Научная статья на тему 'Разработка технологии извлечения золота из хвостов обогащения полиметаллических руд'

Разработка технологии извлечения золота из хвостов обогащения полиметаллических руд Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
12
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
полиметаллические руды / техногенное сырье / золото / медь / цианид натрия / хвосты флотации / polymetallic ores / technogenic raw materials / gold / copper / sodium cyanide / flotation tailings

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Василькова Анастасия Олеговна, Бывальцев Александр Владимирович, Хмельницкая Ольга Давыдовна, Войлошников Григорий Иванович

Цель – разработка рациональной технологии переработки хвостов флотации медно-цинковой руды с целью извлечения золота с использованием ультранизких (10–30 мг/дм3) концентраций NaCN. Для изучения вещественного состава исходного материала применяли методы пробирно-атомно-абсорбционного, атомно-эмиссионного с индуктивно-связанной плазмой и рентгеноструктурного анализов. Концентрацию NaCN в растворе определяли титриметрическим и фотометрическим методами, рН – потенциометрическим методом анализа. На стадии лабораторных исследований определены оптимальные условия цианирования лежалых хвостов флотационного обогащения медно-цинковой руды, прошедших предварительную известковую обработку: массовая доля класса минус 0,071 мм – 70,5%, продолжительность – 8 ч, расход NaCN – 0,3 кг/т (при концентрации 30 мг/дм3), Ж:Т=1:1. Показано, что при данных условиях извлечение золота составило 32,0–33,6%. Доизмельчение хвостов флотации до крупности 90% класса минус 30 мкм обеспечивает повышение извлечения золота до 41,5–44,7% при расходе NaCN 0,6 кг/т той же концентрации и Ж:Т=1,5:1. На основании полученных результатов проведены укрупненно-лабораторные испытания по цианированию лежалых хвостов по двум вариантам (на хвостах исходной крупности и на доизмельченных), которые подтвердили показатели, полученные на лабораторной стадии. Установлено, что вариант с предварительным измельчением хвостов обогащения на данном этапе представляется экономически нецелесообразным ввиду высоких расходов NaCN (0,6 кг/т против 0,3 кг/т) и активного хлора (5,6 кг/т против 1,2 кг/т). По результатам проведенных опытно-промышленных испытаний на пробе хвостов флотации, поступающих с золотоизвлекательной фабрики, массой 67 т (с содержанием Au 1,35 г/т) извлечение золота составило 31,9% при расходе NaCN 0,135 кг/т. По результатам проведенных технологических исследований рекомендована принципиальная схема извлечения золота из хвостов флотации медно-цинковой руды на основе применения ультранизких концентраций цианида натрия. Ожидаемая прибыль составит 1276,74 млн руб/год, рентабельность – 88% (при сроке окупаемости 1,4 г)

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Василькова Анастасия Олеговна, Бывальцев Александр Владимирович, Хмельницкая Ольга Давыдовна, Войлошников Григорий Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

A technology for gold extraction from tailings resulting from polymetallic ore beneficiation

We propose a technology for processing of copper-zinc ore flotation tailings with the purpose of extracting gold using ultra-low (10–30 mg/dm3) concentrations of NaCN. The material composition of the starting materials was examined using the methods of inductively coupled plasma, gold assay atomic absorption and X-ray diffraction analysis. The NaCN concentration in solution was determined by titrimetric and photometric methods; pH levels were determined by potentiometric analysis. The laboratory studies established optimal conditions for cyanidation of tailings resulting from flotation beneficiation of copper-zinc ores, which underwent preliminary lime treatment: mass fraction of the 0.071-mm mesh minus – 70.5%; duration – 8 h; NaCN consumption – 0.3 kg/t (at a concentration of 30 mg/dm3); L:S =1:1. Under these conditions, the gold extraction rate amounted to 32.0–33.6%. Pre-grinding of flotation tailings to the size of 90% of the 30 mm mesh minus led to an increase in gold extraction of up to 41.5–44.7% at an NaCN consumption of 0.6 kg/t of the same concentration and L:S =1.5:1. The results obtained served as the basis for experimental cyanidation of waste tailings according to two schemes, i.e., using tailings of initial coarseness and pre-ground tailings. A good agreement was achieved between the laboratory and experimental results. At present, the use of pre-ground tailings seems unreasonable economically, due to high costs of NaCN (0.6 kg/t vs 0.3 kg/t) and active chlorine (5.6 kg/t vs 1.2 kg/t). According to pilot tests on a flotation tailing sample weighing 67 t (with an Au content of 1.35 g/t), the gold extraction level was 31.9% at an NaCN consumption rate of 0.135 kg/t. As a result, we propose a technology of gold extraction from flotation tailings of copper-zinc ore based on the application of ultra-low concentrations of NaCN. The expected profit can amount to 1276.74 mln RUB per year, with the economic efficiency of 88% and the payback period of 1.4 years)

Текст научной работы на тему «Разработка технологии извлечения золота из хвостов обогащения полиметаллических руд»

_ISSN 2782-4004 (print) ISSN 2782-6341 (online)

Научная статья УДК 669.713 ЕDN:XSJSFU

DOI: 10.21285/1814-3520-2024-1-139-148

Разработка технологии извлечения золота из хвостов обогащения полиметаллических руд

А.О. Василькова1 , А.В. Бывальцев2, О.Д. Хмельницкая3, Г.И. Войлошников4

1-4 АО «Иргиредмет», г. Иркутск, Россия

Резюме. Цель - разработка рациональной технологии переработки хвостов флотации медно-цинковой руды с целью извлечения золота с использованием ультранизких (10-30 мг/дм3) концентраций NaCN. Для изучения вещественного состава исходного материала применяли методы пробирно-атомно-абсорбционного, атомно-эмисси-онного с индуктивно-связанной плазмой и рентгеноструктурного анализов. Концентрацию NaCN в растворе определяли титриметрическим и фотометрическим методами, рН - потенциометрическим методом анализа. На стадии лабораторных исследований определены оптимальные условия цианирования лежалых хвостов флотационного обогащения медно-цинковой руды, прошедших предварительную известковую обработку: массовая доля класса минус 0,071 мм - 70,5%, продолжительность - 8 ч, расход NaCN - 0,3 кг/т (при концентрации 30 мг/дм3), Ж:Т=1:1. Показано, что при данных условиях извлечение золота составило 32,0-33,6%. Доизмельчение хвостов флотации до крупности 90% класса минус 30 мкм обеспечивает повышение извлечения золота до 41,5-44,7% при расходе NaCN 0,6 кг/т той же концентрации и Ж:Т=1,5:1. На основании полученных результатов проведены укрупненно-ла-бораторные испытания по цианированию лежалых хвостов по двум вариантам (на хвостах исходной крупности и на доизмельченных), которые подтвердили показатели, полученные на лабораторной стадии. Установлено, что вариант с предварительным измельчением хвостов обогащения на данном этапе представляется экономически нецелесообразным ввиду высоких расходов NaCN (0,6 кг/т против 0,3 кг/т) и активного хлора (5,6 кг/т против 1,2 кг/т). По результатам проведенных опытно-промышленных испытаний на пробе хвостов флотации, поступающих с золотоизвлекательной фабрики, массой 67 т (с содержанием Au 1,35 г/т) извлечение золота составило 31,9% при расходе NaCN 0,135 кг/т. По результатам проведенных технологических исследований рекомендована принципиальная схема извлечения золота из хвостов флотации медно-цинковой руды на основе применения ультранизких концентраций цианида натрия. Ожидаемая прибыль составит 1276,74 млн руб/год, рентабельность - 88% (при сроке окупаемости 1,4 г).

Ключевые слова: полиметаллические руды, техногенное сырье, золото, медь, цианид натрия, хвосты флотации

Для цитирования: Василькова А.О., Бывальцев А.В., Хмельницкая О.Д., Войлошников Г.И. Разработка технологии извлечения золота из хвостов обогащения полиметаллических руд // iPolytech Journal. 2024. Т. 28. № 1. С. 139-148. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2024-1-139-148. EDN: XSJSFU.

METALLURGY

Original article

A technology for gold extraction from tailings resulting from polymetallic ore beneficiation

Anastasia O. Vasilkova111, Alexander V. Byvaltsev2, Olga D. Khmelnitskaya3,

Grigory I. Voiloshnikov4

1-4Irgiredmet JSC, Irkutsk, Russia

Abstract. We propose a technology for processing of copper-zinc ore flotation tailings with the purpose of extracting gold using ultra-low (10-30 mg/dm3) concentrations of NaCN. The material composition of the starting materials was examined using the methods of inductively coupled plasma, gold assay atomic absorption and X-ray diffraction analysis. The NaCN concentration in solution was determined by titrimetric and photometric methods; pH levels were determined by potentiometric analysis. The laboratory studies established optimal conditions for cyanidation of tailings resulting from flotation beneficiation of copper-zinc ores, which underwent preliminary lime treatment: mass fraction of the 0.071-mm mesh minus - 70.5%; duration - 8 h; NaCN consumption - 0.3 kg/t (at a concentration of 30 mg/dm3); L:S =1:1. Under these conditions, the gold extraction rate amounted to 32.0-33.6%. Pre-grinding of flotation tailings to the size of 90% of

iPolytech Journal

2024. Т. 28. № 1. 139-148

2024;28(1):139-148

МЕТАЛЛУРГИЯ

© Василькова А.О., Бывальцев А.В., Хмельницкая О.Д., Войлошников ПИ., 2024 https://ipolytech.elpub.ru -

iPolytech Journal

2024. Т. 28. № 1. С. 139-148

ISSN 2782-4004 (print)

2024;28(1):139-148

ISSN 2782-6341 (online)

the 30 |im mesh minus led to an increase in gold extraction of up to 41.5-44.7% at an NaCN consumption of 0.6 kg/t of the same concentration and L:S =1.5:1. The results obtained served as the basis for experimental cyanidation of waste tailings according to two schemes, i.e., using tailings of initial coarseness and pre-ground tailings. A good agreement was achieved between the laboratory and experimental results. At present, the use of pre-ground tailings seems unreasonable economically, due to high costs of NaCN (0.6 kg/t vs 0.3 kg/t) and active chlorine (5.6 kg/t vs 1.2 kg/t). According to pilot tests on a flotation tailing sample weighing 67 t (with an Au content of 1.35 g/t), the gold extraction level was 31.9% at an NaCN consumption rate of 0.135 kg/t. As a result, we propose a technology of gold extraction from flotation tailings of copper-zinc ore based on the application of ultra-low concentrations of NaCN. The expected profit can amount to 1276.74 mln RUB per year, with the economic efficiency of 88% and the payback period of 1.4 years).

Keywords: polymetallic ores, technogenic raw materials, gold, copper, sodium cyanide, flotation tailings

For citation: Vasilkova A.O., Byvaltsev A.V., Khmelnitskaya O.D., Voiloshnikov G.I. A technology for gold extraction from tailings resulting from polymetallic ore beneficiation. iPolytech Journal. 2024;28(1):139-148. (In Russ.). https://doi. org/10.21285/1814-3520-2024-1-139-148. EDN: XSJSFU.

ВВЕДЕНИЕ

На предприятиях Российской Федерации переработка медно-цинковых руд осуществляется флотационным методом с получением медного и цинкового концентратов с отправкой их на пирометаллургические заводы для извлечения ценных компонентов. При этом выход хвостов обогащения составляет порядка 80% от общего объема перерабатываемой руды [1-3].

За годы эксплуатации одного из предприятий Российской Федерации по переработке такого типа руд в хвостохранилище накоплено более 150 млн т лежалых хвостов, содержащих более 170 тыс. т меди (0,15-0,25%), 160 тыс. т цинка (0,20-0,28%), более 240 т золота (1,2 г/т) и более 2400 т серебра (10-20 г/т). Следовательно, данное хвостохранилище можно отнести к крупному техногенному месторождению, содержащему золото, т.к. стоимость данного металла кратно выше стоимости остальных металлов5 [4-10].

На основании вышесказанного были проведены исследования по разработке рациональной технологии извлечения золота из медно-цинковых хвостов флотации с содержанием ценных компонентов: Au - 1,2-1,3 г/т; Ag - 8-16 г/т; Cu - 0,11-0,13%; Zn - 0,21-0,30%; Fe«^ - 23-24%; S сульф 24-28%. Массовая доля класс минус 0,071 мм в исходной пробе хвостов составила 70,5%.

Для изучения вещественного состава исходного материала применяли методы пробирно-атомно-абсорбционного (ICE 3300 фирмы Thermo Scientific, Англия), атомно-э-миссионного с индуктивно-связанной плазмой (ICAP-6300 Duo фирмы Thermo Scientific, Англия) и рентгеноструктурного (XRD-600 фирмы

Shimadzu, Япония) анализа. По данным минералогического анализа основными минералами являются, % масс.: пирит (51), кварц (24), гидрослюдистые образования и хлорит (11), плагиоклазы (5), гипс (4), гидроксиды железа (3), сульфаты железа (1). Доля халькопирита составляет 0,3%, сфалерита - 0,2%. Согласно данным рационального анализа в сырье в цианируемой форме находится ~ 34% золота, в виде вкраплений в сульфидах ~ 61%, что является главной причиной упорности данного сырья к цианированию [10-12].

В стоимостном выражении основная ценность хвостов флотации связана с золотом, поэтому основное внимание в статье посвящено этому компоненту. Извлечение других компонентов является попутной задачей, в частности, извлечение меди и цинка возможно из растворов отмывки исходных хвостов перед цианированием и требует отдельного рассмотрения.

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Ранее в ходе проведенных лабораторных исследований, проведенных с целью оценки эффективности извлечения золота из лежалых медно-цинковых хвостов флотации различными обогатительными, пиро- и гидрометаллургическими способами были получены следующие результаты [10, 13-18].

Так, гравитационный способ обогащения (грохочение, обесшламливание в гидроциклоне, обогащение на концентрационном столе, магнитно-жидкостная сепарация) оказался неэффективным. Были получены бедные концентраты с содержанием Аи 1,6-2,3 г/т, в которые извлекалось не более 30% данного драгоценного металла.

5Леонтьева Е.В. Разработка технологии извлечения золота, серебра химической переработкой лежалых хвостов

флотации медно-цинковых колчеданных руд: дис. ... канд. наук: 25.00.13. Магнитогорск, 2017. 156 с.

Флотационное обогащение также показало неудовлетворительные результаты по концентрированию золота: извлечение золота в концентраты находилось на уровне 72,3-82,8% при выходе 59,73-64,1%. Содержание металла в полученных продуктах составило 1,5-2,0 г/т.

Исследованы различные варианты комбинированной пиро-гидрометаллургической переработки хвостов флотации [10]. Изучена добавка реагентов ^а2СОз, СаО, NaCl, NaNOз и H2SO4) при обжиге и влияние температуры в диапазоне 200-600°С. Огарок подвергали водной отмывке и цианированию. В бескислородном режиме не наблюдалось окисления сульфидов и повышения извлечения ценных компонентов. После окислительного обжига в раствор при последующей гидрометаллургической обработке извлеклось, %: 27,2-32,1 Си; 24,8-34,5 Zn; 67,1-70,4 Аи; 72,7-74,5 Ад. Степень окисления сульфидной серы составила 50%. При этом следует учитывать, что пирит-ный концентрат характеризуется низким содержанием Аи и Си и высоким расходом продукта, направляемого на обжиг, а также необходимо использовать дорогостоящие аппараты, в том числе для очистки пылегазовых выбросов и утилизации образующихся отходов [10]. Таким образом, можно сделать вывод, что данная технология вряд ли будет рентабельной.

На предварительно отмытых от цветных металлов хвостах проведены тестовые опыты по прямой гидрометаллургической переработке исследуемого сырья с использованием различных растворителей ^^2)2, Na2S2Oз, Na2SOз, NaCN) (табл. 1) [19].

Цианирование оказалось наиболее эффективным способом извлечения золота и серебра из хвостов флотации [7]. Концентрацию цианида натрия в растворе определяли ти-триметрическим и фотометрическим методом, рН - потенциометрическим методом анализа. При расходе NaCN 1,0 кг/т (концентрация NaCN - 0,5 г/дм3) и Ж:Т=1:1 извлечение золота составило 32,0%, серебра - 34,2%. При проведении экспериментов в течение 12 ч и Ж:Т=1:1 по выбору оптимального режима цианирования было установлено, что выщелачивание возможно проводить при ультранизкой концентрации цианида натрия 30 мг/дм3 и его расходе 0,3 кг/т, практически без снижения показателя извлечения золота [20] (32-33%). Также применение ультранизкой концентрации цианида натрия (30 мг/дм3) при цианировании хвостов обогащения снижает динамику извлечения меди в раствор (с 15 до 8%), что свидетельствует о повышении селективности извлечения золота при использовании растворов с ультранизкой концентрацией цианистого натрия. Однако при этом серебро практически не выщелачивается, а дополнительно затраченный NaCN не окупается извлеченным серебром.

Проведенные опыты по определению зависимости показателя извлечения золота от крупности измельчения хвостов обогащения показали, что измельчение продукта до крупности 90% класса минус 30 мкм позволяет повысить извлечение золота до 41,0% при расходе NaCN - 0,8 кг/т [7]. Дальнейшее измельчение до крупности 20, 15, 10 и 5 мкм

Таблица 1. Результаты экспериментов по выщелачиванию Au и Ag из хвостов обогатительной фабрики Table 1. Test results on gold and silver leaching from mill taillings

Параметры и показатели Значения

Тип растворителя благородных металлов CS(NH2)2, тиокарбамид Na2S2O3, тиосульфат натрия Na2SO3, сульфит натрия NaCN, цианид натрия

Расход реагентов (включая предварительную обработку), кг/т H2SO4 - 85 CS(NH2)2 - 60 Fe2(SO4)3 - 15 Na2S2O3 - 150 Na2SO3 - 50 CuSO4- 10 NH4OH - 47 Na2SO3 - 500 NaCN - 1,0 CaCOs- 20 СаО - 8

Ж:Т при выщелачивании 3:1 5:1 10:1 1:1

Продолжительность выщелачивания, ч 24 24 48 24

Концентрация компонентов в жидкой фазе хвостов, мг/дм3 Au 0,068 0,096 0,043 0,34

Ag 2,13 0,76 0,27 3,15

Содержание компонентов в твердой фазе хвостов, г/т Au 1,09 0,96 0,81 0,83

Ag 11,6 12,9 13,8 10,0

Извлечение компонентов, % Au 10,7 21,3 33,6 32,0

Ag 23,7 15,1 9,2 34,2

повышает извлечение золота (до 49,6%), но при этом увеличивается расход NaCN (до 1,5 кг/т).

На основании проведенных опытов выбраны оптимальные условия цианирования хвостов обогащения, которые были испытаны в укрупненно-лабораторном масштабе:

- для исходной крупности: Ж:Т = 1:1, концентрация NaCN - 30 мг/дм3, расход NaCN 0,3 кг/т, рН 10,5-11,0, продолжительность 8 ч. В этих условиях извлечение золота -32,0-33,6% (вариант № 1);

- для хвостов, измельченных до 30 мкм: Ж:Т=1,5:1, концентрация NaCN - 30 мг/дм3, расход NaCN - 0,6 кг/т, продолжительность -8 ч. В этих условиях извлечение золота составит 41,5-44,7% (вариант № 2).

УКРУПНЕННО-ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Укрупненно-лабораторные испытания проводили на пробе лежалых хвостов обогащения, которую предварительно подвергали водной отмывке (при Ж:Т=4:1) с последующей

нейтрализацией растворов после отмывки (расход СаСОз - 19 кг/т, СаО - 9 кг/т). Испытания включали операции предварительного и сорбционного цианирования с применением активного угля марки JX-102 (табл. 2). Полученные хвосты сорбционного цианирования направляли на обезвреживание.

Для обезвреживания хвостов цианирования предложен вариант противоточной декан-тационной отмывки пульпы с хлорированием промвод. Для хвостов цианирования исходной крупности расход реагентов составил: гипохло-рит кальция (в пересчете на «активный хлор»)

- 1,2 кг/т; СаО - 0,3 кг/т; флокулянт - 15 г/т [18]. Для доизмельченных хвостов: «активный хлор»

- 5,6 кг/т; СаО - 0,4 кг/т; флокулянт - 60 г/т [19].

Укрупненные испытания подтвердили результаты лабораторных исследований по цианированию лежалых хвостов обогатительной фабрики при ультранизкой концентрации цианида натрия. Извлечение золота из хвостов исходной крупности составило 31,5%, из доизмельченных хвостов до 30 мкм - 42,0% при

Таблица 2. Результаты укрупненно-лабораторных динамических испытаний по цианированию хвостов обогатительной фабрики

Table 2. Results of large-scale dynamic laboratory tests on mill tailings cyanidation

Параметры и показатели Значения

Вариант № 1 Вариант № 2

И З В Е С Т К О В А Я О Б Р А Б О Т К А

Содержание Аи в исходных хвостах, г/т 1,24

Исходная крупность 75% минус 71 мкм 90% минус 30 мкм

Ж:Т 1,0 1,5

Конечное значение рН 12,0 11,9

Расход СаО, кг/т 8,0 8,0

П Р Е Д В А Р И Т Е Л Ь Н О Е Ц И А Н И Р О В А Н И Е

Продолжительность цианирования, ч 12,6

в том числе: предварительного 4,2

сорбционного 8,4

Расход NaCN, кг/т 0,3 0,6

Концентрация Аи в хвостах предварительного цианирования, мг/дм3 0,33 0,30

Содержание Аи в твердой фазе хвостов предварительного цианирования, г/т 0,92 0,83

Извлечение Au в раствор на стадии предварительного цианирования, % 25,8 33,1

С О Р Б Ц И О Н Н О Е Ц И А Н И Р О В А Н И Е

Концентрация Аи в жидкой фазе хвостов сорбционного цианирования, мг/дм3 0,009 0,006

Содержание Аи в регенерированном угле, мг/г 0,05

Содержание Аи в насыщенном угле, мг/г 0,36 0,34

Концентрация сорбента в пульпе, г/дм3 20-30

Содержание Аи в твердой фазе хвостов сорбционного цианирования, г/т 0,84 0,71

Извлечение Au на сорбент, % 31,5 42,0

расходе NaCN 0,3 и 0,6 кг/т (концентрация NaCN - 30 мг/дм3) соответственно. Емкость насыщенного угля по золоту составила 0,34-0,36 мг/г.

Однако на основании полученных результатов сделан вывод, что вариант с предварительным бисерным измельчением хвостов обогащения на данном этапе представляется экономически нецелесообразным ввиду высокого расхода цианида натрия (0,6 кг/т против 0,3 кг/т) и активного хлора (5,6 кг/т против 1,2 кг/т). При этом доизвлеченное золото (0,14 г/т) не окупит дополнительных затрат на реагенты.

ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Кроме лежалых хвостов обогащения, на предприятии имеются текущие хвосты, получаемые при флотации медно-цинковых руд. С целью проверки и отработки технологии цианирования на основе применения ультранизких концентраций цианида натрия для данных

текущих хвостов обогащения проведены опытно-промышленные испытания на пробе материала массой 67 т с содержанием Аи - 1,35 г/т.

Схема проведения опытно-промышленных испытаний практически соответствует схеме укрупненно-лабораторных испытаний для переработки лежалых хвостов обогащения. Отличием является исключение из схемы операции водной отмывки и нейтрализации карбонатом кальция хвостов обогащения, так как текущие хвосты имели рН 6,8. Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Расход NaCN (100%) составил 0,135 кг/т, концентрация цианида натрия в растворе -10-30 мг/дм3. Снижение расхода NaCN с 0,3 кг/т до 0,135 кг/т обусловлено переработкой текущих хвостов, которые отличаются по вещественному составу от лежалых хвостов обогащения. Извлечение золота на сорбент составило 31,9% или 0,43 г/т, потери с жидкой фазой

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 3. Сводные результаты опытно-промышленных испытаний технологии цианирования хвостов медно-цинковой флотации

Table 3. Summary results of pilot tests on copper-zinc flotation tailings cyanidation technology

Параметры и показатели Значения

И З В Е С Т К О В А Я О Б Р А Б О Т К А

Содержание Аи в продукте, поступающем на переработку, г/т 1,35

Крупность продукта 75% минус 71 мкм

Массовая доля твердого в пульпе 50,8

Продолжительность известковой обработки, ч 15

Конечное значение рН 11,2

Расход 100%-го СаО, кг/т 3,6

П Р Е Д В А Р И Т Е Л Ь Н О Е Ц И А Н И Р О В А Н И Е

Продолжительность предварительного цианирования, ч 4

Расход NaCN, кг/т 0,135

Концентрация компонентов в жидкой фазе хвостов предварительного цианирования (питания сорбции), мг/дм3 NaCN 10-30

Au 0,31

Cu 10,1

Содержание Аи в твердой фазе хвостов предварительного цианирования, г/т 0,97

Извлечение Au в раствор на операции предварительного цианирования, % 28,0

С О Р Б Ц И О Н Н О Е Ц И А Н И Р О В А Н И Е

Продолжительность сорбционного цианирования, ч 8

Концентрация компонентов в жидкой фазе хвостов сорбционного цианирования, мг/дм3 NaCN <5

Au 0,01

Cu 1,28

SCN" 50,6

Содержание Au в регенерированном сорбенте, мг/г 0,043

Содержание компонентов в насыщенном сорбенте, мг/г Au 0,30

Cu 3,7

Концентрация сорбента в пульпе, г/дм3 25-30

Содержание Аи в твердой фазе хвостов сорбционного цианирования, г/т 0,91

Суммарные потери золота с хвостами, г/т 0,92

Извлечение Au на сорбент, % % 31,9

г/т 0,43

пульпы - <0,01 мг/дм3, емкость насыщенного угля по золоту - 0,30 мг/г, по меди - 3,7 мг/г.

Для переработки насыщенного угля рекомендована технология, включающая предварительное обезмеживание, автоклавно-ще-лочную десорбцию, вторичное концентрирование и электроосаждение золота [18].

По результатам проведенных экспериментов нами рекомендована принципиальная схема извлечения золота из хвостов обогащения полиметаллических руд на основе применения ультранизких концентраций цианида натрия (рисунок).

Принципиальная схема переработки текущих хвостов обогащения Schematic flowsheet of current concentration tailings processing

Проведенный укрупненный технико-экономический расчет предлагаемой технологии при стоимости золота 4182 руб/г (актуально на 10.01.23) показал, что переработка хвостов флотации медно-цинковых руд с применением ультранизких концентраций цианида натрия является экономически привлекательной. Ожидаемая прибыль составит 1276,74 млн руб/год, рентабельность - 88%, при сроке окупаемости 1,4 года.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования показали перспективность технологии переработки мед-но-цинковых хвостов флотации с использо-

ванием ультранизких концентраций цианида натрия. Разработанная технология открывает перспективы для промышленной реализации технологии цианирования текущих хвостов обогатительной фабрики. Учитывая, что при переработке полиметаллических (медно-цин-ковых) руд извлечение золота в кондиционный медный и цинковый концентраты находится на уровне 15-25%, вовлечение в переработку хвостов флотации позволит дополнительно извлечь 30-31% золота, тем самым повысить сквозное извлечение благородного металла из полиметаллических руд до 50%, что является приемлемым показателем для данного типа сырья.

Список источников

1. Чантурия В.А., Шадрунова И.В. Технология обогащения медных и медно-цинковых руд Урала. М.: Наука, 2016. 387 с.

2. Каплунов Д.Р Комплексное освоение недр комбинированными геотехнологиями. М.: ООО «Недра - XXI», 2010. 304 с.

3. Aylmore M.G., Jaffer A. Evaluating process options for treating some refractory ores // ALTA 2012 International Gold Conference (Perth, 31 May - 1 June 2012). Perth, 2012. Р. 249. https://doi.org/10.13140/2.1.4325.9842.

4. Васильев Е.А., Рудой Г.Н., Савин А.Г. Перспективы переработки лежалых хвостов обогащения ОАО «Гайский ГОК» // Цветные металлы. 2014. № 10. С. 25-28. EDN: SQVRFH.

5. Иванников С.И., Эпов Д.Г., Крысенко ГФ., Медков М.А., Братская С.Ю., Юдаков А.А. Комплексный подход к извлечению золота из техногенных объектов золотодобычи Дальнего Востока России // Вестник Отделения наук о Земле Российской академии наук. 2013. Т. 5. С. NZ1001. https://doi.org/10.2205/2013NZ000115.

6. Волынкина Е.П. Анализ состояния проблем переработки техногенных отходов в России // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. Экология и рациональное природопользование. 2017. № 2. С. 43-49. EDN: YTOUCP.

7. Василькова А.О., Васильков Н.В., Хмельницкая О.Д., Войлошников ГИ. Анализ современного состояния способов переработки техногенного сырья // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2021. Т. 25. № 1. С. 97-107. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2021-1-97-107. EDN: BZWSCB.

8. Федоров С.А., Амдур А.М., Малышев А.Н., Каримова П.Ф. Обзор техногенных и вторичных золотосодержащих отходов и способов извлечения из них золота // ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 11-1. С. 346-365. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_111_0_346. EDN: KGUTFK.

9. Медяник Н.Л., Леонтьева Е.В., Мишурина О.А., Муллина Э.Р. Лежалые хвосты флотации медно-колчеданных руд извлечения золота и серебра: анализ ресурсного потенциала // Вестник ЗабГУ. 2021. Vol. 27. № 6. С. 31-39. https:// doi.org/10.21209/2227-9245-2021-27-6-31-39. EDN: FCIRVK.

10. Бывальцев А.В., Хмельницкая О.Д., Дементьев В.Е., Шарипов Р.Х., Гибадуллин З.Р., Васильев Е.А. [и др.]. Циа-нидная технология извлечения золота из хвостов Учалинской обогатительной фабрики // Современные тенденции в области теории и практики добычи и переработки минерального и техногенного сырья: материалы Междунар. науч.-техн. конф., приуроченной к 90-летию со дня основания института «Уралмеханобр» (г. Екатеринбург, 6-8 ноября 2019 г.). Екатеринбург, 2019. С. 409-412. EDN: EQUFPI.

11. Бочаров В.А., Игнаткина В.А., Чантурия Е.Л., Юшина Т.И., Хачатрян Л.С., Дунаева В.Н. О выборе возможных способов комплексного использования техногенных пиритных хвостов в связи с их переработкой // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2015. № 10. С. 92-99. EDN: UQFPHV.

12. Мусаев В.В., Клюшников А.М., Галимов Р.Р. Исследование по доизвлечению металлов из хвостов флотационного обогащения медных колчеданных руд // Бутлеровские сообщения. 2019. № 2. Т. 57. С. 50-58. https://doi. org/10.37952/R0I-jbc-01/19-57-2-50. EDN: YZJGVF.

13. Feng D., Van Deventer J.S.J. Ammonical thiosulfate leaching of gold in the presence of pyrite // Hydrometallurgy. 2006. Vol. 82. Iss. 3-4. P. 126-132. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2006.03.006.

14. Kondrat'eva T.F., Pivovarova Т.А., Bulaev A.G., Melamud V.S., Muravyov M.I., Usoltsev A.V., et al. Percolation bioleaching of copper and zinc and gold recovery from flotation tailings of the sulfide complex ores of the Ural region, Russia // Hydrometallurgy. 2012. Vol. 111-112. P. 82-86. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2011.10.007.

15. Medyanik N.L., Leont'eva E.V., Mullina E.R., Mishurina O.A. Mechanism of thermochemical interaction between old copper ore flotation tailings and chlorammonium reagents // Journal of Mining Science. 2020. Vol. 56. P. 457-463. https:// doi.org/10.1134/S106273912003674X.

16. Котов Ю.А., Филатов А.Л., Корнежевский С.Р. [и др.]. Комплексная переработка золотосодержащих пиритных хвостов Учалинский обогатительной фабрики // Проблемы геологии и разведки месторождений золота, извлечения

ISSN 2782-4004 (print) ISSN 2782-6341 (online)

благородных металлов из руд и отходов производства: материалы Междунар. науч.-техн. конф. (г. Екатеринбург, 1999 г.). Екатеринбург, 1999. С. 90-91.

17. Сенченко А.Е., Аксенов А.В., Васильев А.А., Середкин Ю.Г. Глубокое атмосферное окисление сульфидных золотосодержащих концентратов по технологии «Альбион» // Современные процессы комплексной и глубокой переработки труднообогатимого минерального сырья (Плаксинские чтения 2015): материалы Междунар. совещания (г Иркутск, 21-26 сентября 2015 г). Иркутск: ООО «Полиграфический центр «РИЭЛ», 2015. С. 331-334.

18. Бывальцев А.В., Шарипов Р.Х., Васильев Е.А., Рудой Г.Н. Разработка рациональной технологии извлечения золота из хвостов Учалинской обогатительной фабрики // Обогащение руд. 2019. № 5. С. 46-51. https://doi.org/10.17580/or.2019.05.09. EDN: FPDZIA.

19. Vasilkova, A., Byvaltsev A., Khmelnitskaya O., Voyloshnikov G., Petrov S., Vasilyev E. Development and pilot plant testing of gold recovery technology from polymetallic ore flotation tailings // World Gold 2023 - conference proceedings (Shenyang, 4-7 September 2023). Shenyang, 2023. P. 818-825.

20. Василькова А.О., Бывальцев А.В., Хмельницкая О.Д., Войлошников ГИ. Оценка возможности переработки техногенного сырья с применением ультранизких концентраций цианистого натрия // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24. № 5. С. 1105-1112. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-5-1105-1112. EDN: KKWRVI.

References

1. Chanturiya V.A., Shadrunova I.V. Concentration technologies for the Urals copper and copper-zinc ores. Moscow: Nauka; 2016, 387 p. (In Russ.).

2. Kaplunov D.R. Subsoil integrated development using combined geotechnologies. Moscow: Nedra - XXI; 2010, 304 p.(In Russ.).

3. Aylmore M.G., Jaffer A. Evaluating process options for treating some refractory ores. In: ALTA 2012 International Gold Conference. 31 May - 1 June 2012, Perth. Perth; 2012, р. 249. https://doi.org/10.13140/2.1.4325.9842.

4. Vasil'ev E.A. Processing prospectsfor mature tailings ща OJSC Gaisky Concentration Mill. Tsvetnye metally. 2014;10:25-28. (In Russ.). EDN: SQVRFH.

5. Ivannikov S.I., Epov D.G., Krysenko G.F., Medkov M.A., Bratskaya S.Yu., Yudakov A.A. An integrated approach to gold recovery from technogenic gold mining sites in the Russian Far East. VestnikOtdelenianaukoZemleRAN. 2013;5:NZ1001. (In Russ.). https://doi.org/10.2205/2013NZ000115.

6. Volynkina E.P. Analysis of the state of technogenic waste processing problems in Russia. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo industrial'nogo universiteta. Ekologiya i racional'noe prirodopol'zovanie = Bulletin of the Siberian State Industrial University. Ecology and environmental management. 2017;2:45-58 (In Russ.). EDN: YTOUCP.

7. VasilkovaA^., Vasilkov N.V., Khmelnitskaya ОБ., Voyloshnikov G.I.Analysis of the current state of technologies in the field of recycling technogenic gold-containing raw materials. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2021;25(1):97-107. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/1814-3520-2021-1-97-107

8.Fedorov S.A., Amdur A.M., Malyshev A.N., Karimova P.F. Industrial and secondary gold-bearing waste and gold recovery techniques: review. GIAB. Gornyj informacionno-analiticheskij byulleten'. 2021;11-1:346-365. (In Russ.). https://doi.org/ 10.25018/0236_1493_2021_111_0_346. EDN: KGUTFK.

9. Medyanik N.L., Leontyeva E.V., Mishurina A.O., Mullina E.R. Stale tailings of flotation of copper-crusted ores flotation with the possibility of gold and silver selective extraction: resource potential analysis. Vestnik ZabGU = Bulletin of ZabSU. 2021;27(6):31-39 (In Russ.). https://doi.org/10.21209/2227-9245-2021-27-6-31-39. EDN: FCIRVK.

10. Byvaltsev A.V., Khmelnitskaya O.D., Dementyev V.E., Sharipov R.Kh., Gibadullin Z.R., Vasilyev E.A., et al. Cyanide technology for gold recovery from Uchalinsky concentration plant tailings. In: Sovremennye tendencii v oblasti teorii i praktiki dobychi i pererabotki mineral'nogo i tekhnogennogo syr'ya: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii, priurochennoj k 90-letiyu so dnya osnovaniya instituta «Uralmekhanobr» = Modern trends in the field of theory and practice of mining and processing of mineral and technogenic raw materials: Materials of the international scientific and technical conference dedicated to the 90th anniversary of the founding of the Uralmekhanobr Institute. 6-8 November 2019, Ekaterinburg. Ekaterinburg; 2019, p. 409-412. (In Russ.). EDN: EQUFPI.

11. Bocharov V.A., Ignatkina V.A., Chanturia E.L. Choice of method for integrated utilization of pyrite tailings after processing. Gornyj informacionno-analiticheskij byulleten' = Mining informational and analytical bulletin. 2015;10:92-98. (In Russ.).

12. Musayey V.V., Klyushnikov A.M., Galimov R.R. Study on the extraction of metals from tails of flotation enrichment of copper sulfide ores // Butlerov Communications. 2019;57(2):50-58. (In Russ.). https://doi.org/10.37952/R0I-jbc-01/19-57-2-50. EDN: YZJGVF.

13. Feng D., Van Deventer J.S.J. Ammonical thiosulfate leaching of gold in the presence of pyrite. Hydrometallurgy. 2006;82(3-4): 126-132. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2006.03.006.

14. Kondrat'eva T.F., Pivovarova Т.А., Bulaev A.G., Melamud V.S., Muravyov M.I., Usoltsev A.V., et al. Percolation bioleaching of copper and zinc and gold recovery from flotation tailings of the sulfide complex ores of the Ural region, Russia. Hydrometallurgy. 2012;111-112:82-86. https://doi.org/10.1016Pydromet.2011.10.007.

15. Medyanik N.L., Leont'eva E.V., Mullina E.R., Mishurina O.A. Mechanism of thermochemical interaction between old copper ore flotation tailings and chlorammonium reagents. Journal of Mining Science. 2020;56:457-463. https://doi. org/10.1134/S106273912003674X.

iPolytech Journal

2024. Т. 28. № 1. С. 139-148

2024;28(1):139-148

16. Kotov Yu.A., Filatov A.L., Kornezhevsky S.R., et al. Integrated processing of gold-bearing pyrite tailings from the Uchalinsky concentration plant. In: Problemy geologii i razvedki mestorozhdenij zolota, izvlecheniya blagorodnyh metallov iz rud i othodov proizvodstva: materialy mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii = Problems of gold deposit geology and exploration, extraction of precious metals from ores and production wastes: materials of the International scientific and technical conference. 1999, Ekaterinburg. Ekaterinburg; 1999, p. 90-91. (In Russ.).

17. Senchenko A.E., Aksenov A.V., Vasilyev A.A. Seredkin Yu.G. Deep atmospheric oxidation of sulfide gold-containing concentrates using the Albion technology. In: Sovremennye processy kompleksnoj i glubokoj pererabotki trudnoobogatimogo mineral'nogo syr'ya (Plaksinskie chteniya 2015): materialy mezhdunarodnogo soveshchaniya = Modern processes of integrated and deep processing of refractory minerals. 21-25 September 2015, Irkutsk. Irkutsk: Poligraficheskij centr "RIEL"; 2015, p. 331-334. (In Russ.).

18. Byvaltsev A.V., Sharipov R.Kh., Vasiliev E.A., Rudoy G.N. Developing a rational technology for gold recovery from the Uchalinsky concentration plant tailings. Obogashchenie Rud. 2019;5:46-51. https://doi.org/10.17580/or.2019.05.09. (In Russ.). EDN: FPDZIA.

19. Vasilkova A., Byvaltsev A., Khmelnitskaya O., Voyloshnikov G., Petrov S., Vasilyev E. Development and pilot plant testing of gold recovery technology from polymetallic ore flotation tailings. In: World Gold 2023 - conference proceedings. 4-7 September 2023, Shenyang. Shenyang; 2023, p. 818-825.

20. Vasilkova A.O., Byvaltsev A.V., Khmelnitskaya O.D., Voiloshnikov G.l. Assessing possibility of technogenic raw material processing using ultra-low concentrations of sodium cyanide. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2020;24(5):1105-1112. (In Russ.). https://doi. org/10.21285/1814-3520-2020-5-1105-1112.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Василькова Анастасия Олеговна,

научный сотрудник лаборатории гидрометаллургии, АО «Иргиредмет»,

664011, г Иркутск, б-р Гагарина, 38, Россия Н [email protected]

Бывальцев Александр Владимирович,

к.т.н.,

ведущий научный сотрудник лаборатории гидрометаллургии, АО «Иргиредмет»,

664011, г Иркутск, б-р Гагарина, 38, Россия [email protected]

Хмельницкая Ольга Давыдовна,

к.т.н.,

ведущий научный сотрудник лаборатории гидрометаллургии, АО «Иргиредмет»,

664011, г Иркутск, б-р Гагарина, 38, Россия [email protected]

Войлошников Григорий Иванович,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

д.т.н., профессор,

заместитель генерального директора по научно-методической работе и инновационной деятельности, АО «Иргиредмет»,

664011, г Иркутск, б-р Гагарина, 38, Россия [email protected]

Вклад авторов

Хмельницкая О.Д., Войлошников ГИ. и Бывальцев А.В. осуществляли научное руководство исследованиями, подбор списка литературных источников по тематике исследования и провели общее редактирование текста рукописи. Василькова А.О. провела эксперименты, расчеты по кинетике и обобщила полученные результаты.

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Anastasia O. Vasilkova,

Researcher of the Hydrometallurgy Laboratory, Irgiredmet JSC,

38, Gagarin Blvd, Irkutsk 664011, Russia El [email protected]

Alexander V. Byvaltsev,

Cand. Sci. (Eng.),

Leading Researcher of the Hydrometallurgy Laboratory, 38, Gagarin Blvd, Irkutsk 664011, Russia [email protected]

Olga D. Khmelnitskaya,

Cand. Sci. (Eng.),

Leading Researcher of the Hydrometallurgy Laboratory, Irgiredmet JSC,

38, Gagarin Blvd, Irkutsk 664011, Russia [email protected]

Grigory l. Voiloshnikov,

Dr. Sci. (Eng.), Professor,

Deputy Director for Research and Innovation,

Irgiredmet JSC,

38, Gagarin Blvd, Irkutsk 664011, Russia [email protected]

Contribution of the authors

Khmelnitskaya O.D., Voiloshnikov G.I. and Byvaltsev A.V. supervised the research, selected the literature and compiled the list of references on the research subject as well as edited the text of the article. Vasilkova A.O. conducted experiments, performed kinetic calculations and summarized the results.

iPolytech Journal

2024. Т. 28. № 1. С. 139-148

ISSN 2782-4004 (print)

2024;28(1):139-148 Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Информация о статье

Статья поступила в редакцию 17.02.2024 г; одобрена после рецензирования 28.02.2024 г; принята к публикации 29.02.2024 г

ISSN 2782-6341 (online) Conflict of interests

The authors declare no conflict of interests.

The final manuscript has been read and approved by all the co-authors.

Information about the article

The article was submitted 17.02.2024; approved after reviewing 28.02.2024; accepted for publication 29.02.2024.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.