автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Повышение извлечения золота в технологии автоклавного оксиления концентратов "двойной упорности" путем предварительной термической обработки

9 15-5/523

На правах рукописи ПОЛЕЖАЕВ Сергей Юрьевич

ПОВЫШЕНИЕ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА В ТЕХНОЛОГИИ АВТОКЛАВНОГО ОКИСЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАТОВ «ДВОЙНОЙ УПОРНОСТИ» ПУТЕМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2015

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Научный руководитель -

доктор технических наук, доцент

Черемисина Ольга Владимировна

Официальные оппоненты:

Набойченко Станислав Степанович - доктор технических наук, профессор, ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», кафедра металлургии тяжелых цветных металлов, заведующий кафедрой

Жуков Станислав Викторович • кандидат технических наук, ООО «Омега», ведущий химик

Ведущая организация - ООО «Институт Гипроникель»

Защита состоится 28 сентября 2015 г. в 14 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.03 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106, г. Санкт-Петербург, 21 линия, д.2, ауд. 1171а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный» и на сайте www.spmi.ru.

Автореферат разослан 17 июля 2015 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

Бричкин Вячеслав Николаевич

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Россия является одним из крупнейших производителей золота в мире, что вызывает заметное исчерпание разведанных запасов и необходимость динамичного развития минерально-сырьевой базы золотодобычи. При этом в производственный оборот приходится вовлекать руды с низким содержанием золота, высокой упорности, сложного химико-минералогического состава, расположение которых относится к труднодоступным районам. Вследствие этого возникает целый ряд задач, связанных с разработкой современных технических решений для переработки руд такого типа и в конечном итоге повышения эффективности их переработки с учётом современных требований по энергоэффективности, расходу материалов и экологической безопасности производства.

В настоящее время известны и находят применение в мировой золотоизвлекательной промышленности три основные технологии для вскрытия золотосодержащих концентратов высокой упорности. К ним относятся окислительный обжиг, бактериальное окисление и автоклавное окисление (АО) руд и концентратов. В современной заводской практике наибольшее развитие получили автоклавные процессы переработки упорного золотосодержащего сырья. Применение автоклавно-гидрометаллургической технологии позволяет наряду с достижением высоких технико-экономических показателей свести к минимуму воздействие производственных факторов на окружающую среду.

Многочисленные исследования зарубежных и российских ученых посвящены исследованиям в области теории и практики автоклавного окисления сульфидных золотосодержащих руд и концентратов, в том числе содержащих углистое вещество, среди которых следует выделить работы И.Н. Масленицкого, Л.В. Чугаева, Я.М. Шнеерсона, С.С. Набойченко, М.А. Меретукова, Г.Л. Симмонса, Ж.Д. Миллера, К.А. Флеминга, Г.В. Седельниковой и других ученых. Однако значительный круг вопросов, связанных с повышением производственных показателей извлечения золота при переработке концентратов «двойной упорности», определением условий формирования

его потерь и разработкой технических решений, обеспечивающих повышение степени извлечения золота, нуждается в дальнейших исследованиях и разработках.

Цель работы. Определение влияния окисленной формы золота в упорных рудах на степень его извлечения в процессе автоклавного окисления сульфидных концентратов с высоким содержанием углистого вещества и разработка технических решений, обеспечивающих повышение извлечения золота при переработке золотосодержащего сырья.

Задачи исследования:

1. Разработка методики определения окисленной формы золота в различных по составу и степени упорности золотосульфидных рудах и концентратах с использованием метода автоклавного окисления и последующего селективного выщелачивания окисленного золота растворами сульфита натрия.

2. Изучение влияния различных форм золота на степень его извлечения при проведении операции цианирования твердых остатков, получаемых в процессе автоклавного окисления.

3. Исследование влияния термической обработки исходных концентратов на степень извлечения золота из получаемых в процессе автоклавного окисления твердых остатков.

4. Выявление содержания окисленного золота в исходных концентратах и условий подавления сорбционной активности углистого вещества в ходе термической обработки в окислительных и инертных средах при температурах 250-700°С.

5. Определение технологических параметров процесса предварительной термической обработки концентратов, обеспечивающей максимальное извлечение золота при использовании стандартной операции цианирования.

Методы исследований

Экспериментальные исследования проводились на базе лабораторий кафедры металлургии (Горный университет) и ООО «НИЦ Гидрометаллургия». Лабораторные исследования процессов термической обработки и автоклавного окисления золотосодержащих концентратов проводились в автоклавах Buchi Glas Uster (Швейцария) и

Premex. Определение химического состава проб выполнялось физико-химическими методами анализа: гравиметрическим, спектральным методом на атомно-эмиссионном спектрометре iCAP 6000 и на масс-спектрометре ICP-MS 7700х с индукционно связанной плазмой; на КФК спектрометре LEKI SS2107 и ИК-спектрометре LECO SC-144DR, методами титриметрии и потенциометрии (с ион-селективным электродом). Для подготовки проб к анализу использовалось весоизмерительное оборудование (Sartorius, Leki и Mettler Toledo). Измельчение проб проводили в шаровой планетарной мельнице «Pulverisette 6». Гранулометрические характеристики твердых материалов изучались с помощью лазерного анализатора частиц «Analyzette 22» производства фирмы Fritsch. Обработка полученных результатов лабораторных исследований проводилась с использованием программного пакета Excel, Qtiplot, термодинамические расчеты проводились с использованием программы HSC Chemistry® 7.0.

Научная новизна работы:

1. Разработана методика диагностики и количественного определения химических форм золота в различных по составу золотосодержащих сульфидных рудах и концентратах.

2. Выявлена преобладающая химическая форма золота в упорных концентратах отечественных месторождений: Маломыр, Кючус, Змеинное, Попутнинское.

3. Установлен дополнительный фактор, приводящий к снижению извлечения золота из концентратов «двойной упорности» в ходе автоклавного окисления, являющимся окисленной формой золота.

Практическая значимость работы:

1. Методика определения окисленного золота является необходимым для изучения условий, механизма и закономерностей формирования месторождений сульфидных золотосодержащих руд, а также позволяет дать оценку качества золотосодержащих концентратов.

2. Определены технологические режимы (температура, атмосфера, продолжительность обработки) проведения термической обработки золотосодержащих концентратов «двойной упорности», позволяющие повысить извлечение золота на 2-15% из твердых остатков автоклавного окислительного выщелачивания.

3. Проведение предварительной термической обработки золотосодержащих концентратов снижает сорбционную активность угле-родсодержащего вещества, что позволяет понизить технологические требования к используемой технической воде по содержанию хлорид-иона в процессе автоклавного окисления.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов обеспечена применением современных методов анализа, сходимостью теоретических и экспериментальных результатов, большим объемом экспериментальных лабораторных исследований.

Апробация полученных результатов. Результаты теоретических и экспериментальных исследований обсуждались на конференциях «Полезные ископаемые России и их освоение» (Санкт-Петербург, Горный университет, 2012-2014гг.); на V Международном конгрессе и выставке «Цветные металлы-2013» (Красноярск, 2013 г.); на Международной заочной научно-практической конференции «Современные тенденции в образовании и науке» (Тамбов, 2013 г.); на 20-м Международном конгрессе и выставке ALTA 2014 (Австралия, Перт).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 2 работы в журналах, рекомендованных ВАК Ми-нобрнауки России.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность и признательность за помощь в подготовке диссертационной работы генеральному директору Научно-исследовательского центра «Гидрометаллургия», доктору технических наук, профессору Шнеерсону Я.М., ведущему научному сотруднику, кандидату технических наук, Чугаеву J1.B., а также научному руководителю, заведующей кафедрой общей и физической химии Горного университета, доктору технических наук Черемисиной О.В.

Личный вклад автора заключается в проведении термодинамических расчетов значений окислительно-восстановительных потенциалов процессов образования комплексных соединений золота в хло-ридных системах, в организации и проведении экспериментальных исследований процессов термической обработки и автоклавного окисле-

ния упорных золотосульфидных руд, обработке и обобщении полученных результатов, а также их апробации и подготовке к публикации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 132 страницах машинописного текста. Работа содержит 18 рисунков, 30 таблиц, список литературы из 132 наименований, 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований, изложена цель работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, а также научная новизна работы.

В первой главе проведен анализ современного состояния добычи золота в мире, дана краткая характеристика существующих методов переработки упорного золотосодержащего сырья, подробно рассмотрены схемы переработки сульфидных материалов методом высокотемпературного автоклавного окисления, обсуждаются данные, имеющиеся в литературе относительно влияния углеродсодер-жащего вещества на степень извлечения золота в процессе автоклавного окисления. Сформулированы научные и практические задачи диссертации.

Во второй главе рассмотрены способы количественного определения окисленной формы золота. Разработана методика диагностики и количественного определения химических форм золота в различных материалах: рудах, концентратах, основанная на использовании метода автоклавного окисления и последующего селективного выщелачивания окисленного золота водными растворами сульфита натрия. Данная методика апробирована на образцах 12 различных концентратов, полученных в процессе обогащения золотосодержащих руд отечественных месторождений: Олимпиаднинское, Мало-мыр, Пионер, Змеиное, Кючус, Попутнинское, Новые пески, Таесеев-ское, Албазино.

В третьей главе показано влияние окисленной формы золота в концентратах на показатели его извлечения из твердых остатков, получаемых в процессе автоклавного окисления, при проведении операции цианирования. Выявлен механизм формирования потерь золота в ходе процесса АО концентратов «двойной упорности».

В четвертой главе приведены результаты термической обработки исследуемых концентратов, предшествующей проведению процесса АО, показано количественное изменение окисленного золота в изучаемых процессах, определены оптимальные параметры процесса термической обработки, позволяющей повысить степень извлечения золота из концентратов отечественных месторождений с различным содержанием органического углерода.

Заключение отражает обобщенные выводы и рекомендации по внедрению полученных результатов исследований в соответствии с целью и решенными задачами.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Простым и достоверным способом количественного определения окисленной формы золота в сульфидных минералах и продуктах автоклавного окисления является выщелачивание сульфитными растворами, основанное на свойстве сульфит-иона образовывать растворимые прочные комплексные соединения только с окисленным золотом.

Согласно литературным данным золото(+1) образует с сульфит-анионом прочный комплекс состава [Аи(80з)г]3" (^Р = 30,1), а окислительно-восстановительный потенциал золота в растворе, содержащим сульфит-ионы, составляет +0,105 В.

В отличие от других известных лигандов, используемых для связывания золота при его растворении, таких как цианидные, тио-сульфатные, тиоцианатные и хлоридные анионы (в последнем случае в присутствии СЬ), сульфит натрия не растворяет металлическое золото, хотя анион БОз2" образует с золотом(+1) достаточно прочный комплекс. Это свойство сульфитного лиганда - образовать растворимое комплексное соединение только с окисленным золотом, не затрагивая при этом металлического, позволяет использовать растворы сульфита натрия для селективного выщелачивания окисленного золота.

Методика определения окисленного золота предполагает проведение процесса автоклавного окисления упорного золотосодержащего концентрата в кислой среде под давлением кислорода.

Во избежание возможного образования хлоридных комплексов золота в жидкой фазе в автоклаве содержание ионов С1~ должно

быть минимальным (<5 мг/л). Это условие обычно выполняется, если использовать дистиллированную воду. Перед проведением процесса АО концентрат целесообразно обработать кислым раствором (рН = 1,5-2,0) для разрушения карбонатов. Процесс ведется при температуре 200-225 °С и давлении кислорода 0,5-0,7 МПа. Для концентрата обычной флотационной крупности (80 % класса -74+0 мкм) продолжительность процесса АО не превышает 30-60 мин. Окончание процесса определяется по прекращению потребления кислорода.

Находящееся в сульфидах тонкодисперсное металлическое золото (в том числе и в виде наночастиц) освобождается от связи с сульфидами и в неизмененном виде (Аи°) переходит в твердый остаток, получаемый в процессе автоклавного окисления. Золото, находящееся в исходном материале в окисленной форме (Аи+|), также полностью переходит в автоклавный остаток, не изменяя при этом своей степени окисления.

После проведения АО полученную пульпу перемешивают (кондиционируют) в течение 2-х часов при температуре 95 °С без доступа кислорода. При этом происходит растворение основного сульфата железа, что существенно облегчает проведение последующей операции цианирования (уменьшаются колебания рН и концентрации цианид-иона, сокращается расход извести). Пульпу отфильтровывают, твердый остаток промывают водой и подвергают выщелачиванию раствором сульфита натрия. Сульфитное выщелачивание проводят водным раствором №г80з концентрацией 80- 100 г/л при температуре 90 - 95 °С в течение 10-20 мин. Количество золота, содержащегося в сульфитном растворе, отвечает содержанию окисленной формы металла.

Данная методика была опробована на образцах 12 концентратов. Испытания проводились по схеме, изображенной на рисунке 1.

Цианирование I исходных концентратов проводили для определения свободного (цианируемого) золота. Флотоконцентраты подвергали операции цианирования в течение 24 ч при содержании твердой фазы в пульпе 20-30 %, концентрации цианида натрия 0,2 - 0,05 %, рН 10- 10,5 в присутствии слабоосновного макропористого сорбента АМ-2Б (5 объем.%). Гравиоконцентрат подвергли интенсивному ци-

анированию в течение 24 часов при подаче кислорода с использованием 2,0 % раствора цианида натрия и 0,5% раствора едкого натра в отсутствие сорбента, что гарантировало полное растворение металлического золота.

Автоклавное окисление исходного концентрата и сульфитное выщелачивание автоклавного остатка проводили в условиях, описанных выше. Цианирование II автоклавных остатков проводили так же, как цианирование I (для гравиоконцентрата - интенсивное цианирование).

Сульфидный золотосодержащий концентрат

ЫаСКСаО сорбент, воздух

Цианирование I (сорбпиоиное идя интенсивное)

сорбент, раствор (анализ на Аи)

(о.)

N804. СаО сорбент, воздух

_=1-

твердый остаток (анализ на Аи) (100-а,)

Цианирование II (сорбпиоиное или интенсивное)

кислород

Автославное окисление

X

Кондтшоннрованне

твердый остаток (анализ в а Аи)

раствор

на нейтрализацию и сброс

Л.

N8:50;

Сульфитное выщелачивание

сорбент, раствор (анализ на Аи)

(01)

твердый остаток (анализ на Аи) (100-а,)

раствор твердый остаток (анализ на Аи) (анализ на Аи)

(а.) (100-а,)

Рисунок 1 - Схема проведения экспериментальных исследований

Полученные результаты, представленные в таблице 1, показывают извлечение золота (в % от содержания в исходном концентрате) по отдельным операциям схемы 1 и позволяют рассчитать долю золота, содержащегося в концентратах в различных формах (Рисунок 2).

Таблица 1 - Степень извлечения золота а по операциям в % от исходного содержания золота в концентратах___

№ Концентраты месторождений 01 аг. аз,

1 Пионер 35 99 43

2 Змеиное 36 99 61

3 Новые Пески 93 97 1

4 Тасеевское - гравио 72 99,5 10

5 Тасеевское-флото 61 97 20

6 Попутнинское 15 99 70

7 Кючюс 1 96 95

8 Маломыр К21 8 92 84

9 Маломыр К24 10 90 80

10 Маломыр К29 5 82 77

11 Олимпиадинское 33 96 53

12 Албазино 5 99 44

си - при проведении операции цианирования

а.2 - при проведении операции цианирования после процесса АО

аз - окисленного золота, в процессе выщелачивания раствором сульфита

натрия после процесса АО

Из приведенных результатов видно, что золото в значительных количествах присутствует в восьми из двенадцати исследованных концентратах в окисленной форме, при этом в 6 - эта форма является преобладающей (месторождения: Змеиное, Попутнинское, Кючус и Маломыр). Содержание тонкодисперсного золота в концентратах колеблется в пределах 0-50%. Так, если в концентрате месторождения Албазино на его долю приходится 50% всего золота, то в концентратах месторождений Змеиное, Кючус, Маломыр и Новые Пески оно практически отсутствует. Следует заметить, что граница между свободным и тонкодисперсным золотом довольно условна и зависит от крупности концентрата. Для большинства концентратов обычной флотационной крупности эта граница, по-видимому, близка к 5-10 мкм, но при более тонком помоле она, естественно, сдвигается в меньшую сторону. Поэтому в зависимости от крупности исследуемого концентрата соотношение между свободным и тонкодисперсным золотом может несколько изменяться.

Среди концентратов с малой долей доступного для цианирования золота, содержание окисленной формы изменятся в широком

■ аЭ

■ а4

Маломыр Маломыр Маломыр Олимпиа К21 КЗ 4 К 29 динское '

а1 - металлическое (свободное) золото Аи° в виде относительно крупных зерен аз - окисленное золото Аи+|, выщелачиваемое сульфитом натрия после процесса АО оц - тонкодисперсное металлическое золото Аип

аг - извлечения золота при проведении операции цианирования после процесса АО

Рисунок 2 - Содержание различных форм золота в концентратах

диапазоне - от 40 до 95%. Из сравнения доли окисленной формы золота и доли упорного золота видно, что окисленное золото составляет большую от упорного золота. Вероятно, основными факторами, влияющим на состояние упорного золота, являются условия формирования месторождения и стадия его развития.

2. Фактором значительною снижения извлечения золота при переработке методом автоклавного окисления концентратов «двойной упорности» является совокупность условий: наличие органического углерода, содержание хлорид-ионов в водной фазе пульпы, загружаемой в автоклав, и окисленной формы золота в сульфидных концентратах.

Переработка автоклавным методом концентратов «двойной упорности» значительно осложняется присутствием хлорид-ионов в

пульпе, загружаемой в автоклав. В условиях автоклавного окисления (высокая температура, высокий окислительно-восстановительный потенциал) металлическое золото в присутствии ионов С1~ может окисляться и переходить в раствор в виде тетрахлороаурат-иона АиСЬ":

4Аи + 3<Э2+16С1+12Н+ — 4АиС14" + 6Н2О (1)

Комплексное соединение золота адсорбируется на поверхности углистого вещества и восстанавливается до металла по реакции: 4АиС14"+ 6Н20 + ЗС 4Аи + 16С1 + 12Н+ + ЗС02 (2) Присутствие активного углистого вещества в материале вызывает необратимые потери золота вследствие сорбционного эффекта. Часть золота, сорбированного органической составляющей концентратов, в процессе автоклавного окисления, не извлекается при цианировании твердых остатков.

С целью выяснения значимости окисленной формы золота в формировании потерь золота при автоклавном вскрытии углистых концентратов проведена серия экспериментов, в которых к исходным концентратам добавляли углеродсодержащий материал. В качестве последнего использовали высокоуглистый продукт, выделенный из руды месторождения Нежданинское. Чрезвычайно высокое содержание в нем углистого вещества (Сорг=19%) позволило при добавке всего 5 г этого продукта к 95 г концентрата получать смеси с содержанием Сорг 1,1-1,3%. Автоклавное окисление концентратов проводили в присутствии 20 мг/л хлорид-ионов.

Из полученных результатов, представленных в таблице 2, видно, что одна и та же добавка углистого вещества к различным концентратам приводит к сильно различающимся результатам. Важно при этом то, что между падением извлечения золота и долей окисленной формы золота в концентрате наблюдается явная корреляция. Чем больше золота в окисленной форме в концентрате, тем сильнее снижает извлечение золота из этого концентрата добавка углистого вещества и хлорид-иона (Рисунок 2). Например, для концентрата месторождения Новые Пески, в котором окисленное золото практически отсутствует, добавка углистого вещества снизила извлечение золота

всего на 1%. В то же время для концентратов месторождения Мало-мыр и Попутнинское, где окисленное золото является преобладающей формой, уменьшение извлечения золота составило 55-60%.

Таблица 2 - Извлечение золота из концентратов с повышенным содержанием углистого вещества в присутствии 20 мг/л хлорид-ионов

№ Концентраты месторождений аз, % а220, % а2см+20, % Д1 = а220 -а2см+20, %

1 Пионер 43 99 77 22

2 Новые пески 1 97 96 1

3 Тасеевское - флото 20 95 85 10

4 Попутненское 70 93 42 51

5 Маломыр К21 84 86 29 57

аз - степень окисленного золота, выщелачиваемого сульфитом из твердых остатков АО;

аг20 -степень извлечения золота в процессе цианирования в присутствие 20мг/л СГ в процессе АО;

И2см+2о_ степень извлечения золота в процессе цианирования в присутствие 20мг/л СГ и 5 масс.% концентрата месторождения Нежданинское в процессе АО;

Д| - снижение степени извлечения золота в процессе цианирования при добавке 5масс.% концентрата месторождения Нежданинское в процессе АО

_во

Маломыр К21

□

Попутненсное

| 40

5 30

X

v 20

I 10

Графическая зависимость снижения извлечения золота из концентратов с увеличением доли окисленной формы золота представлена на рисунке 2.

Согласно результатам эксперимента, в формировании «потерь» золота при использовании автоклавной технологии содержание окисленного золота в концентратах является не менее важным фактором, чем содержание углистого вещества и хлорид-ионов.

_ - ** Пионер

Тасеевсное - флото „'** Новые песии

20 40 60 во 100

Содержание окисленного Аи в концентрате (%)

Рисунок 2 - Корреляция между содержанием окисленной формы золота в концентратах и снижением степени извлечения его из концентратов в присутствии углеродистого ком-

3. Термическая обработка перед автоклавным окислением при Т=300-400°С золотосодержащих концентратов «двойной упорности» с содержанием органического углерода 0,5-4,9% повышает извлечение золота на 3-15% за счет уменьшения сорб-ционной активности углистого вещества и позволяет снизить технологические требования к используемой технической воде по содержанию хлорид-иона в процессе автоклавного окисления.

Наличие углистого вещества в концентратах и его бесспорного влияния на показатели извлечения золота явилось основанием для проведения исследований по изучению возможности предварительной термической деструкции углистого вещества и переводе его в форму, неактивную (или менее активную) при последующем автоклавном окислении золотосодержащего концентрата.

Для определения влияния температуры термической обработки (ТО) на показатели извлечения золота при цианировании была проведена серия экспериментальных исследований в интервале от 300 до 700 °С с последующим автоклавным окислением. Термическую обработку проводили в инертной среде, подавая азот в реактор. Результаты экспериментов представлены на рисунке 3.

При термической обработке до температур 400-500 °С степень извлечения золота увеличивается на 4 % вплоть до 95%. При

температуре выше 500 °С наблюдается существенное уменьшение степени извлечения золота при проведении последующей операции цианирования. Температурная обработка при 700 °С понижает степень извлечения до 71,8%.

Для установления влияния технологических условий в процессе термической обработки золотосодержащих флотоконцентратов исследовали соответствующий процесс термообработки в атмосфере воздуха. Согласно полученным

100.0

95.0

*

90,0

ш

X 85,0 £ 80,0 75.0 70,0

95,1

.87,6

бе,терм обработ.

300 400 500 600

Температура обработки, "С

Рисунок 3 - Влияние температуры ТО концентрата месторождения Маломыр КЗО на степень извлечения Аи при цианировании твердых остатков, полученных в процессе АО

экспериментальным данным, представленным на рисунке 4, наибольшее значение степени извлечения золота из флотоконцентратов наблюдается после термической обработки в температурном интервале 300-350 °С. Дальнейший рост температурной обработки до 400 °С не приводит к существенному повышению извлечения золота.

В таблице 3 представлен химический состав основных компонентов концентрата месторождения Маломыр К30, подвергшемся термической обработке в атмосфере воздуха и степень извлечения золота из твердых остатков АО в процессе цианирования. Из экспериментальных данных видно,

94,2

94,5

5

89,0

что в исследуемом интервале температур не происходило окисление сульфидных минералов, химический состав концентрата незначительно отличается от такового лишь после температурной обработки при 400 °С. Степень окисления органического углерода, практически, не изменялась и в пределах погрешности анализа составляла 1-7%. Таблица 3 - Химический состав концентрата месторождения Маломыр К29, подвергшемся ТО в

без терм, обработ

250 300 350

Температура обработки, *С

Рисунок 4 - Влияние температуры ТО концентрата месторождения Маломыр К30 в воздушной атмосфере на степень извлечения Аи при цианировании твердых остатков, полученных в процессе АО

то Химический состав кека (%) после ТО Извлечение золота при цианировании кека, %

т °с т мин Авцбш Рбобш So6m SstM Собщ Сорг Выход кека, % Степень окисления С„,%

без ТО 9,7 23,7 21,0 0,3 1,47 1,06 100 0 91,0

250 180 10,1 23,5 22,1 0,4 1,37 1,01 98,7 6,0 92,9

300 180 10,5 24,4 22,8 0,4 1,36 1,03 98,4 4.4 94,2

350 180 10,2 23,5 21,9 0,5 1,38 1,06 98,7 1,3 93,9

400 180 9,9 24,0 19,7 1,0 1,32 1,01 97,5 7,1 94,5

Согласно полученным экспериментальным результатам в качестве оптимальной температуры обработки концентрата в атмосфере воздуха выбрана Т=350 °С.

Для определения влияния продолжительности термической обработки концентратов на последующее извлечение золота из кеков

83,0

81,0

*

э 79,0

<

01 X 77,0

г

1 75,0

5

£ 73,0

71,0

АО исследовали соответствующий процесс во временном интервале от 15 до 180 мин. Полученные экспериментальные данные представлены на рисунке 5.

81,б__Увеличение времени температурной обработки до 60 мин повышает степень извлечения золота из твердых остатков процесса АО до 91,9%, дальнейшее увеличение времени не приводит к значительным изменениям степени извлечения.

Влияние термической обработки было исследовано на концентратах месторождений Олимпиднинское, Майское 1, Майское 2 при следующих параметрах: температура обработки 350 °С, атмосфера воздуха, время обработки 180 минут. Экспериментальные результаты представлены в сводной таблице 4.

Таблица 4 - Сравнение значений степени извлечения золота из образцов соответствующих концентратов без и с использованием

бе> герм, обработ.

Время обработки, мин.

Рисунок 5 - Влияние времени ТО на степень извлечения золота из концентрата месторождения Маломьт К29 иианидным способом

Концентрат месторождения Исх. Сорг» % Извлечение Аи операцией цианирования из кеков, % Аз, % Степень окисления С0Рг при ТО, %

без ТО с ТО

Маломыр КЗО 1,1 91,0 93,9 +2,9 1,3

Малом ыр К29 1,8 81,9 92,2 + 10,3 10,3

Олимпиаднинское 1,0 98,0 97,6 -0,4 3,4

Майское 1 4,7 59,6 75,6 + 16,0 24,1

Майское 2 0,5 93,2 97,6 +4,4 33,7

Дг - разница между значениями извлечения золота с проведением ТО и без

Согласно полученным данным предварительная термическая обработка концентрата перед АО позволяет повысить степень извлечения золота из твердых остатков практически во всех исследуемых

концентратах. Наибольшее повышение степени извлечения на 16 % получено при использовании концентрата месторождения Майское 1 с максимальным содержанием углистого вещества Сорг=4,9% по сравнению с изучаемыми образцами, несмотря на абсолютное значение степени извлечения 75,6%.

В работе исследовали влияние добавки хлорид-иона в пульпу, загружаемую в автоклав перед проведением процесса автоклавного окисления, на показатели извлечения золота из кеков с предварительной термической обработкой концентрата и без нее. Эксперименты проведены с концентратами месторождений Маломыр КЗО и Мало-мыр К29. Для этих целей использовали:

1) базовый - исходный концентрат без проведения ТО, без добавления раствора NaCl в водную фазу пульпы, загружаемую в автоклав;

2) исходный концентрат без проведения ТО, но с добавкой NaCl в водную фазу пульпы;

3) исходный концентрат, подвергшийся ТО и АО с добавкой NaCl в водную фазу пульпы.

Термическую обработку проводили при температуре 350 °С в атмосфере воздуха и в течение 180 мин. Полученные результаты представлены в таблице 5. Присутствие хлорид-ионов в водной фазе пульпы приводит к резкому снижению степени извлечения золота приблизительно на 20% для исследуемых образцов (концентратов).

Таблица 5 - Влияние добавки хлорид-ионов на степень извлечения золота с использованием и без процесса термической обработки

Концентрат «Маломыр КЗО» Концентрат «Маломыр К29»

№ Условия опыта Cci- в растворе АО, мг/л Извлечение Аи, % Cci- в растворе АО, мг/л Извлечение Аи, %

1 базовый 2,2 91,1 4,6 81,9

2 добавка С1~ 26,4 70,6 27,6 59,6

3 ТО + доб. СГ 36,0 82,0 33,2 76,1

Предварительная ТО позволила сократить снижение извлечения золота из концентрата месторождения Маломыр КЗО до 9,1%, из концентрата месторождения Маломыр К29 до 5,8%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты выполненных исследований состоят в следующем:

1. Разработана методика определения различных форм (окисленного, тонкодисперсного, свободного) золота в сульфидных минералах.

2. Установлено, что окисленное золото в значительных количествах присутствует в восьми из двенадцати исследованных концентратов, при этом в шести, оно является преобладающей формой (концентраты месторождения Змеиное, Попутнинское, Кючюс и Мало-мыр К21, Маломыр К24, Маломыр К29). Содержание тонкодисперсного золота в концентратах колеблется в пределах 0-50%.

3. Выявлена значимость окисленной формы золота в формировании его «потерь» при окислении в автоклаве концентратов, содержащих углистое вещество.

4. Наряду с тремя известными критическими факторами, определяющими степень извлечения золота из концентратов «двойной упорности» - высоким ОВП (более 850 мВ), присутствием органической составляющей в концентрате и хлоридов (до 100 мг/л) в жидкой фазе пульпы, существует четвертый важный фактор - концентрация окисленного золота в сульфидных минералах. Установлено, что значительное снижение извлечения золота из твердых остатков АО будет происходить только при совокупности четырех факторов.

5. В исследуемых концентратах в ходе ТО до температуры разложения сульфидов (300-500 °С) наблюдался незначительный рост содержания окисленного золота, который резко снижался с началом разрушения (окисления или диссоциации) сульфидов.

6. Предложен способ повышения извлечения золота с использованием ТО перед проведением стандартной технологии автоклавного окисления концентратов «двойной упорности».

7. Установлены следующие технологические параметры процесса ТО на примере концентратов месторождения Маломыр К29 и Маломыр К30: температура 300-350 °С, время обработки 60-120 минут, воздушная атмосфера.

8. Определено, что предварительная ТО позволяет снизить отрицательное влияние хлорид-ионов на показатели извлечения золота из твердых остатков АО.

По теме диссертации опубликованы следующие работы в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Черемисина О. В. Зависимость извлечения золота от степени окисления упорных золотосульфидных концентратов / О. В. Черемисина, С. Ю. Полежаев, М. А. Плешков, И. В. Фоменко // Естественные и Технические науки, 2013. №4. С. 299-305.

2. Полежаев С.Ю. Сульфитный метод определения окисленного золота в сульфидах / С.Ю. Полежаев, И.В. Фоменко, М.А. Плешков, JI.B. Чугаев // Цветные металлы, 2015. № 2. С. 62-67.

В других изданиях:

3. Полежаев С. Ю. Влияние глубины окисления сульфидов на извлечение золота из упорных концентратов / С. Ю. Полежаев, М. А. Плешков, И. В. Фоменко, J1. В. Чугаев, Я. М. Шнеерсон, М. В. Клементьев // Сборник докладов пятого международного конгресса «Цветные ме-таллы-2013». Красноярск: Версо, 2013. С. 393-397.

4. Полежаев С. Ю. Современные тенденции переработки золотосодержащих упорных руд в России // Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции «Современные тенденции в образовании и науке». Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнез-Наука-Общество», 2013. №13. С. 114-115.

5. Sergey Polezhaev. The oxidized gold and its role in pressure oxidation of double refractory gold concentrates / Ilia Fomenko, Sergey Polezhaev, Peter Zaytsev, Mikhail Pleshkov, Lev Chugaev, Yakov Shneerson // Gold conference "ALTA 2014". Perth, Western Australia, 24-31 May 2014. ALTA Metallurgical Services, 2014. P. 194-202.

6. Sergey Polezhaev. Special aspects of continuous pressure oxidation of double refractory concentrates / Peter Zaytsev, Ilia Fomenko, Yakov Shneerson, Sergey Polezhaev, Mikhail Pleshkov // Gold conference "ALTA 2014". Perth, Western Australia, 24-31 May 2014. ALTA Metallurgical Services, 2014. P. 226-234.

РИЦ Горного университета. 06.07.2015. 3.620. Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

2015674933

1А

15--85XS л

2015674933