Современное состояние и пути дальнейшего усовершенствования цианистого процесса

Анализ современного состояния техники и технологии цианирования золотых руд (концентратов), которым охвачена деятельность более 120 действующих предприятий, показал, что мировая золотодобывающая промышленность располагает большим количеством вариантов технологических схем с применением цианистого процесса (рис. 1.2), которые в совокупности обеспечивают законченный цикл обработки руды на месте даже для технологически упорных руд. при достаточно высоком сквозном извлечении золота.

Классическая технология цианирования золотосодержащих руд (полный иловый процесс) включает в себя следующие технологические операции:

- измельчение руды до крупности, обеспечивающей необходимую полноту вскрытия золота;

- перемешивание измельченной руды со щелочными цианистыми растворами в аппаратах-агитаторах механического, пневмомеханического и пневматического типа;

- отделение золотосодержащих растворов от твердой части пульпы (сбрасываемой в отвал) методами сгущения и фильтрации;

- осаждение золота из растворов цементацией на цинковой пыли;

- обработка золотосодержащих осадков (выщелачивание кислотами, обжиг, плавке) с получением чернового металлического золота, направляемого на рафинировочные заводы;

- химическая очистке сточных вод и хвостов гидрометаллургического процесса от токсичных цианистых соединений.

Для извлечения золота из руд обычно используют слабые растворы NaCN (0,1-0,5 г/л). Растворы с более высокой концентрацией цианида применяют только при обработке руд, обогащенных серебром, сочетая в ряде случаев процесс выщелачивания с последующей регенерацией NaCN из растворов (завод Лорето в Мексике и др.). С целью предупреждения гидролиза NaCN, приводящего к образованию токсичной синильной кислоты, в пульпу вводят известь, концентрация которой пo CaO не превышает, как правило, 0,6-0,8 г/л.

В отличие от полного илового процесса схема раздельного цианирования предусматривает предварительную классификацию измельченной руды на ила (обрабатываемые методом перемешивания) и пески, выщелачиваемые перколяцией (просачивание растворов через слой руды). В последние годы интенсивно развивается технология чисто перколационного (кучного) цианирования, посредством которого извлекают золото из забалансовых руд и рудных отвалов.

Разновидностью цианистого процесса является агитационное выщелачивание с последующей отмывкой растворенного золота в сгустителях методом противоточной декантации.

Качественно новым этапом развития цианистого процесса явилась разработка и внедрение в промышленную практику бесфильтрационной технологии цианирования золотосодержащих руд, основанной на применении гранулированных ионообменных смол и активированных углей. В этом варианте растворимое в цианиде золото выделяется на гранулах сорбента, размер которых значительно превышает крупность частиц измельченной руды. Нагруженный золотом сорбент отделяют от обеззолоченной пульпы на специальных дренажных устройствах и обрабатывают в отдельном цикле с получением товарного золотосодержащего продукта. В зависимости от характера перерабатываемой руды и других факторов, сорбция золота осуществляется либо после предварительного выщелачивания, либо одновременно с ним (вариант сорбционного выщелачивания).

Процесс цианирования золотых руд постоянно совершенствуется и модернизуется. Все более широкое применение в промышленности находит метод совмещения цианистого выщелачивания с измельчением руды; разработаны и используются на ряде предприятий: автоклавное цианирование золотых руд и концентратов, методы активного цианирования с использованием акустического воздействия и других интенсифицирующих факторов; технология цианирования гравитационных концентратов в аппаратах специальной конструкции и др. Значительным достижением золотодобывающей промышленности и отраслевой науки в последние годы следует считать широкое освоение электролитического метода извлечения золота из богатых растворов (элюатов сорбционного цикла) на конечной стадии гидрометаллургической переработки золотых руд, что позволило существенно повысить качество товарной продукции золотоизвлекательных фабрик и полностью автоматизировать работу данного технологического передела.

Определенные успехи достигнуты в области разработки нового гидрометаллургического оборудования в золотодобывающей промышленности. Созданы и эффективно используются на предприятиях аппараты интенсивного выщелачивания золота, сорбционные пачуки (пневматические перемешиватели) с дренажными устройствами, электролизеры различной конструкции, регенерационные колонны, автоклавные установки для элюирования и реактивации насыщенных сорбентов, высокоэффективные обезвоживающие аппараты (пластинчатые сгустители, ленточные фильтры), приборы автоматического контроля и регулирования параметров гидрометаллургического процесса и т.д.

С целью обеспечения охраны окружающей среды от воздействия токсичных отходов цианистого процесса, осуществлен перевод большинства гидрометаллургических предприятий на полное оборотное водоснабжение, внедрены в производство усовершенствованные методы хлорирования сбросных цианистых растворов, разработаны и проходят стадию полупромышленных и промышленных испытаний новые эффективные методы нейтрализации циансодержащих стоков: озонирование. радиационное облучение, ионообменная очистка (с одновременной регенерацией цианида), биохимическая очистка, электролиз и др.

Представленный выше краткий обзор убедительно свидетельствует о том, что освоенный промышленностью более 80 лет тому назад процесс цианирования золотых руд в настоящее время не только не утрачивает своего значения, но и, наоборот, имеет тенденцию к дальнейшему развитию и совершенствованию, занимая доминирующее положение среди остальных методов металлургической переработки золоторудного сырья. Это позволяет рассматривать его в качестве главного (базового) передела, на который должна быть ориентирована технология извлечения золота из руд и по отношению к которому должно производиться технологическая оценка золотых руд и концентратов.

Следовательно, под технологически упорными необходимо прежде всего подразумевать такие золотые руды (или концентраты), которые по тем или иным причинам трудно поддаются обработке методом цианирования.

Данное положение в полной мере может быть распространено и на серебряные руды, переработка которых основана в сущности на тех же принципах, что и переработка золотых руд, хотя (как будет показано ниже) и имеет ряд специфических особенностей. Применительно к серебряным рудам (PAs) процесс цианирования также остается главным методом получения товарной серебросодержащей продукции. Об этом свидетельствует опыт работы многочисленной группы зарубежных. в честности, мексиканских и канадских фабрик, практикующих цианирование как исходник руд (Лopemo, Тайольтита. Кэуболт), так и различных продуктов обогащения: хвостов флотации (Пачука, Сен Хуан Луканс), цинковых и пиритных серебросодержащих концентратов (Голден Мэнитоу), огарков хлорирующею обжига руды (Минера Килдун) и т.д.

Еще большее распространение получило цианирование комплексных золото-серебряных (РAu.Ag) и серебряно-золотых (РAg.Au) руд, которое успешно применяется на предприятиях Японии (Кохномай, Такатама, Мохикоси), Канады (Арктик, Peд Лэск), России (Карамкенская и Многовершинная ЗИФ). Эквадора (Портовело) и др. стран.

Отсюда может быть сделан вывод, что и для серебряных, а также комплексных Au-Ag руд главным признаком технологической упорности следует считать упорность их по отношению к цианистому процессу.

Сказанное ни в коей мере не умаляет значимости и остальных технологических переделов (операций) в схемах обработки золото- и серебросодержащих руд, набор и целесообразность использования которых определяется особенностями вещественного состава перерабатываемых руд.

Так, например, при наличии в рудах крупных частиц самородного золота производится извлечение их до цианирования методами гравитационного обогащения (отсадочные машины, концентрационные столы, шлюзы, центробежные и барабанные концентраторы, винтовые сепараторы). Получаемые гравиоконцентраты, в зависимости от содержания металла в них, перерабатываются на месте путем плавки на черновое золото или цианированием в отдельном цикле с использованием аппаратов интенсивного выщелачивания.

С келью концентрирования золото- и серебросодержищих сульфидов, измельченная руда подвергается предварительному флотационному обогащению с использованием соответствующих реагентных режимов и аппаратов (флотомашин) различной конструкции. Главная цель флотации при этом - сократить объем материала, поступающего на металлургическую обработку, за счет удаления в хвосты пород с отвальным содержанием золота. В ряде случаев флотация используется для выведения из руды минеральных компонентов-примесей. мешающих процессу цианирования (сорбционноактивное углистое вещество, пирротин, антимонит и др.). Haконец, одно из назначений флотации: получить при обработке комплексных золотосодержащих руд oбогащенныe по содержанию цветных металлов (медь, свинец, цинк, сурьма, вольфрам и др.) концентраты или полупродукты, которые могут быть переработаны на месте в отдельном технологическом цикле или же направлены на соответствующие заводы цветной металлургии.

Для вскрытия тонковкрапленного золота в пирите и арсенопирите исходная руда или получаемые из нее флотационные концентраты подвергаются перед цианированием окислительному обжигу, автоклавному выщелачиванию или бактериально-химическому окислению. Окислительный обжиг используется также с целью нейтрализации присутствующего в золотых рудах (концентратах) свободного углерода, в также некоторых других вредных для цианирования компонентов.

Необходимо еще раз подчеркнуть, что все перечисленные выше операции (гравитационное и флотационное обогащение, обжиг, автоклавное и биохимическое выщелачивание и др.) сами по себе не обеспечивают получения конечной товарной золото- и серебросодержащей продукции и выполняют, как правило, вспомогательную роль в схемах обработки руд, дополняя и интенсифицируя цианистую технологию извлечения металлов.