20 мая 2018г.
Растущий объем разработки месторождений упорных золотосодержащих руд вызвал ряд изменений в традиционном процессе переработки. Выбор предпочтительного процесса переработки упорных руд обусловлен минералогией руды. Один из процессов, привлекающих все большее внимание в последнее время, включает использование сухого измельчения и обжига исходной руды.
Сухое измельчение много лет применялось при измельчении таких промышленных минералов как цемент, известняк, асбест, однако в процессах переработки руд драгоценных и цветных металлов традиционно применялись влажное измельчение и классификация.
Несколько лет назад обжиг рассматривался в качестве технологии переработки золотосодержащих руд лишь в крайнем случае. Повышенное внимание к упорным рудам, а также прогрессивные разработки в области очистки отработанных газов выдвинули обжиг золотосодержащих концентратов вместе с сухим измельчением в качестве весомой альтернативы.[1]
Выбор технологии обжига является сложной задачей, в основном он определяется минералогическими характеристиками руды. Ключевые параметры обжига связаны с минералогическими характеристиками питания, и существенно варьируют для руд разных минералогических типов, даже принадлежащих одному месторождению. Для большинства процессов обжига экономическими факторами являются извлечение золота, капитальные затраты и соответствие экологическим нормативам
Скорость улетучивания и окисления серы и мышьяка увеличиваются с повышением температуры и увеличивают парциальное давление кислорода в газовой фазе. Скорость протекания реакции в процессе обжига пирита и арсенопирита невелика, при низких температурах (<400 ° С - 450°С). На рисунке изображены приемлемые скорости реакции для обжига пирита и арсенопирита. Они могут быть достигнуты путем повышения температуры обжига. Однако при более высоких температурах (выше 700 ° С) структура пористого оксида железа, которая во время окисления может разрушаться, инкапсулировать золото внутри частицы и уменьшать последующее извлечение золота на 50%. Этот процесс часто называют спеканием. Оно может произойти в результате высоких температурных условий в ротационном слое, из-за локального высокое содержание серы или плохого контроля температуры в разных регионах слоя. Подобные эффекты могут быть получены путем слишком быстрого обжига при высоких или даже незначительно высоких температурах. Их называют пережогами.
Для равномерного обжига необходимо придерживаться одинаковой крупности частиц. Если они будут больших размеров, то возможно неполное окисление, тогда как более мелкие частицы могут быть переобоженные и, возможно, спечены.[2]
Спекание является потенциально серьезной проблемой, поскольку оно может привести к закупорке золота для выщелачивания.
Обычно руды и концентраты измельчают до размера, который является оптимальным для процесса извлечения, следующим за обжигом, например, 80% пропускают от 75 до 150 мкм. Гравитационные концентраты могут быть обожжены с относительно крупными размерами (то есть между 1 мм и 0,25 мм), с повторным обжигом, если необходимо. В качестве альтернативы, они могут быть измельчены до более тонких размеров в начале для более быстрой кинетики обжига.
На рисунке 2 показано, что в условиях окисления (то есть, содержание двуокиси серы в газовой фазе), пирит, марказит и пирротин непосредственно окисляются до магнетита, а затем далее до гематита.[3]
При избытке воздуха и низких температурах (450-500°С) пирит и мышьяково-сульфидные минералы превращаются непосредственно в гематит.
Когда пирит
обжаривается в избытке воздуха при температуре выше 500°С первоначально образует оксидная плёнка, но как только локализованный диоксид серы (> 5% SO2), пирит превращается в пирротин (21% объема) с потерей половины ее серы и адсорбирует тепло.
Оксид железа, образующийся при температурах ниже 650 ° C, не влияет на процесс,
но если он нагревается выше 750 ° C то может инкапсулировать золото. Следовательно, обжиг при слишком высокой температуре или присутствии более горячих участков может быть еще более вредным для восстановления золота, чем неполная реакция.
В зависимости от условий обжига и вещественного состава обжигаемого материала пятиокись мышьяка может оставаться в огарке в неизменном состоянии или вступать во взаимодействие с окислами железа, образуя арсенаты двух- и трехвалентного железа Fe3(AsO4)2 и FeAsO4.
Так как пятиокись мышьяка и арсенаты железа практически нелетучи, мышьяк, окисленный до пятивалентного состояния, полностью остается в огарке. Последнее обстоятельство крайне нежелательно, так как при последующем цианировании огарка мышьяк переходит в раствор и в ряде случаев сильно ухудшает осаждение золота цинковой пылью. Оборотное использование обеззолоченных цианистых растворов становится
при этом практически невозможным. Кроме того, присутствие в огарке соединений пятивалентного мышьяка приводит к образованию пленок на поверхности золотых частиц, что затрудняет их растворение в цианистом растворе.[4]
Из всего вышесказанного, можно сделать вывод о том, что процесс обжига включает в себя множественные превращения. Эффективность процесса сильно зависит от кинетики обжига, которая в значительной степени
зависит
от температуры,
парциального давления окислительного газа и частиц.
Постоянный контроль этих параметров необходим для исключения потерь золота, а также воспрепятствованию перехода в раствор таких нежелательных примесей как мышьяк и сера.
Список литературы
1.
Байтенев Н.А., Садыков М.Ж., Абылгазин Т.Б. Извлечение золота из упорного золото-мышьякового концентрата // Изв. вузов. Цветная металлургия.1992.-№3-4.-С.97-100.
2.
Лодейщиков В.В. Новые процессы и методы переработки золотосодержащих руд сложного вещественного состава /В.В. Лодейщиков, А.А. Анисимова// Сб. науч. трудов Иргиредмета. Иркутск,1980.-С.13.
3.
J. Marsden and I. House, “The Chemistry of Gold Extraction,” Society for Mining, Metallurgy and Exploration, 2nd ed. Littleton, CO, 2006, pp. 147-285.
4.
D. Paktunc, D. Kingston, A. Pratt, and J. McMullen, “Distribution of Gold in Pyrite and in Products of its Transformation Resulting from Roasting of Refractory Gold Ore,” The Canadian Mineralogist, vol. 44,
no. 1,
2006, pp. 213–227.
