Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Термическая пассивация химических депрессоров золота и серебра перед цианированием

19.12.2018

Одним из возможных методов металлургической переработки золотых руд и концентратов, отнесенных к технологическому типу "В", является их цианирование после предварительной термохимической переработки (обжига), в результате которой осуществляется перевод химических депрессоров золота в менее активную форму, не оказывающую существенного влияния на показатели последующего цианирования.

Примерами такого рода технологии могут служить: ферритизация медистых минералов с переводом меди в форму труднорастворимых в NaCN ферритов типа и CuO*mFe2O3; окислительный обжиг пирротина (осуществление процесса FeSх —> Fe2O3) и аргентита (Ag2S —> Agметалл); термохимическое окисление Sb2S3, а также антимонитов и теллуридов золота (серебра) с переводом сурьмы и теллура в малоактивные оксиды.

Теоретические основы ферритизирующего обжига медистых золотосодержащих руд и концентратов (Bcu) разработаны В.Я. Мостовичем, которым впервые изучены условия образования метаферрита меди из элементов (CuO + Fe2O3) и показано влияние ферритообразования на процесс последующего растворения мели в щелочных цианистых растворах.

В монографии В.И. Смирнова и А.И. Тихонова отмечается возможность образования феррита меди в качестве одного из продуктов прямого окисления халькопирита при повышенных температурах обжига и высокой концентрации окислителя в газовой фазе.

Данный вывод подтверждается и результатами наших исследований, представленных в ранее. Показано, что халькопирит, подвергнутый высокотемпературному окислительному обжигу, обладает гораздо меньшей депрессирующей способностью по отношению к серебру и золоту в цианистом процессе в сравнении, например, с исходным CuFeS2 и тем более - с простыми сульфидами и оксидами меди.

Важно подчеркнуть, что именно для халькопирита условия ферритообразования являются наиболее благоприятными вследствие наличия тесного контакта присутствующих в данном минерале сульфидов железа и меди, окисление которых протекает с образованием Fe2О3 и CuO. Для других медьсодержащих минералов (борнит, халькозин, ковеллин, малахит и т.д.) возможности ферритизирующего обжига существенно ограничиваются.

Учитывая вышесказанное, а также тот факт, что данный процесс неприменим к золотосодержащим рудам и концентратам с пирит-арсенопиритовой минерализацией (в связи с отрицательным влиянием высоких температур на степень вскрытия золота, ассоциированного с сульфидами железа), ферритизирующий обжиг медьсодержащих золотых руд и концентратов вряд ли может быть рекомендован к широкому промышленному использованию.

Более предпочтительным в этом плане является процесс окислительно-сульфатизирующего обжига медистых руд с последующим селективным выщелачиванием меди и золота из огарков.

Окислительный обжиг является весьма эффективным способом подготовки к цианированию и пирротинсодержащих руд (BFeS).

В качестве примера можно сослаться на известную работу В.Я. Мостовича, С.М. Анисимова и М.П. Верховцева по изучению вещественного состава и технологических свойств штуфных руд Артемовского рудника.

Химический состав руды (%): SiO2 - 3,72; Аl2О3 - 2,25; CaO - 0,57; MgO - 0,38; Fe - 55,53; S - 36,2; Cu - 0,32; прочие - 1,03. Минералогическими исследованиями установлено, что количество пирротина в пробе составляет 92 %. Из других минералов в руде присутствуют кварц, медный колчедан, кальцит и силикаты. Непосредственное цианирование руды, измельченной до -0,15 мм, при продолжительности перемешивания 24 ч, исходной концентрации KCN 6,2 г/л; отношении Ж:Т=2:1 и расходе извести 10 кг/г позволило извлечь в раствор 55,7 % золота. Расход KCN в этих условиях составил около 12 кг на 1 т руды. Как было установлено, основной причиной недоизвлечения золота при цианировании является недостаточная степень помола руды. Однако применение более тонкого измельчения материала привело к расходу цианида 45-60 кг/т по KCN.

На основании проведенных технологических исследовании авторы пришли к выводу, что единственным экономически приемлемым путем подготовки руды к цианированию является окислительный обжиг. Результаты цианирования обожженной руды представлены в табл. 13.2.

Несколько позднее И.К. Скобеев для извлечения золота из артемовских пирротинов предложил метод термической обработки, заключающийся в кратковременном нагревании обрабатываемого материала при ограниченном доступе воздуха. Было показано, что при осуществлении данного процесса активная сера пирротина, связывающая NaCN и KCN в роданистые соединения, в значительной степени пассивируется. Благодаря этому расход цианида резко снижается, хотя извлечение золота в растворы остается достаточно высоким.

Метод термообработки с последующим цианированием прокаленного материала был испытан на продуктах, полученных при обогащении медно-золотой пирротиновой руды Артемовского рудника (штуфная руда, концентрат медной флотации, концентрат "цианисидной" флотации). Наибольший эффект по снижению расхода NaCN был достигнут при обработке данным методом "цианисидного" концентрата, содержащего 32,9 % железа; 37,2 % серы; 3,3 % меди, около 10 % карбонатов кальция и магния и 68 г/т золота. Предварительная прокалка этого материала при температуре 300-400 °C в условиях ограниченного доступа воздуха позволила снизить расход NaCN в цикле последующей гидрометаллургической обработки с 30 до 3 кг/т.

Как показали специально проведенные нами эксперименты, эффект пассирования пирротина в данных условиях объясняется образованием на поверхности зерен минерала пленок, состоящих из магнетита или пирита, основные линии которых четко фиксируются на дифрактограммах продуктов термической обработки FeSх.

Очевидно, что вариант низкотемпературного обжига пирротиновых руд с последующим цианированием приемлем лишь в том случае, если сам пирротин не содержит тонковкрапленного золота. При наличии последнего, а также в случае присутствия золотосодержащего пирита, более эффективным представляется вариант обычного окислительного обжига с переводом всего железа в пористый гематит Fе2О3.

Особого внимания заслуживает вопрос о возможности применения технологии обжиг - цианирование к сурьмянистым золотым рудам и концентратам (Bsb).

Положительное влияние окислительного обжига на результаты последующего цианирования золотых руд и концентратов, содержащих Sb2S3, отмечается многими авторами. Однако наши исследования показали, что указанный эффект достигается далеко не всегда, а в ряде случаев обжиг сурьмянистых руд, наоборот, может значительно ухудшить качество цианируемых огарков.

Как было показано ранее, при нагревании в атмосфере воздуха антимонит окисляется с образованием летучей Sb2O3, а также Sb2O4, химическая активность которых при цианировании проявляется в значительно меньшей степени. Вместе с тем, в присутствии антимонита возможно протекание при обжиге и ряда нежелательных процессов, способствующих пассированию как свободного, так и ассоциированного с сульфидами золота, главным образом, в результате физической депрессии его легкоплавкими сурьмяными соединениями.

Таким образом, окислительный обжиг золотосодержащих руд и концентратов, при наличии в них активных сульфидов сурьмы, выполняет две противоположные функции: одновременно улучшает и ухудшает качество получаемых огарков. При этом, как было установлено нами на примере ряда различных по вещественному составу продуктов, с увеличением содержания Sb2S3 в исходном сырье преобладающим становится отрицательное влияние процесса обжига на показатели цианирования. И, наоборот, при относительно невысоких концентрациях сульфидной сурьмы на первый план выступает позитивная сторона обжига, заключающаяся в переводе антимонита в малоактивные при цианировании формы.

В подтверждение вышесказанного на рис. 13.4 приведены диаграммы, характеризующие распределение золота по степени его упорности в огарках, полученных при окислительном обжиге сурьму содержащих флотационных концентратов Тасеевского и Терексайского рудников, существенно различающихся между собой по содержанию активной сурьмы (соответственно 2,2 и 15,6%).

Отличительной особенностью тасеевского концентрата является наличие в нем значительного количества свободного (цианируемого) золота, основная масса которого извлекается в растворы одностадиального выщелачивания (16 ч перемешивания при Ж:Т=4:1 и концентрации NaCN 1,0 г/л). Определенное количество свободного золота (порядка 200 г/т или 13 % от исходного) в этих условиях не успевает раствориться в результате депрессиpующего влияния сурьмяных минералов. Для доизвлечения такого золота требуется вторая стадия выщелачивания, в тех же условиях, с использованием свежих цианистых растворов. Окислительный обжиг концентрата нейтрализует вредное влияние сульфидов сурьмы на цианирование, резко снижая количество "медленно растворяющегося" золота и исключая тем самым необходимость 2-й стадий выщелачивания. Одновременно в процессе обжига происходит дополнительное вскрытие золота, ассоциированного с сульфидами железа, в результате чего абсолютные потерн золота с хвостами двухстадиального цианирования огарка (по сравнению с исходным концентратом) снижаются с 225 до 10 г на тонну.

Иная картина имеет место при обжиге терексайского концентрата, характеризующегося высоким содержанием Sb2S3. Как и в предыдущем случае, обжиг при температуре 500 "С исключает возможность химической депрессии золота при цианировании и способствует вскрытию Au, ассоциированого с сульфидами железа. Вместе с тем, общая технологическая упорность огарков остается весьма высокой. Рациональным анализом огарков на золото установлено, что из общего количества металла, остающегося в остатках цианирования (температура обжига 450-500 °С), более 70 % приходится на долю золота, депрессированного продуктами окисления антимонита и извлекаемого цианированием только после предварительной обработки огарка горячими растворами сернистого натрия.

Аналогичная закономерность была отмечена нами и при обработке других обогащенных сурьмой золотосодержащих концентратов.

Основными причинами депрессии золота в данном случае является оплавление частиц огарка легкоплавкими химическими соединениями сурьмы и образование трудно растворим ого в NaCN ауростибита AuSb2.

Установленный факт физической депрессии золота при обжиге сурьмусодержащих материалов в принципе позволяет отрицательно оценить вариант металлургической переработки комплексных золотосурьмяных руд и концентратов по схеме: высокотемпературный (возгоночный) обжиг и цианирование огарков.

Дистиляционный обжиг руд с возгонкой сурьмы в газовую фазу в виде Sb2О3 представляет собой один из вариантов сурьмяной технологии, область применения которого распространяется и на комплексные руды, содержащие наряду с сурьмой другие цветные металлы (в том числе Au и Ag), концентрирующиеся при обжиге в огарковой продукции.

В 1971 г. нами был проведен цикл экспериментальных исследований по изучению возможности гидрометаллургической переработки золотосодержащих огарков высокотемпературного обжига руды Сарылахского месторождения. Исходная руда содержала около 13 % сурьмы (главным образом, в виде Sb2S3) и 12,8 г/т золота. Обжиг руды был осуществлен в лаборатории ИНФХ АН Киргизской ССР. При соблюдении следующих оптимальных условий обжига: Т-1200 °С, загрузка восстановителя (коксик) 4-4,5 % от массы руды степень возгонки сурьмы в в процессе обжига составила 96-98 %. Золото при этом практически полностью осталось в огарке, состав которого характеризуется следующими цифровыми данными (%): SiOi 76,0; Аl2О3 8,6; Fe2O3 5,6; CaO 1,2; MgO 0,6; As 0,05; Sb 0,4; Au - 14,3 г/т.

Рациональным анализом исходной руды Ti полученного из нее огарка установлено, что доля цианисторастворимого золота в первом случае составляет 80 % (из них около 55 % медленно растворяющегося в NaCN), а во втором - 50 %. Следовательно, до 30 % присутствующего в руде свободного золота (из общего количества 80 %) в процессе обжига переходит в упорную форму, определяя тем самым повышенные потерн металла в цианистом процессе (около 9 г/т огарка).

Трудности в цианировании огарков дистилляционного обжига золото-сурьмяных концентратов и необходимость поиска альтернативных вариантов извлечения золота из указанных продуктов отмечаются и в ряде зарубежных публикаций. В частности, на упомянутом ранее заводе Консолидейтед Мэрчисон переработку огарков (температура обжига концентратов 650-960 °C) рекомендуется производить методом флотационного обогащения с хлорным выщелачиванием Au из флотационного концентрата.

Двойственное (положительное и отрицательное) влияние окислительного обжига на показатели последующего цианирования огарков характерно не только для золото-сурьмяных, но также и для некоторых других разновидностей упорного золоторудного сырья данного технологического типа, например, теллуристых золотых руд (ВТе).

Обжиг теллуристых руд и концентратов перед их цианированием уже давно применяется в промышленной практике (фабрики Лейк Вью энд Стар и Грейт Боулдер в Австралии и др.). Основной технологический эффект при этом достигается за счет окисления теллурида AuTe2 до металлического золота и парателлурита TeO2. Одновременно с этим происходит термохимическое вскрытие золотосодержащих сульфидов (пирит, арсенопирит), постоянно присутствующих в теллуристых рудах и концентратах. Процесс интенсивного окисления сульфидов железа протекает, как правило, при температурах 500-600 °С, что значительно превышает оптимальную температуру разложения AuTe2 (около 400 °С) и может вызвать нежелательное расплавление теллуристых соединений, в результате это может привести к потерям при цианировании некоторой части золота, представленного в исходном сырье теллуристыми минералами, в частности, калаверитом. Кроме того, нельзя исключить и возможность обратного перехода свободного (металлического) золота в теллуриды, если общее содержание теллура в обжигаемых рудах и концентратах является достаточно высоким (за счет присутствия тетрадимита Bi2Te2S и других обогащенных теллуром минералов),

Поэтому, даже располагая подробной информацией о вещественном составе теллуристых золотых руд и концентратов, очень трудно предсказать возможный эффект от применения к ним технологии обжиг -цианирование и, тем более, заранее рекомендовать какой-то определенный температурный режим обработки (по аналогии, например, с пирит-арсенопиритовыми минеральными продуктами). Такого рода рекомендации могут быть выработаны только на основе тщательно проведенных экспериментальных исследований на конкретном сырье.

В ряде случаев считается целесообразным выводить свободное (цианируемое) золото и теллур (в том числе связанный с золотом) из сульфидных концентратов, поступающих на обжиг, гидрометаллургическим путем, на основе использования щелочных (NaOH, Na2CО3) и сульфидно-щелочных (NajS) растворов, а также соответствующих окислителей. Такая технология, в частности, реализована на фабрике Эмперор Голд Майнинг (Фиджи), где осуществляется переработка теллуристой медьсодержащей золотой руды со значительным количеством сульфидов, главным образом - пирита, с комплексным извлечением всех основных компонентов: золота, теллура и меди.

Достаточно эффективным, но (как показали наши исследования, а также работы А.К. Кунбазарова еще более сложным с точки зрения химизма представляется процесс обжига серебросодержащих руд и концентратов, относящихся к технологической разновидности Bs.

Наряду с переводом простых и сложных сульфидов серебра в форму более легко растворимых в NaCN соединений: Ag2SО4, Agмет, и других, процесс обжига сопровождается целым рядом побочных явлений (образование серебряного штейна, антимонидов, арсенидов и антимонатов серебра; оплавление серебросодержащих минералов), которые оказывают отрицательное влияние на показатели последующего цианирования.

Оценивая в целом перспективы использования термохимических методов подготовки руд и концентратов технологического типа "В" к цианированию, можно сделать вывод, что максимальный эффект от их применения следует ожидать в случае присутствия в обжигаемых материалах одновременно и химических, и физических депрессоров, когда обжиг позволяет решить сразу обе проблемы: пассивирование примесей и вскрытие тонковкрапленного золота и серебра.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: