Историческая справка и обзор зарубежной практики кучного и подземного выщелачивания Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

«IAaAEY Aid№eA-2002» NAІЁ^AD 1 15

OAE 622.775

© A.A. OaёagЇa, І.А. Aa6їёё^,

A.A. [зжё^йо, А.&. 0aaдyёїa, 2002

A.A. Oaёa9Їa, І.А. Aa6їёё^, A.A. la^^o,

А.&. 0aaдyёїa

\ m \ Л л * m Л \ мав \ Л Л л \ Л г Л

enoide-Aneay nidaaea e iaqid

л r r A гл г шш \ л л л л л л r гл m л

qadoaA^iie idaeoeee eo-hiai

л ■ «V ■ ■ л лгл w л л л л л ■ ■ л \ л \ г л ■■

e iiaqAiiiai auuAea-eaaiey

М

ровая практика кучного и подземного выщелачивания (КВ и ПВ) медных руд как "метод физико-химической геотехнологии", насчитывает многие десятки участков, производящих по несколько сотен тысяч тонн меди в год, в том числе в США КВ и ПВ производится более 300 тыс. т меди. По археологическим данным КВ извлекали медь еще в древние времена - около 3 тыс. лет до н.э. в Мецаморе на территории современной Армении. В XVI в выщелачивание меди из отвалов практиковалось в Венгрии и

руд, во втором (без добавления серной кислоты) - для сплошных медноколчеданных высокосернистых руд, в которых донором серной кислоты являются сульфиды железа и меди.

Высота отвалов, подвергаемых выщелачиванию, колеблется в пре-делах 6100 м и зависит от способа отсыпки отвалов, рельефа местности и характера руд. На Бингам Каньоне она достигает 365 м.

Старогодние отвалы чаще всего выщелачивают на месте их складирования, а новые - на специально подготовленных площадках. Орошают руду в от-

Германии. В 1752 г. появились первые публикации о производстве меди КВ из медьсодержащих пиритов на руднике Рио-Тинто (Испания). В Бисби (США) с 1900 г. начаты работы по КВ руд, со-

посредстпом устройства па по-

верхности прудков и канав разбрызгиванием с помощью перфорированных труб и дождевальных устройств.

На всех участках КВ многие годы медь извлекали только цементацией на

тационнои меди в электродуговых и индукционных печах с получением рафинированной меди.

Начиная с 60-х годов XX в интенсивно разрабатывают и внедряют экстракционный метод извлечения меди из растворов выщелачивания. Метод по существу является селективным концентрированием меди до 40-50 г-дм'3 с последующим электролизом или автоклавной переработкой этих растворов. Первым наиболее удач-ным экстрагентом, разработанным фирмой General Mills, был Lix-64, представляющий собой смесь 2-гидроксибензофеноксимов, который и был применен на руднике Блюберд (США) в 1968 г. вместо цементации.

Вслед за Lix-64 последовал ряд других наиболее емких по меди и селективных экстрагентов. Для экстракции цинка из медно-цинковых растворов применяли кальциевую соль ди(2-этилгексил) фосфорной кислоты (Д2ЭГФК) с предварительной очисткой растворов от железа. Из реэкстракта цинк извлекали электролизом.

Основным оборудованием, приме-

няемым для экстракции, являются смесители-отстойники, пульсационные колонны и ряд других устройств. Следует заметить, что на тех предприятиях, на которых затрачены большие средства на

Таблица 3

ПРОИЗВОДСТВО ЦЕМЕНТАЦИОННОЙ МЕДИ ИЗ РАСТВОРОВ РУДНИЧНОГО ПРИТОКА

Период производства, гг. 1939- 1940 1941- 1945 1946- 1950 1951- 1955 1956- 1960 1961- 1965 1966- 1970 1971- 1975 1976- 1980 1981- 1985

Количество меди, т 1348 12073 20392 10861 3421 5019 3572 1398 1157 900

держащих 1.33 % меди, а в последующие годы - на рудниках Перу, Чили, Австралии, Югославии, Болгарии и других стран (табл. 1). Несколько позднее начало развиваться ПВ медных руд (табл. 2). Впервые ПВ медноколчеданных руд осуществлено в 1922 г. на руднике Огайо, а в 1924 году - на руднике Кананеа (Мексика).

Во всех случаях на участках КВ применяются сернокислые растворы как с добавлением, так и без добавления извне серной кислоты. В первом случае подкрепление выщелачивающих растворов до рН - 1 практикуется для окисленных и смешанных малосернистых

железе (обрезь нелигированных листовых сталей, обезлуженная консервная жесть, губчатое железо, железные порошки, гранулы и т. д.). Применяли различные устройства: желоба, ванны, конусные аппараты, барабаны, чаны и т. д.

В ряде случаев получаемую цементационную медь растворяют. Из богатых растворов получают катодную медь в электролизерах с нерастворимыми электродами.

В США построен завод специально для переработки цементационной меди с получением медного порошка в автоклавах при Т = 121-138 0С и Р = 30 атм. Разработан способ переработки цемен-

строительство цементационных установок? их механизацию и модернизацию, или участок КВ и ПВ входит в состав медеплавильного комбината, до сих пор действует процесс цементации меди на железном скрапе. Кроме того, экономически эффективно использовать экстракционные процессы для извлечения меди из слабоконцентрированных растворов с содержанием меди 0.5-2 г-дм'3 только при мощности производства не менее 5 тыс. т в год (табл. 1). Капитальные вложения на узел извлечения металлов из растворов возрастают в 3-5 раз и значительно увеличиваются эксплуатационные расходы. Выигрыш в

«ь4аАЁУ Аів№еА-2002» NAІЁ^AD 1 15

экономике получается за счет повышения стоимости конечной продукции (электролитной меди или медного порошка) при определенной мощности производства.

В России с 1874 по 1934 г. на Кеда-бекском руднике (Кавказ) КВ и цементацией меди из рудничных растворов добыто более 14 тыс. т меди. В 19391941 гг. на Урале проведен ряд исследований и испытаний КВ и ПВ меди из пышминских, белореченских и ново-левинских руд. В 1954 г. проведены испытания ПВ на Гумешевском месторождении. В 1959-1960 гг. на Дегтярском руднике пробурено 35 скважин в зоне обрушения и получено ПВ 1074 т меди. Позднее, в 1964 г., на том же руднике была создана опытно-промышленная установка ПВ с бактериальной регенерацией растворов. Затем, начиная с 1971 г., проведены испытания ПВ на блоках,

раздробленных буровзрывными работами целиков медно-колчеданновой руды, и на горных потерях отработанного заиленного участка. Извлечение из раздробленных участков составило 6% в год. Традиционным способом производства цементационной меди на Урале было извлечение ее из растворов рудничного притока (табл. 3).

Значительный объем производства меди в период 1941-1965 гг. объясняется отработкой верхних горизонтов медноколчеданных месторождений, содержащих повышенное количество хорошо растворимых сульфатов меди (халькан-тита). Повышенному переходу меди в раствор способствовали также окислительные процессы - эндогенные пожары, имеющие место на большинстве Уральских медно-колчеданных месторождений.

Л Л Л \ Л Л Л Г \ Л \ Л Л м

ЕІОІОЕІ ІА ААОЮАО ------------------------------

Оаеадіа А.А.- еаіаеаао оаоіе-ьайеео іаое, Ет6е666 Іабаееобаее Обі ВАІ. Aaдiёё^ ^.A.— аеаааіее ВАІ, Ёт6ё666 Іа6аее6баее Обі вАІ.

^а№ёdйб А.А., Оаадуеіа А.Р, - еіженерьі, Ет6е666 Іа6аее6баее Обі вАІ.

Интенсивность поступления меди в рудничные растворы следует рассматривать как самопроизвольное подземное выщелачивание, свидетельствующее о перспективности доработки принудительным ПВ того или иного месторождения.

В настоящее время большинство Уральских месторождений отработано, и производство цементационной меди из рудничных растворов практически прекращено.

В 1971 г. начались работы по освоению ПВ руд, оставшихся после горной отработки Блявинского месторождения, а по освоению КВ забалансовых и труд-нообогатимых балансовых руд - в 1973 г. на Николаевском, в 1975 г. на Волковском и Коунрадском, в 1978 г. на Каль-макырском рудниках.