Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Основные принципы сорбционного цианирования углеродсодержащих и глинистых руд

20.12.2018

Цианирование с использованием синтетических сорбентов (анионообменные смолы, активированные угли) в настоящее время получило широкое распространение в промышленной практике гидрометаллургической переработки золоторудного сырья. С одной стороны, это вызвано тем, что стандартный метод осаждения золотя и серебра из цианистых растворов цинковой пылью, несмотря на свою в целом высокую эффективность, не всегда обеспечивает получение удовлетворительных показателей по извлечению металлов (особенно при обработке медь-, мышьяк- и сурьмусодержащих растворов). С другой стороны, использование гранулированных сорбентов предполагает возможность осуществления бесфильтрационной технологии цианирования, что в ряде случаев (например, при обработке трудно-фильтруемых пульп в условиях крупномасштабного производства) представляется экономически целесообразным.

Принципиальная схема сорбционного извлечения золота и серебря из рудного сырья показана на рис. 15.4.

При осуществлении пульпового сорбционного процесса цианирования возможны два варианта:

1. Последовательное применение операций цианистого выщелачивания и сорбции золота. В зависимости от типа применяемого сорбента различают процессы CIP ("Carbon in pulp" - "Уголь в пульпе") и RIP ("Resin in pulp" - "Смола в пульпе").

2. Совмещение операций выщелачивания и сорбции во времени и аппаратуре (процессы CIL н RIL: "Уголь (смола) - в выщелачивание").

В некоторых случаях применяется сорбция золота и серебра из чистых и неосветленных растворов (процессы CIC и RIC).

Научно-прикладные основы сорбционного извлечения золота и серебра из руд (пульп, растворов), включая процессы элюирования металлов (снятие золота, серебра и металлов-примесей с насыщенных смол и углей); регенерацию сорбентов с целью их повторного использования, а также возможные способы получения товарных золото- и серебросодержащих продуктов освещены в специальной литературе.

Существенный вклад в решение указанных вопросов внесен специалистами института "Иргиредмет".

В данном разделе рассмотрены лишь некоторые аспекты сорбционной технологии, непосредственно касающиеся возможностей использования этой технологии при переработке упорных золото- и серебро содержащих руд технологического типа "Г". Наибольший интерес в данном плане представляет вариант совмещенного сорбционного выщелачивания (процессы CIL, RIL).

Как уже отмечалось ранее, введение в цианистую пульпу более активного сорбента вызывает предпочтительное осаждение золота и серебра именно на этом сорбенте, в результате чего степень сорбции металлов рудными компонентами резко снижается. При одной и той же концентрации золота в растворах коэффициент распределения его между природным и искусственным сорбентом в этом случае будет выражаться равенством
Основные принципы сорбционного цианирования углеродсодержащих и глинистых руд

где ОСАпр.с. и ОСАиск.с. - относительная сорбционная активность природного и искусственного сорбента, выраженная в г Au на 1 кг сорбента; С - содержание (или загрузка) сорбента, кг на 1 т руды.

Соответствующим подбором типа и загрузки искусственного сорбента можно создать такие условия, при которых величина Kр может быть снижена до 5 % и менее, а основная масса золота, перешедшего в растворы, сконцентрирована на вводимом в пульпу сорбенте.

Таким образом, применение к углеродсодержащим материалам совмещенного процесса; выщелачивание - сорбция (сорбционное выщелачивание) может рассматриваться в качестве одного из эффективных методов повышения извлечения золота (серебра) в цианистом процессе.

Проведенное в Иргиредмете экспериментальное изучение данного технологического процесса в варианте "RIL", показало, что извлечение золота и серебра из руд (концентратов), относящихся к технологическому типу "Г", следует осуществлять на основе общих принципов ионообменной технологии, разработанных в России под руководством Б.Н. Ласкорина и успешно реализованных на ряде отечественных предприятий. Вместе с тем, процесс сорбционного выщелачивания золота из углеродсодержащих материалов имеет и свои специфические особенности. Для его эффективной реализации необходимо соблюдение следующих условий:

1. Сокращение до минимума продолжительности предварительного цианирования с целью перевода основного количества золота и серебра в растворы до начала проявления сорбционной активности углистого вещества.

2. Использование относительно крепких по содержанию NaCN растворов: (1-2) г/л вместо обычно применяемых (0,05-0,1) r/л. Помимо интенсификации процесса выщелачивания, увеличение концентрации растворителя способствует ослаблению CA минерального комплекса руды и снижению потерь металла с твердой фазой отвальных хвостов (рис. 15.5).

3. Выщелачивание при повышенных загрузках сорбента, регулируемых в зависимости от величины CA руды (концентрата).

Последний вывод хорошо иллюстрируется графиками, приведенными на рис. 15.6 и характеризующими распределение золота между раствором и твердой фазой пульпы по мере насыщения смолы золотом в условиях, имитирующих противоточный сорбционный процесс. Объектом исследований в данном случае явились углеродсодержащие концентраты Миндяка (1) и фабрики им. Матросова (2), существенно различающиеся между собой по величине сорбционной активности.

Приведенные на рис.15.6 кривые подчеркивают это различие. Если для концентрата 2 увеличение равновесной концентрации золота в растворе практически не отражается на содержании металла в твердой фазе пульпы, то для концентрата 1, обладающего более высокой сорбционной активностью, наблюдается планомерное нарастание концентрации золота в кеках по мере насыщения ионообменной смолы металлами.

Очевидно, что увеличение загрузки смолы в процессе сорбционного выщелачивания концентрата 1 должно способствовать снижению содержания золота в твердой фазе пульпы, доказательством чего, в частности, является разница между величиной СAu после 1-го (10 г/г) и последующих контактов смолы с цианистой пульпой.

С целью получения более полной информации о возможностях применения технологии сорбционного выщелачивания к углеродсодержащим рудам и концентратам, в Иргиредмете (В.М. Муллов) были проведены укрупненные испытания данного процесса на непрерывно действующей установке с осуществлением принципа противотока смолы и пульпы.

Испытания проводились на флотационном концентрате Capлинской ЗИФ, имеющем следующий химический состав (%): SiOi 21,0; Fe 28,0; Soe. 30,0; As 1,5; Cu 0,25; Соб. 5,9; Ссвоб. 3,4; Au 135 г/г; Ag 322 г/г. Методика испытаний обеспечивала получение основных показателей сорбционного процесса (степень обезметалливания растворов, максимальная емкость смолы по золоту) в условиях, приближенных к промышленным. В качестве сорбента использовалась смола АМ-2Б (класс -1,0+0,8 мм), заряженная в CN- форму. В соответствии с проведенными технологическими расчетами и результатами предварительных экспериментов, поток смолы был принят равным 4,4 г на 1 кг концентрата, разовая загрузка 1 кг и объемная концентрация сорбента в пульпе 10%.

Измельчение концентрата проводилось в цианистом растворе, выщелачивание и сорбция - в 11-камерном аппарате с пневматическим перемешиванием пульпы. Отличительной особенностью аппарата являлся переменный объем сорбционных камер. Вместимость 1-й камеры 0,5 л, 11-й камеры 10 л. С учетом принятой плотности пульпы (40 % твердого) и продолжительности сорбционного выщелачивания 10 ч, общий объем сорбционной аппаратуры был принят равным 30 л.

Противоток смолы и пульпы обеспечивался за счет перегрузки определенного объема пульпы (с содержавшимся в ней сорбентом) из одной камеры в другую в направлении, противоположном движению пульпы, В последнюю хвостовую камеру аппарата загружалась рассчитанными порциями свежая смола. Производительность установки по пульпе 1,8 л/ч, по твердому 1,0 кг/ч.

Основные результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 15.3.

Суммарное извлечение золота на смолу составило 95 % при содержании металла в хвостовой пульпе 6-7 г/т (включая потери с жидкой фазой). При этом доля золота, дополнительно извлеченного из концентрата за счет совмещения операций выщелачивания и сорбции оказалась равной 4-6 г на 1 тконцентрата,

Положительный эффект по доизвлечению золота из углистых руд и концентратов в случае цианирования их по варианту "RIL" подтвержден и результатами других исследований Иргиредмета, а также работой промышленных предприятий, в частности, фабрики им. Матросова (Магаданская область РФ).

Первые исследования по сорбционному выщелачиванию углистых золотых концентратов фабрики им. Матросова (длительное время перерабатывавшей концентраты по схеме полного илового процесса) проведены в Иргиредмете в 1968 г. Результаты этих исследований показали возможность значительного (на 10-12 %) повышения извлечения золота в цианистом процессе при условии совмещения операций выщелачивания и сорбции. Эффект данного технологического варианта в отношении концентратов ЗИФ им. Матросова, обладающих заметкой сорбционной активностью, был подтвержден последующими исследованиями и полупромышленными испытаниями (институты BHИИXT, ВНИИ-1), что явилось основанием для реконструкции гидрометаллургического отделения фабрики с переводом его на ионообменную технологию. Освоение нового технологического процесса в промышленных масштабах (производившееся с участием Иргиредмета) позволило за счет дополнительного извлечения металла получить значительный экономический эффект.

За рубежом переработка углистых руд с применением CIL-процесса осуществляется, как правило, по типовой схеме, изображенной на рис. 15,7. По данной технологии производится извлечение золота из руд на фабриках США (Джеррит Кэнбон, Карлин, Меркъюр), Австралии и других стран.

В Австралии, например, применение угольно-сорбционного процесса при переработке углистых руд позволило за 2 года (1983-1984) вдвое увеличить производство золота в стране, благодаря вовлечению в эксплуатацию забалансовых руд с содержанием золота до 2 г/т.

С цепью повышения извлечения золота при цианировании углеродсодержащих руд (концентратов) с высокой сорбционной активностью, процессы CIL и RIL часто комбинируются с другими методами подавления активности природного углерода, например, применением ПАВ (ЗИФ им, Mатросова), хлорного окисления (Карлин, Джеррит Кэньон) или окислительного обжига (Джеррит Кэньон),

Достаточно интересным представляется вариант процесса "CIL", где в качестве сорбентов золота используются присутствующие в исходной руде углистые вещества.

По данному варианту тонкоизмельченная руда (содержащая более 1 % активного углерода) подвергается обработке цианистыми или тиокарбамидными растворами. Растворяющееся при этом золото сорбируется углистым веществом, которое затем выделяется из пульпы методом пенной флотации. Получаемый концентрат перерабатывается принятыми для такого рода материалов металлургическими методами. Хвосты флотации, в зависимости от содержания золота в них, выбрасываются в отвал или подвергаются дополнительной переработке, например, по методу "CIP" при температуре 50-70 °C.

Очевидно, что эффективность данного варианта может быть повышена за счет дополнительного введения в цианистую пульпу некоторого количества порошкообразного активированного угля для получения хвостов флотации с отвальным содержанием золота.

Метод извлечения растворенного золота из цианистых пульп сорбцией на порошкообразный активированный уголь с последующей флотацией известен давно. Обстоятельные исследования в данном направлении проведены в институте "Иргиредмет".

Для сорбции цианистых комплексов золота рекомендуется использовать активированный уголь КАД-молотый, модифицированный органическими реагентами и ионообменниками. В этих условиях осаждение золота из растворов протекает по двум направлениям:

а) физическая адсорбция на границе раздела твердое-жидкость,

б) ионный обмен на границе жидкость-жидкость.

Иными словами, имеет место физическая адсорбция с ионообменным механизмом взаимодействия, что обеспечивает высокую скорость и полноту осаждения металла на уголь.

Процесс сорбции - флотации осуществляется в многокамерной флотомашине механического типа, работающей в непрерывном противоточиом режиме (рис. 15.8).

Выведенный из процесса насыщенный золотом уголь может быть переработан по схеме: окислительный обжиг (600-700 °С) - цианирование, либо пирометаллургическим методом (обжиг-плавка). Возможна десорбция золота с угля горячими тиокарбамидиыми растворами с последующей переработкой элюатов на металлическое золото.

Комбинированная сорбционно-флотационная технология испытана Иргиредметом в полупромышленных масштабах па цианистых пульпах от переработки хвостов гравитационного обогащения (Коммунаровская ЗИФ) и хвостов флотации (Тасеевская ЗИФ). В первом случае получен угольный флотоконцентрат с содержанием золота 1650 г/т, при выходе концентрата 0,1 % от исходного и извлечении золота 82 % от операции. Это примерно на 7-8 % превышает извлечение золота по фабричной технологии цианирования (полный иловый процесс). Обработка таким методом хвостов флотационного обогащения Тасеевской ЗИФ позволила доизвлечь из них 50,8 % металла в угольный концентрат, пригодный для последующей металлургической переработки.

Проведенными исследованиями определены наиболее благоприятные объекты, типы руд и рудные продукты для реализации разработанной технологии. К ним, в частности, отнесены и некоторые категории технологически упорных руд, например, руды, содержащие, наряду с цианисторастворимым золотом, золотосодержащие сульфиды и сорбционноактивный углерод.

Технология сорбционного цианирования представляется весьма эффективной и для глинистых золотых руд, которые, наряд) с природной сорбционной активностью, обладают способностью образовывать при выщелачивании структурированные пульпы, трудноподдающиеся фильтрации и отмывке от растворенного золота.

Типичным представителем такого рода материалов являются детально исследованные в Иргиредмете руды Куранахского поля, золото в которых ассоциировано преимущественно с тонкими иловыми фракциями (-0,035 мм), состоящими в основном из гидрослюд и каолинита и содержащих золото в виде микроскопических и пылеобразных частиц крупностью до 0,1 мкм. Кристаллическая часть руды представлена окварцованными песчаниками и известняками со значительно более низким содержанием золота. Это создает объективную возможность выщелачивания золота из руды цианистыми растворами при относительно грубом помоле (до -2 мм), сопровождающемся интенсивной дезинтеграцией горной массы.

Экспериментально установлено, что присутствующие в куранахских рудах минералы обладают способностью поглощать из цианистых растворов некоторое количеств растворенного золота, причем это явление становится особенно заметным при длительном контакте руды с золотосодержащими растворами. Важно отметить, что сорбционными свойствами по отношению к золотоцианистому комплексу обладают преимущественно наиболее тонкие фракции руды - шламы (табл. 15.4).

Исходя из указанных свойств руд Куранахского поля и опираясь на результаты многочисленных технологических исследований по усовершенствованию технологии извлечения золота из этих руд на Куралахской и Лебединской ЗИФ, а также на опыт зарубежных предприятий золотодобывающей и урановой промышленности, Иргиредметом обоснован и рекомендован к промышленному использованию усовершенствованный вариант раздельного цианирования руды с ионообменным окончанием, схематически представленной на рис. 15.9. Принципиальным отличием этого варианта от классического раздельного цианирования золотых руд является применение к иловой фракции технологии сорбционного выщелачивания, что в конечном итоге обеспечивает более высокое извлечение растворенного золота (за счет меньшей степени поглощения его рудной массой) и позволяет исключить из схемы малопроизводительную операцию фильтрации илов. С другой стороны, рекомендуемый вариант отличается от стандартной схемы ионообменного процесса тем, что он допускает возможность осуществления этого процесса практически при любой степени измельчения руды и предполагает максимальное выведение песков из сорбционного цикла. В результате этого создается возможность сорбции золота из относительно разбавленных пульп (20-30 % твердого) без их предварительного сгущения, не опасаясь сегрегации в агитационных аппаратах, а также других нежелательных явлений, связанных с отрицательным влиянием песков (дополнительное истирание смолы и проч.).

Перевод (в 1972 г.) Курнахской фабрики со схемы полного илового процесса на технологию раздельного цианирования с ионообменным окончанием позволил при обработке сопоставимых по содержанию золота руд повысить извлечение металла на 4,5 % и в 2,6 раза на тех же производственных площадях увеличить производительность фабрики по руде.

Оригинальный вариант угольно-сорбционной технологии цианирования применяется на одной из крупнейших фабрик Австралии - Kидстон (производительность фабрики 14 тыс.т руды в сутки, содержание Au в руде 1,7-2,1 г/г), введенной в эксплуатацию в 1985 г. После относительно грубого помола руды (80 % минус 0,2 мм) и предварительного цианирования рудная пульпа промывается в гидроциклонах (4 стадии), пески которых выбрасываются в отвал. Слив гидроциклонов подвергается сгущению, продукты сгустителя обрабатываются методом "CIP" в двух параллельных цепочках: слив - в колонных аппаратах, сгущенный продукт - в перемешивателях чанового типа. Насыщенный золотом уголь перерабатывается в едином цикле. Извлечение золота из руды в товарный продукт - металл Доре в 1990 г. составило 88 % (на 7 % выше, чем в год запуска фабрики).

Схема раздельного цианирования с сорбционным выщелачиванием илов может быть рекомендована и для переработки многих других (в том числе углеродсодержащих) руд, характеризующихся естественной сорбционной активностью, поскольку в ней сочетаются такие важные технологические преимущества как бесфильтрационностъ, возможность повышения извлечения золота за счет нейтрализации природных сорбентов и минимальные энергетические затраты на измельчение. Особое значение данный вариант может иметь при использовании в качестве сорбентов Au и Ag гранулированных активированных углей, обладающих меньшей, по сравнению с ионообменными смолами, механической прочностью (и поэтому в большей степени подверженных истиранию кристаллическими фракциями рудной пульпы), но зато предполагающих значительно более простую технологию регенерации сорбента.

Такого рода технология, в частности, реализована на фабрике Xoумстейк, где производится раздельное цианирование Песковой фракции пульпы (с последующей фильтрацией и осаждением золота из растворов цинковой пылью) и шламов - методом угольной сорбции (CIL -процесс).

На упомянутой ранее бразильской фабрике Дженипапо извлечение золота из глинистых руд (Au 5,4 г/т) осуществляется по схеме, включающей измельчение в цианистых растворах (0,5 кг NaCN и 3 кг CaO на 1 т руды), сгущение пульпы до 50 % твердого и сорбционное выщелачивание золота в 6 колоннах диаметром 5 м и высотой 15 м при величине pH=11 и концентрации NaCN в растворах 0,6 г/л. В качестве адсорбента применяется активированный уголь, который находится в противотоке с золотосодержащей пульпой (время цикла 4 ч, расход угля 60 г/груды). Содержание золота в насыщенном сорбенте составляет около 10 кг на 1 т. Переработка сорбента производится по обычной схеме: десорбция золота щелочными цианистыми растворами с электролитическим извлечением Au из элюатов. За 5 мес. 1990 г. на фабрике получено 693,7 кг золота.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: