Рекомендуемая методика технологической оценки золотых и серебряных руд

Очевидно, что любая система технологической типизации руд может представлять практический интерес только в том случае, если она дополнено конкретными методическими указаниями, позволяющими с помощью достаточно простых манипуляций и при наличии минимальных сведений о руде определить принадлежность ее к определенному технологическому типу или разновидности.

В этой связи шпором с участием К.Д. Игнатьевой разработана методика экспрессной технологической оценки (ЭТО) золотых и серебряных руд, включающая два последовательных этапа работ:

1. Установление технологического класса руды по относительной ценности присутствующих в ней полезных компонентов.

2. Установление технологического типа и технологической разновидности руды (рис. 3.1) на основе усовершенствованной методики рационального анализа руды на золото, дополненной результатами химического и минералогического анализа.

Установление технологического класса золотосодержащих руд производится исходя из относительной ценности золоти и руде (qAu). определяемой из выражения:

СAup - содержание золота в руде г/т;

ЦAu - цена 1 г золота в рублях или других денежных единицах;

Сnp - содержание (массовая доля) сопутствующих золоту других ценных компонентов - цветных металлов %;

Цn - цена 1 т металла;

Kс(Au) и Kc(n) - коэффициенты сквозного извлечения золота и других металлов из руды в конечную товарную продукцию в долях единицы.

На основании проведенного Иргиредметом анализа показателей работы 28 зарубежных предприятий, перерабатывающих комплексные золото- и серебросодержащие руды, значения Kc(Au) и Кc(n) в первом приближении могут быть приняты одинаковыми и равными в среднем 0,8, что позволяет представить приведенную выше формулу в более простом виде:

По полученным значениям qAu производится отнесение золотосодержащей руды к I-му (qAu более 0,75), II-му (0.75 > qAu > qn) или III-му (qAu менее qn) технологическому классу.

В связи с имеющей место в настоящее время неустойчивостью цен на металлы на внутрироссийском рынке (в условиях реформирования) и все более тесной интеграцией российском промышленности в международную систему хозяйствования, при определении абсолютной (Q) и относительной ценности металлов в руде следует ориентироваться, прежде всего, на международные цены на металлы (Лондонская биржа, западно-европейский или американский “свободный" рынок). Необходимые сведения по данному вопросу могут быть получены из "Бюллетеня иностранной коммерческой информации" (издание Всероссийского научно-исследовательского конъюнктурного института), журнала “Metali Bulletin” (Лондон) и других источников.

В табл. 3.1 представлена информация о ценах на золото, серебро и основные цветные металлы на Лондонском рынке по состоянию на конец 1995 г.

По приведенным в табл.3.1 данным в качество примера произведен расчет величин qAu и qn для некоторых комплексных руд, перерабатываемых на зарубежных предприятиях, а также на двух российских фабриках: Омсукчанской и Сарылахской (табл.3.2). Для руд, относящихся к категории золотых (I и II технологические классы по Au), кроме того, определены значения "приведенного" содержания золота (СAu pn по формуле: CAu pn = cAu p : qAu).

Установление технологического типа и технологической разновидности производится для золотых руд, отнесенных к I-му и II-му технологическим классам.

Основной задачей данного этапа является экспериментальное установление величин, входящих в выражение

и характеризующих возможности извлечения золота из руды в растворы на стадии цианистого выщелачивания. Для определения указанных величин исследуемая руда подвергается обработке по схеме усовершенствованного рационального анализа, представленной на рис. 3.2.

Навеска руды массой 1,2 кг, измельченная до крупности минуc 0,15 мм (75-80 % класса минус 0,074), амальгамируется по методу Шервуда. Хвосты амальгамации подвергаются цианированию в трех различных режимах. Первый из них характеризует "стандартные" условия цианирования. Навеску руды массой 200 г выщелачивают во вращающихся открытых бутылях раствором NaCN (0,1 г/л) непрерывно в течение 24 ч при Ж:Т=2:1 в присутствии извести (2-3 кг пн 2 т руды). По результатам выщелачивания золота в данных условиях делается заключение о степени упорности исследуемой руды. Если содержание золота в кеках цианирования (Cl) не превышает величины 0,5 г/г, а извлечение его в цианистый раствор находится на уровне 90 % и выше, то исследуемая руда относится к технологическому типу "А". Если же полученные показатели извлечения золота не удовлетворяют перечисленным выше требованиям, то такая руда относится к категории упорных.

Для выявления причин упорности руды и количественного установления коэффициентов Кф, Кх и Kс в схему рационального анализа (рис.3.2) вводятся операции II и III-ю цианиронания. II-е цианирование хвостов имальгомации производится в 3 последовательных стадии (по 8 ч) с полной сменой выщелачивающих растворов после 1-й и 2-й стадий, III цианированиe проводится также в 3 стадии, но с дополнительным введением в пульпу высокоактивного гранулированного сорбента, например, анионообменной смолы АМ-2Б в циан-форме (5-10 г на 200 г твердого). После каждой стадии производится замена сорбента и цианистого раствора.

Суммарная продолжительность цианистого выщелачивания золота во всех трех вариантах цианирования составляет 24 ч, т.е. соответствует продолжительности I-го цианирования. Остальные условия гидрометаллургической обработки остаются соответствующими режиму первого цианирования.

При проведении экспериментов I-III цианистого выщелачивания в ходе рационального анализа целесообразно осуществлять одновременный oперативный контроль за содержанием растворенного золота (атомно-абсорбционный анализ), изменением концентрации свободного цианида и его расходом в процессе цианирования, с целью установления оптимального количества стадий при II и III цианировании.

Величина Кф устанавливается на основании сопоставления результатов I и III цианирования.

Трехкратная обработка материала свежими цианистыми растворами позволяет устранить (или по крайней мере снизить до минимума) проявление химической депрессии золота. В то же время введение в цианистую пульпу анионообменной смолы обеспечивает достаточно надежную нейтрализацию присутствующих в исходной руде или концентрате природных сорбентов и, следовательно, предотвращает возможность осаждения золота (и серебра) рудной массой.

Содержание золота в твердых остатках 3-й стадии сорбционного выщелачивания (C3) характеризует, таким образом, количество тонковкрапленного золота, а отношение этой величины к исходному содержанию металла в руде (Cисх) составит значение коэффициента физической депрессии золота (Кф). На основании результатов цианирования руды в "стандартном" режиме и с учетом полученного значения Кф =Cз:Cисх определяется сумма коэффициентов Kх+Kс = (C1-C3):Cисх.

Дальнейший расчет К» и Kc производится по формулам, приведенным в табл.3.3.

Сопоставление полученных значений Кф, Kx и Kс позволяет достаточно точно установить технологический тип, к которому относится исследуемая руда.

Последней стадией рационального анализа (рис.3.2) является определение массовой доли тонковкрапленного золота в отдельных минеральных составляющих руды путем растворения (или разложения) золотосодержащих минералов в кислых растворах (НС1, HNO3) с последующим цианированием остатков химической обработки.

Процесс цианистого выщелачивания рекомендуется проводить в присутствии ионообменных смол, нейтрализующих действие углистого вещества и других природных сорбентов золота.

На основании полученных данных (табл. 3.3) и с учетом результатов химического анализа руды и минералогических исследований устанавливается принадлежность руды к технологическим разновидностям Бок(Fe), Бa(Fe), Ба(nm), БS1.

Аналогичным образом при наличии четко выраженной химической депрессии золота а цианистом процессе (ХД, Kx) сопоставление результатов рационального анализа с химическим и минеральным составом руды позволяет отнести упорную золотую руду к технологическим разновидностям ВCu, ВFeS, BSb, ВTе.

Наиболее легко дифференцируются на соответствующие технологические разновидности: Гугл и Ггл сорбционноактивные золотые руды (CA, Kc). резко отличающиеся между собой по внешнему виду в связи с окрашиванием руды в черный цвет углистым веществом. Так же достаточно просто выявляются технологические разновидности легкоцианируемых руд (As1, As(Fe), Aox(Fe)).

Используемый в рекомендуемой методике "ЭТО" метод последовательного вскрытия и выщелачивания золотосодержащих минералов с целью установления характера связи “невидимого" золота с отдельными рудными и породообразующими компонентами достаточно широко применяется в современной практике научных исследований.

В ряде последних публикаций данный метод называют "диагностическим выщелачиванием", подразумевая под этим "минералогическую идентификацию золотосодержащих руд посредством селективного разложения минералов". Набор применяемых при этом растворителей, как правило, ограничивается цианидами, соляном и серной кислотами, хотя отмечается, что круг растворителей может быть значительно расширен в соответствии с особенностями вещественного состава исследуемых руд.

Представленная на рис. 3.2 схема и методика рационального анализа в принципе применима и для технологической оценки серебряных, а также комплексных золото-серебряных руд. При одновременном присутствии в исследуемых рудах и золота, и серебра технологическая упорность руд должна устанавливаться по значениям Kс, Кф, Кх и Kc для того из компонентов, которым является превалирующим в ценностном отношении (например, золото в рудах PAu(Ag) серебро в рудах PAg(Au). В случае близких значении qAu и qAg отнесение руды к соответствующей категории целесообразно производить ориентируясь на компонент, характеризующийся наибольшей технологической упорностью. Данный принцип положен нами, в частности, в основу при технологической оценке серебряно-золотых руд Хаканджинского месторождения и серебряных концентратов Дукатского ГОКа, результаты исследований которых представлены далее.

Экспериментальная апробация рекомендуемой методики установления технологических свойств золотых и серебряных руд на основе усовершенствованной схемы рационального анализа на золото показало, что указанная методика характеризуется относительной простотой, экспрессностью и известной универсальностью, поскольку она пригодна для опробования не только исходных руд, но также гравитационных и флотационных концентратов, хвостов обогащения, отдельных продуктов гидро- и пирометаллургического производства и т.д. Это позволяет рекомендовать данную методику к использованию в научно-исследовательских организациях и заводских лабораториях для решения paзличныx задач: и в качестве первогo этапа технологической оценки руд новых месторождений, и для установления причин недоизвлечения золота и серебра из руд на действующих фабриках с целью выдачи соответствующих рекомендации по снижению потерь металлов с отвальными хвостами.

При этом следует учитывать возможность упрощения схемы анализа при работе с золото и серебросодержащими материалами, состав и свойства которых в известной мере определены предварительным химическим и минералогическим анализом или технологическими экспериментами. Так, например, при отсутствии в исходных продуктах крупного свободного золота (флотационные концентраты и др.) из схемы может быть исключена амальгамация; если руды и концентраты заведомо не содержат активных природных сорбентов золота и серебра, операции IV и V цианирования могут осуществляться в обычных условиях, т.е. без применения ионообменных смол; в случае исследования руд, не содержащих сульфидных минералов, излишней представляется oперация азотнокислого выщелачивания с последующим цианированием и т.д.

С другой стороны, возможно и усложнение схемы рационального анализа руды на золото. Так, при наличии в руде оксидных форм мышьяка или сурьмяных минералов целесообразно введение операции щелочной обработки кеков III-го цианирования в следующем режиме: концентрация NaOH 70-100 г/л; Ж:Т=4:1: температура 90-95 °С. продолжительность 2 ч. При сильновыраженной химической депрессии (высокие значения коэффициента Кх) количество стадий выщелачивания может быть увеличено до 4-х м более до получения максимально возможного извлечения золота в цианистые растворы.

Распределение тонковкрапленного золота между отдельными сульфидами, например, пиритом и арсенопиритом может быть установлено но основе дополнительных экспериментов бактериального выщелачивания в "мягком" режиме, способствующем селективному вскрытию арсенопирита и последующего цианирования остатков БВ.

Для отдельных руд ("Г"), обладающих сильновыраженной сорбционной активностью по отношению к цианистым комплексам золота, целесообразно, в дополнение к изложенным выше рекомендациям, проводить прямое определение величины CA путем контактирования измельченной руды с синтетическим золотосодержащим раствором определенной концентрации (по аналогии с методикой установления статической обменной емкости по золоту ионообменных смол и активированных углей).

С этой же целью в ряде случаев целесообразно подвергать углеродсодержащую руду или концентрат глубокому кислотному выщелачиванию, а полученный углистый остаток обрабатывать по двум вариантам: прямым цианированием и цианированием с предварительным окислительным обжигом, способствующим переводу углерода в газовую фазу.

Из вышесказанного следует, что проведение работ по экспрессной технологической оценке золото и серебросодержащих руд с целью установления принадлежности их к определенному технологическому типу или разновидности требует творческого подхода и достаточно высокой квалификации исследователей - исполнителей таких работ.

При этом важно еще раз подчеркнуть необходимость сочетания технологических экспериментов с различными методами изучения вещественного состава исходного сырья, в том числе и микроскопическими исследованиями образцов, результаты которых характеризуют морфологию золотя и серебра и степень ассоциации их с отдельными рудными компонентами.

Таким образом, применительно к золотым и серебряным рудам комплекс исследований, входящих в программу "ЭТО", может быть отнесен к категории работ, объединяемых понятием "технологическая минералогия" или "минералургия" и представляющих собой первый этап технологических изысканий, целью которых является выбор рационального способа обогащения и металлургической переработки золоторудного сырья.