применением методов математической обработки экспериментальных данных, в том числе с использованием нейросетей. 2. Изучить физико-химические закономерности исследуемых процессов гидрохимического воздействия на содержащие цветные металлы соединения в различных средах при атмосферных и/или автоклавных условиях, в том числе с применением дополнительных интенсифицирующих и катализирующих реагентов различного агрегатного состояния. Исследования должны включать в себя изучение термодинамики и кинетики разрабатываемых процессов, установление механизмов протекающих взаимодействий, изучение поверхностных явлений на границах раздела фаз и др. 3. Провести исследования физико-химических закономерностей селективного выделения ценных компонентов из растворов выщелачивания с применением осадительных, ионообменных, экстракционных, мембранных, электрохимических и пр. процессов. Определить селективность извлечения искомых компонентов новыми видами сорбентов, экстрагентов, мембран применительно к исследуемым сложным многокомпонентным системам, оценить возможность получения концентратов высокой чистоты. 4. Разработать новые способы извлечения ценных (в первую очередь благородных) металлов из твердых остатков изучаемых гидрометаллургических процессов, обеспечивающих высокую селективность, относительную простоту аппаратурного оформления, утилизацию образующихся жидких и твердых побочных отходов экологически чистыми методами. 5. Научно обосновать новые способы выделения токсичных компонентов изучаемого сырья в виде труднорастворимых, безопасных для длительного хранения соединений, в первую очередь мышьяка. Определить стабильность различных мышьяксодержащих соединений при длительном хранении в изменяющихся природных условиях, установить и обосновать выбор наиболее пригодных для этого форм мышьяка. 6. На основе выполненного комплекса теоретических и экспериментальных исследований разработать уникальные математические модели с применением обучаемых нейронных сетей, позволяющие рекомендовать эффективные условия и параметры разрабатываемых процессов переработки упорного рудного и техногенного сырья цветных металлов в реальном производстве. 7. Разработать новые комплексные технологии переработки упорного рудного и техногенного сырья цветных металлов, отвечающие современным требованиям энерго- и ресурсосбережения и экологичности. 8. Для вновь разрабатываемых технологий подготовить технико-экономические обоснования, эколого-экономические оценки эффективности, технологические регламенты на разработку опытно-промышленных и промышленных установок со спецификацией основного и вспомогательного оборудования, материальных и энергетических потоков по стадиям технологии. 9. Апробировать полученные результаты в опытно-промышленных и промышленных масштабах с внедрением полученных теоретических и экспериментальных результатов в реальном секторе экономики (на металлургических предприятиях).