Радиационно-термическая обработка серебра и золота

Одним из возможных методов термохимического вскрытия тонко-дисперсного золотя в сульфидах является радиационно-термическая обработка, осуществляемая воздействием на рудный материал интенсивного пучка электронов. Принципиальным отличием РТ-обработки от обычного обжига является одновременное воздействие на материал высокой температуры и радиации. Этот метол характеризуется высокой скоростью нагрева образца, быстрым протеканием процессов массопереноса и диффузии продуктов реакции. Образование радиолитического озона приводит к резкому повышению скорости окисления сульфидов и снижает температуpy их воспламенения.

Использование мощных пучков электронов в высокотемпературных технологических процессах стало реальным в результате разработок Института ядерной физики CO АН России по созданию ускорителей электронов промышленного назначения типа ЭЛВ и ИЛУ.

Исследования по радиационно-термической обработке упорных золотосодержащих концентратов были начаты в Институте физических исследований АН Армении (ИФИ) в конце 70-х годов при техническом содействии Армнипроцветмета. На данный способ в 1979 г получено авторское свидетельство СССР № 864808. В 1983 г. специалистами ИФИ (под руководством Р.Г. Аршакуни) и Иргиредмета (Б.М. Рейнгольд) проведен комплекс экспериментальных исследований по извлечению золота из концентратов Задского (Армения) и Дарасунского месторождений с применением технологии РТ-обработка + цианирование.

Химический состав исследованных концентратов представлен в табл. 9.3.

Рудный комплекс водского концентрата состоит в основном из золотосодержащего пирита. В дарасунском концентрате, наряду с FeS2, присутствует арсенопирит, с которым также ассоциировано некоторое количество дисперсного золота.

Облучение концентратов (а также мономинерального пирита) проводили на ускорителе промышленного типа ЭЛВ-2 мощностью 20 кВт с КПД преобразования электроэнергии в энергию пучка 80 %. Нагрев осуществляли взаимодействием пучка электронов с образцом со скоростью 12-30 °С/с. Температура измерялась хромель-алюмелевой термопарой, погруженной в слой материала. Облучение производилось в воздушной среде и в форкамере (5*10в2 мм pт.cт.). В опытах использовался режим облучения с быстрым или "взрывным" выходом по определенную температуру в течение 20-50 с (рис.9.4), после чего мощность пучка Р, которая варьировалась в пределах 0,6-2,0 Мрад/с, уменьшалась примерно в 3 раза Продукты РТ-обработки изучали методами химического и рентгеновского фазового анализа. Извлечение золота из облученных концентратов осуществлялось методом сорбционного цианирования (RIL). С целью улучшения показателей цианирования проведены эксперименты по радиационно-термической обработке концентратов с введением в шихту поваренной соли (10 % от массы концентрата).

Установлено, что при облучении пирита в форвакууме образуется моносульфид железа. В воздушной среде пирит окисляется до гематита, являющейся доминирующей фазой, и маггемита y-Fc2O3. Присутствие последнего придаст огарку магнитные свойства. Образования магнетита при этом не зафиксировано. Таким образом, фазовые преобразования, происходящие при РТ-обработке FеS2, мало отличаются от тех. которые имеют место при обычном окислительном обжиге.

В экспериментах с концентратом Лодского месторождения (на навесках массой 100-200 г) лучшие результаты цианирования достигнуты на шихте с NaCl в диапазоне 130-140 Мрад. В указанных условиях получено извлечение золота на уровне 90 %, что примерно на 40 % превышает извлечение при обработке необлученного концентрата. Характерно, что данный эффект достигнут при степени десульфуризации концентрата всего лишь 30-40 %. При дальнейшем увеличении дозы облучения извлечение золота в цианистом процессе снижалось (до 80 % при 400 Мрад).

При обработке данным способом дарасумского концентрата (также с введением в шихту поваренной соли) получены остатки цианирования с содержанием Au 2,5 г/т, при извлечении 93 %, что примерно соответствует показателям окислительно-хлорирующего обжига этих же концентратов, приведенным ранее.

Таким образом, результаты проведенных экспериментов показывают, что посредством РТ-обработки может быть достигнута примерно такая же степень вскрытия упорного золота, как и при обычном окислительном обжиге, но при значительно меньшей продолжительности процесса. При этом предполагается, что оптимальная доза облучения может быть существенно снижена по сравнению с принятой в экспериментальных исследованиях.

Очевидно, что вопрос об использовании РТ-обработки в практических целях при переработке упорного золоторудного сырья должен рассматриваться лишь после проведения крупномасштабных технологических испытаний.

Интересно отметить, что возможность вскрытия золотосодержащих сульфидных минералов при нагревании их электронным лучом использована в минералогических исследованиях, связанных с изучением фазовых превращений золото-железистого арсенопирита в процессе окислительного обжига. Эксперименты проводились на синтезированном арсенопирите. содержащем до 2 % вес. "невидимого" золота, а также на 6 образцах арсенопирита различных месторождений с переменным отношением As2S, характеризующихся наличием тонковкрапленного золота. Анализ образцов проводили с помощью дифракто-метрических рентгеновских исследований, метода электронной микроскопии, дифференциального термического анализа, трансмиссионной электронной микроскопии. Исследования показали, что в процессе термической обработки (500 °С). при нагревании электронным лучом зерен арсенопирита. содержащих "невидимое" золото, происходит рекристаллизация арсенопирита в пирротин (троилит) с высвобождением мышьяка. Золото, будучи нерастворимым в кристаллической решетке FeS. образует тонкие капельки на границе пирротина. Вследствие такой агрегации тонкие зерна Au становятся "видимыми" и фиксируются на энергетических спектрах.

В Московском горном университете проведены исследования по термохимическому вскрытию упорных золотосодержащих концентратов в микроволновом поле. Исходным материалом для исследований явился пиритный концентрат, выделенный из руд Bopoнцовского месторождения и содержащий 50 г/т Au 60 г/т Ag. Пробы концентрата обрабатывались в СВЧ-поле в непрерывном режиме воздействия. Температура концентратов при различных режимах обработки находилась в пределах от 340 до 660 °C. Выделение золота из продуктов термообработки производилось методом цианирования. Установлено, что прокаливание концентрата в СВЧ-поле при температуре 400 °C обеспечивает извлечение золота при последующем цианировании на уровне 94 %. Пo результатам исследований сделано предварительное заключение об эффективности данного метода. К преимуществам СВЧ-обработки отнесены: лучшее вскрытие материала в результате селективного нагрева, а также возможность гибкого контроля за степенью обжига путем изменения генерируемой СВЧ-мощности. При этом из-за объемного характера СВЧ-воздействия обработке могут подвергаться частицы с диаметром в 20-30 раз большим, чем при обычном обжиге.