Переработка пиритных и мышьяково-пиритных руд с тонковкрапленным золотом на фабрике Джайент Иеллоунайф (Канада)

Фабрика (пров. Северо-Западные Территории) принята в эксплуатацию в 1948 г. с производительностью 250 т руды в сутки и обработкой руды методом гравитационного обогащения с амальгамацией концентрата.

В 1949 г, в схему фабрики включены флотация и обжиг концентрата в печи подового типа с цианированием огарка. В 1952 г. установлена двухкамерная печь КС. В этот период производительность фабрики увеличена до 850 т в сутки. В последние годы суточная переработка руды доведена до 1100-1200 т.

Перерабатываемая руда представлена кварц-сульфидной минерализацией в серицит-хлоритовых сланцах. Содержание кварца в рудной массе колеблется в пределах от 30 до 60 %; содержание сульфидов до 10 %, из которых 2,5-3,5 % приходится на арсенопирит, остальное - пирит, пирротин, стибнит, халькопирит и галенит. Золото в основном ассоциировано с пиритом и арсенопиритом. Содержание компонентов в руде: As 1,25 %; S 3,2%; Sb 0,22 %; Au 8-13 г/г; Ag 2 г/т.

Схема обработки руды (исходная крупность минус 180 мм) включает в себя:

- трехстадиальное дробление (щековая, конусная и 2 короткоконусные дробилки) до крупности минус 9,5 мм;

- двухстадиальное измельчение в шаровых мельницах 2,4х3,0 м (работающих в замкнутом цикле со спиральным классификатором диаметром 1,8 м и гидроциклонами) до конечной крупности 55 % класса минус 0,074 мм;

- щепоотделение (вибрационный грохот);

- флотация (2 стадии) в машинах "Денвер-24" с получением отвальных хвостов, которые используются в качестве закладочного материала в шахте;

- обезвоживание концентрата (сгущение, фильтрация) до плотности 78% твердого.

Получаемый концентрат (200 т/сут), содержащий 65-130 г/т золота, 20-25 % серы, до 9,3 % мышьяка и 1,16 % органического углерода, подвергается металлургической переработкe. Исследованиями установлено, что при прямом цианировании концентрата данного состава извлекается всего лишь 32 % золота. Поэтому на предприятии принята технология двухстадиального обжига концентрата в печах КС с последующим цианированием огарка (рис. 17.3).

1-я стадия обжига (печь диаметром 4,8 м, высота кипящего слоя 1,5 м) производится при температуре 496 °C и расхода воздуха 142 м3 в мин; 2-я стадия (печь диаметром 4,2 м) - при температуре 468 °C и расходе воздуха 59 м3/мнн. Температура обжига в печах регулируется подачей воды. Более подробно техника и технология процесса обжига концентрата на Джайент Йеллоунайф, с контролем режимных параметров, описана в работе.

Практически весь мышьяк и около половины серы удаляются при первичном обжиге. Условия 2-й стадии обжига способствуют образованию в огарке водорастворимых сульфатов и арсенитов, отмывка которых перед цианированием позволяет снизить расход цианида с 1,0 до 0,4 кг на 1 т огарка.

После промывки, сгущения и фильтрации огарок доизмельчается в мельнице 1,5x2,4 м, работающей в замкнутом цикле с гидроциклонами диаметром 250 мм. Далее следует повторное измельчение огарка в цианистых растворах с фильтрацией пульпы. Распульпованный кек подвергается цианированию в 2 последовательные стадии, с промежуточным сгущением и фильтрацией после 1-й стадии. На осаждение золота направляются: фильтраты из цикла измельчения, 1-й и 2-й стадий выщелачивания, а также сливы промежуточного и конечного сгущения цианистой пульпы.

На фабрике принята весьма развитая схема пылеулавливания и очистки обжиговых газов от мышьяка.

Улавливание огарков ой пыли производится в серии "горячих" циклонов, имеющих термоизоляцию из слоев штукатурки и 10-мм пластин стекловаты. Газы после 2-й стадии циклонирования направляются на очистку в электрофильтр типа "К" с круглыми осадительными электродами (2 бункера, 4 секции, 3528 электродов), работающий при температуре 300 °С. Прошедшие через электрофильтр газы охлаждаются холодным воздухом из вентилятора до температуры 110 °С, при которой происходит кристаллизация оксида мышьяка. Степень улавливания мышьяка мешочными фильтрами (4 бункера, 8 секций, 2400 мешков) составляет 99,5 %. Сконденсированный As2O3 реализуется в качестве товарной продукции в США, где он используется для пропитки крепежного лесоматериала.

Одним из интересных технических решений на фабрике является извлечение золота из коттрельных пылей, осуществляемое с 1962 г. В этих пылях сосредоточивается до 3-3,5 % золота от количества его в исходном концентрате. Содержание золота в пылях электрофильтра составляет 90-100 г/т. В пылях также присутствуют мышьяк и сурьма при содержании соответственно 4 и 5 %.

Предварительные исследования показали, что цианированием можно извлечь из пылей до 70 % золота. Однако растворы при этом получаются чрезвычайно загрязненными примесями (мышьяк, сурьма), а исключительная дисперсность материала создает трудности при его сгущении и фильтровании. Была сделана попытка применить с целью улучшения качества пыли предварительную обработку ее некоторыми растворителями, в частности, щелочными сульфидами. Однако отделение таких растворов от шламовой пульпы было практически невозможным. Окисление растворов под давлением при повышенных температурах дало удовлетворительное извлечение золота, но последующая переработка получаемых растворов оказалась экономически невыгодной, В конечном итоге для извлечения золота из коттрельных пылей был разработан и реализован на фабрике способ сорбционного цианирования в присутствии активированного гранулированного угля (рис. 17.4).

По принятой технологии (7] пыль из горячего электрофильтра в количестве 9-10 т/сут шнеками разгружается в 2 закалочных агитатора-репульпера (0,9x0,9 м); полученная пульпа (10 % твердого) подвергается сгущению в сгустителе диаметром 9 м. Между репульперами и сгустителем установлен стационарный грохот из нержавеющей стали размером 1,2x1,2 м, на котором отделяются крупные частицы пыли. Пульпа в сгустителе имеет рН=5 и является весьма вязкой, относительно плохо отстаивается и не способна фильтроваться. Однако нижний продукт сгустителя содержит до 30 % твердого. Ежесуточно определенный объем пульпы перекачивается из сгустителя в чан-кондиционер (поз.6 на рис. 17.4). При этом она нейтрализуется каустической содой до рН=7,8. Последующее цианистое выщелачивание пыли производится в течение 72 ч, при концентрации NaCN 0,45 r/л и кальцинированной соды 0,02 г/л. Отмечено, что, если защитная щелочность превышает 0,11 г/л по Nа2СО3, может начаться обратный процесс растворения сорбированного на угле золота. Для осаждения золота используется активированный уголь фирмы "Норит" крупностью -2,4+0,8 мм, обладающий достаточной механической прочностью и высокой сорбционной способ и остью по отношению к растворенному золоту. Уголь сорбирует золото из пульпы, жидкая фаза которой содержит 1,7 г/г Au. Насыщенный золотом уголь отделяется на грохоте 7, отмывается от шламов, после чего сушится в паровой сушилке до содержания влаги 7 %, упаковывается в железные барабаны и направляется для плавки на медеплавильный завод Извлечение золота из пылей принятым способом составляет 76 %.

Джайент Йеллоунайф является одним из первых предприятий золотодобывающей промышленности, применивших процесс "CIL" для извлечения золота из упорного сырья.

Общее извлечение золота на фабрике из руды в товарные продукты составляет около 80 %, в том числе в цикле флотации 92,2 %; в цикле металлургической переработки концентрата 85,9 %.

Расход реагентов при флотации (кг/г): натриевый изопропиловый ксантогенат 0,055; дауфрос 250 - 0,014; масло "Баррет № 4" - 0,001; сода 0,08; медный купорос 0,11; калиевый амилксантогенат 0,055; аэрофлот 0,005.

Расход цианида 0,4 кг на 1 т огарка, активированного угля - 50 кг/сут. Общий расход электроэнергии 41,3 кВт*ч на (труды.

Себестоимость переработки 1 т руды 3,58 долл.

Производительность труда на 1-го работающего 6350 т руды в год.

Учитывая относительно, невысокие показатели извлечения золота в пиро-гидрометаллургическом цикле, на фабрике ведется поиск более эффективных технологий. В частности, создана установка по переработке концентрата с применением метода биовыщелачивания. Производительность установки 10 т/сут.

В настоящее время Йеллоунайф представляет собой одно из отделений компании "Ройял Ок Майнз". Основной объем добычи руды и золота в отделении производится на руднике Джайент. По информации, представленной в работе, запасы руды в горном отводе предприятия на конец 1994 г. определены величиной 2,2 млн. т при среднем coдержании Au 10,9 г/т. Объемы добычи и переработки руды составили: в 1993 г. - 413, в 1995 г. - 411 тыс. т при извлекаемом содержании золота в руде соответственно 7,00 и 7,61 г на 1 т. Производство металла по годам: 1992 г. - 2982, 1993 г. - 2891, 1995 г. - 2843 кг.