CC BY
23
ЗЕМНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ:
Л
^ Г.С. Крылова, Г.В. Седельникова,
Е.Е. Савари, В.Н. Елисеев,2000
УДК 622.342.1.002.3
Г.С. Крылова, Г.В. Седельникова, Е.Е. Савари,
В.Н. Елисеев
ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПЕРЕРАБОТКЕ ЛЕЖАЛОГО ЗОЛОТОПИРИТНОГО СЫРЬЯ
И
звестно, что наиболее эффективным способом переработки бедного и забалансового золотосодержащего сырья является кучное выщелачивание (КВ). Эта технология, получившая широкое распространение за рубежом, с 1992 года начала внедряться и в отечественную золотодобывающую промышленность. Технология кучного выщелачивания характеризуется низкими капитальными и эксплуатационными затратами, позволяет единовременно перерабатывать большие массы бедного золотосодержащего сырья с высокой экономической эффективностью. По технологии КВ успешно перерабатываются окисленные руды, руды кор химического выветривания и другие виды сырья, в котором золото представлено формами, легкоиз-влекаемыми цианированием.
Вместе с тем, накоплены значительные количества золотосодержащего сульфидного техногенного сырья - дополнительного потенциального источника благородных и цветных металлов. Это, в первую очередь, хвосты обогатительных фабрик, запасы которых и в России, и в странах СНГ огромны. Интерес к переработке техногенного сырья обусловлен двумя основными факторами: более низкой себестоимостью получения благородных металлов из него в сравнении с обогащением исходных руд и песков, поскольку из технологической схемы переработки исключаются такие дорого-
стоящие операции, как добыча, дробление, грохочение, измельчение и возрастающими требованиями к охране окружающей среды и недропользованию.
В то же время, это сырье характеризуется рядом неблагоприятных особенностей - низким содержанием в нем благородных металлов (0,8-1,5 г/т Аи, 10-20 г/т Ад ), тонкой их вкрапленностью и рассеянностью, главным образом, в сульфидных минералах (пирите, арсенопирите и др.), различной, часто весьма высокой, степенью окисленности сульфидов и рядом других осложняющих факторов. По этим причинам переработка такого упорного бедного золотосодержащего сырья с применением традиционных технологий (гравитации, флотации, гидрометаллургии) оказывается, как правило, неэффективной, и сырье до настоящего времени остается не вовлеченным в сферу промышленного использования.
В настоящей работе представлены результаты исследований по изысканию геотехнологических способов решения этой сложной и, в то же время, актуальной проблемы - комплексного извлечения благородных и цветных металлов из труднообогатимого бедного техногенного золотосульфидного сырья - хвостов обогатительных фабрик),
Положительные результаты, полученные в последнее десятилетие специалистами ЦНИГРИ и других организаций при решении проблемы извлечения благород-
ных металлов из упорных золотосульфидных концентратов путем бактериального окисления золотоносных сульфидных минералов, высвобождения золота и серебра и последующего их извлечения цианированием, позволили предположить, что для извлечения благородных металлов из упорного бедного золотосодержащего сырья (прежде всего, техногенного) перспективной технологией может оказаться нетрадиционная биогеотехнологическая схема, включающая кучное бактериальное окисление сульфидных минералов и последующее кучное выщелачивание ценных компонентов из продуктов биоокисления техногенного сырья.
Биогеотехнологическая схема привлекательна еще и тем, что может осуществляться при обычных условиях, непосредственно на перерабатывающем предприятии, не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду и способна перерабатывать низкосортное сырье.
Объектом исследований служили лежалые пиритные хвосты обогащения медно-колчеданных руд Урупской фабрики, представленные мелкозернистым материалом крупностью -0,4 мм и содержащих 1,0 г/т золота, 10 г/т серебра, 0,2 % меди, 16 % железа и 1517 % серы, преимущественно,
сульфидной. Основные минералы: кварц 45-50 %, пирит 30-35 % и хлориты 20 %. Кроме того, присутствуют гидроксиды железа - 2-5 %. По гранулометрической характеристике хвосты представляют собой мелкозернистый материал (табл. 1) с высоким (>
30%) выходом мелких (-0,1 мм) фракций, которые могут привести к низкой водопроницаемости изучаемого сырья.
Таблица 1
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХВОСТОЕ
И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗОЛОТА ПО КЛАССАМ КРУПНОСТ
Классы, мм Выход, % Содержание Аи г/т Распре ление А
+0,4 13,9 0,46 6,6
-0,4 +0,10 54,6 0,87 48/
-0,10+0,07 10,6 1,23 13,
-0,07 20,9 1,48 31,
Исходный 100,0 0,98 100
Изучение физико-химичес-
Таблица 2
РЕЗУЛЬТАТЫ ФАЗОВОГО АНАЛИЗА ЗОЛОТА В ЛЕЖАЛЫХ ХВОСТАХ
Формы нахождения золота в хвостах Содержание г/т Распре- деление, %
Свободное и в открытых сростках (цианируемое) 0,12 11,7
Заключенное в минералах, 0,05 4,9
растворимых в н^
Заключенное в сульфидах 0,79 77,4
Заключенное в кварце 0,06 6,0
ких свойств материала показало, что, как и ожидалось, хвосты обладают низким коэффициентом фильтрации (1 м/сут-ки). Для повышения фильтрационной способности была испытана операция окомкования, обычно применяющаяся для повышения фильтруе-мости материала при кучном выщелачивании. В качестве связующих использовали портландцемент марки 400 и известь. Однако, даже при расходе цемента 15 кг/т получить устойчивых окатышей не удалось.
Фазовый анализ золота, содержащегося в хвостах, показал, что основная доля металла - 77,4 % находится в сульфидах (табл. 2). Доля вскрытого, цианируемого золота составляет всего 11,7 %.
Для извлечения такого «упор-
ного» золота необходимо вскрыть сульфидные минералы и затем перевести высвобожденные частицы металла в цианистые растворы.
Для вскрытия сульфидов испытывали бактериальное окисление в кучном варианте, но, принимая во внимание низкую
фильтруемость хвостов, рассматривали два возможных варианта биоокисления - кюветное (под заливом) выщелачивание и перколяцион-ное (методом качестве основной
орошения). В бактериальной культуры использовали бактерии рода Th.ferrooxidans. Необходимыми условиями бактериального окисления сульфидов являются следующие: температура процесса не ниже 20оС, рН среды не выше 2, наличие кислорода и воды в количестве, достаточном для нормальной жизнедеятельности микроорганизмов. Немаловажным фактором для эффективного протекания биоокисления (БО) сульфидных минералов является степень доступности их для бактериальных растворов и размер частиц сульфидов. Учитывая, что бактериальное окисление - процесс объективно экстенсивный, следует ожидать, что длительность его всегда будет реально не менее 60 суток. О эффективности процесса БО судили по изменению концентрации железа в оборотных бактериальных растворах.
На рис. 1 и 2 при-
ведены кинетические кривые процесса бактериального окисления сульфидов в двух рассмотренных вариантах.
Как показали исследования, хотя кинетика процессов в том и другом варианте существенно не отличается, однако, вариант пер-коляционного БО более эффективен.
Хвосты БО перед извлечением благородных металлов их них необходимо промывать. Промывка имеет две цели: во-первых, вывести растворенные формы цветных металлов (в данном случае - медь и железо); во-вторых, нейтрализовать среду. Эксперименты показали, что промывка такого тонкого материала с огромным поровым пространством представляет собой весьма сложную задачу. Для того, чтобы отмыть материал до рН=8 требуется 10 объемов воды, до рН=4 - всего 2 объема. В связи с этим, было целесообразно испытать два варианта растворителя золота: традиционный цианид, работающий в щелочной среде и га-логенидный, работающий в
слабокислой и нейтральной средах. В качестве галогенидной была выбрана иодная система, испытанная и хорошо зарекомендовавшая себя в наших ранее выполненных исследованиях. Проведенные эксперименты по выщелачиванию золота из хвостов бактериального окисления показали, что иодная система (рис. 3) имеет преимущества по сравнению с цианидной (рис. 4): более высокая скорость процесса, более высокие показатели по извлечению золота (60-65 % против 54 %) , низкие расходы реагента и возможность его регенерации в процессе выщелачивания, упрощение операции промывки.
Рис. 1. Зависимость изменения концентрации железа в БР от продолжительности БО (перколяция) Рис. 2. Зависимость концентрации железа в БР от длительности БО (кювета)
Для выщелачивания благородных металлов также испытаны два варианта: кучный и кюветный. Исследования показали, что оба варианта равнозначны; кинетика извлечения золота в растворы оказалась идентичной. Для извлечения золота из продуктивных рас-
Рис. 3. Зависимость извлечения золота в иодные растворы от продолжительности выщелачивания Рис. 4. Зависимость извлечения золота в цианистые растворы от продолжительности выщелачивания
творов могут
быть использованы любые известные методы: цементация, сорбция или
осаждение химическими реагентами. Выбор способа осадителя зависит от типа растворителя и содержания золота в продуктивных растворах.
Таким образом, исследования, проведенные на лежалых пирит-ных хвостах Урупского ГОКа пока-
зали, что применение нетрадиционной комбинированной биогео-технологической схемы позволяет извлечь из такого бедного упорного сырья около 70 % золота 55-60 % серебра и 50 % меди. Эта перспективная технология может рассматриваться как один из вариантов переработки больших количеств бедного золото-пиритного техногенного сырья, скопившегося в огромных количествах на предприятиях цветной и золотодобывающей промышленности России.
Крылова Г.С., Седельникова Г.В., Савари Е.Е., Елисеев В.Н. -Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт.
