Подземное перколяционное выщелачивание свинцово-цинковых руд.

В настоящее время становится актуальной разработка геотехнологии для вовлечения в промышленное использование полиметаллических руд, переработка которых существующими методами (с предварительным обогащением) нерентабельна.

На территории Казахстана, как известно, расположено большое количество месторождений руд цветных и редких металлов. Наряду с меднорудными имеются месторождения свинцово-цинковых руд, добыча металлов на которых возможна также с применением процессов подземного и кучного выщелачивания. К ним относятся в первую очередь Текеклийское, Лениногорское, Карагайлинское, жайремское месторождения. Однако следует отметить, что до настоящего времени нет сведений о промышленном применении способов подземного и кучного выщелачивания для извлечения металлов из свинцово-цинковых руд. Из литературных источников известно о немногочисленных исследованиях, ведущихся в данном направлении, в том числе в нашей стране в Северо-Кавказском горно-металлургическом институте.

Свинцово-цинковое месторождение Коксу, находящееся в Текелийской металлогенической зоне Джунгарского Алатау, относится к полиметаллическому типу, так как в нем на ряду с галенитом и сфалеритом в подчиненном количестве присутствует и халькопирит. Руды месторождения характеризуются весьма мелким сложением. Размер зерен составляет от тысячных до сотых миллиметра, что сильно затрудняет обогащение этих руд. Наиболее оптимальной представляется переработка руд месторождения Коксу способом подземного выщелачивания.

Для выдачи рекомендаций по реализации предложенной технологии в промышленных масштабах были определены параметры процесса и отработана технология перколяционного выщелачивания, которое, как известно, является аналогом подземного выщелачивания и моделирует происходящие в нем процессы.

Минералы в рудных залежах месторождения Коксу распределены очень неравномерно. Корреляционной зависимости между основными рудообразующими минералами - галенитом, сфа­леритом и сульфидами железа - не выявляет­ся. Поэтому в данной работе изучалось несколь­ко проб руды месторождения Коксу с различ­ным содержанием и соотношением в них свинца, цинка и меди.

Анализ проведенных опытов позволил сделать вывод о малой эффективности процесса коллективного выщелачивания. Поэтому была разработана технологическая схема селективного вышелачивания, заключающаяся в том, что на первом этапе цинк извлекается слабыми (не выше 5 г/л) растворами серной кислоты, а затем, после водной промывки, свинец выщелачивается раствором хлористого нат­рия.

Серная кислота выщелачивает сульфиды цинка и железа в присутствии кислорода при определенных рН и температуре. Для подземного выщелачивания полиметаллического сырья серную кислоту можно использовать лишь в разбавленном виде. При этом наряду с цинком в раствор переходит медь, а образующийся не растворимый в воле сульфат свинца остаем­ся в руде. Поэтому в начальный период процесса извлечения свинца выщелачивание руды производится раствором хлористого натрия (200 г/л) без добавления кислоты. По мере вымывания из руды свинца в виде сульфата хлоридными растворами его концентрация в продуктивных растворах резко падает, после чего в раствор хлористого натрия вводится со­ляная кислота для интенсификации процесса.

По результатам длительных опытов опре­делено, что наилучшие показатели процесса выщелачивания достигаются при продолжительности пауз в орошении 1-2 дня после каждых пяти циклов, плотности орошения руды 50-70 л/т и выводе с одновременной заменой 20-30% раствора в каждом цикле орошения. При соблюдении указанного режима на стадии сернокислотного выщелачивания в течение 640 дней было извлечено около 80% цинка, 70% меди и 73% кадмия при незначительном расходе сер­ной кислоты (3 г/т цинка).

За четыре месяца выщелачивания цинка (около 22 мес.) было проведено 516 циклов орошения. Извлечение цинка составило 76,2%, расход серной кислоты – 2,16 т/т цинка.

Результаты опытно-промышленных испытаний хорошо согласовываются с результатами лабораторных и укрупненных исследований.

Полученные в ходе испытаний данные послужили основанием для составления технологического регламента на проектирование и выполнения проекта промышленного участка подземного выщелачивания свинцово-цинковой руды на отработанном руднике месторождения Коксу. В настоящее время здесь начаты подготовительные работы для строительства участка.

Рис. 4. Варианты технологических схем горячего кислого выщелачивания цинковых кеков.

Обозначения: ГКВ - горячее кислое выщелачивание; ГВКВ - горячее высококислое выщелачивание; ГГО - грубая гидролитическая очистка; Zn-кек или Zn-кекI - продукты нейтрального или кислого выщелачивания; кислый раствор после ГКВ предназначен для нейтрального или кислого выщелачивания