кучное выщелачивание руда драгоценный металл
В условиях падения цен на сырьевых рынках и истощения запасов богатых руд горнодобывающим компаниям приходится постоянно искать способы повышения эффективности месторождений. Одним из таких направлений является технология кучного выщелачивания, которая получает все более широкое распространение в течение последних десяти лет. Метод применяется в промышленной практике с начала 1970-х годов. В настоящее время технология кучного выщелачивания широк применяется в США, Чили, Канаде, Австралии, Мексике, Бразилии, Саудовской Аравии, Индонезии, Новой Гвинеи, Зимбабве, Ганы и др. Кучное выщелачивание меди применялось с 16 века в Венгрии и Германии. С середины 20 века данную технологию широко используют для получения меди, золота и урана. Ведутся экспериментальные работы по применению этого способа для извлечения других металлов.
Что такое кучное выщелачивание?
Кучное выщелачивание
Выщелачивание, извлечение отдельных компонентов твердого вещества с помощью водного или органического растворителя (например, металлургическое выщелачивание — извлечение металлов из руд, щелочное выщелачивание — извлечение лигнина из древесины, бактериальное выщелачивание урана из руд).
Выщелачивание называют так же экстрагированием.
Современная технология кучного выщелачивания благородных металлов получила свое развитие в основном в последние 20 лет, хотя применение этого метода имеет давнюю историю. Например, на шахтах Венгрии извлекали медь из подотвальных медьсодержащих вод еще в середине XVII века, а испанские горняки делали то же самое, пропуская кислые растворы через крупные кучи окисленных медных руд на берегах Рио Тинго в 1752 году. С конца 50-х годов кучное выщелачивание как кислыми, так и щелочными растворами практикуется в урановой отрасли.
Кучное выщелачивание руд благородных металлов с использованием цианирования впервые было предложено Горным бюро США в 1967 г. Первое коммерческое применение этого процесса было осуществлено в конце 60-х годов компанией Карлин Голд Майнинг в северной Неваде.
Первое предприятие кучного выщелачивания промышленного масштаба (использовавшее метод угольной адсорбции) было запущено в Кортезе, штат Невада в 1974 г. Исходным сырьем являлись складированные на руднике бедные руды с содержанием золота менее 2,5 г/т. В США кучное цианирование для переработки бедных руд быстро развивалось, так как цены на золото в середине 1970-х годов стали расти. В 1980-е годы метод получил глобальное распространение, эффективность его возросла после реализации в 1979 году разработок Горного Бюро США по окомкованию (агломерации) руд. Многие из открытых в те годы месторождений не могли быть освоены с использованием традиционных методов кучного выщелачивания из-за того, что глинистые частицы (либо другая тонкая фракция, возникающая в результате дробления) препятствовали равномерному просачиванию раствора через рудный штабель. Технология агломерационного кучного выщелачивания оказалась пригодной для переработки большинства руд, отходов, хвостов гравитационного и флотационного обогащения и привела к резкому увеличению объемов производства золота.
Бактериальное выщелачивание металлов
... промышленного получения меди, урана и других металлов. Бактериальное выщелачивание руд делится на кучное и чановое. Проводится кучное выщелачивание отвалов, которые складывают на подготовленной цементированной ... биогенных элементов. Большое значение Л. имеют в геологических процессах, обусловливая выщелачивание металлов из горных пород, участвуя в формировании осадочных пород. Способность ...
Кучное выщелачивание, позволившее вовлекать в отработку крупные месторождения с бедными (1-1,5 г/т) рудами, стало главным фактором развития золотодобычи в США, Австралии, Канаде, Мексике, Бразилии, Чили и других странах и дало им возможность за двадцать лет в 2-3 раза увеличить добычу золота. В настоящее время примерно половина мировой добычи золота приходится на технологию кучного выщелачивания.
Несмотря на довольно большой объем исследований, технология кучного выщелачивания в бывшем СССР долго не была востребована из-за преобладавшего здесь простого и выгодного способа добычи золота из аллювиальных россыпей. Первая установка была запущена в Казахстане на Васильковском ГОКе в 1991 году. Первые установки были запущены на Урале на отвалах ЗИФ ОАО «Южуралзолото» (ООО «Колорадо) в 1993 году и в Хакасии на Майском месторождении (старательская артель «Саяны», позднее ЗДК «Золотая Звезда») в 1994г. В 2000 г. в России действовало 10 установок суммарной производительностью по руде 2 млн.т/год и объемом добычи золота 4000 кг.
2. Преимущества и недостатки кучевого выщелачивания
Основные преимущества технологии выщелачивание обладает рядом преимуществ, благодаря которым этот способ завоевывает все большую популярность среди горняков. Преимущества кучного выщелачивания:
- Снижение капитальных и операционных затрат;
- Быстрый период окупаемости;
- Отсутствие необходимости складирования хвостов;
- Простота конструкции и оборудования;
- Снижение влияния на окружающую среду;
- Быстрая фаза конструирования;
- Низкие энерго- и водозатраты;
- Применимо для бедных руд, хвостов и отвалов.
На сегодняшний день кучное выщелачивание с успехом применяется для добычи золота, серебра, меди, никеля, урана и даже йода.
Практическая реализация метода КВ позволила накопить достаточно богатый опыт эксплуатации промышленных объектов. Однако о хорошей изученности этого процесса говорить еще рано. Основную проблематику вопроса условно можно разделить на следующие категории:
- Изучение и выработка эффективных методов и приемов рудоподготовки.
- Разработка новых методов укладки рудных штабелей с минимизацией потерь фильтруемости материала и материальных ресурсов.
- Повышение надежности и технологичности сборных коллекторов и гидроизолированных оснований.
- Разработка эффективных методов регулирования технологических процессов и методов извлечения благородных металлов из растворов.
- Разработка новых эффективных и дешевых методов обезвреживания и рекультивации отработанных рудных штабелей.
Решение многих проблем связано с развитием техники и технологии в целом. Например, отсутствие надежных материалов для гидроизоляции оснований рудных штабелей длительное время не позволяло реализовать технологию кучного выщелачивания. Ряд вопросов имеет сугубо научный аспект, например, изучение потери фильтруемости рудного штабеля при его длительной эксплуатации и разработка мер по минимизации этого явления. Особо следует отметить направление по поиску более дешевых и менее токсичных реагентов для растворения золота из руд. По некоторым вопросам достигнуты определенные успехи. В частности, институтом «Иргиредмет» разработана эффективная технология естественного обезвреживания малосульфидных отходов кучного выщелачивания золота, отличающаяся низкими капитальными и эксплуатационными затратами.
Механические свойства металлов и методы их определения
... Методы испытания металлов 1.Испытания на растяжение Этими испытаниями определяют такие характеристики, как пределы пропорциональности, упругости, прочности и пластичность металлов. При испытании на ... его способность сопротивляться пластической деформации. нагрузка механический металл испытание Вязкость -- способность металла оказывать сопротивление быстро возрастающим (ударным) нагрузкам. Усталость ...
3. Особенности технологии
После добычи, руду крошат до мелких размеров, а потом раскладывают на пластиковую доску или на слой глины. Делается это по всей площади, которая предназначена для выщелачивания. После этого смесь поливают раствором, содержащим щелочь. Все металлы расплавляются.
Могут применять как обычные брызгалки для орошения, так и капельный метод. Он позволяет свести к минимуму испарение, что обеспечивает ровное распределение смеси для выщелачивания и достигнуть максимального результата в извлечении металлов.
После этих процессов, смесь просиживают сквозь штабель. Тем самым, можно смыть как основные, так и побочные остатки. Этот процесс называют циклом выщелачивания. Оно проходит около двух месяцев для простейших окисленных металлов. А для никелевых вариантов, срок просачивания может достигнуть до двух лет.
Смесь для выщелачивания, которая содержит растворенные минералы, после этих процедур собирают в специальную емкость. Далее происходит обработка в специальной технологической установке. Здесь извлекаются основные минералы, а иногда побочные остатки. Если уровень реагента в штабеле станет безопасным, то затвердевшие части уносят в отвал.
Есть множество методов извлечения металлических примесей из руды. Реагенты тоже отличаются. В зависимости от этого, уровень извлечения может отличаться. Медные руды получают примерно 30%, а золотые металлы до 90%.
Так же во время добывания металлов применяют ротационные барабаны. Это ускоряет работу и гарантирует хороший результат. Но есть и недостатки. Этот способ позволяет обрабатывать лишь малое количество смеси. Энергия потребляется в большом количестве. Так же оборудование необходимо приобретать. Устройства должны сочетать в себе компьютерный анализ, что повышает эффективность управления химическими процессами.
Есть определенные правила, которые должны быть соблюдены во время добывания драгоценных металлов. Необходимо соблюдать соотношение между разными компонентами, рассмотрим какими именно:
- Высотой штабеля и объема плотности руды.
- Объема плотности и протекания.
- Объема плотности, пористости и различных компонентов.
- Влажностью и способностью перколяции.
- Всех вышеперечисленных параметров и способов заготовки руды.
Как правило, процесс кучного выщелачивания включает следующие стадии:
Добыча полезных ископаемых методом подземного выщелачивания
... урана U(IV) до U(VI)), хотя руды часто содержат железо и пиролюзит, которые облегчают окисление). Идёт процесс выщелачивания урана. Через ... применяется при добыче урановых руд, цветных и редких металлов (медь, никель, свинец, цинк, золото и др.). Имеются ... промышленных масштабах бактериальное выщелачивание применяется для кучного извлечения полезных ископаемых (меди и урана) из руд на месте их ...
1. Добыча руды;
2. Дробление руды (при необходимости);
3. Окускование руды (при необходимости);
5. Обработка руды подходящим выщелачивающим реагентом для растворения металлов (выщелачивание);
6. Сбор продукта выщелачивания (богатого раствора) в прудок или чан;
7. Обработка богатого раствора для восстановления металлов;
8. Возвращение обезметалленного раствора (с выщелачивающим реагентом) обратно в кучу.
Руда после измельчения проходит орошение при помощи щелочного раствора цианида. Последний же, в свою очередь, просачивается через штабель до тех пор, пока он не достигнет нижней части прокладки. После этого, продолжает стекаться в определенную емкость для сбора.
После того, как драгоценные металлы извлекут из раствора цианида, то последнее можно применять повторно. Но нередко его утилизируют, удаляя все вредные и опасные вещества. Очень часто, в тех районах, где повышенная влажность и много осадков, например в тропиках, цианиды разливают в хвостохранилища, откуда они попадают в местные водоемы. В таких случаях, чтобы произвести одно золотое кольцо, нужно утилизировать более двадцати тонн отходов.
Cu руды
Метод получения медных руд схож с добыванием золота. Только есть одно исключение, растворяющий реагент здесь серная кислота. В качестве отходов служат сульфат железа и ярозит.
Выщелачивать можно как сульфидные, так и оксидные руды. Будут отличаться лишь циклы проведения процесса. Для первого варианта требуется бактериальный компонент. Поэтому процесс называется биологическим выщелачиванием. Полученный результат по качеству напоминает катодную медь.
Ni руды
Для извлечения никеля из руды применяется серная кислота. Объемы требуемого компонента достаточно большие. Даже для получения меди используется меньшее количество.
Такой способ получения металлов придумали в Австралии в компании HP Billiton. На сегодняшний день, его активно применяют во многих странах. Например, в Финляндии, Колумбии, Турции, Бразилии, на Балканах и на Филиппинском острове.
Процесс получения никеля из растворов для выщелачивания является очень трудоемким, ответственным и важным процессом. Требуется сразу несколько стадий, в которых будут удаляться железо, магний и другие компоненты. В конце получается вещество, в виде гидроксида никеля. Далее этот осадок расплавляют при высоких температурах, чтобы получить настоящий и качественный металл. Его в дальнейшем применяют в разных целях.
U руды
Процесс получения урана похож на метод выщелачивания меди. В обоих случаях применяется растворитель серная кислота, которая заранее разбавляется. После прохождения всех процессов, остается желтый кек. Его подвергают дальнейшей качественной переработке, чтобы получился уран. Последний компонент активно применяют во время производства сборок для топлива.
Технология кучного выщелачивания (КВ) золота является хорошо отработанным процессом. Только в США к настоящему времени работает более 120 установок кучного выщелачивания. В России их пока только 25, однако учитывая значительную сырьевую базу, у нас есть существенные резервы развития этой эффективной технологии.
Золотодобыча как процесс извлечения золота из естественных источников
... в XVII веке в Забайкалье с разработки серебряных руд, которая велась подземным способом. Первое письменное упоминание о добыче золота из россыпей Урала относится к 1669 (летопись Долматовского ... кислородом и другими окислителями при участии комплексобразователей. Так, в водных растворах цианидов при доступе кислорода золото растворяется, образуя цианоаураты: 4Au + 8CN− + 2H2O + O2 → 4[Au(CN)2]− + 4 ...
Уровень развития технологии кучного выщелачивания золота в настоящее время позволяет разрабатывать эффективные и дешевые процессы для конкретных месторождений. Технически это осуществляется на основе исследований и испытаний, проводимых при разработке Технологического регламента для проектирования предприятия.
Руды месторождений отличаются весьма существенно, и, чтобы подобрать оптимальную технологию извлечения золота, исследования необходимо проводить на представительных пробах. Наиболее надежный результат дают полупромышленные испытания на пробах массой в несколько тонн. Выщелачивание руды проводят при разных способах подготовки руды в режиме, близком к промышленному. Так как процесс выщелачивания происходит медленно, испытания требуют нескольких месяцев. Но это необходимые работы. Ускоренные испытания могут привести к погрешностям в оценке параметров процесса и ошибкам в проектировании, что в конечном итоге повысит себестоимость добычи золота.
Предприятие на основе технологии кучного выщелачивания включает в себя следующие основные объекты:
1. Карьер, площадка карьера, объекты энергообеспечения, АЗС и склад ГСМ, пункт хранения и ремонта карьерной техники, карьерные автодороги. В зависимости от энергообеспеченности на промплощадках используются техника либо на электрической тяге, либо с дизельными двигателями.
2. Промплощадка КВ включет склад исходной руды, отделение дробления, при необходимости отделение окомкования, рудный штабель с системами дренажа и орошения, земляные емкости (аварийная, бедных и богатых растворов); цех гидрометаллургии, где происходит весь цикл переработки растворов с получением золота, включая отделения приготовления реагентов; административно-бытовой комплекс (АБК) с раздевалками, душевыми, постирочными, пунктами обогрева, приема пищи и т.д.; аналитический комплекс (территориально входящий в АБК) в составе, как правило, пробирной, атомно-абсорбционной и санитарной лабораторий, отделение плавки золота на слитки; склады, в т.ч. СДЯВ, ремпункты, насосные станции.
3. Инженерное обеспечение площадки кучного выщелачивания (электроснабжение, теплоснабжение, водоснабжение и водоотведение, вентиляция, освещение, охрана и сохранность).
4. Вахтовый поселок, объекты инфраструктуры предприятия в целом.
В зависимости от геологических запасов руды при проектировании предприятия определяют его годовую производительность. Считается, что для установок КВ срок эксплуатации не должен быть менее 5-6 лет. С учетом затрат времени на приобретение лицензии, проектирование, строительство, а в последствии и на обезвреживание и рекультивацию нарушенных производством земель этот срок увеличивается до 8-10 лет.
Согласно утвержденному положению Госкомприроды России, на предпроектной стадии в безусловном порядке разрабатывается оценка воздействия будущего объекта на окружающую среду (ОВОС), которая проводится, как правило, силами проектной организации и региональных специализированных предприятий по отдельным договорам с Заказчиками.
Очень важным моментом организации кучного выщелачивания является строительство гидроизоляционных оснований.
Для промышленного применения разработаны и рекомендованы три основных метода КВ, отличающихся между собой организацией основных и вспомогательных работ, конструкцией гидротехнических сооружений промышленного комплекса и характером общеинженерных мероприятий.
Расчет процесса электролиза цинка из сульфатного раствора
... золота и серебра из растворов при их получении гидрометаллургическим путем, для очистки растворов от меди и кадмия перед электролизом растворов цинка. Оксид цинка ... 1,66.[4] цинк руда концентрат электролиз 1.2 Химические свойства Цинк является довольно активным ... процесса он весь испарялся и, окисляясь в газовой фазе печи кислородом воздуха, снова превращался в оксид цинка. Наладить производство цинка ...
Первый вариант, Второй вариан
По второму варианту выщелаченная и обезвреженная руда остается на месте переработки. При этом отпадает необходимость в сооружении и эксплуатации хвостохранилища. Затраты на строительство гидроизоляционных площадок должны быть минимальными (из пригодных местных глин в сочетании с полимерным покрытием или без такового).
Третий вариант
Вариант гидроизоляционного основания для кучного выщелачивания выбирают на стадии проектирования предприятия, на основе анализа конкретных условий, в частности, наличия свободных площадей для закладки куч, рельефа местности, наличия местных строительных материалов, экономического сопоставления вариантов и т.п.
Важной и ответственной задачей, решаемой при проектировании предприятия, является выбор способа подготовки руды для выщелачивания.
Технологические свойства и качество минерального сырья предопределяют метод подготовки его к КВ. Легко поддаются выщелачиванию руды, имеющие пористую, трещиноватую структуру. Такие руды встречаются нечасто. Цель рудоподготовки — вскрытие золота и повышение проницаемости рудной массы. Это обеспечивает возможность цианистому раствору вступать в контакт с благородными металлами, достаточную просачиваемость растворов и устойчивость рудного штабеля. Рудоподготовка может предусматривать только операцию дробления, дробления и окомкования или только окомкования с шихтовкой глинистых руд со скальными породами.
Дробление может быть оформлено в двух вариантах: с использованием стационарных дробилок и мобильных дробильно-сортировочных комплексов. Использование стационарных дробилок требует значительного объема строительно-монтажных работ и времени. По второму варианту, в зависимости от производительности, отделение рудоподготовки комплектуется бункер-питателем, агрегатом крупного дробления, агрегатом среднего дробления, агрегатом мелкого дробления и специальными передвижными транспортерами, которые в перспективе могут использоваться и при формировании куч.
Как правило, в зависимости от технологических свойств руды и требуемых параметров используется одно-, двух- или трехстадиальное дробление. В России дробление на первой стадии осуществляют в щековых дробилках, на второй — в конусных дробилках и на третьей стадии — в конусных инерционных дробилках. Иногда используют роторные, валковые дробилки и др. Для классификации дробленой руды используют промышленные грохота различной конструкции. Транспортировку руды в операциях рудоподготовки осуществляют конвейерами.
Важной характеристикой руды, подвергаемой кучному выщелачиванию, является проницаемость ее в штабеле. Наличие в руде большого количества тонких фракций (глины, шламы) ухудшает фильтрацию, приводит к образованию закупоренных зон внутри штабеля и каналов, что снижает извлечение ценного компонента и увеличивает продолжительность выщелачивания.
Фильтрация руды может ухудшиться в силу различных причин. Иногда причиной может служить естественная сортировка грубого и мелкого материала во время сооружения штабелей, а также не преднамеренное уплотнение слоя руды при укладке за счет наезда тяжелой техники при формировании штабеля бульдозером. При отсыпке кучи происходит концентрация рудной мелочи в центре навала, а более крупных кусков — на нижних склонах и в основании куч. Дополнительная сегрегация материала происходит за счет миграции тонких частиц в период просачивания растворителя через рудный штабель, когда мелочь просеивается через более крупные частицы руды. Сегрегация приводит к образованию локализованных зон с заметной разницей в проницаемости. В результате этого выщелачивающие растворы следуют по пути наименьшего сопротивления, просачиваясь вниз через грубообломочные рудные области, минуя или чуть смачивая зоны с большим количеством мелочи или шлама. Часто в подобных случаях наблюдается каналообразование.
Развитие технологии бактериального выщелачивания упорных золотосодержащих ...
... живыми тканями, органами и организмами. бактерии; микроорганизмы; золото; медь; уран; золотодобывающая промышленность; бактериальное выщелачивание. Каравайко Г.И., Кузнецов С.И., Голомзик А.И. Роль микроорганизмов в выщелачивании металлов из руд. – М.: Наука, 1972. Polkin S.I., ...
Наибольшую трудность при кучном выщелачивании золота представляют руды, содержащие большое количество глины, а также лежалые и текущие хвосты гравитационного и флотационного обогащения и цианирования. В отдельных случаях глина или шламы могут полностью закупорить штабель для фильтрации цианистого раствора.
Продолжительность процесса выщелачивания для штабеля высотой 2,5-3 м возрастает при этом с 15 до 120 суток.
Предотвратить сегрегацию рудного материала, нормализовать и интенсифицировать процесс выщелачивания глинистого и шламистого сырья позволяет предварительное окомкование с добавками связующих материалов. Основная цель окомкования — получение проницаемого для цианистых растворов пористого материала, который был бы устойчив к механическому воздействию при транспортировке, формировании кучи и просачивании растворов в глубь штабеля.
В общем случае окомкование заключается в перемешивании подготовленного золотосодержащего материала с защелачивающей и связующей добавками, увлажнении полученной шихты водой или цианистым раствором, собственно окомкование с последующим циклом отвердевания и упрочнения окомкованной массы. Для большинства руд подготовка к окомкованию включает только дробление до оптимальной крупности и грохочение. Сильноглинистые руды и высокошламистое сырье, например, хвосты обогащения, иногда нуждаются в просушке до приемлемой влажности перед добавлением связующего, т.к. при избыточной влажности их невозможно хорошо перемешать.
Качество окомкованного сырья определяется рядом факторов:
- природой и загрузкой связующего или связующей композиции;
- количеством влаги (воды или цианистого раствора), подаваемой на увлажнение окомковываемой смеси.
- продолжительностью отвердевания и упрочнения материала с целью создания необходимых физико-механических свойств.
В качестве связующей добавки при окомковании используют цемент, известь, отходы ряда производств (в том числе пыли цементных заводов) и различные композиции на их основе.
На практике нет единого правила для выбора связующего: одни руды окомко- вывают только с цементом, другие — с цементом и известью, третьи — только с известью. Выбор защелачивающего и связующего агентов определяют по результатам лабораторных исследований и испытаниям прочности окомкованного материала с учетом стоимости и доступности каждого из агентов.
Перемешивание руды и связующего осуществляют разными путями. В ряде производств цемент и известь добавляют в оборудование, производящее дробление и грохочение, в других — на ленточных конвейерах; при окомковании в барабанных окомкователях и глиномялках связующее часто добавляют в питание аппарата, в головной части которого осуществляется сухое перемешивание.
Металлургия благородных металлов
... технический университет, 1999 г. Лекция 1. Благородные металлы, их роль в народном хозяйстве. История металлургии благородных металлов. Золото Узбекистана Группу благородных металлов в таблице Д.И. Менделеева составляют Au, ... ученый Багратион П.Р. (внук известного полководца времен войны 1812 г.) разработал метод выщелачивания золота в растворах кислорода и цианида: 2Аu - 2е = 2Au + (1.6) + 1/2O 2 ...
Аппаратурно процесс окомкования оформляют по-разному, в зависимости от гранулометрического и минерального состава сырья. В промышленной практике на золотодобывающих предприятиях окомкование проводят:
- в барабанных окомкователях;
- в глиномялках;
- на системах из ленточных транспортеров, в том числе включающих линию виброконвейеров;
- путем каскадирования материала по откосам отвала или наклонным стенкам бункеров или хранилищ при разгрузке с ленточных конвейеров;
- Подготовленную для выщелачивания руду укладывают в штабель (отвал).
Важным при этом является сохранение пористости руды и минимальное ее уплотнение.
Наиболее простым и недорогим является метод формирования отвала с использованием автосамосвалов и фронтальных погрузчиков, когда нижний слой отсыпается с помощью автосамосвалов с последующим наращиванием штабеля погрузчиком.
Бульдозерный способ формирования отвала, когда руда завозится на площадку автосамосвалами, а штабель формируется бульдозером, применим для прочной кусковой руды.
После отсыпки кучи на ее поверхности монтируют систему орошения выщелачивающими растворами, которая в простейшем случае представляет гибкие либо жесткие шланги с отверстиями. Шланги (трубы) отводят от коллектора и располагают параллельно с определенным шагом (например, 1 м).
Для орошения рудного штабеля используют системы напорных эмиттеров (капельное орошение), позволяющие уменьшить испарение, либо вращающиеся оросители, позволяющие увеличить испарение с целью сокращения водного баланса. Продолжают широко использовать обычные дождевальные установки, особенно когда у предприятия имеет место положительный водный баланс. Предприятия кучного выщелачивания также продолжают применять метод прудкового орошения уложенной в штабель руды. Главным требованием к системе орошения является соблюдение равномерной смачиваемости частиц руды в штабеле как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.
Цианистые растворы кучного выщелачивания поступают на переработку на специальные установки или фабрики. В технологическом отношении для извлечения золота и серебра из цианистых растворов используют методы сорбции на анионит АМ-2Б, цементации на металлический цинк, сорбции на активированный уголь. Каждый из этих методов обладает уникальными особенностями и каждый в определенных условиях имеет преимущества. В связи с этим без исследований невозможно рекомендовать один из методов, и выбор оптимального определяется рядом факторов. Во-первых, концентрацией золота, серебра и элементов примесей: меди, мышьяка, сурьмы, серы сульфидной; во-вторых, масштабами производства; в-третьих, соотношением золота и серебра в растворах; в-четвертых, возможной кооперацией с действующей в регионе ЗИФ, использующей методы гидрометаллургии для извлечения благородных металлов из руд и концентратов.
Сорбцию на анионит АМ-2Б используют в технологических схемах кучного выщелачивания в составе Васильковского ГОКа (Казахстан, месторождение «Васильковское»), в ООО «Колорадо» (г.Пласт, Россия; эфельные отвалы ОАО «Южуралзолото»), в ЗАО НПФ «Башкирская золотодобывающая компания» (г.Учалы, Россия; месторождение «Муртыкты») и на других предприятиях. Использование метода сорбции на смолу требует значительных затрат и может окупаться в основном на крупных предприятиях. При кучном выщелачивании этот метод может быть использован в основном при незначительном расстоянии от действующей ЗИФ, использующей процесс «смола в пульпе» и имеющихся там свободных мощностях десорбции.
Благородные металлы (2)
... благородных металлов из цианистых растворов и пульп эффективно осуществляется с помощью ионообменных смол. Успешно извлекаются благородные металлы из месторождений при помощи бактерий (см. Бактериальное выщелачивание). ... при электролитическом рафинировании меди и золота. Для извлечения благородных металлов из россыпных месторождений в ... Новой Зеландии для этой цели — драгу. Начиная со 2-й половины XIX ...
Процесс цементации благородных металлов цинком состоит из трех основных операций: осветление продуктивных растворов от взвешенных твердых частиц, существенно снижающих эффективность процесса цементации; деаэрация растворов, так как растворенный кислород пассивирует поверхность цинка и приводит к неполному восстановлению (осаждению) благородных металлов (вакуумная деаэрация позволяет удалить не только кислород, но и диоксид углерода, как вредную составляющую растворов, наличие которой может привести к образованию карбоната кальция и забиванию фильтров); цементация благородных металов цинком в присутствии солей свинца.
Существует две разновидности цинкового осаждения золота: осаждение на пыль и осаждение на стружку. Цементацию с использованием цинковой пыли (процесс Merrill-Crowe) у нас в стране применяют на некоторых цианистых фабриках. Обладая существенными достоинствами, — высокой эффективностью и простотой, — процесс в то же время имеет ряд недостатков. В частности, это высокие требования к качеству пыли, условиям ее хранения, чистоте растворов и др. Однако, несмотря на это, за рубежом технологию осаждения на цинковую пыль широко применяют в практике. В частности, цементацию на цинковую пыль использует корпорация «Newmont» на месторождении «Мурун- тау» (Узбекистан) на куче масштабом 10 млн.т., а также на «Покровском руднике» (Амурская область) на куче 450 тыс. т. и на месторождении «Комсомольская залежь» (Хабаровский край) на куче 50 тыс.т.
В условиях кучного выщелачивания, с применением отечественного оборудования и реагентики, с учетом культуры производства отмеченные недостатки процесса Merrill-Crowe в настоящее время могут существенно уменьшить эффективность и привлекательность цементации с использованием пыли.
Метод цементации на цинковую стружку в классическом варианте (процесс Merrill) из-за своей простоты, малой энергоемкости, надежности, невысоких требований к квалификации обслуживающего персонала получил в России определенное развитие. Этот метод использовали на рудниках «Майский» и «Чазы-Гол» в Хакасии и на месторождении «Бамское» (Амурская область), в ходе опытно-промышленной эксплуатации установки кучного выщелачивания на месторождении «Чертово Корыто» (Иркутская обл.).
Схема включает грохочение стружки на сите 1-2 мм с возвратом плюсового класса в цикл извлечения золота. Минусовой класс фильтруют (кек содержит 6-12% золота), обрабатывают серной или соляной кислотой с концентрацией 30-50 г/л при соотношении Ж:Т=3:1. Кеки, содержащие <30% золота, после промывки водой, фильтрации и сушки обжигают (в случае использования сернокислотной обработки) и плавят с получением слитков лигатурного золота пробностью 820-840. Недостатком метода является высокий расход цинка. При сложностях с размещением кислотного отделения на установках по переработке продуктивных растворов кучного выщелачивания применяют прямую плавку по технологии, разработанной в ОАО «Иргиредмет».
Широко распространенным методом переработки цианистых растворов кучного выщелачивания является угольная сорбция. По опубликованным данным, от 60 до 80% золота, добываемого кучным выщелачиванием в США, Бразилии и Зимбабве, извлекают из растворов этим методом. В Австралии, Канаде, на Филиппинах и в Океании эта доля составляет 50-55%. В европейских странах, в Чили, где в рудах велико содержание серебра и меди, напротив, преобладает осаждение на цинк (свыше 80%).
В США по угольно-сорбционной технологии работают предприятия кучного выщелачивания: Раунд Маунтин, Чимни-Крик, Ортиц, Акрэ, Голд Кворри и т.д.; с использованием цинкового осаждения — Канделария, Тускарора, Винд Маунтин, Рочестер, Флорида Каньон и др. В мировом масштабе всей золотодобычи угольно-сорбционные технологии составляют 40%.
Считается, что осаждение на цинк предпочтительно по сравнению с угольной сорбцией в следующих случаях: при переработке растворов выщелачивания с соотношением концентраций Аg:Au более 5:1 — 10:1; на небольших предприятиях, извлекающих менее 0,8 кг драгметаллов в сутки, которые не смогут оправдать относительно высокие затраты на оборудование для элюирования и регенерации угля; в случае богатых растворов с содержанием золотого эквивалента выше 10-15 г/т.
Для угольной сорбции характерны высокая степень извлечения золота и селективность по отношению к золоту и серебру в цианистых средах, низкая чувствительность к некоторым примесным элементам, загрязняющим золотосодержащий раствор, достаточная надежность и высокая степень механизации и автоматизации. Активные угли нашли широкое применение при извлечении золота из растворов и пульп и угольная сорбция считается одним из наиболее важных достижений современной гидрометаллургии благородных металлов.
Применительно к извлечению золота из растворов кучного выщелачивания технологическая схема включает сорбцию в серии последовательно расположенных колонн (обычно 3-5 колонн), десорбцию металлов с насыщенного угля и его регенерацию, электролитическое выделение золота из элюатов.
Аппаратурное оформление сорбционного процесса может быть различным: колонны с нисходящим и восходящим потоком раствора, пульсколонны. Наибольшее распространение получили колонны с восходящим потоком при линейной скорости раствора 20-25 м/ч, обеспечивающей работу в условиях псевдоожиженного слоя угля.
Для восстановления сорбционной активности углей применяют его обработку растворами реагентов и высокотемпературную реактивацию. Кислотную обработку проводят для удаления неорганических примесей, присутствующих в сорбенте (главным образом, карбоната кальция, а также цинка, никеля, железа).
В технологической схеме операцию можно проводить до и после элюирования благородных металлов.
Уголь после кислотной обработки промывают водой. Избыток кислоты нейтрализуют щелочным раствором. Термическая реактивация служит для удаления различных органических соединений, снижающих сорбционную активность углей. Ее проводят при температуре 600-1000°С. Потери сорбента составляют от 2 до 10%. Сорбент после реактивации подвергают грохочению для удаления мелких классов угля.
В ряде случаев значительный эффект обеспечивает использование автоклавного метода десорбции благородных металлов с насыщенного угля щелочным элюентом (продолжительность десорбции <1 ч, остаточная емкость регенерированного по Au угля <0,1 мг/г) и операции концентрирования элюатов (концентрация золота в растворах, направляемых на электролиз >500 мг/л).
В процессе автоклавной десорбции свойства сорбента регенерируются до уровня, достаточного для многократного использования. Имеются варианты технологических схем с использованием высокотемпературной реактивации угля.
Основной товарный продукт кучного выщелачивания — золотосеребряные слитки — получают при плавке либо катодных осадков, выделяемых из щелочно-цианистых и тиомочевинных элюатов электролизом, либо золотосодержащих шламов кислотной обработки осадков цементации. Содержание золота в шламах составляет 20-30%, в катодных осадках — 70-80%. Плавку обожженных золотосодержащих продуктов осуществляют в индукционных печах типа ИСТ или в руднотермических печах конструкции Иргиредмета. Руднотермические печи типа «З-10МН» позволяют осуществлять накопительную плавку при высокой степени разделения в системе «металл-шлак» при относительно невысокой массовой доле благородных металлов в осадках.
Зарубежные фирмы выпускают стандартные фабрики для переработки цианистых растворов кучного выщелачивания. Строительство фабрик на месте производства с учетом конкретных условий требует меньших капиталовложений.
В целом мировой и российский опыт свидетельствуют о том, что в технологии кучного выщелачивания золота имеется множество нюансов, влияющих на эффективность процесса. В связи с этим, несмотря на принципиальную простоту метода, нельзя предложить простых стандартных решений по кучному выщелачиванию золота. В каждом конкретном случае необходим тщательный учет конкретных условий. К сожалению, даже при наличии исчерпывающей исходной информации невозможно решить все проблемы путем теоретических расчетов. Ответы на главные вопросы, касающиеся рудоподготовки и извлечения золота, можно получить только на основе технологических полупромышленных испытаний представительных проб руды. Только на основе таких испытаний может быть разработан эффективный проект, учитывающий особенности конкретного месторождения.
В процессе строительства предприятия необходимо точное соблюдение проекта. В российской практике иногда допускают «упрощения» и «улучшения» проекта, снижающие трудоемкость работ при рудоподготовке, закладке штабеля и др. Результатом является снижение извлечения золота и экономической эффективности производства. Как показывает практика, наилучший результат получают при выполнении всего цикла работ (от технологических исследований до запуска предприятия с постоянным инжиниринговым сопровождением) одной организацией.
Заключение
В последние годы кучное выщелачивание с успехом применяется для добычи металла из хвостов и отвалов.
Индикаторы производительности демонстрируют неоспоримую успешность данного применения этой технологии: при переработке отвалов рудника «Коунрад», Казахстан, рентабельность по EBITDA (рентабельность до уплаты налогов, процентов и начисления амортизационных отчислений) составила 62,4%, а при переработке хвостов рудника Parral, Мексика, денежная стоимость одной унции серебра составила $4,29.
Технология кучного выщелачивания имеет все шансы на успешное применение в будущем. Перспективы включают применение её для добычи больших объемов драгоценных и основных металлов, содержащихся в хвостах и отвалах. Кроме того, последние разработки позволят использовать кучное выщелачивание для переработки первичных сульфидных руд, что даст толчок к еще более широкому распространению технологии, поскольку около 80% руд имеют сульфидную природу. На первый взгляд кучное выщелачивание кажется простой технологией, однако на самом деле это достаточно сложный и многоэтапный процесс, в который вовлекается множество специалистов из различных научных отраслей, в том числе горные инженеры, инженеры-геотехники, специалисты в области охраны окружающей среды, аналитики, химики-технологи, металлурги, гидрологи и др.
Список литературы:
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/kuchnoe-vyischelachivanie/
1. Ковлеков И.И., Шерстов В.А., Князев Л.Н. и др. Кучное выщелачивание золотосодержащих руд в условиях севера. Семинар № 21//
2. Ковлеков И.И., Шерстов В.А., Князев Л.Н. и др. Освоение технологии кучного выщелачивания в условиях крайнего севера. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: seligdar.ru ›imgs/ osvoenie_ texnologii_kb.doc. (Дата обращения: 5.10.2018).
3. Официальный сайт ОАО «Иркутский научно-исследовательский институт благородных и редких металлов и алмазов» [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.irgiredmet.ru/press/ soobshen/mess _28.html . (Дата обращения: 5.10 .2018)
4. Караганова В.В., Ужкенова Б.С. Кучное выщелачивание золота — зарубежный опыт и перспективы развития. Москва-Алматы, 2002. — 288 с. 6. В.И. Митькин Интервью ИА Север ДВ» [Электронный ресурс]. Режим доступа: . (Дата обращения: 6.10.2018).
5. В.Е. Дементьев, А.П. Татаринов, С.С. Гудков, С.Г. Григорьев, И.И. Рязанова журнал «Золотодобыча», №23, Октябрь, 2000. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://zolotodb.ru/ articles/technical/374. (Дата обращения: 6.10.2018)..
6. Стрижко Л.С., Бобозода Ш., Новаковская А.О., Бобоев И.Р. Управление процессом и прогнозирование выщелачивания сырья с применением гидроакустического излучателя. Журнал «Системы. Методы. Технологии». № 4(24), 2014. С. 115-122. 10. Стрижко Л.С., Бобоев И.Р., Бобозода Ш., Ващенко Г.А. Кинетические исследования аммиачноцианидного выщелачивания золота. Наука и Мир. 2014. Т. 1. № 11 (15).
С. 49-52.
