автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.08, диссертация на тему:Интенсификация кучного выщелачивания золота из упорных пирит-мышьяковистых руд на основе их электрохимического вскрытия

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР

На правах рукописи

ЧЕКУ ШИНА ТАТЬЯНА ВЛАДИМИРОВНА

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА ИЗ УПОРНЫХ ПИРИТ-МЫШЬЯКОВИСТЫХ РУД НА ОСНОВЕ ИХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ВСКРЫТИЯ

Специальность - 05.15.08 "Обогащение полезных ископаемых"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1997

Работа выполнена в Институте проблем комплексного освоения не; Российской академии наук (ИПКОН РАН)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, академик РАН

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, академик МАИ

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Чантурия В.А.

Водолазов Л.И. Морозов В.В.

Ведущая организация: Московская государственная геологоразведочная академия (МГГА)

Защита состоится 997г. в час. мин. на

заседании диссертационного совета Д 003.20.02 в Институте проблем комплексного освоения недр РАН по адресу: 111020, Москва, Е-20, Крюковский тупик, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем комплексного освоения недр ИПКОН РАН.

Автореферат разослан" " 1997г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук " г Шрадер Э.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время золотодобывающая отрасль России испытывает определенные трудности, связанные как с общероссийским спадом производства и экономики, так и с состоянием минерально-сырьевой базы. В отличие от мировой практики, в России до последнего времени 65% золота извлекалось из россыпей. В связи с их исчерпанием возникла необходимость переориентации отрасли на добычу и переработку преимущественно рудного золота, треть из запасов которого составляют месторождения упорных руд пирит-мышьяковистого типа. Извлечение золота из подобного сырья не превышает 30-50%. Основной причиной этого является тесная связь золота с арсенопиритом и пиритом, в результате которой золото становится доступным для химического выщелачивания только после разрушения кристаллической решетки указанных сульфидов.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с приоритетными направлениями ОГГГГН РАН (постановление общего собрания ОГГГГН от 28.03.95), планом НИР ИПКОН РАН (по проблеме "Разработка научных основ высокоэффективных технологий комплексной переработки и вскрытия упорных золотосодержащих руд с использованием энергетических воздействий").

Цель диссертационной работы состоит в теоретическом обосновании и определении технологических условий интенсификации процесса кучного выщелачивания золота из упорных пирит-мышьяковистых руд на основе электрохимических воздействий.

Идея работы заключается в использовании электрохимических воздействий для интенсификации процессов разрушения золотосодержащих сульфидов.

Методы исследований: анализ и обобщение литературных источников, данных практики и патентной информации; методы изучения состава и свойств минералов (рентгено-фазовый и спектральный анализы, имидж-анализ, определение полупроводниковых свойств и степени окисленности сульфидов); методы математического планирования и обработки экспериментов; лабораторные эксперименты и опытно-полупромышленные испытания; сопоставление экспериментальных данных с результатами термодинамического анализа; технико-экономический анализ. Научная новизна:

• на основе исследования морфометрических, физико-химических и структурных свойств золотосодержащих сульфидов обоснована эффективность электрохимической обработки упорных пирит-мышьяковистых руд в процессе кучного выщелачивания;

• установлено, что интенсификация процесса вскрытия упорных золотосодержащих руд и концентратов обусловлена протеканием трех

• параллельных процессов: образованием микротрещин на границе срастания минералов, разрушением кристаллической решетки сульфидов и возникновением новых минеральных фаз;

• разработана и апробирована методика экспертной экономико-математической оценки различных физико-химических геотехнологий получения золота, базирующаяся на комплексном синтезирующем показателе.

Практическая ценность работы:

• разработана принципиальная технологическая схема кучного химико-электрохимического выщелачивания золота из упорных пирит-мышьяковистых руд, концентратов и техногенного минерального сырья;

• обоснованы оптимальные технологические параметры электрохимического окисления минералов, вскрытия и растворения тонкодисперсных золотосодержащих сульфидов в штабелях кучного выщелачивания;

• установлено, что полнота и продолжительность закисления золотосодержащих руд в штабелях кучного выщелачивания зависят главным образом от исходного минерального состава и содержания органических веществ.

Реализация работы. Разработаны рекомендации по применению технологии кучного электрохимического выщелачивания упорных золотосодержащих руд, вошедшие в бизнес-план и проект производства золота методами физико-химической геотехнологии на предприятиях межгосударственного концерна "Южполиметалл".

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и были одобрены на научных семинарах лаборатории ИПКОН РАН (г.Москва, 1994-1997гг); семинарах кафедры "Геотехнология руд редких и радиоактивных металлов" Московской государственной геологоразведочной академии (г.Москва, 1996-1997 гг.); Всероссийских конференциях и совещаниях (г. Томск, ТПУ, 1993 г, 1995 г); на II и III Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (г.Москва, МГГА, 1996-1997гг), круглом столе РАЕН и МГГУ по проблемам разведки, добычи и переработки золотосодержащих руд России (г.Москва, 1995г), на технических совещаниях фирмы "Геотехнология" (Казахстан, 1996г), межгосударственного концерна "Южполиметалл" (г.г. Бишкек-Алма-Ата-Москва, 1994-1995гг) и компании "Южполиметалл-Холдинг" (г.Москва, 1995-1996гг).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 работ, в том числе 4 патента Российской Федерации.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 111 наименований и 3 приложений. Работа изложена на 140 страницах машинописного текста, включая 38 таблиц, 27 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Из всех известных методов переработки золотосодержащих руд наиболее эффективной является гидрометаллургия, получившая теоретическое обоснование в работах член-корр. АН СССР И.Н.Плаксина, его учеников и последователей. Одной из составляющих гидрометаллургии является кучное выщелачивание или физико-химическая геотехнология по классификации, разработанной научным советом РАН по проблемам горных наук.

Для эффективного освоения российской минерально-сырьевой базы золота необходимо адаптировать технологию кучного выщелачивания применительно к переработке упорных сульфидных руд с тонкодисперсной вкрапленностью золота.

Существующие методы переработки упорных золотосодержащих руд: обжиг или автоклавное выщелачивание, нашедшие реализацию за рубежом, связаны со значительными расходами химических реагентов, энергозатратами, обжиг небезопасен в экологическом плане. Это предопределяет необходимость создания новых способов вскрытия.

Отечественные ученые и технологи в настоящее время активно ведут работу в этом направлении. Данные вопросы решались в таких известных коллективах, как ЦНИГРИ, МГГА, СКГТУ, ИПКОН РАН, ВНИИХТ, Иргиредмет, УНИПРОмедь и др. Наиболее существенные результаты получили член-корреспондент РАН С.Б.Леонов, доктора технических наук В.Ж.Аренс, А.Е.Воробьев, Д.П.Лобанов, Г.Г.Минеев, В.Л.Небера, Ю.В.Нестеров, А.С.Черняк; кандидаты технических наук Ю.И.Кондратьев, Г.В.Седельникова, Н.В.Пузей и др.

Исследования школы академика РАН В.А.Чантурия в области электрохимии сульфидных минералов теоретически предопределяют возможность использования электрохимической обработки для разупрочнения вмещающих сульфидов и раскрытия вкрапленных золотин.

В диссертационной работе были изучены фазовый и элементный состав, структура, состояние поверхности, полупроводниковые свойства, проницаемость, окисленность пиритов и арсенопиритов в условиях электрохимической поляризации и реагентной обработки, а также определены степень и характер влияния перечисленных воздействий на циа-нидное извлечение золота из флото - и гравитационных концентратов.

Процесс вскрытия (разупрочнения) упорных золотосодержащих сульфидов изучался с использованием коллекции минералов различных месторождений. Лабораторные эксперименты проведены на образцах Кургашинканского и Карабашского пиритов, Чармингтонского арсенопирита (различающихся по состоянию поверхности, окисленно-сти и содержанию примесных элементов), а также на пирит-мышьяковистых концентратах Воронцовского, Нежданинского и Ба-кырчикского месторождений.

Содержание золота в изучаемых пиритах по данным спектрального анализа составляло до Юг/т, в арсенопирите - 100г/т. Основные примесные элементы: кремний (до 5%), мышьяк (до 5%), медь (до 2%) и алюминий.

Рис. 1. Схема экспериментальной лабораторной установки:

1 - накопительная емкость; 2 - рабочая ячейка; 3 - электроды; 4 - отстойник; 5 - источник постоянного тока; 6 - насос

Электрохимическая обработка проводилась в аппаратах, снабженных горизонтально расположенными плоскопараллельными просечными электродами, выполненными из нержавеющей стали марки Х18Н10Т (рис.1).

ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СУЛЬФИДОВ

Исследование микроструктуры поверхности обработанных сульфидов показало образование пор и зон травления при всех типах воздействия (рис.2). Однако процессы выщелгдивания пиритов протекают по-разному. Было выделено три типа изменений:

• очистка поверхности (для образцов Кургашинканского пирита - при кислотной обработке, для образцов Карабашского - при электрохимической безреагентной);

• слабое выщелачивание (для образцов Кургашинканского пирита -при безреагентной электрохимической обработке, для Карабашского - при кислотной);

• сильное выщелачивание (для образцов всех пиритов - при электрохимической обработке в кислой и щелочной средах).

Р -¿г - -

.: . . -ШШШШШ

Г___

...

^-УЛ-Зулул^

Рис. 2. Фотомикрографии структуры поверхности Кургашинканского (1)

и Карабашского (2) пиритов после обработки: а - в растворе 3% Н^О.,; б - безреагентная электрохимическая обработка; в - электрохимическая обработка в растворе 3% Н^О.,; г - электрохимическая обработка в растворе 3% ИаОН

На основе анализа дифрактограмм образцов установлено, что очистка поверхности и слабое выщелачивание практически не приводят к фазовым или структурным изменениям сульфидов.

Электрохимическая обработка (ЭХО) в кислой среде приводит к образованию новых фаз, отнесенных по значениям межплоскостного расстояния к магнетиту и гематиту; в щелочной среде, наряду с фазовыми изменениями, происходит преобразование кубической структуры минерала в триклинную. Данные рентгено-фазового анализа подтверждают образование новых фаз: кроме магнетита и гематита были обнаружены такие техногешше соединения как люцонит и скородит (табл.1).

Таблица 1

Результаты рентгено-фазового анализа исходных и обработанных _образцов минералов_

Тип обработки Карабашский пирит Кургашинканский пирит Чармингтонский арсенопирит

основные фазы

без обработки пирит (РевД кварц (вЮ^), алюмосиликаты пирит (Ре8^), кварц (ЗЮД халькопирит (СиРеБ2) арсенопирит (РеАвЗ), кварц (БЮ^), халькопирит (СиРевг)

новые фазы, обнаруженные после вскрытия минерала

3% Н250, + ЭХО гематит (КегОД магнетит гематит (Ге203) гидрогетит (РеООН), люцонит (С^Азв,)

3% ^он + ЭХО магнетит (Ре^ОД гидрогетит (РеООН) гидрогетит (РеООН) гидрогетит (РеООН), скородит (ГеАвО,,)

ЭХО - электрохимическая обработка;

режим обработки: Т:Ж=1:2, 1=30мин., ¡у =8 А/л (при ЭХО)

Процесс вскрытия упорного сырья сопровождается изменением удельного сопротивления и содержания элементной серы на поверхности сульфидов (табл.2).

Экспериментально установлено, что удельное сопротивление наиболее активно повышается при электрохимической обработке в щелочной среде. Увеличение удельного сопротивления образца с 0,1166 до 3,233 Омм привело к изменению фазовых и структурных характеристик Кур-гашинканского пирита при электрохимической обработке в среде едко-

го натра. Аналогичный эффект отмечен и на образце Карабашского пирита: удельное сопротивление после электрохимических воздействий в растворе 3% ЫаОН возросло с 0,083 до 10,5 Ом-м, что свидетельствует как о структурных изменениях, так и об образовании на поверхности и в объеме пористой окисленной формы гидрогетита.

Содержание серы на поверхности минералов меняется в соответствии с видом обработки. Кислотная обработка Кургашинканского пирита сопровождается увеличением содержания элементной серы с 0,34 10"5 до 0,64 10'5 моль/г. Комбинированная обработка по-разному влияет на окисленность поверхности минерала: если электрохимическое воздействие в кислой среде практически полностью очищает образец (до 0,035-Ю"5 моль/г элементной серы), то использование щелочи повышает содержание элементной серы до 0,53-10"5 моль/г.

Таблица 2

Результаты обработки сульфидов различными реагентами

Минерал Тип обработки* Содержание элементной серы (моль/г) п-10"5 Удельное сопротивление (Ом-м)

Кургашинканский пирит без обработки 0.34 0.116

3% Н.807 0.64 0.180

3%Н280, +ЭХО 0.035 0.200

3% N3011 + ЭХО 0.53 3.233

ЭХО без реагентов 0.10 0.127

Карабашский пирит без обработки 1.02 0.083

3% Н250^ 0.10 0.056

3% н^о., + эхо 0.26 0.267

3% 1ЧаОН + ЭХО 0.18 10.50

ЭХО без реагентов 0.14 0.107

Чармингтонский арсенопирит без обработки 0.10 0.011

3% НрБО^ 0.28 0.005

3% Н^О, + ЭХО 0.42 0.005

3% ^он + ЭХО 0.10 0.030

ЭХО без реагентов 0.30 0.018

' ЭХО - электрохимическая обработка; режим обработки: Т:Ж=1:2, 1=30мин., ¡у=8А/л (при ЭХО)

ИЗУЧЕНИЕ ФАЗОВОГО И МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА КОНЦЕНТРАТОВ

На основе экспериментально определенных значений рН, окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) и концентрации растворимого железа в жидкой фазе пульпы (табл.3) с использованием диаграмм состояния системы «сульфид-вода» проведен анализ конечных продуктов, образующихся при реагентном, электрохимическом и комбинированном вскрытии.

Сернокислотная обработка всех исследованных продуктов сопровождается изменением рН (1,29-^-2,1) и увеличением ОВП (483+850 мВ).

Таблица 3

Физико-химические характеристики рудных суспензий при вскрытии упорных золотосодержащих продуктов

Условия обработки _реагенты

Показатели

РН

ОВП

Сгс, мг/л

Воронцовского месторождения

Химическая

3% Н^О,

3% ^он

-1.80 -2.10

12.0 11.7

+710 +850

-120 -130

180.0

1.30

Электрохимическая

(ЭХО)

без реагентов

8.4

+80 -97

3% н^о^

-1.0

+660 +570

3% ШОН

12.8 13.4

-120 -265

11.5

340.0

2.70

Неждапинского месторождения

Химическая

3% Н^О,

3% 1ЧаОН

1.29 1.28

12.3 11.8

+483 +488

-129 -130

89.5

2.1

Электрохимическая

(ЭХО)

без реагентов

6/7 8.4

+80 -97

3% Н2807

-1.9 -1.0

+660 +570

3%ГУаОН

11.8 12.4

-171 -193

11.5

340.0

3.20

* режим обработки: Т:Ж=1:2, 1=30мин., =8 А/л (при ЭХО)

В этих условиях происходит окисление пирита с образованием гематита по уравнению:

2FeS2 + 19Н20 = 4HSO/ + Fe A + 34Н+ + ЗОе (1)

Окисление арсенопирита сопровождается образованием ионов железа (II) и (III), а также HjAsOv.

При щелочной обработке (рН=12,3*11,7; ОВП=-120*-130мВ) окисление пирита сопровождается образованием устойчивой фазы гематита, а арсенопирита - гидроксидов железа (111) и гидроарсенат-ионов HAsO/\

Безреагентное электрохимическое воздействие на сульфиды характеризовалось значением рН=6,5*8,7, изменением ОВП в пределах + 11СК-90мВ. Пирит окисляется с образованием стабильной фазы гематита по уравнению:

2FeS2+ 19Н20 = Fe203 + 4SO,2' + 38Н+ + ЗОе (2)

Для арсенопирита конечными продуктами окисления являются FeAsO^, Fe(OH)3, мышьяковистая кислота, а также Н AsO^2" и H2AsO/.

Комбинирование электрохимических воздействий с кислотной обработкой приводит к снижению рН, усилению окислительных свойств и активизирует растворение промежуточной фазы гематита, образующейся при окислении пирита. Окисление арсенопирита в этих условиях протекает с преобладающим, по сравнению с реагентной обработкой, образованием Fe3+ и меньшим - HjAsO^.

Применение электрохимической обработки в щелочной среде приводит к образованию устойчивой фазы гематита на пирите, изменение последнего происходите образованием магнетита по уравнению: 3FeS, + 28Н20 = Fe.O, + 6SO/ + 56Н+ + 44е (3)

Характерные для данного типа обработки величины ОВП лежат на границе возможного образования обеих фаз. Окисление арсенопирита в этих условиях может сопровождаться образованием как Fe(OH)3, так и Fe(OH),

ИССЛЕДОВАНИЕ ВСКРЫТИЯ УПОРНОГО ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ С ПОМОЩЬЮ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ОБРАБОТКИ

Общая тенденция вскрытия сульфидных руд подтверждается результатами изменений ОВП, рН и концентрации железа в жидкой фазе пульпы при химической и электрохимической обработках пирит-мышьяковистого концентрата.

Изменения ОВП и рН от начального до конечного контакта реагента с рудой происходят более интенсивно при использовании электрохимической обработки, что свидетельствует об усилении процессов окисления и выщелачивания рудных составляющих при наложении электрохимических воздействий на пульпу. В случае выщелачивания руды растворами только H2SOv концентрация ионов железа в жидкой фазе со-

ставляла 150мг/л, а при электрохимическом воздействии в среде Н2507 такой же концентрации - 260 мг/л. Подобная степень растворения при химическом выщелачивании требует в 2,5 раза большей концентрации серной кислоты, чем при электрохимическом (рис.3).

рН Сгв(ыг/л) ОВ11 (м н)

Рис.3. Изменения ОВП (1), рН (2), концентрации железа (3) в жидкой фазе пульпы Воронцовского концентрата при химическом (1,2,3) и электрохимическом (1',2',3') вскрытии в зависимости от концентрации Н^Оу

Расчет оптимальных режимов обработки проводился с использованием метода факторного планирования по Боксу-Уилсону. С помощью этого метода была установлена взаимосвязь различных воздействий на вмещающий золото минеральный агрегат: концентрации реагента (С) и объемной плотности тока (¡у) с условиями их применения, т.е. с продолжительностью обработки (г) и соотношением твердой и жидкой фаз (Т:Ж). Оценка значимости коэффициентов уравнения регрессии показала, что определяющими факторами являются объемная плотность тока и расход кислоты.

В результате анализа эмпирического уравнения были определены оптимальные параметры процесса растворения пиритов и арсенопири-тов для лабораторной установки: С=2-3%, ¡у=8А/л, 1=30 мин., Т:Ж=1:2.

Процесс вскрытия характеризуется интенсивностью выщелачивания мышьяка и железа. Установлено, что в растворах №ОН при одинако-

вых значениях потенциалов мышьяк выщелачивается более интенсивно, чем железо. Максимальное растворение мышьяка и железа приходится на значения потенциала 0,3-0,55В, после чего существует спад выхода металлов в раствор, что объясняется их пассивацией образующейся элементной серой (рис.4).

• ■

^ [Аз, Ре], МГ/Л

Рис. 4. Зависимость выщелачивания Ке (1) и А« (2) от величины потенциала (ср) при электрохимической обработке концентрата месторождения Бакырчик в растворе 3% N8011

Растворение сульфидных минералов в процессе вскрытия, а также разрушение вмещающих карбонатных пород приводят к изменению гранулометрического состава продуктов.

Рассев исходных и обработанных проб концентрата Воронцовского месторождения показал для всех условий вскрытия снижение содержания крупного класса +1,25мм, суммарного - классов -1,25+0,2мм, суммарного - классов-1,25+0,4мм на 3%. В снижении содержания класса -0,4+0,2мм преобладает роль электрохимического воздействия: после комбинированной обработки выход этого класса по сравнению с исходной пробой уменьшился на 6%, а после кислотной - только на 2%. Пропорционально снижению выхода класса -0,4+0,2мм происходит увеличение содержания в пробе класса -0,08+0,063мм; на увеличение выхода мелкого класса -0,063мм основное воздействие оказывает кислотное выщелачивание.

Установлено, что и для концентрата Нежданинского месторождения наибольшее снижение содержания крупных и соответствующий прирост содержания мелких классов происходит в условиях химико-

электрохимической обработки. Электрохимическая обработка оказывает влияние на снижение содержания класса -1,25+0,4мм на 7% и прирост содержания классов -0,08+0,063мм , -0,63мм соответственно на 5% и 4%.

Некоторые различия в изменении гранулометрического состава наряду с особенностями распределения минералов по классам крупности объясняются характером расположения зон карбонатной цементации и условиями растворения пирита, преобладающего в Воронцовском концентрате и арс;?нопирита - в Нежданинском.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ВСКРЫТИЕ УПОРНЫХ

ПИРИТ-МЫШЬЯКОВИСТЫХ РУД и ОПЫТНО-ПОЛУПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

Разупрочнение минеральной матрицы при химическом и электрохимическом вскрытии облегчает доступ цианидного раствора к поверхности золотин, тем самым, интенсифицируя процессы извлечения золота в раствор. Результаты последующего за вскрытием цианирования показывают (табл.4), что предварительное вскрытие различными методами позволяет повысить извлечение золота до 67,3-84,7%, причем максимальный эффект получен при комбинированной химико-электрохимической обработке.

Таблица 4

Влияние типа и параметров электрохимических воздействий на

цианидное извлечение золота из Неяоданинского концентрата

Тип вскрытия Условия ^ обработки* Извлечение золота (%)

без вскрытия 50.5-55.2

химический в растворе 2% Нг80^ 76.2

в растворе 3% 78.2

в растворе 3% ШОН 67.3

электрохимический без реагентов (в воде); ¡у=8А/л; 11= 17В 81.8

в растворе 2% Н^О,; ¡у=8 А/л; и=5 В 82.6

в растворе 3% Н^О/ ¡у=8 А/л; и=4 В 84.7

в растворе 2% ^ОН; ц,=8 А/л; 1>6 В 79.6

в растворе 3% №ОН; !у=8 А/л; и=5 В 84.1

* для всех видов вскрытия Т:Ж=1:2, время обработки 1=30 мин.

Извлечение золота при кислотной электрохимической обработке составляет 84,7%, а интенсификация процесса цианирования предварительным электрохимическим вскрытием в среде 3% ЫаОН позволяет

получить выход по золоту 84,1%- Несмотря на некоторое снижение извлечения золота (по сравнению с электрохимической кислотной обработкой), электрохимическая обработка в щелочной среде более предпочтительна по экологическому критерию, так как происходит образование в кеках нерастворимого мышьяковистого осадка - скородита.

В ходе опытно-полупромышленных испытаний были получены данные по закислению золотосодержащей горной массы месторождения Бакырчик. Подобное закисление необходимо осуществлять для подавления депрессантов, прежде всего органического вещества.

Зависимость закисления имеет практически линейный характер. Соотношение Т:Ж, время процесса и расход кислоты определяются преимущественно кислотоемкостью руд.

Переработку упорной золотосодержащей руды (общей загрузкой 500кг) осуществляли в четырех перколяторах, изготовленных из полиэтиленовых труб, снабженных графитовыми электродами.

Для дополнительного вскрытия золотосодержащих сульфидов вели 14-ти часовую электрохимическую обработку при объемной плотности тока =0,9-1,5 А/л.

Затем в течение 96-ти часов производили цианирование (при концентрации цианида натрия 0,15%) с последующим осаждением металла на активированном угле.

В результате использования дополнительного электрохимического вскрытия извлечение золота увеличилось с 60,8% (при использовании процесса химического выщелачивания) до 78,2%.

На основе исследования методов электрохимического вскрытия упорных руд и опытно-полупромышленных испытаний разработана принципиальная технологическая схема кучного электрохимического выщелачивания (рис.5).

Возможность использования технологии кучного электрохимического выщелачивания и ее конкурентоспособность определялись по разработанной и апробированной методике сравнительной экономико-математической оценки различных геотехнологий. Проанализированы геотехнологические способы освоения многолетнемерзлой глубоко погребенной россыпи: подземная отработка с извлечением золота на обогатительной фабрике методом флотационного разделения минеральной массы с последующей плавкой "золотой головки"; ее отработка методами кучного выщелачивания, шахтного подземного выщелачивания, скважинного подземного выщелачивания и рассчитаны основные показатели по технологии кучного электрохимического выщелачивания.

Методика позволяет произвести сопоставление всех существующих технологий на основе определения синтезирующего показателя, включающего в себя групповой технологический показатель (извлечение золота, полнота отработки запасов, производство золота в

Руда

"Г"

(Дробление

Грохочение

На площадку КВ

Отсыпка штабеля КВ

1

Г

* "2 Закисление руды у

Н?Э04

~н]о

на доукрепление

\ Промывка штабеля КБ

отстоиник

Ыаон

X Электрохимическое вскрытие тонкодисперсного Аи

известь Ре, Аэ^/

обработка электротоком массива КВ ^—

Г

известь

Ее, Аэ

Подача NaCN

Комбинированное электрохимическое выщелачивание Аи

бедные растворы в оборот на доукрепление

Сорбция на смоле

маточники в оборот на доукрепление

насыщенный сорбент

Десорбция

элюат Электролиз

смола^

Регенерация

электролиз, промывание ¿раствора

Катодный осадок на переработку

Рис. 5. Принципиальная технологическая схема интенсификации кучного выщелачивания упорных золотосодержащих руд

год) и стоимостную оценку (себестоимость получения 1 г металла). Для чего определяются пороговые значения и весомость технологических параметров и рассчитываются коэффициенты их использования. По итоговым показателям можно выбрать оптимальную для конкретного предприятия технологию получения металла. Наибольший синтезирующий показатель определен для технологии кучного электрохимического выщелачивания.

Приведенные расчеты и маркетинговые исследования по использованию технологии кучного электрохимического выщелачивания упорных золотосодержащих руд вошли в бизнес-план, разработанный для предприятий межгосударственного концерна "Южполиметалл". Результаты диссертационной работы приняты к внедрению этим концерном.

ВЫВОДЫ

На основе выполненных в работе комплексных теоретических и экспериментальных исследований автором научно обоснован механизм разупрочнения минеральной матрицы сульфидов, обеспечивающий решение важной прикладной задачи, заключающейся в переработке упорных золотосодержащих руд и продуктов их обогащения комбинированным химико-электрохимическим методом кучного выщелачивания.

Основные научные и практические результаты диссертации состоят в следующем:

1. На основе комплексного изучения морфомегрических, физико-химических и структурных свойств сульфидов научно обоснована эффективность электрохимической обработки упорных золотосодержащих пирит-мышьяковистых руд в процессе их кучного выщелачивания.

2. Разупрочнение золотосодержащего агрегата в условиях комбинированного химико-электрохимического вскрытия протекает как за счет выщелачивания, так и за счет образования новых фаз и микротрещин в кристаллической решетке сульфида, что в комплексе обеспечивает увеличение проницаемости от 2 до 6 раз.

3. Объемная плотность тока является основным фактором электрохимической обработки суспензий, определяющим образование новых фаз и микротрещин.

4. Разработана технология кучного выщелачивания упорных пирит-мышьяковистых руд и концентратов, включающая предварительное закисление, электрохимическое вскрытие и цианидное выщелачивание, позволяющая повысить извлечение золота на 18%, снизить расход реагентов на 20% и сократить время реагентной обработки на 5%.

5. Разработана и апробирована методика сравнительной экономико-математической оценки различных технологий получения золота и на ее основе показана эффективность применения электрохимической обработки в условиях кучного выщелачивания.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Актуальные вопросы добычи цветных, редких и благородных металлов. - Акмола: Жана-Арка, 1995. - 602 с. (соавторы Бубнов В.К., Голик В.И., Капканщиков A.M., Воробьев А.Е. и др.).

2. Способ кучного электрохимического выщелачивания металлов: Патент по заявке 95105621, 1996 (соавторы Воробьев А.Е., Сазонов А.Г. и др.).

3. Перспективы использования электрохимических воздействий для совершенствования геотехнологических методов переработки упорных золотосодержащих руд //Тезисы докладов III Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле". - М.: МГГА, 1997. -С.90-91 (соавтор А.А.Федоров).

4. Способ кучного электрохимического выщелачивания руд: Патент 2062869 РФ, БИ 18, 1996 (соавторы Чантурия В.А., Воробьев А.Е. и др.).

5. Способ кучного электрохимического выщелачивания руд: Патент по заявке 96105526, 1997 (соавторы: Чантурия В.А., Воробьев А.Е., Федоров A.A.).

6. Классификация штабелей кучного выщелачивания металлов //Горный журнал N3, 1997. - С. 36-42 (соавтор Воробьев А.Е.).

7. Способ электрохимического выщелачивания руд: Патент по заявке 94038611, 1997 (соавторы Воробьев А.Е., Голик В.И. и др.).

8. Электрохимическая интенсификация процесса вскрытия упорных золотосодержащих руд //Горный журнал, N8 (в печати), 1997 (соавторы: Чантурия В.А., Федоров A.A. и др.).

Лицензия ЛР N 21037 от 8 февраля 1996 г. Подписано в печать 5 пиши 1997 г. Формат 60x84 1/16. Бумага «АпЦсш РгоГеввюпаЪ). Печать офсетная. Объем 1 и.л. Тираж 100 зю. Заказ N25.

Издание ИПКОН РАН 111020 г.Москва, Крюковский туп., 4