CC BY
83
----------------------------------------- © Ю.И. Рубцов, К.А. Макаренко,
2010
УДК 622.234.42
Ю.И. Рубцов, К.А. Макаренко
АЛГОРИТМ И ПРОГРАММА СКОРОСТНОГО КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА В УСЛОВИЯХ ВВОДА ЦИАНИДА НАТРИЯ С РАСТВОРОМ В РЕЖИМЕ ПОРШНЕВОГО ОРОШЕНИЯ
Представлен алгоритм скоростного кучного выщелачивания золота из окисленных руд. В соответствии с алгоритмом разработана программа, выполненная с использованием среды разработки Borland Delphi 7.
Ключевые слова: кучное выщелачивание золота, крупности дробления руды, программирование скоростного кучного выщелачивания золота.
Семинар № 26
~ЖЪ настоящее время в Забайкалье существует порядка 10 крупных и мелких
-Л# предприятий кучного выщелачивания золота. По разным причинам, в том числе из-за отставания в развитии теории динамики кучного выщелачивания золота из всех установок КВ золота рентабельной остается лишь одна. К сожалению, интересы представителей золотодобывающих компаний ограничиваются, в лучшем случае, на потребительском уровне. В условиях отсутствия интереса к капитальным вложениям в научно-практические разработки кучного выщелачивания золота перспектива вывода из кризисного состояния малых предприятий Забайкалья маловероятна. В ЧитГУ на уровне лабораторных исследований и укрупнено-промышленных испытаний получены десятки патентов по модернизации золотодобывающей отрасли, которые терпеливо ждут своего воплощения в жизнь. Это относится и к скоростному кучному выщелачиванию золота. Термин “скоростное выщелачивание золота” ввел выдающийся отечественный ученый - И.Н. Плаксин [1]. Сущность его может понятным из анализа кривой кучного выщелачивания золота, представленной на рис. 1.
Из рис. 1 видно, что экспериментальная кривая включает в себя два участка. Первый характеризует скоростное (1 участок кривой в овале), а второй замедленное внутридиффузионное выщелачивание золота. Второй участок кривой резко увеличивает продолжительность выщелачивания, не гарантируется достижение приемлемой величины Х. Желательно, чтобы этот участок вообще отсутствовал. Это возможно, если за счет активации кинетических параметров и условий технологического процесса удастся повысить интенсивность выщелачивания на первом скоростном участке, как это отражено на гипотетической кривой 3. В последнем случае реализуется скоростной режим выщелачивания золота. Проблеме интенсификации цианидного выщелачивания золота посвящено достаточно много научных трудов [2], но основы формализованной кинетики и динамики скоростного кучного выщелачивания золота из окисленных и полуокисленных малосульфидных золотосодержащих руд решены в ЧитГУ [3].
Рис. 1. Зависимость степени выщелачивания золота Х из упорной окисленной кварцитовой руды от продолжительности: 1 и 2 - экспериментальная кривая: крупность дробления - 20 мм, концентрация кислорода в растворе - 8 мг/л, содержание золота -3,35 г/т, расход NaCN -1 кг/т, температура 24 оС; 3 - гипотетическая кривая
В качестве основы для алгоритма разработано уравнение кинетики, которое позволяет удовлетворительно описывать экспериментальные данные, как на первом, так и на втором участке зависимости Х от t (сутки) -Х=1- (k'/(lg(t0’16+g))) б’667, i (1)
где к ’ - условная константа скорости, сутки - ; g - параметр внутридиффузизионного
0,16
торможения, сутки ; т - продолжительность, сутки.
Уравнение (1) трансформировано в форму (2) [3], удобную для программного расчета прогнозной Хдин -
Xдин=(1-(kдин(rд^щ))/lg(t0'16+gдин(rдiш))6'667)(-22,15848б*(1/t)2-1,97бб73*(1/t) +
+1,135631), (2)
где Х дин , к дин и g дин - соответственно, прогнозные степень выщелачивания золота, условная динамическая константа выщелачивания и динамический параметр внут-ридиффузионного торможения; гдин - динамический критерий, рассчитанный на основе планируемых исходных данных и зависящий от частных условных констант.
На основе уравнения (2) отработан алгоритм (3), удовлетворительно описывающий прогнозные данные для зависимости Х от t -Хдин = (1 - (18,492 ((-0,0012-d2 + 0,0485-d + 0,3135) (1,00591 ((0,0517-d2 -
- 1,65-d + 13,7915)-^h2o2+ (-0,0177-d2 + 0,575-d - 3,9161)-gmo - 0,0011- d2+
+0,0322d-+ 0,4133)) /(Cm1,5)) + 0,3189)/(lg(tai6+(4491,4(-0,0012-d2 +0,0485d+
+ 0,3135) ■ (1,00591 ((0,0517-d2-1,65-d+13,7915)-qmO2+(-0,0177-d2+0,575-d -
- 3,9161-якю - 0,0011- d2 + 0,0322-d + 0,4133))/(C02U)2 + 46,468-(-0,0012d -
+0,0485-d + 0,3135) (1,00591 ((0,0517d2-1,65-d+13,7915)qmO2 + (-0,0177d2 + +0,575-d-3,9161)-^h2o - 0,0011- d2+ 0,0322-d +0,4133))/(C02U) + 1,179))6>667x x(-22,158486/t2 -1,976673/t+ 1,135631)), (3)
где d - крупность дробления руды, мм; qH2O- суточный расход раствора в режиме поршневого орошения; C02 - концентрация растворенного кислорода в орошаемом растворе; t - средняя температура, при которой происходит выщелачивание золота;
Основные процедуры программы по скоростному кучному выщелачиванию золота разработаны с использованием среды разработки Borland Delphi 7: procedure TForm1.BitBtn1Click(Sender: TObject); var i : integer;
R, kd, O, X1, tk , k, g, k_usl, x_arr, t_arr, CO, d, q_H2O, t : array of real; begin for i := 0 to n-1 do begin
with Form1.StringGrid1 do
begin
tk[i] := StrToFloat(Cells[1,i+1]);
CO[i] := StrT oFloat(Cells [2,i+1]); d[i] := StrToFloat(Cells[3,i+1]); t[i] := StrToFloat(Cells[4,i+1]); q_H2O[i] := StrT oFloat(Cells [5,i+1]); end; end;
ListBox1.Visible := true;
ListBox1.Clear;
ListBox1.Items.Add('номер опыта X расчетное'); for i := 0 to n-1 do begin
kd[i] := -0.0012*sqr(d[i]) + 0.0485*d[i] + 0.3135;
O[i] := 1.00591*((0.0517*sqr(d[i])-1.65*d[i]+13.7915)*sqr(q_H2O[i])+ +(-0.0177*sqr(d[i])+0.575*d[i]-3.9161)*q_H2O[i]-0.0011*sqr(d[i])+0.0322*d[i]++0.4133); R[i] := kd[i] * O[i] / Power(CO[i],1.5); k[i] := 18.492*R[i] + 0.3189; g[i] := 4491.4*sqr(R[i]) + 46.468 * R[i] +1.179; k_usl[i] := -22.158486* sqr(1/t[i]) - 1.976673/t[i] + 1.135631;
X1[i] := (1- Power(k[i]/ (log10(Power(tk[i], 0.16) +g[i])),6.667)) * k_usl[i]; ListBox1.Items.Add('опыт № '+IntToStr(i+1)+ FloatToStrf(X1[i], fffixed, 4,4)); end; end;
procedure TForm1.BitBtn6Click(Sender: TObject); var i, i1 : integer; begin i1:=0;
with Form2.Chart1 do begin Series[0].Clear;
Series[1].Clear;
for i := 0 to round(t_arr[n1]) do begin if x1_arr[i] > 0 then Series[0].AddXY(i,x1_arr[i]); if t_arr[i1] = i then begin
Series [ 1] .AddXY (t_arr[i 1] ,x_arr[i 1]); inc(i1); end; end; end;
Form2.Show;
Примеры расчетов прогнозной степени выщелачивания золота из окисленной руды месторождения Погромное приведены на рис. 1 а-д.
Й
К
н
и
сутки
, сутки
,сутки
',сутки
Рис. 1. Зависимости экспериментальной (1) и прогнозной (2,3,4...) степени выщелачивания золота Х (2,3,4.) от продолжительности процесса, рассчитанные для разной крупности дробления (а), расхода раствора на орошение (б), концентрации растворенного кислорода (в), температуры (г).
Примечание: а - влияние крупности дробления руды: 1 - d=5 мм, 2 - 2, 3 - 1, 4- 13 и 5- 19 мм; б-влияние расхода раствора на орошение: 1 - дН2о = 0,24 м3/м2, 2 - 0,20 , 3 - 0,16 , 4 - 0,12 , 5 - 0,36 и 6 - qmO = 0,40 м3/м2; в - влияние концентрации растворенного кислорода: 1 - СО2=8 мл/л, 2 - 6, 3
- 4 , 4 - 12 , 5 - 20 , 6 - 30 и 7 - СО2=38 мл/л; г - влияние температуры: 1 - экспериментальные данные = 220С); 2, 3, 4 и 5 - расчетные данные при 7 0С, 10, 15 и 20 0С, соответственно
Данные расчеты ограничены интервалами экспериментальных исследований. Так, влияние крупности дробления руды на степень выщелачивания золота исследовано в интервале 3,5-20 мм; влияние расхода раствора (плотности орошения) - 0,12-
0,36 м3/м2; влияние концентрации растворенного кислорода - 8-38 мг/л.
На рис. а представлено влияние крупности дроблении руды - это известная зависимость. Снижение крупности дробления весьма экономично, но сопровождается резким увеличением длительности процесса.
На рис. б - отражено влияние снижения расхода раствора на орошение qH2O при сохранении расхода цианида натрия. Снижение параметра qH2O позволяет одновременно повысить концентрацию реагента. Снижение qH2O менее 0,08 связано с риском зависания растворов в куче. Работа с qH2O, в интервале 0,1-0,14 м3/м2 наиболее эффективна, так как исключает сооружение прудков. Расчеты, выполненные с помощью программы, наглядно указывают на незначительное увеличение Х при qH2O <0,1 м3/м2.
На рис. в и г соответственно иллюстрируются расчетные данные Х в зависимости от концентрации кислорода в растворе и температуры, которые находятся в соответствии с имеющимся банком экспериментальных данных.
Программа позволяет рассчитывать степень выщелачивания золота при разных параметрах крупности дробления руды, расхода раствора, концентрации кислорода в растворе и температуры, а, следовательно, более четко ориентироваться специалистам в технологической ситуации, контролировать и управлять процессом. Программу также предлагается использовать в учебном процессе с целью более глубокого понимания и усвоения сложного процесса скоростного кучного выщелачивания золота.
Вывод
В работе заложены основы программирования скоростного кучного выщелачивания золота. В код программы заложены зависимости от основных факторов, определяющих скоростное выщелачивание золота - крупности дробления, расхода раствора, концентрации кислорода в растворе, температуры. Обобщенная форма алгоритма скоростного кучного выщелачивания позволяет направленно изучить практически все возможные зависимости и вносить соответствующие изменения в код программы. Использование программы рекомендуется в учебном процессе, и для управления технологическим процессом скоростного и классического выщелачивания золота.
--------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Плаксин И.Н. Избранные труды. Гидрометаллургия. М. Наука. 1972- 279 с
2. Кучное выщелачивание благородных металлов / под ред. М.И. Фазлуллина. - М.: Издательство Академии горных наук, 2001. - 648 с: ил. - ISBN 5-7892-0072-9.
3. Рубцов Ю.И. О формализованной динамике скоростного кучного выщелачивания золота из окисленных кварцитовых руд/ Ю.И Рубцов. // Цветные металлы. Вып. 5. -М. 2007. - С.26-30.
— Коротко об авторах -------------------------
Рубцов Ю.И. - доцент, - ЧитГУ, vjkjn@list.ru Макаренко К.А. - ЧитГУ.
А
