Влияние вещественного состава руд на процесс тиокарбамидного выщелачивания и оценка перспектив использования этого процесса

Процесс тиокарбамидного выщелачивания был испытан в Иргиредмете более чем на 10 рудных объектах (руды, концентраты), существенно различающихся между собой по общему химическому составу, а также по содержанию и миндальной форме присутствующих в рудах золота и серебра. Результаты испытаний сопоставлялись по технологическим и экономическим показателям с результатами цианирования этих же продуктов. Аналогичные работы проведены в последние годы и за рубежом.

По результатам исследований и технологических испытаний выявлены следующие основные преимущества тиокарбамидной технологии по сравнению с цианированием:

1. Исключение из технологического цикла цианистых солей, жидкого хлора и его производных, относящихся к категории СДЯВ.

2. Относительно простая система регенерации растворителя и очистки отгенерированных растворов от примесей (известкование), обеспечивающая возможность организации бессточной гидрометаллургической технологии.

3. Более высокое, как правило, извлечение серебра в гидрометаллургическом цикле, что особенно четко проявляется при наличии в рудах сульфидных форм серебра: аргентита, пираргирита, прустита и др.

4. Возможность дополнительного вскрытия при выщелачивании золота и серебра, ассоциированных с окисленными минералами железа, мышьяка и марганца.

5. Более эффективное сочетание операций тиокарбамидного выщелачивания с предварительной кислотной обработкой, когда применение таковой вызывается технологической необходимостью (например, выщелачивание меди, химическое вскрытие некоторых золото- и cерeбросодержащих минералов и т.д.).

Главным недостатком тиокарбамидной технологии следует считать необходимость использования кислых сред, а следовательно, более дорогого кислотостойкого технологического оборудования (агитаторы, фильтры, сгустители, осадители, электролизеры, насосы, емкости и проч.). Это, естественно, ограничивает возможности данного процесса, особенно при гидрометаллургической переработке относительно простых в технологическом отношении (т.е. легкоцианируемых и не содержащих других цветных металлов) золотых и серебряных руд, а также материалов, характеризующихся высокой кислого емкостью.

Проведенными исследованиями и технико-экономическими расчетами показано, что максимальный эффект от применения TKB может быть получен прежде всего в случае переработки упорных руд и концентратов, относящихся к технологическому типу "В".

Наибольший интерес в этом отношении представляют серебряные и золото-серебряные руда (концентраты), содержащие серебро преимущественно в сульфидной форме (B5). Цианирование таких материалов характеризуется, как правило, очень низкой скоростью растворения серебра, высоким расходом цианида на взаимодействие с серой и возникающими в результате этого трудностями очистки цианистых стоков от роданидов. Обработка серебряных руд и концентратов методом тиокарбамидного выщелачивания (по схеме, представленной на рис. 14.7) позволяет получить более высокое извлечение серебра при меньшей продолжительности выщелачивания и меньшем расходе реагентов, что в конечном итоге обеспечивает значительное снижение эксплуатационных затрат в гидрометаллургическом цикле.

Иллюстрацией к вышесказанному могут служить результаты исследований Иргиредмета по гидрометаллургическому извлечению серебра из концентратов Дукатского ГОКа. Концентраты (гравитационный, флотационный) содержат от 4 до 12 кг/т Ag, представленного различными минеральными формами: металлическим cеребром, кюстелитом, простыми сульфидами типа Ag2S (аргентит, акантит), пираргиритом. Значительная часть указанных минералов находится в ассоциации с сульфидами свинца (PbS) и цинка (ZnS). Подчиненное значение имеют кераргирит, аргентоярозит, приуроченные, в основном, к окисленным минералам железа (лимонит), марганца (пиролюзит) и свинца (англезит). Относительная ценность серебра в концентратах составляет 90-95 %. В качестве попутных ценных компонентов концентраты содержат золото (15-40 г/г), свинец (5-13 %), а также незначительное количество цинка и меди. Рациональным анализом Концентратов установлено, что более 95 % серебра и 90 % золота в них представлены цианисторастворимыми формами и могут быть извлечены методами классической цианистой технологии.

Один из вариантов такой технологии (Иргиредмет) включает следующие основные переделы:

- выщелачивание концентратов в 4 последовательные стадии (общая продолжительность 64 ч) растворами NaCN повышенной концентрации (3 r/л) с промежуточным обезвоживанием пульпы и сменой растворов перед каждой стадией выщелачивания;

- электролитическое выделение серебра и золота из растворов с доосаждением металлов из отработанного электролита цементацией на цинке;

- обезвреживание сточных вод цианистого процесса гипохлоритной пульпой, приготовленной из жидкого хлора и известкового молока.

Данная технология обеспечивает извлечение серебра и золота из концентратов на уровне 96 и 93 %. При этом показано, что за счет применения специальных методов химической обработки (щелочное и солянокислотное выщелачивание), способствующих вскрытию сложных сульфидов серебра, окисленных минералов свинца, марганца и железа, а также (частично) серебросодержащего сфалерита, извлечение Ag и Au при цианировании может быть повышено соответственно до 99 и 96 %,

Bместе с тем, процесс цианирования концентратов характеризуется большой длительностью и высоким расходом высокотоксичных реагентов как на стадии выщелачивания (NaCN 20 кг на 1 т концентрата, с учетом регенерации), так и особенно - на стадии обезвреживания стоков (хлор - 140 кг/т; CaO - 90 кг/т).

В этой связи институтом разработан и апробирован в полупромышленных условиях (опытный свинцовый завод ВНИИцветмета, г. Усть-Каменогорск) альтернативный вариант гидрометаллургической переработки дукатских концентратов, основанный на использовании процесса тиокарбамидного выщелачивания.

В соответствии с рекомендуемой технологией (рис. 14.8) исходный концентрат подвергается гравитационной доводке с целью выделения из него кондиционного свинецсодержащего продукта (30 % Pb), направляемого в дальнейшем на свинцовый завод. Гравиоконцентрат и хвосты доводки поступают на тиокарбамидное выщелачивание, осуществляемое соответственно в фильтрационном (перколяция) и агитационном режиме. Осаждение Ag и Au производится электролитическим способом и сорбцией на активированный уголь. Суммарное извлечение серебра из концентрата (с исходным содержанием Ag 4630 г/т и Au 15 г/т) в товарную продукцию: катодный металл, угольный осадок и свинцовый концентрат по результатам промышленных испытаний составило 98,6 %, Извлечение золота в эти же продукты - 95,7 %. С целью реализации бессточного гидрометаллургического цикла в схеме предусмотрены операции очистки тиокарбамидных растворов от примесей методом известкования, дополнительное упаривание растворов (с повышением концентрации Thio в растворах с 40 до 50-55 г/л), а также сушка хвостов TKB при температуре 200-300 °С. Данный термический режим обеспечивает полное разложение тиокарбамида в твердых остатках за 1,5-2 ч, что примерно соответствует продолжительности пребывания материала в стандартных (барабанных) сушильных печах.

В процессе полупромышленных испытаний установлено, что выщелачивание концентрата оборотными тиокарбамидными растворами, прошедшими стадию электролиза, может быть осуществлено без введения в пульпу дополнительных окислителей. С учетом этого удельный расход реагентов на переработку концентрата (в кг на 1 т по 100 % реактиву) составил: тиокарбамида - 10,0; серной кислоты - 75; активированного угля - 4,5; оксида кальция - 25, Удельный расход электроэнергии на электролиз - 15 кВт*ч ка 1 кг серебра.

Разработанная Иргиредметом гидрометаллургическая технология переработки серебряных концентратов с использованием TKB (не имеющая пока аналогов в мировой практике) рекомендована к проектной проработке. Экономичность ее подтверждается приведенными ниже цифрами:

Как было показано ранее, достаточно интересным представляется использование тиокарбамидной технологии для извлечения золота из медистых руд, концентратов и огарков (BCu), переработка которых требует применения операции предварительного сернокислотного выщелачивания с целью выведения меди, выполняющей роль активного химического депрессора золота при цианировании. Эта роль, хотя и в значительно меньшей степени, проявляется и в условиях тиокарбамидного выщелачивания. Об этом, в частности, свидетельствуют результаты экспериментов по изучению кинетики выщелачивания золота кислыми растворами Thio в присутствии CuSO4.