Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Особенности планирования руд, содержащих природные сорбенты золота и серебра

20.12.2018

Из графиков, представленных ранее, видно, что в начальный период цианирования сорбционноактивных руд и концентратов, когда концентрация золота в растворах еще не достигает определенного уровня, скорость растворения металла намного превышает скорость его сорбции минеральными компонентами.

По мере накопления золота в растворе процесс сорбции интенсифицируется и доля сорбированного металла начинает превышать долю металла, растворяющегося в цианиде. На этом основан один из принципов цианирования руд технологического типа "Г", заключающийся в том, чтобы перевести в раствор максимально возможное количество золота и серебра до начала активного развития сорбционных процессов. Это может быть, в частности, достигнуто путем цианирования углистых руд в 2 или несколько последовательных стадий с минимальной продолжительностью перемешивания в каждой стадии и регулярным обновлением выщелачивающих растворов, что должно обеспечивать поддержание достаточной скорости растворения золота и серебра в течение всего периода обработки.

Альтернативой данному подходу является короткое, но интенсивное цианистое выщелачивание с быстрым отделением золотосодержащих растворов от твердой фазы пульпы (фильтрация) или осаждением металла из пульпы синтетическими гранулированными сорбентами: ионообменными смолами, активированными углями. В качестве аппаратов для интенсивного цианирования могут быть использованы флотационные машины и агитаторы специальной конструкции.

В 1963-1964 гг. Иргиредметом проводились промышленные испытания технологии цианирования углистой золотосодержащей руды окисленной зоны месторождения Бакырчик. Состав руды (%): SiO2 64,7; Al2O3 19,0; Fe2O3 4,5; As 0,56; S 0,15; углистое вещество 9,0; содержание золота 10,4 г/т. После измельчения до крупности минус 0,15 мм руда подвергалась цианированию во флотомашинах. За 1,5 ч выщелачивания извлечение металла в раствор достигло 82 %. Отмечено, что увеличение продолжительности цианирования до 5 ч приводит к резкому (с 82 до 44 %) снижению извлечения золота в результате его сорбции углистым веществом. Вместе с тем установлено, что из 18 % Au, остающегося в хвостах 1,5-часового цианистого выщелачивания, более двух третей составляет золото, сорбированное рудной массой. Как показали исследования, значительная часть этого металла может быть доизвлечена при осуществлении двойного фильтрования пульпы с промежуточной распульповкой кеков слабыми (0,5 г/л) растворами NaCN, в результате чего общее извлечение золота в растворы может превысить 90 %. Аналогичный эффект достигается применением двухкратного интенсивного цианирования руды с предварительным отделением золотосодержащих растворов перед II-й стадией обработки.

М.Л. Певзнером (Иргиредмет) предложен специальный тип перемешивателя для цианирования глинистых золотосодержащих руд, схематически изображенный на рис. 15.3.

Основными конструктивными особенностями данного аппарата являются: относительно небольшая высота чана, значительное расстояние между уровнем пульпы и верхней кромкой перемешивателя и наличие центральных и боковых аэролифтов, снабженных специальными форсунками, через которые производится разбрызгивание пульпы над поверхностью чана. Такой тип перемешивателя, по мнению автора конструкции, обеспечивает наиболее интенсивное перемешивание пульпы, что должно способствовать снижению сорбционной активности руды. Кроме того, при цианировании руды в данном аппарате происходит перетирание дисперсных частиц, разрушение образующихся агрегатных структур и очистка поверхности золотинок от шламовых примазок.

В последние годы созданы и успешно функционируют на некоторых гидрометаллургических предприятиях золотодобывающей промышленности аппараты - перемешиватели интенсивного действия (агитаторы механического, пневмомеханического типа, пульсационные колонны и др.), использование которых представляется наиболее эффективным именно при переработке руд и концентратов с повышенной сорбционной активностью.

Определенный интерес в данном плане представляет применение мер эффективного механического воздействия на структуру цианистой пульпы с использованием таких приемов, как вибрация пульпы при высоких частотах, помещение пульпы в поле центробежных сил и т.д.

Одним из достижений современной золотодобывающей промышленности является гидроакустический метод интенсификации процесса цианирования, разработанный фирмой "Саундрайф" (США). Фирма "Импект Интернейшнл" (США) применяет этот метод на фабрике рудника Фэллон (штат Невада) производительностью 1800 т в сутки, введенном в эксплуатацию осенью 1985 г.

Как показывает промышленный опыт, значительный технологический эффект при цианировании сорбционноактивных золотых руд и концентратов дает измельчение указанных материалов в цианистых растворах.

Так, на Куранахской золотоизвлекательной фабрике, перерабатывающей глинистые руды с относительно низким coдержaниeм металла (2-3 г/т), при измельчении руды в цианистой среде в раствор переходит более 90 % планируемого золота. Экспериментально установлено, что отдельные сорта этих руд могут быть обработаны по схеме: измельчение в NaCN - фильтрование, без дополнительного перемешивания пульпы, что сводит к минимуму возможность потерь золота за счет сорбции его глинистыми частицами.

На заводе Пинсон Майнинг (США) руда с исходным содержанием золота 4,1 г/г подвергается двухстадиальному измельчению в цианистых растворах до крупности 90 % минус 0,074 мм. Благодаря этому, в раствор переходит 90-95 % извлекаемого цианированием золота. Золотосодержащий раствор отделяется от твердой части пульпы в сгустителе, слив которого поступает на сорбцию активированным углем в колонных аппаратах. Доизвлечение оставшегося в кеках цианисторастворимого золота осуществляется путем дополнительного выщелачивания в механических агитаторах с последующим сорбционным выделением Au углем из пульпы. Интересно, что цианид (0,15 кг на 1 т руды) и известь (1,4 кг/г) подшихтовываются в твердом виде к дробленой руде (-0,16 мм) на конвейер, питающий мельницу 1-й стадии измельчения.

Аналогичную технологию, но с подачей цианида в цикл мокрого измельчения, применяют на фабрике Слиnep (США), а также на бразильской фабрике Дженипапо, перерабатывающей глинистые золотые руды с применением угольно-сорбционного процесса.

Как будет показано ниже, измельчение в цианистых растворах целесообразно применять и при переработке некоторых углистых руд и концентратов перед поступлением их на сорбционное цианирование.

Существенное значение при переработке углистых и глинистых руд (концентратов) гидрометаллургическим методом имеет выбор оптимальной степени измельчения материала.

Известно, что осаждающая способность углистых веществ и друг их природных сорбентов по отношению к золоту, присутствующему в жидкой фазе цианистой пульпы, в значительной степени зависит от суммарной активной поверхности сорбента. Под последней следует понимать как внешнюю, так и внутреннюю поверхность частиц, образованную макро- и микропорами. Внутренняя, или капиллярная, пористость особенно четко выражена у синтетических активированных углей, обладающих в связи с этим значительной емкостью по золоту (достигающей 5-10 %), что и послужило основой для применения указанных сорбентов в качестве осадителей золота из цианистых пульп и растворов, У природных yглесодержащиx минералов внутренняя пористость зерен, как правило, развита в меньшей степени, поэтому активная сорбционная поверхность их в большей степени зависит от общего гранулометрического состава руды. Чем тоньше измельчается руда перед цианированием, тем, естественно, большая доля золота может быть осаждена углистым веществом. Поэтому цианирование углеродсодержащих руд целесообразно проводить по возможности при грубом помоле.

Одним из эффективных способов интенсификации процесса цианирования углистых руд и концентратов является пассивирование свободного углерода поверхностно-активными веществами (флотационные масла, керосин и др.). Впервые данный метод был предложен А. Дорфманом в 1922 г. В 30-х годах этот процесс в различных вариантах был испытан на ряде зарубежных и отечественных предприятий. При этом был достигнут значительный эффект по снижению потерь золота с хвостами цианирования.

Так, например, па фабрике Мак-Интайр при цианировании углистых разновидностей руд с осаждающей способностью около 600 г/т золота предварительная обработка руд керосином, а также различными сортами неочищенной нефти и ее производных позволила снизить сорбционные свойства сланцев более чем на 90 %. При добавке в шаровую мельницу керосина стоимость золота, теряемого с хвостами цианистого процесса, снизилась с 13,6 до 1 доллара на 1 т обрабатываемой руды.

В развитие Дорфман-процесса в 1931 г. И.Н. Плаксиным и Н.А. Журловым разработан способ извлечения золота из графитистых соров аффинажного производства (содержание графита 30 %), заключающийся в предварительной обработке соров керосином или скипидаром в цианистом растворе.

Влияние керосина и других аналогичных реагентов на процесс цианирования углеродсодержащих руд и концентратов заключается в избирательной сорбции его на поверхности углистых частиц с образованием жировых пленок, препятствующих дальнейшему контакту этих частиц с растворимыми цианистыми комплексами золота и других металлов.

Интересны результаты исследований по подавлению сорбционной активности углистых сланцев в некоторых сортах золотосодержащих руд, перерабатываемых на фабрике Керр Эддисон.

Пробу руды, содержащую 16,4 г/т Au; 4,05 % свободного углерода и 6,7 % серы, предварительно обрабатывали различными реагентами (крезиловая кислота, горючие масла и проч.), после чего перемешивали с искусственно приготовленным золото-цианистым раствором (8-10 мг/л Au; 0,5 г/л NaCN) в течение 24 ч при температуре 28 °C и отношении Ж:Т=5:1. По результатам опробования конечных продуктов обработки (растворы, осадки) определяли количество золота, сорбированного углистыми компонентами руды (табл. 15.1).

Максимальный эффект по пассивированию углистого вещества достигнут в случае использования крезиловой кислоты (0,67 кг на 1 т руды, продолжительность обработки 25 мин), применение которой позволяет снизить долю сорбированного золота примерно в 9 раз. Характерно, что увеличение загрузки крезиловой кислоты, так же, как и увеличение продолжительности обработки (опыт № 4), не только не улучшает, но, наоборот, ухудшает процесс нейтрализации активного углерода. Аналогичное явление наблюдается н при использовании других реагентов, например, горючего масла (опыты № 5 и 6),

В описанной работе не дается разъяснения данному факту, однако можно предположить, что сами реагенты оказывают осаждающее действие на растворенное золото, вызывая тем самым снижение концентрации металла в растворах. Эго свидетельствует о необходимости тщательного подбора оптимального расхода реагентов при осуществлении гидрометаллургической обработки углистых золотосодержащих руд с применением минеральных масел.

Специалистами института ВНИИ-1 (г. Магадан) на протяжении ряда лет велись целенаправленные исследования по подавлению (с помощью ПАВ) сорбционной активности углистых веществ в процессе цианирования флотационных концентратов на фабрике или Матросова, Н.Б. Коростышевским и др. для этой цели рекомендовано использовать ализарин; Т.Т. Горбуновой с соавторами - смесь керосина и тиокарбамида в соотношении 1:25 (расход керосина 0,5-1,0 кг на 1 т руды); ацетофенон (метилфенилкетон, 100-700 г/т), а также аэрозоль из продуктов сгорания углеводородного топлива. Эффективность перечисленных реагентов подтверждена крупномасштабными технологическими экспериментами. Некоторые из них (ализарин, смесь керосина и тиокарбамида) прошли стадию промышленных испытаний и внедрены в практику переработки концентратов на фабрике, что позволило повысить извлечение золота в гидрометаллургическом циклена 15-20%.

На фабрике Эгнико Игл (Канада) флотационный концентрат перед цианированием, после аэрации с известью, подвергается сгущению в сгустителе диаметром 16,8 м, в которой подается небольшое количество дизельного топлива с целью подавления адсорбционной способности присутствующего в концентрате графита.

В патенте предложен вариант цианирования углеродсодержащих руд с введением в пульпу одного из производимых промышленностью ароматических углеводов, например, лигнина или таннина, а также лигносульфоната натрия. Процесс выщелачивания рекомендуется вести в присутствии кислорода при рН=9-13.

Значительное развитие в последние годы получили исследования, связанные с изучением возможности гидрометаллургического извлечения золота, сорбированного углеродом, с помощью соответствующих реагентов -десорбентов. Данный вопрос в настоящее время рассматривается с двух позиций: и как направление дальнейшего развития технологии угольно-сорбционного извлечения золота из цианистых рудных пульп и растворов, и с точки зрения изыскания возможностей снижения потерь золота при цианировании углистых руд и концентратов.

Наиболее известными десорбентами золота являются растворы NaCN повышенной концентрации, едкие щелочи (NaOH, аммиак), сернистый натрии. Первые две группы десорбентов широко используются в качестве элюентов при обработке насыщенных золотом активированных углей. Известны примеры, когда тщательная промывка хвостов цианистого процесса обеззолоченными или свежими цианистыми растворами способствует снятию значительной части золота, сорбированного углистыми компонентами руды. Десорбирующее действие цианидов, как правило, возрастает с увеличением температуры. Это указывает на целесообразность использования в ряде случаев горячих цианистых растворов с целью максимальной отмывки золота и серебра из хвостов. Аналогичный результат может быть достигнут и в случае прямого выщелачивания руды (концентрата) горячими растворами NaCN и NaOH. Возможность высокотемпературного цианирования золоторудных материалов (1-10 г/л NaCN + (1-100) г/л NaOH), в частности, показана в работе.

Положительный эффект по извлечению золота при цианировании углистых руд в условиях повышенной щелочности растворов отмечается в.

Хорошим десорбентом благородных металлов, осаждаемых на углях, является безводный аммиак, однако применение его для отмывки золота и серебра из хвостов цианирования не может быть рекомендовано по экономическим соображениям.

Более реальной представляется возможность использования для этой цели сернистых щелочей, например, Na2S.

Примером использования сернистого натрия для до извлечения золота из хвостов цианирования является обработка углистой золотосодержащей руды на фабрике Пристэ (Южная Африка). На этом предприятии пески перколяционного процесса после выщелачивания растворимого в цианистом натрии золота подвергались обработке в перколяторе 0,2 %-ным раствором Na2S, Дренированный щелочной раствор пропускался через экстракторы, где золото осаждалось цементацией на медной стружке. Осадок переплавлялся на золото-медный слиток, который затем подвергался рафинированию. Этим методом доизвлекалось из хвостов цианирования около 50 % содержащегося в них металла.

Известны случаи, когда положительное влияние сернистого натрия на процесс цианирования углистых золотосодержащих руд проявляется при непосредственном введении этого реагента в пульпу, подвергаемую цианированию. Так, например, изучая возможность извлечения золота цианистым процессом из графитсодержащих хвостов гравитационного обогащения руды жилы Ретивой, И.Н. Плаксин и С.В. Шибаев установили, что непосредственное цианирование хвостов, так же, как и цианирование их в присутствии керосина, дает извлечение золота около 80 %. В то же время добавка в цианистую пульпу сернистого натрия (0,1 % от массы исходной руды) позволяет повысить извлечение металла до 98-99 %. Этой же работой установлена характерная зависимость между показателями цианистого процесса и дозировкой сернистого натрия:

Как видно из приведенных данных, избыток сернистого натрия в растворе (выше 1 кг/т) резко ухудшает извлечение золота, что связано с депрессирующим влиянием растворимой сульфидной серы на процесс цианирования. С этих позиций применение Na2S в качестве десорбента золота из природных углистых минералов более рационально на стадии обработки хвостов цианирования, когда вероятность смешения этого реагента с рабочими золото-цианистыми растворами является минимальной.

Одним из интересных направлений исследований в области гидрометаллургической переработки углистых золотосодержащих руд и концентратов следует считать использование в качестве растворителей благородных металлов органических цианидов, в частности, а-гидроксилнитрилов.

В табл. 15.2 приведены результаты лабораторных исследований Е. Локвуда по выщелачиванию золота органическими цианидами из углистой руды месторождения Керр Эддисон, содержащей 8,9 г/т золота и 1,12 % углерода. В качестве растворителей использовали обычный NaCN, а также лактонитрил и нитрил миндальной кислоты. Перед выщелачиванием руду измельчали до 93 % класса -0,074 мм. Продолжительность выщелачивания составляла во всех случаях 48 ч, pH = 11,2.

При обработке руды данного состава лактонитрил позволяет извлечь золота в 11 раз, а нитрил миндальной кислоты - в 15 раз больше, чем NaCN. Локвуд не объясняет этот факт, однако можно предположить, что основная причина более высокого извлечения металла в растворы органическими цианидами - менее выраженная сорбция растворенного золота углистым веществом. Последнее обстоятельство может быть в свою очередь объяснено тем, что при взаимодействии металлического золота с а-гидроксилнитрилам и образуются комплексные органические молекулы, размер которых превышает размер внутренних пор (микропор) частиц углистого вещества. Степень сорбции металла из растворов в данном случае ниже.

Чистота лактонитрила существенно не влияет на извлечение золота в раствор, что указывает на возможность использования в технологических целях неочищенных нитрилов, характеризующихся относительно низкой стоимостью.

В исследованиях Локвуда отмечается также целесообразность применения в качестве растворителей рудного золота смесей, составленных из а-гидроксилнитрилов и неорганических цианидов.

Оценивая в целом возможности использования описанных выше методов в гидрометаллургической практике переработки углистых и глинистых руд, необходимо иметь, ввиду следующие моменты.

Во-первых, в большинстве случаев эти методы рассчитаны на руды и концентраты со слабо- или умеренно выраженной сорбционной активностью в цианистом процессе. При высоких значениях CA (Kc) эффект от их применения существенно снижается.

Грубый помол и "короткая" агитация пульпы невозможны при наличии в углистых рудах золотосодержащих сульфидов с тонковкрапленным золотом или химических депрессоров (сурьма, медь, пирротин и др.).

Использование ПАВ (минеральные масла, керосин и др.) часто вызывает частичную гидрофобизацию поверхности металлических частиц золота и золотосодержащих сульфидов и тем самым затрудняет их контакт с цианистыми растворами. Кроме того, повышенные концентрации горючих жидкостей в рудных пульпах нежелательны с точки зрения противопожарной безопасности и сложности последующей санитарной очистки промышленных стоков.

Присутствие в пульпе сернистого натрия, наряду со снижением сорбционной активности углерода, может вызвать повышенный расход NaCN и существенное снижение скорости растворения золота. К сказанному следует добавить, что сернистые щелочи при длительном воздействии разрушают деревянные и металлические части технологического оборудования.

Поэтому цианирование сорбционноактивных руд золота и серебра следует проводить с обязательным учетом перечисленных выше факторов и ограничений.

В свете вышесказанного в последние годы ведутся изыскания и разработка альтернативных вариантов цианирования углистых и глинистых руд без применения в пульповом процессе дополнительных химических реагентов. К числу таких вариантов прежде всего следует отнести метод сорбционного цианирования с использованием гранулированных синтетических сорбентов.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: