СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ УПОРНЫХ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ К ЦИАНИРОВАНИЮ

Получение золота из упорных руд в последние годы привлекло значительное внимание. На сегодняшний момент существует множество рудных тел, где золото не поддается простому цианированию. Растущая тенденция к переработке более бедных по содержанию и более упорных руд, а так же потребность в более экономически выгодным процессам, привели к созданию новых методов кондиционирования.

В течение последних лет огромное внимание уделялось к разработке технически осуществимых, экономически жизнеспособных и экологически приемлемых способов. Упорные сульфидные руды довольно сложны в переработке и сильно зависят от местоположения и минералогии.

Было разработано, опробовано или рассмотрено довольно большое количество возможных методов. К ним относятся: автоклавное окисление (как кислотное, так и щелочное), биоокисление, обжиг (из которых в настоящее время существует несколько методов) и ультратонкое измельчение.

Activox процесс является довольно молодой технологией. Как правило, она комбинируется с ультратонким измельчением. Это активирует руду до выщелачивания. Активированный материал выщелачивается при избыточном давлении кислорода < 900 кПа, а температуре 100°С. Время проведение операции составляет 30-60 минут[3].

Преимущество этого процесса состоит в том, что процесс ведется ниже температуры плавления серы (120°C), образовавшаяся сера не покрывает золото. При лабораторных исследованиях извлечение металла, при последующей операции сорбционного выщелачивания из ультратонких предварительно обработанных пиритно-арсенопиритных концентратов составляло 98-99%[4].

При биоокислении сульфидных руд и концентратов ряд бактерий, таких как Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans и Leptospirillum ferrooxidans, в основном используются для улучшения скорости окисления. При взаимодействии бактерий с минералами сульфидная сера в руде в конечном счете превращается в серную кислоту, а железо переходит в трехвалентное состояние.

Для сульфидных руд, в которых золото концентрируется на границах зерен, основным преимуществом биоокисления является то, что требуется лишь частичное окисление сульфида.

С экономической точки зрения он имеет существенные преимущества, так как данная технология не требует применения высокой температуры и давления, а также использования кислот. Значительным недостатком данной технологии является высокая длительность окисления (в 50-100 раз превышает продолжительность окислительного обжига или автоклавного выщелачивания)[2].

Существует    метод    автоклавного    гидрометаллургического    вскрытия     золота    в     сульфидных концентратах в кислой среде. Данная технология обеспечивает высокую скорость химических реакций, окисление сульфидов, перевод мышьяка в нетоксичные продукты.

Процесс автоклавного разложения сульфидных концентратов возможно проводить двумя методами. К первому можно отнести перевод золота в нерастворимый осадок, при этом происходит окисление сульфидов. И второй вариант, это выщелачивание золота происходит вместе с процессом вскрытия сульфидов. В обоих методиках происходит практически полное разложение сульфидов и вскрытие золота. Побочным продуктом при переработке концентратов с высоким содержанием серы и мышьяка по технологии автоклавного окисления происходит образование больших количеств кислых мышьяксодержащих стоков, нейтрализация и обезвреживание которых требует высоких затрат реагентов и электроэнергии[1]. Проведение процесса высоком давлении и температуре требует применения специальной аппаратуры и высококвалифицированного персонала для ее обслуживания.

Процесс пиролиза основан на термической обработке материала без доступа воздуха и имеет ряд технологических преимуществ. Основным из них является то, что пиритные и арсенопиритные концентраты разлагаются до пирротина, однако, отмечается капсулирование золота, в следствии чего, снижается извлечение. Так же, пирротин активно взаимодействует с растворами цианида что увеличивает стоимость процесса.

Обжиг, который ведется в присутствии кислорода, превращает сульфид в оксид, тогда как при пиролизе, который проводится в отсутствие кислорода, превращается сульфид в различные продукты реакции.

Окислительный обжиг применяется для разрушения сульфидной фазы минерала, чтобы сделать золото доступным для раствора цианида. Обжиг и пиролиз являются двумя основными тепловыми средствами для предварительной обработки упорных сульфидных золотых руд.

При проведении процесса обжига физические, химические и минералогические свойства рудных компонентов изменяются до степени, определяемой условиями обжига. Сера содержащаяся в минералах служит источником топлива для реакции.

Обжиг проводится для окисления сульфидной матрицы (сульфидных минералов) для высвобождения структурное и субмикроскопическое золото. Конечной целью процесса является превращение сульфидов железа в оксиды железа с высоким пористостью в чтобы ионы могли проникать в минерал и увеличивать извлечение содержащегося золота.

Процесс обжига превращает сульфидную серу в сернистый газ, который затем возможно преобразовывать в серную кислоту. Следовательно, сера используется для высокоценного продукта вместо потенциального отхода. Так же существуют технологии которые позволяют перерабатывать мышьяк образовавшийся при проведении процесса. Стоит отметить, что обжиг эффективно окисляет любой органический углерод, который может присутствовать в руде. Материал обжигается с целью достижения 96- 98% -ного окисления сульфидной серы, что делает процесс эффективным для предварительной обработки упорных золотых руд[5].

Поскольку обжиг является высокотемпературным процессом, он имеет преимущество удаления дополнительных второстепенных элементов из концентрата, что делает их доступными для дальнейшей обработки.

Таблица 1 – Сравнение методов переработки упорных золотосодержащих материалов

Все вышеперечисленные методы нашли применение в производственной практике как в России, так и за рубежом. Однако, на данный момент, технология ультратонкого измельчения используется, как правило, для переработки хвостов цианирования. Биологическое окисление активно используется в нашей стране на Олимпиаднинском месторождении компанией «Полюс». Технология автоклавного окисления нашла применение в Амурской Горно-Металлургической компании. Окислительный обжиг золотосодержащих концентратов не нашел широкого применения в нашей стране из-за высокого воздействия на окружающую среду и тонкости проведения процесса. Однако, современный уровень развития технологии очистки отходящих газов, контроля и автоматизации обжига может сделать этот метод более экономически выгодным, чем другие.

Следует учитывать, что при выборе методики подготовки упорных золотосодержащих руд к цианированию необходимо отталкиваться от вещественного состава материала, технологических и физико- химических свойств.

Список литературы

1.        Золотарев Ф. Д. Разработка комбинированных методов переработки золотосодержащих сульфидных концентратов. Стилевые характеристики : автореф. дис. ... канд. тех.наук : 25.00.13/ Золотарев Филипп Дмитриевич. – Санкт-Петербург,2016. – 26 с.

2.        Минеев, Г.Г. Биометаллургия золота [Текст] – М.: Металлургия, 1989. – 156 с.

3.        Сенченко А.Е., Аксенов А.В. и др. / Технология переработки упорных золотосодержащих концентратов на основе ультратонкого измельчения и атмосферного окисления. –Иркутск , Институт ТОМС,2012. – 1с.

4.        Fraser, K.S., Walton, R.H. & Wells, J.A. (1991). Processing of refractory gold ores, Minerals Engineering, vol. 4, no. 7-11, pp. 1029–1041.

5.        K. G. Thomas and A. P. Cole, «Roasting Developments - Especially Oxygenated Roasting», Developments in Mineral Processing., vol. 15, no. 05, 2005, pp. 403–432.