CC BY
124
где П - производительность по пескам, G - льди-стость (содержание льда в песках), т - время и w -скорость оттаивания боковой поверхности, зависящая от параметров массива и температуры воды.
В начальный период отработки с ростом боковой поверхности камеры растет расход тепла на оттайку песков, но , по мере снижения температуры воды в камере, скорость оттайки и затраты тепла начинают снижаться. Здесь наиболее существенно влияет рост потерь тепла в окружающий камеру массив мерзлых пород.
Количество теплоты, поглощаемое мерзлым массивом, зависит от коэффициента теплопроводности X, температуры внутри мерзлого массива АТм и площади камеры S. С увеличением площади поверхности камеры возрастают затраты тепла на нагрев массива и снижаются затраты тепла на оттайку песков (рис. 2), что приводит к постепенному снижению производительности добычи (рис. 1)
Исследования по разрушению мерзлых осадочных песков затопленными гидромониторными
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------
Хрулев А.С. - ООО «Подземгазпром».
"Высокотемпературное" выщелачивание
Термодинамические расчеты недостаточны для реальной оценки протекания отмеченных реакций, так как при этом не могут быть уточнены кинетические осложнения, с которыми приходится сталкиваться в практических условиях, особенно если окислителем является кислород. Поэтому необходимо изучение золота в тиосульфатных растворах для получения необходимых сведений о характере процесса и выяснения влияния некоторых факторов на его скорость. Толчком к этому послужил установленный факт растворения благородных металлов в автоклавном процессе разложения сульфидов цветных металлов в аммиачной среде.
струями показали, что при ограниченной дальности размыва (до 6 м) может быть обеспечена достаточно высокая производительность по пескам 20-25 м3/ч (рис. 3).
Применение гидромониторного размыва пласта мерзлых песков на первом этапе отработки камеры позволяет поддерживать высокую производительность в течение всего времени ее отработки и создать достаточную поверхность камеры для эффективной высокопроизводительной оттайки песков на втором этапе (рис. 5). На первом этапе отработки камеры производится круговой размыв пласта сверху вниз. При этом, когда гидромонитор достигнет подошвы пласта, верхняя часть камеры увеличится за счет водно-тепловой оттайки, происходящей за время гидромониторного размыва (рис. 4). Это позволяет исправить грушевидную форму камеры на цилиндрическую и увеличивает объем добычи с 4 до 6,5 тыс. м3 при одинаковом пролете кровли камеры (рис. 6).
Исследованиями канадских ученых, в частности Ф.А. Форварда, показано, что норным продуктом окисления сульфидной серы в аммиачной среде является тиосульфат, который последовательно окисляется до тионата, сульфита и сульфата. Образование тиосульфата в процессе аммиачного автоклавного разложения сульфидного сырья явилось причиной перехода в раствор благородных металлов. При этом Ф. Форвардом установлено ярко выраженное каталитическое действие ионов меди, присутствие которых в 18-20 раз увеличивало скорость растворения благородных металлов. Это подтверждено в работе [1].
Как было отмечено выше, нормальный потенциал золота в тиосульфатной среде понижается до величины 0,14 В. В реальных же условиях растворения величина равновесного потенциала золота приближается к -0;1 В.
В этих условиях, казалось бы, достаточно эффективным окислителем может быть растворенный кислород (нормальный потенциал 0,4 В). Процесс растворения золота в этом случае протекает по реакции:
© А.Е. Воробьев, К.Г. Картинов, А.А. Шелкин, Т.В. Чекушина, Е.В. Чекушина, 2002
УЛК 532.5
А.Е. Воробьев, К.Г. Картинов, А.А. Шелкин,
Т.В. Чекушина, Е.В. Чекушина
КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ТИОСУАЬФАТНОГО ВЫШЕААЧИВАНИЯ И ПУТИ ЕГО ИНТЕНСИФИКАЦИИ
4Аи + 8(МН4)2Б20 + 02 + 2Н20= =4(МН4)3[Аи(Б203)2] + 4ИН40Н
Но как показано в работах [2-4], в тиосульфат-ном процессе особое значение имеет температурный фактор: начало заметного реагирования относится к 50 °С. Оптимальная температура растворения золота в тиосульфате составляет 80 °С. В этих условиях концентрация кислорода в растворах крайне низка, что тормозит процесс. Поэтому при тиосульфатном выщелачивании при повышенной температуре совершенно обязательно использование специальных окислителей.
Известно, что комплексные соединения переходных металлов в высшей степени окисления могут быть окислителями в различных химических процессах. Весьма эффективным окислителем в этих условиях могут выступать не только аммиачные комплексы меди, но и аммиачные комплексы кобальта [4], переходящие впоследствии в соответствующие тиосульфатные комплексы:
[Си(ИНз)4]804 + 2 (МИ4)2Б203 +4 Н20 =
= (МН4)2[Си(Б203)2] + (МН4)2Б04 + + 4 МН40Н.
Реакция растворения золота при этом будет выглядеть следующим образом:
Аи+2(МН4)2Б203+(ИН4)2[Си(Б203)2] = (ИН4)3[Аи(Б203) + + (МН4)3[Си(Б203)2].
Для оценки реальных скоростей процесса растворения золота в среде тиосульфата натрия проводились исследования по методике вращающегося диска. В тиосульфатном процессе требуется определенное соотношение растворителя (Иа2Б203) и окислителя-деполяризатора, в качестве которого рекомендован в исходном состоянии сульфат двухвалентной меди. При этом в аммиачных тиосульфатных растворах наблюдается переход Си2+ > Си(ИН3)42+ > Си(Б203)22- . Кривая зависимости скорости растворения как золота, так и серебра от мольного соотношения в среде растворения тиосульфат натрия -сульфат меди имеет ярко выраженный максимум при оптимальном их соотношении 5:1. Правая ветвь ее (Иа2Б203 : СиБ04 > 5) связана с наличием в растворах недостаточного количества окислителя-деполяризатора по отношению к принятой концентрации растворителя, т.е. эта область лимитируется диффузией окислителя к реакционной зоне. При соотношении (Иа2Б203 : СиБ04 < 5) скорость растворения металлов зависит от концентрации тиосульфат-иона. Возникновение левой крутониспадающей ветви кривой обусловлено кроме того пассивирующим действием отлагающихся на поверхности металлов изолирующих покрытий.
Рентгеноструктурным анализом поверхности металлических дисков установлено, что на золоте отлагается сульфид одновалентной меди (Си2Б), а на серебре - сульфид серебра (Ад2Б), причем последние отложения более мощные, чем сульфида меди на золоте. При этом степень образования пассивирующих покрытий зависит не только от соотношения концентрации тиосульфата натрия к сульфату меди, но и от концентрации тиосульфата. Скорость растворения золота от концентрации тиосульфата имеет прямо пропорциональную зависимость, при этом наблюдается некоторое снижение константы скоро-
сти растворения металла при повышенной концентрации тиосульфата из-за отложения изолирующих покрытий Си2Б. Так повышение концентрации тиосульфата в 8 раз сопровождается повышением константы скорости растворения золота в 2,26 раза. Для серебра отмечается экстремальный характер кривой зависимости скорости растворения металла от концентрации Иа2Б20з. При концентрации тиосульфата > 60 г/л (0,375 моль/л) отмечается возрастающее торможение растворения серебра из-за увеличения изолирующих пленок сульфида серебра. Поэтому концентрация тиосульфат-иона в растворе не должна превышать 60 г/л.
Особую роль при извлечении золота в тиосуль-фатный растворитель играет температурный фактор: заметное растворение золота начинается только при t >50 °С. При этом с повышением температуры скорость растворения золота изменяется с положительным угловым коэффициентом 0,16 10-9 моль/см2с/град при величине температурного коэффициента V(T+10)/VT= 1,3.
В отличие от золота серебро очень быстро растворяется и при нормальной температуре. Причем скорость его перехода в раствор, содержащий тиосульфат-ион, в этих условиях превышает скорость цианистого процесса примерно в 7 раз. При повышении температуры тиосульфатного выщелачивания выявляются две ветви процесса: в диапазоне до 70°С процесс лимитируется диффузией через слой изолирующей пленки Ад2Б, т.е. факторами внутренней диффузии. При 1>70 °С процесс растворения серебра лимитируется скоростью растворения самой изолирующей оболочки Ад2Б. Следовательно, в данной области процесс растворения серебра лимитируется внеш-недиффузионными факторами.
Рассчитанная величина энергии активации процесса растворения серебра в диапазоне температур от 20 до 70 °С составляет 1,91 кДж/моль, в диапазоне от 70 до 100 °С - 7,8 кДж/моль. Экспериментально найденное значение энергии активации реакции растворения серебра в области ^70 °С составляет 7,8 кДж/моль и близка к величине энергии активации растворения сульфида серебра (7,5 кДж/моль). Это совпадение косвенно подтверждает, что скорость растворения серебра в тиосульфатном растворе определяется скоростью растворения сульфидного слоя, образовавшегося на его поверхности.
Опытами по длительному растворению серебра в оптимальных условиях тиосульфатного выщелачивания было установлено торможение процесса во времени. Наибольшее торможение относится к первым 3 ч обработки при общем замедлении скорости растворения серебра в 1,6 раза. При этом, несмотря на наличие изолирующих пленок на поверхности серебра, скорость растворения его приблизительно в 7 раз превышает таковую в щелочных цианидах. Затягивание процесса выщелачивания > 2 ч, тормозит также растворение и золота по отмеченной выше причине отложения изолирующих покрытий из Си2Б. Несмотря на наличие пассивирующих пленок на поверхности золотого диска, конечная скорость перехода металла в тиосульфатный раствор примерно в 2 раза выше скорости цианистого процесса.
Однако, присутствие аммиака в медно-тиосульфатной композиции защищает растворы от разложения и облегчает растворение деполяризатора-окислителя. Достаточная концентрация аммиака составляет 5 г/л.
В работе [5] исследован химизм процесса выщелачивания сульфида серебра растворами тиосульфата аммония с добавками сульфата меди. В отсутствие воздуха процесс выщелачивания протекает по уравнению:
CU2S2O3 **2 (NH4)2S2Û3 + Ag2S -> CU2S + Ag2Î3X x2(NH4)2S203
В присутствии воздуха выщелачивание происходит по уравнению:
5(NH4)2S203 + CuS04 + Ag2S + О +H20 -> CuS + +Ag2S203 -2(NH4) 2S203 + + (NH4)2S406 + (NH4)2S04 + +2NH40H
Ионы аммония способствуют стабилизации Cu2+. Для стабилизации растворов и предотвращения обратного осаждения Ag2S необходим избыток тиосульфата. Hекоторые потери тиосульфата, помимо его превращения тетратионат, происходит, по-видимому, в результате образования других соединений. Эти потери увеличиваются с увеличением концентрации меди, температуры и щелочности. Образование тетратионата может быть предотвращено добавкой ионов сульфита, но это снижает извлечение серебра по невыясненным пока причинам.
В работах [6, 7] рекомендовано дополнительно вводить в тиосульфатную композицию сульфит натрия (аммония), т.к. под действием кислорода воздуха часть тиосульфата разлагается с образованием коллоидной серы, образующей изолирующий слой на поверхности золота. Вводимый в состав тиосуль-фатного раствора сульфит аммония (натрия) связывает серу в момент ее выделения с образованием вновь тиосульфата. Кроме того, сульфит аммония и сам является растворителем золота [6]. Введение сульфита аммония (натрия) способствует и образованию устойчивого тиосульфатного комплекса меди, а в его отсутствии данный комплекс легко разлагается с образованием сульфида меди, который также дополнительно изолирует поверхность золота, ухудшая кинетику растворения. Оптимальное соотношение сульфита к тиосульфату не более 1:1 [6, 7]
В работе [8] изучены кинетические закономерности растворения серебра в аммиачных тиосульфат-ных растворах, содержащих гидроксопентамин кобальта (III). Зависимость скорости растворения серебра от концентрации тиосульфата натрия и кобальта имеет тот же вид, что и при использовании в качестве окислителя солей меди (II). Скорость растворения серебра пропорциональна концентрации тиосульфата натрия при отношении концентрации тиосульфата к концентрации кобальта менее 3-4. При отношении более 10-12 скорость растворения серебра пропорциональна концентрации кобальта. Были определены зависимости скорости растворения серебра от температуры в интервале 16-60 °С. Из результатов следует, что в интервале 40-60 °С растворение серебра протекает во внешнедиффузионном режиме, при низких температурах - в кинети-
ческом, в интервале 30-40 °С наблюдается смешанный режим.
В кинетическом режиме скорость растворения серебра лимитируется при недостатке тиосульфат-иона скоростью анодного процесса (окисление серебра с образованием тиосульфатных комплексов): Ад+ 3Б2032- -е- > [Ад(Б203)3]5-,
при низких концентрациях кобальта - скоростью реакции, протекающей на катодных участках (восста-овление ионов гидроксопентамина кобальта): [СоИН3ОН]2+ + е- -> [Со(ИН3)5]2+ + ОН-
При внешнедиффузионном режиме растворения скорость процесса определяется, в зависимости от отношения концентрации реагентов в растворе, скоростью диффузии тиосульфат-иона (е^^/е^ <3-4 )
или скоростью диффузии гидроксопентамина-иона кобальта (еМа232а3 / ссоз+ < 10 -12 )
Таким образом, тиосульфат натрия является одним из перспективных малотоксичных растворителей благородных металлов. Вместе с тем специфические условия растворения металлов (высокая концентрация тиосульфата, высокая температура и наличие в среде сульфата меди) приводят, как будет показано ниже, к значительному разложению растворителя.
Разложение растворов тиосульфата натрия различной исходной концентрации (от 10 до 80 г/л) при комнатной температуре в течение суток почти не наблюдается [9]. Первые признаки уменьшения концентрации растворителя отмечаются после 30часовой обработки. Так, при исходной концентрации 80 г/л Иа2Б203 убыль реагента составила 0,63 г/л (или 4,1 • 10-3 моль/л) при скорости разложения тиосульфата 3,5-10-3 г/л-ч (или 2,2-10-4 моль/л-ч). При обработке в течение 48 ч убыль концентрации тиосульфатного раствора (80 г/л Иа2Б203) возросла до 1,26 г/л (8,1 • 10-3 моль/л) при скорости разложения 2,6-10-2 г/л-ч (1,67-10-4 моль/л-ч). При обработке в течение 72 ч убыль реагента в тех же растворах составила 1,86 г/л (11,8-10-3 моль/л) при скорости разложения 2-10-2 г/л-ч. Таким образом, чистые тиосульфатные растворы при комнатной температуре, даже в условиях непрерывного перемешивания на свету являются достаточно устойчивыми, и только после обработки в течение 30 ч отмечается некоторое их разложение.
Основным фактором, влияющим на разложение тиосульфата натрия, является температура. Повышение температуры растворов >60 °С с одновременным увеличением продолжительности обработки резко усиливает разложение тиосульфата. При этом отмечается, что максимум скорости разложения во всех случаях приходится на первый час обработки.
Скорость температурного разложения тиосульфатного раствора прямо пропорциональна концентрации последнего. Для всех исследованных концентраций повышение температуры с 40 до 80 °С (в 2 раза) увеличивает скорость разложения тиосульфата в 4 раза. Начало заметного разложения тиосульфата относится к 40 °С при резком возрастании скорости процесса после превышения 60 °С.
Установлено, что реакция температурного разложения тиосульфата натрия подчиняется первому порядку. Имеют место две температурные зоны процесса разложения тиосульфата, которые характеризуются различными углами наклона графиков зависимости Vразл.=f (Т). Это связано, вероятно, с различными механизмами разложения тиосульфата натрия в интервалах температур от 40 до 60 °С и от 60 до 80 °С. По величине энергии активации процесс разложения тиосульфата натрия в первом температурном интервале находится в кинетической области (рассчитанная величина энергии активации составляет 54,6 кДж/моль); а в интервале от 60 до 80 °С - в диффузионной области (18,3 кДж/моль). Максимальная степень разложения тиосульфат-ионов при 80°С и концентрации Иа2Б203 80 г/л достигает 2%-ного количества его при обработке в течение 1 ч (при скорости 0,5 моль/л-ч).
Введение сульфата меди в раствор значительно активизирует процесс разложения тиосульфата. Начало заметного ускорения процесса разложения тиосульфат-иона при комнатной температуре относится к величине загрузки сульфата меди соответствующей отно0ению еМа232й3 : еСыЗО4 = 80:1 При концентрации тиосульфата 80 г/л после 72 ч агитации в присутствии СиБ04 степень разложения тиосульфат-иона возрастает в 4 раза, составляя 3,2-10-2 моль/л при максимальной скорости разложения 1,25-10-3 моль/л-ч. Следовательно, скорость разложения тиосульфатного раствора в данных условиях в присутствии сульфата меди в количестве 1 г/л возрастает, по сравнению с раствором, не содержащим меди, в 10 раз.
Укрупненными испытаниями установлено [9], что расход тиосульфата натрия (начальная концентрация 80 г/л) при температуре пульпы 80°С достигает 20-30 кг/т руды, причем основная его часть теряется за счет разложения.
"Низкотемпературное" выщелачивание
Рассмотренные выше обстоятельства ставят под сомнение экономическую целесообразность "высоко-температурного" тиосульфатного процесса. Практическое же осуществление аммиачно-тиосульфатной технологии возможно только при ведении Процесса при нормальной температуре со снижением вводимого количества сульфата меди. И эти два момента взаимосвязаны : снижение температуры растворов влечет рост количества растворенного кислорода - основного окислителя, что позволит снизить расход деполяризатора-катализатора СиБ04. В частности, при снижении содержания меди до соотношения еМа232р3 \ еСы3О 4 = 25 , при
исходной концентрации Иа2Б203 80 г/л количество разлагающегося тиосульфат-иона за 4 ч составляет только 0.7-0.8 г/л.
Исследования причины медленного растворения золота в тиосульфатной среде при нормальной температуре (20-25 °С) выполнялись следующим образом: поверхность золота в щелочном тиосульфатном растворе пассивировалась кислородно-гидратными пленками. Степень пассивации зависит от щелочности среды, оптимальная величина рН составляет 9,2-
9,4. Что касается серебра, то его поверхность в процессе тиосульфатного растворения также пассивируется, но экранирующие покрытия состоят из сульфида серебра (Ад2Б). С углублением процессов пассивации потенциал металлов больше сдвигается в положительную сторону.
Как показал температурно-кинетический анализ поляризационных кривых, процесс растворения золота в тиосульфате натрия при комнатной температуре контролируется скоростью химического разложения кислородно-гидратных покрытий, Т.е. находится в кинетической области. Рассчитанная по экспериментальным данным величина энергии активации процесса составляет 53,6 кДж/моль. Процесс взаимодействия серебра с тиосульфатом контролируется скоростью растворения сульфидных покрытий. При этом рассчитанная величина энергии активации процесса составляет 7,65 кДж/моль, т.е. он протекает в диффузионной области. Скорость растворения золота на два порядка ниже скорости растворения серебра.
Основной причиной торможения тиосульфатного растворения золота является пленочная пассивация кислородно-гидратными покрытиями. Глубоко за-пассивированное золото в дальнейшем вообще не растворяется в тиосульфатной среде, т.к. его поверхность в этом случае принимает значение стан-ционарного потенциала +0,55 В [9] Поэтому для интенсификации процесса при нормальной температуре заключается в создании условий для депассивации металла; введение в процесс реагентов, способствующих растворению или восстановлению окисно-гидратных покрытий, некоторых восстановителей, обладающих свойствами поверхностно-активных веществ. В качестве таких наиболее эффективных активаторов выступают, например, низшие этанолами-ны ( моноэтаноламин - Н2ИСН2СН20Н; диэтаноламин -НИ(СН2СН20Н)2 при их добавке в выщелачивающий раствор в количестве 2 г/л.
Поскольку причины пассивации поверхности серебра иные, эти реагенты не дают положительного эффекта при тиосульфатном растворении данного металла. Для интенсификации растворения серебра необходимо использовать реагенты, растворяющие сульфидные покрытия, а именно соли аммония или гидразин. Соли аммония ( в частности, сульфат аммония) целесообразны и при выщелачивании золотосодержащих материалов в присутствии сульфата меди. Наличие сульфата меди в тиосульфатной композиции приводит к вторичной пассивации поверхности золота из-за отложений сульфида меди Си2Б, которые также могут быть удалены действием сульфата аммония.
Интенсифицирующее действие сульфата аммония доказано многочисленными исследованиями [9] на различном минеральном сырье. Кроме того, добавка 30 г/л сульфата аммония к выщелачивающему тио-сульфатному раствору позволяет увеличить извлечение серебра на 30% из серебросодержащих руд, где оно находится в виде Ад2Б. Введение сульфата аммония при обработке минеральных продуктов, часть золота в которых изолирована в покровных образования из оксидов железа (золото в "рубаш-
ке"). Так, по данной причине введение в процесс тиосульфатного выщелачивания хвостов флотации руд 30 г/л сульфата аммония позволило доизвлечь около 30% золота.
С точки зрения благоприятного (депассивирующего) действия сульфата аммония на процесс выщелачивания благородных металлов, очевидно, что более целесообразно выщелачивание осуществлять аммиачно-тиосульфатными растворами (композициями), где основным реагентом является тиосульфат аммония. Тем более сульфат аммония является конечным продуктом разложения тиосульфата аммония, т.е. не требуется его специальная добавка, достаточно лишь использование части оборотных растворов, где происходит накопление сульфата аммония.
Многочисленными исследованиями [1-9] установлено, что выщелачивание благородных металлов целесообразно вести в щелочной области при наличии в растворе свободной щелочи в количестве 5-15 г/л. Причем максимальная скорость растворения металлов в щелочной среде приходится на область рН=9,3-
9,5. При этом следует учесть, что в данной области рН наиболее устойчив тиосульфат аммония, т.е. наблюдается наименьший его расход при осуществлении выщелачивания золота и серебра.
Тиосульфатное выщелачивание благородных металлов при нормальной температуре ("низкотемпературный" процесс) позволяет резко снизить расход реагентов (растворителя - в 6-7 раз, окислителя - в 5 раз) при устранении дополнительных затрат на нагрев растворов (пульпы). В этих условиях достигается скорость растворения золота, сопоставимая с цианированием («1,5 мг/см2ч), а скорость растворения серебра составляет «7мг/см2ч, что значительно превышает таковую для цианистого процесса. По вышеуказанным показателям разработанный вариант тиосульфатного растворения благородных металлов является конкурентноспособным по сравнению с цианированием при несомненном социальном эффекте.
Анализ факторов "низкотемпературного" тиосульфатного выщелачивания благородных металлов [9], позволяет сделать вывод о возможности проведения кучного и подземного выщелачивания благородных металлов данным реагентом. Естественно, что проведение процесса при температурах еще более низких (8-15 °С) снизит скорость растворения золота и серебра. Но продолжительность выщелачивания крупнокусковых (кучное выщелачивание) и руд с естественной проницаемостью (подземное выщелачивание) определяется диффузионными факторами, а не скоростью растворения металлов, поэтому этот фактор не является определяющим в гео-технологических процессах.
Учитывая большой объем оборотных растворов в процессах подземного и кучного выщелачивания при значительной длительности процесса выщелачивания возможен значительный расход реагента (тиосульфата) за счет окисления кислородом воздуха. Этот фактор можно снизить за счет поддержания минимальной концентрации реагентов в выщелачи-
вающем растворе, которая устанавливается для каждого типа руд индивидуально.
Влияние степени измельчения руд на показатели тиосульфатного выщелачивания
В настоящее время на большинстве золотоизвлекающих фабрик перерабатываются руды, в которых золото ассоциировано с сульфидами. В ряде случаев такое золото вскрывается при тонком измельчении, что позволяет применять прямое выщелачивание. Причины недоизвлечения металла при прямом выщелачивании таких руд связывают с механической депрессией. Однако, показатели выщелачивания таких материалов в значительной степени зависят от характера контакта сульфида и вскрываемого металла, находящегося в сростке с сульфидом.
Известно, что растворение золота является типичным электрохимическим процессом, скорость которого определяется, помимо прочих факторов, величиной потенциалы поверхности растворения. Сульфидные же минералы, такие как пирит, арсенопирит, халькопирит обладают достаточно хорошей электронной проводимостью. Следовательно, золото в контакте с этими минералами в среде растворения может приобрести компромиссный потенциал, находящийся между стационарным потенциалом благородного металла и минерала. Одни минералы, имеющие низкие положительные или даже отрицательные потенциалы, могут "увести" потенциал золоти в область весьма низких скоростей растворения. Другие минералы, обладающие значительным положительным потенциалом, напротив, могут навязать золоту компромиссный потенциал, более положительный и тем самым вывести процесс в активную область на значение токов растворения, близких к максимальным.
Иркутскими исследователями доказано [3], что скорость растворения золота в тиосульфатных растворах действительно зависит не только от основных определяющих условий (концентрация растворителя, рН, тип минерала и т.д.), но и в значительной степени от соотношения площадей минерала и ассоциированного с ним золоти.
Прежде всего установлено, что наиболее целесообразный реагентный режим тиосульфатного выщелачивания с точки зрения величины потенциалов сульфидных минералов соответствует концентрации 50 г/л (ИН4)2Б203 при щелочности 9,0-9,3 рН. В этих условиях потенциалы основных золотосодержащих сульфидов в тиосульфатной среде имеют наибольшее значение и значительно более электроположительное, чем у металлического [3].
Кроме того, убедительно доказано интенсифицирующее влияние контакта золоти с сульфидами на скорость растворения металла. Так если скорость растворения свободного золота в тиосульфатном (50 г/л) растворе составляет 0,045 мг/см2 час, то в контакте с пиритом - 0,268; с арсенопиритом -0,194; с халькопиритом - 0,165 мг/см2 час. При этом установлено, что оптимальная крупность зерен сульфидов должна составлять пятикратный размер частиц ассоциированного с этими сульфидами золота, т.е. должно соблюдаться соотношения площадей минерала и ассоциированного с ним золота
Б : Б = 5.
° минер. • °Аи _ '
Таким образом, переизмельчение сульфидных концентратов, содержащих доступное "золото, недопустимо не только с точки зрения отрицательного влияния изменяющегося ионного состава жидкой
части пульпы, но и по причине чисто электрохимических условий: при этом резко снижается скорость растворения золота вследствие разобщения его контакта с сульфидными минералами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Каковский И.А., Поташников Ю.М. Кинетика процессов растворения. -М.: Металлургия. -1975 - 224с.
Каковский И.А., Тюрик Н.Г. Изв. вузов. Цветная металлургия. 1962. □2. -с.104-111
Жучков И.А, Скобеев И.К., Галю-ков В.А. Щелочная металлургия цветных металлов. Тез. докладов 2-й Рсспубл. конференции, 21-23 апреля. -Алма-Ата: Наука, 1981.-с.153-154.
Седова H.A., Вольдман Г.М, Лу-комская Г.А. и др. Изв. вузов. Цветная металлургия. 1985. № 3 -с.54-58.
Derry R, Wilson J.C.// Trans. Inst. Mining. Met.- 1983.-s. 92.- Dec.- P. 216-223.
Тер-Аракелян K.A., Багдасарян K.A., Оганесян А.Г. и др. О целесообразности применения тиосульфата натрия для извлечения золота из рудного сырья. Изв. Вузов. Цветная металлургия. 1984, №5. - с.72-76.
Жучков И.А., Бубеев П.П. Обогащение руд. - Иркутск : ИПИ, 1988.-с. 112-117.
М.А. Белявский, Л.С. Мейерович, М.А. Меретуков. Перспективные способы гидрометаллургической переработки золото- и серебросодержащего сырья за рубежом. Обзорная информация. Выпуск 3. Москва, 1985.
Жучков И.А, Бубеев П.П. Изв. вузов. Цветная металлургия. - 1990, №2. с.64-68.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Воробьев А.Е. — профессор, доктор технических наук, Российский университет дружбы народов. Каргинов КГ — Правительство РСО-Алания.
Щелкин А.А. — ОО ПКО, Республика Казахстан.
Чекушина Т.В. — Институт проблем комплексного освоения недр РА.
Чекушина Е.В. — Российский университет дружбы народов.
© Н.И. Бабичев, С.А. Кнышев, В.Ш. Френкель, 2002
УЛК 532.5
Н.И. Бабичев, С.А. Кнышев, В.Ш. Френкель
ОПЫТНЫЕ РАБОТЫ ПО СКВАЖИННОЙ ГИЛРОЛОБЫЧЕ ФОСФОРИТОВ НА ВЕРХНЕКАМСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ
О
трабатываемые Верхнекамским фосфоритным комбинатом рудные залежи представляют собой пластообразные пологозалегаю-щие рудные тела с мощностью пласта 0,4-1,2 м.
Продуктивный пласт состоит из-3,5 слоев и представлен кварцево-глауконитовыми песками разнообразных форм и размеров (от долей мм до 20 см) с различной степенью насыщенности фосфоритовыми конкрециями. Объемный вес песков 2,67-2,72 т/м3, влажность 0,28-0,33 %.
Гранулометрический состав руд представлен в таблице. Результаты исследований показывают преобладание в песчаных разностях руд фракций 0,250,1 мм и 0,1-0,05 мм, что свидетельствует о мелкозернистом и алевритовом характере слагающих руду частиц.
Породы вскрыши представлены флювиогляци-альными отложениями, аллювиальными, сложенные песками, суглинками и глинами, нередко содержа-
