CC BY
55
© Ю.И. Рубцов, 2007
УДК 669.3, 622.271/234/342622 Ю.И. Рубцов
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВВОДА ЦИАНИДА НАТРИЯ НА ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЗОЛОТА ИЗ КВАРЦИТОВЫХ РУД
Семинар № 18
Удовлетворительные результаты по извлечению золота получены при выщелачивании кварци-товой окисленной руды месторождения “Погромное” крупностью -3,75 мм с содержанием золота 2,74 г/т на-кислороженными цианидными растворами [1]. Из-за больших затрат на мелкое дробление этот вариант оказался малоэффективным для переработки руды с содержанием золота 2 г/т. С целью снижения затрат необходимо выщелачивать золото из руды крупностью не менее 10 мм. Для сохранения высокой скорости выщелачивания золота решено вводить цианид натрия в стадию окомкования. В литературе имеются скудные сведения об использовании растворов цианида натрия при окомковании дробленой золотосодержащей руды. Известно, что влажность окомкованной руды может достигать 12 %. Исследований по интенсификации извлечения золота накислороженными цианид-ными растворами из руды, предварительно окомкованной с цианидом натрия, в отечественной и зарубежной литературе не найдено.
Эксперименты проводились на кварцитовой руде, добытой с глубины залегания 5 м, дробленой до классов -4, -10 и -20 мм, на навесках 3 кг.
Удельный расход цианида натрия при окомковании в первой серии опытов составил 0,3 кг/т. При оком-
ковании концентрация цианида натрия в растворе равнялась 15 г/л; удельный расход раствора - 33л/т. Окомкованный материал просыпали в колонки высотой 2 м и выстаивали 3е суток. Выщелачивание золота проводили накислороженными цианид-ными растворами (СО2 = 33-38 мг/л; CNaCN макс. - 2 г/л) в “поршневом” режиме орошения. Общий удельный расход цианида натрия составлял 0,86 кг/т. Результаты представлены на рис. 1.
Согласно экспериментальным данным выщелачивание золота можно разделить на четыре стадии кинетики:
- I-я характеризуется образованием цианида золота под действием цианида натрия повышенной концентрации во влаге окомкованного материала в период выстаивания руды;
- II-я - относительно малой продолжительностью (t = 3 суток), линейной зависимостью скорости извлечения золота от времени (VAu = 0,23 г/т-сутки) и высокой концентрацией цианида золота в продукционных растворах (15-26 мг/л);
- III-я - фронтальным механизмом
кинетики выщелачивания золота, контролируемым диффузией кислорода, с относительно высокой и постоянной скоростью (VAu = 0,088-0,142
г/т-сутки; t = 10-11 суток);
- 1У-я - внутридиффузионным торможением, низкой скоростью из-
ЄАи, Q¡4и7 % ц>«л мг шп С а ЙҐ а' а ЄАи, 6 % Ы.7«Л
іии - / -А У іии 80 * 60 40 20
Л / і |\ ■■ N
80 ** г г * £ ч ч
/ У * ■А ч
□и 3 1„/ ■і .ы ы Й Ч
40 2 Т!
і
■її! 1 —і 3
Ч гтт
п П 1
5 10 15 20 0 1 0 2
Продолжительность выщелачивания, суткн Крупность руды, пт
Рис. 1. Извлечение золота из кварцитовой руды, окомкованной с цианидом натрия, в зависимости от продолжительности выщелачивания и крупности дробления (колонки d = 42 мм высота слоя руды -1,8 м; масса руды -3 кг; класс крупности руды: 1 - 10 мм, 2 - 4 мм, 3 - 20 мм; рН - 10,5)
влечения золота (^^<0,02 г/т-сутки), относительно большой продолжительностью (^ >18 суток).
При выщелачивании руды, дробленой до крупности -10 мм, отношение скорости выщелачивания золота во 11-й стадии к таковой в 111-й стадии составило 2,6. В зависимости от крупности дробления извлечение золота проходило через максимум, равный 82-84 %, соответствующий классу крупности -10 мм (рис. 1, б). Руду крупностью -20 мм из-за низкого извлечения золота во 11-ой и Ш-ей стадиях (50 %) выщелачивать накисло-роженными растворами малоэффективно. Из руды крупностью -4 мм, с большей долей шламовой фракции, золото извлекалось в продукционный раствор в меньшей степени, чем из руды крупностью -10 мм.
Дальнейшую интенсификацию выщелачивания золота связывали с увеличением удельного расхода цианида натрия в стадии окомкования руды до адсорбционной емкости, равной 0,5 кг/т. Положительный эффект предполагалось получить за счет повыше-
ния концентрации цианида натрия при окомковании и выстаивании руды. Продолжительность выстаивания окомкованной руды увеличили до 7 суток. Содержание золота в руде составило 1,9 г/т.
Выщелачивание золота начинали накислороженной водой, затем - обез-золоченными накислороженными циркуляционными растворами (С02=33-38 мг/л) без доукрепления цианидом натрия. Объем раствора на одно орошение составлял 0,2 л. Результаты представлены на рис. 2.
Невысокое извлечение золота (68 %) зафиксировано в случае выстаивания руды, окомкованной с небольшим количеством раствора (2 % от веса руды), но с высокой концентрацией цианида натрия -25 г/л (рис. 2, кривая 2). Это объяснялось образованием высокой концентрации цианида золота при выстаивании окомкован-ного материала и сорбцией цианида золота на руде из богатых продукционных растворов (Сди > 26,2 г/м3) во 11-ой стадии кинетики. Более низкое извлечение золота (63 %) наблюда-
лось также при выстаивании руды, окомкованной с относительно большим количеством раствора (6 % от веса руды) и невысокой концентрацией цианида натрия - 10 % (рис. 2 -кривая 3).
Максимальное извлечение золота (82 %) получено при выстаивании руды, окомкованной раствором с концентрацией цианида натрия 15 г/л. Доля раствора при окомковании составила 3,3 % от веса руды (рис. 2, кривая 1). Скорость выщелачивания золота во 11-ой стадии кинетики максимальная - 0,23 г/т-сутки.
Концентрация цианида натрия в продукционных растворах через 8 суток от начала выщелачивания снижалась до 0,04-0,06 г/л.
Довыщелачивание хвостов цианирования после дополнительного оком-кования с расходом цианида натрия 0,25 кг/т и выстаивания в течение 4 суток повысило извлечение золота лишь на 2-2,5 % (рис. 2, стадии I1, II1, IV1).
Оптимальная продолжительность выстаивания руды, окомкованной с цианидом натрия, составила 7-8 суток (рис. 3, а).
При одинаковом расходе цианида натрия на окомкование руды степень
Рис. 2. Выщелачивание золота из руды крупностью -10 мм в зависимости от условий окомкования (концентрация цианида натрия при окомковании: 1 - С МаСн -15 г/л; объем раствора - V = 60 мл; 2 - С №См - 25 г/л, V = 100 мл; 3 - С №СМ - 10 г/л, V = 150 мл; удельный расход кислорода -0,02 кг/т; III, I1, II1, IV1 - стадии кинетики выщелачивания золота соответственно в период выстаивания и выщелачивания руды, выстаивания и довыщелачивания хвостов цианирования)
извлечения золота зависела от концентрации цианида натрия, используемого при окомковании руды. Максимум извлечения золота приходится на концентрацию цианида натрия 15 г/л (рис. 3, б).
При увеличении расхода цианида натрия на окомкование руды (крупность -10 мм) с 0,3 кг/т до 0,5 кг/т скорость выщелачивания золота во IIй стадии кинетики оставалась постоянной -0,23 г/т-сутки. Продолжительность этой стадии при расходе цианида натрия 0,5 кг/т увеличилась на 4 суток, что привело не только к сокращению продолжительности процесса на 6 суток, но и к сокращению расхода цианида натрия с 0,86 до 0,5 кг/т (активность 0,93).
На рис. 4 представлены экспериментальные данные по выщелачиванию золота из руды крупностью -10 мм, окомкованной с цианидом натрия в оптимальных условиях, после криогенного воздействия в течение осенне-зимне-весеннего сезонов (кривая 2) и без этого воздействия (кривая 1). Криогенное воздействие приводило к повышению извлечения золота на 2 % и сокращению общей продолжительности на 4-5 суток.
10 20 Концентрация ИаСЫ в растворе при окомковании руды, г/л
Рис. 3. Зависимость извлечения золота от продолжительности - а и от концентрации цианида натрия - б: а - концентрация цианида натрия при окомковании 15 г/л; б -время выстаивания - 6 суток
С целью качественной оценки возможных потерь золота при выщелачивании построена изотерма адсорбции цианида золота на руде, дробленой до класса - 10 мм (рис. 5).
Данные получены после 10-кратного просачивания 0,25 л раствора цианида золота в режиме “поршневого” орошения через 0,25 м слой оком-кованной руды весом 0,5 кг (С НаСИ = 0,1 г/л; рН = 10,5). Продолжительность одного просачивания составила 20 мин.
Для снижения потерь золота вследствие сорбции цианида золота
Рис. 4. Выщелачивание золота из руды крупностью -10 мм без криогенного воздействия (1) и после него (2). Навеска руды - 3 кг; содержание золота в руде -1,9 г/т; удельный расход цианида натрия -0,5 кг/т; удельный расход кислорода -0,02 кг/т; 1 -С NaCN при окомковании - 15 г/л.
желательно орошать руды обеззолоченными накисло-роженными растворами с концентрацией золота на 1-2 порядка меньше, чем в продукционных растворах [2].
Использование цианида натрия должно исключать получение продукционных растворов с концентрации цианида золота более 20-22 мг/л, так как в последнем случае возможны потери золота за счет сорбции на руде.
Крупность дробления, накислоро-живание растворов, использование при окомковании руды раствора с максимально-приемлемой концентра
Концентрация золота в растворе, мг/л
цией цианида натрия - основа скоростного кучного выщелачивания золота. При этом выщелачивание золота из руды сводится в основном к отмывке цианида золота водой и обеззолочен-ными циркуляционными растворами без дополнительного укрепления их цианидом натрия. Производительности выщелачивания золота возрастает в 4-5 раз [2]. Эффект воздействия максимально-приемлемой концентрации цианида натрия повышается при введении раствора цианида натрия в последнюю стадию дробления за счет использования свежеобразованных микропор. В последнем случае стадию окомкования руды с цианидом натрия желательно проводить в цикле дробления [3]. Результаты исследований апробированы на рудах месторождений “Погромное” и “Дельма-чик”.
Рис. 5. Изотерма сорбции цианида золота на кварцитовой руде месторождения “Погромное”
Выводы
- оптимальная крупность дробления руды для окомкования с цианидом натрия -10-12 мм;
- максимально-приемлемая концентрация цианида натрия при оком-ковании руды составляет 15 г/л;
- оптимальный расход цианида натрия на окомкование соответствует удельной емкости руды, для крупности дробления -10 мм, - 0,465 кг/т (активность 100 %);
- продолжительность выстаивания руды, окомкованной с цианидом натрия - 6-8 суток;
- максимальная скорость выщелачивания золота при оптимальных параметрах ввода цианида натрия -0,23 г/т-сутки;
- максимальное извлечение золота из руды (исключая стадию с внутридиффузионным торможением)
- 82 % за 9 суток;
- криогенное воздействие на дробленую руду сокращает продолжительность цикла выщелачивания на 25 % и повышает извлечение золота на 1,5-2 %.
1. Павлов П. М. Экспериментальное исследование кучного выщелачивания/ П.М. Павлов, Ю.И. Рубцов, A.A. Мамуль// Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья. Международное совещание. Плак-синские чтения.- Чита, 2002. Ч. 1.- С. 119123. . Рубцов Ю.И. Интенсификация технологий извлечения благородных метал-
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
лов. Препринт/ Байкальский институт природопользования СО РАН. - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2004. - 52 с.
3. Казанов Е.В. Интенсификация кучного выщелачивания руды месторождения “Дельмачик”. Препринт/ Е.В. Казанов, Ю.И. Рубцов, А.Н. Гуляшинов, Г.И. Хантургае-ва .- Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2004. -27 с.
— Коротко об авторах-------------------------------------------
Рубцов Ю.И. - кафедра БЖД, Читинский государственный университет.
