 |
Промышленный опыт извлечения золота из руд методом кучного выщелачивания в России и за рубежом
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ
вВедение. 2
1. ХАРАКТЕРИСТИКА И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНЕЧНОЙ ПРОДУКЦИИ.. 4
2. ПРОМЫШЛЕННЫЙ ОПЫТ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ РУД МЕТОДОМ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ.. 5
3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА 12
3.1. Исходные данные для расчета технологической схемы опытно-промышленной установки кучного выщелачивания золота. 12
3.2. Рекомендуемые параметры и режимы технологических операций. 13
3.2.1. Подготовка лежалых хвостов к укладке. 13
3.2.2. Кучное выщелачивание цианистыми растворами. 13
3.2.3. Сорбция золота из растворов кучного выщелачивания активными углями. 15
3.2.4. Десорбция золота с насыщенного активного угля и электролитическое выделение золота из элюатов. 17
3.2.5. Сушка-прокалка и плавка катодных осадков с получением готовой продукции. 18
3.2.6. Обезвреживание отработанных хвостов Артемовской ЗИФ.. 21
3.3. Отделение кучного выщелачивания золота и переработки продуктивных растворов. 28
3.3.1. Отделение десорбции и электролиза. 30
3.3.2. Отделение обезвреживания хвостов кучного выщелачивания и сбросных растворов. 33
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.. 35
ВВедение
Настоящий технологический регламент разработан по договору № 595/7-07, заключенному в июле 2007 г. между ОАО «Артемовская золоторудная компания» и ОАО «Иргиредмет» в соответствии с Заявкой ОАО «Артемовская золоторудная компания», и Календарным планом работ (Приложения А, Б) и требованиями «Положения о составе, порядке разработки и утверждения технологических регламентов для проектирования предприятий цветной металлургии» /1/.
При разработке регламента был учтен опыт эксплуатации опытно-промышленных установок кучного выщелачивания золота на «Светлинском» и «Березняковском» месторождениях (ЗАО «Южуралзолото»), месторождениях «Майское», «Чазы-Гол» и «Бабгора» (ЗДК «Золотая звезда»), «Покровское» (ООО «Покровский» рудник»), «Бамское» (ООО «Апсакан»), «Таборное» (ООО «Нерюнгри-металик»), «Межсопочное», «Самолазовское» (АС «Селигдар»), «Комсомольская залежь» (АС «Амур»), «Куранахское» (АК «Алданзолото»), «Эльдорадо» (ООО «Соврудник» и других.
|
|
|
В основу разработки регламента положены следующие источники научно-технической информации:
- результаты лабораторных исследований и полупромышленных испытаний технологии кучного выщелачивания, проведенных в ОАО «Иргиредмет» на технологической пробе лежалых хвостов Артемовской ЗИФ, поступившей от Заказчика;
- опыт разработки технологических регламентов и проектов промышленных установок кучного выщелачивания золота из руд различных месторождений, выпущенных Иргиредметом /3-11/ и другие;
- технологические показатели по кучному выщелачиванию благородных металлов из руд и отходов горно-обогатительного производства, приведенные в обзорах технической информации, бюллетенях, сборниках и в научно-технических журналах /12-15, 17-36/;
- информация ведущих специалистов Иргиредмета, командированных в США в 1998, 2001 гг., в Австралию 2002, 2004, 2005 и 2008 гг., в ЮАР 2003 г. и Канаду 2005 г. для ознакомления с практикой работы золотопромышленных предприятий, в том числе и установок кучного выщелачивания золота.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНЕЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
По рекомендуемой технологической схеме кучного выщелачивания золота из лежалых хвостов Артемовской ЗИФ товарной продукцией являются слитки золота лигатурного, отвечающие по составу и массовым долям неблагородных примесей требованиям ТУ 117-2-7-75, приведенным в таблице 1.1.
|
|
|
Таблица 1.1 – Технические требования на золото лигатурное согласно
ТУ 117-2-7-75
| Наименование | Химический состав, массовая доля, % | |||
| Au | Cумма Ag, Cu | Pb, не более | Hg, не более | |
| Золото в слитках | 10 и более | Не ограничено | 5 | 0,1 |
Отвальным продуктом технологии кучного выщелачивания являются обезвреженные от цианидов и роданидов хвосты кучного выщелачивания, которые остаются на площадке передела цианистого выщелачивания руды, с последующим комплексом работ по рекультивации земельных ресурсов. Вещественный состав хвостов изменяется незначительно. Обезвреженная жидкая фаза по химическому составу соответствует нормативным требованиям (суммарная концентрация цианид- и роданид-ионов в растворе не более 0,1 мг/л) /16/.
ПРОМЫШЛЕННЫЙ ОПЫТ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ РУД МЕТОДОМ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ
В последние тридцать лет наиболее динамично развивающейся технологией в сфере золотодобывающей промышленности стало кучное выщелачивание (КВ). Кучное вышелачивание золота цианированием впервые было предложено в 1967 г. Горным Бюро США. Первое промышленное использование кучного выщелачивания относится к концу шестидесятых годов, когда компания «Карлин Голд Майнинг» на выявленном ею золоторудном поясе Карлин Тренд (штат Невада) организовала крупные полевые эксперименты. Первую крупномасштабную отработку с выщелачиванием 2 млн. т бедной руды провела компания «Кортез Голд Майнз» в начале 1970 г. в районе Кортез Тренд (штат Невада). Ведущие научно-исследовательские институты бывшего СССР (и Иргиредмет в их числе) приступили к исследованиям в этой области практически одновременно с американцами. Были выполнены научно-исследовательские работы по выщелачиванию благородных металлов методом кучного выщелачивания, по переработке продуктивных растворов и решены вопросы по охране окружающей среды.
В бывшем Советском Союзе впервые крупномасштабные испытания по кучному выщелачиванию золота были проведены в конце 70-х годов на месторождениях «Мурунтау» (Узбекистан), Куранахского рудного поля и в начале 90-х на Васильковском (Казахстан). Результаты, полученные на месторождении «Мурунтау», показали возможность извлечения золота из бедных руд на уровне 60-70 %. Работы на Васильковском месторождении полностью подтвердили перспективность этого метода и позволили накопить определенный опыт работы.
|
|
|
В России впервые в промышленном масштабе отработка руды по методу кучного выщелачивания была произведена на месторождении «Майское» (республика Хакасия) Золотодобывающей компанией «Золотая звезда», которое с 1994 г. и по настоящее время стабильно работает. В ОАО «Иргиредмет» была разработана технология, выданы исходные данные для проектирования промышленной установки кучного выщелачивания золота из окисленных руд Майского месторождения, по которым институтом «Сибгипрозолото» разработан проект опытно-промышленной установки. Специалистами Иргиредмета (технологами, экологами и аналитиками) было осуществлено обучение обслуживающего персонала приемам работы на основных технологических операциях. Извлечение золота из продуктивных растворов КВ осуществлялось на цинковую стружку с последующей кислотной обработкой и плавкой.
В 1996 г. ЗАО «Золотая звезда» приступило к строительству второй установки на руднике (Чазы-Гол) и в 1997 г. завершило строительство, произвело запуск и по настоящее время ведет его отработку методом КВ.
Высокие темпы наращивания золотодобычи на предприятиях достигнуты благодаря постоянной инженерно-экономической оценке сырьевых ресурсов, технически грамотному и оперативному проведению исследовательских работ, а также постоянному совершенствованию оборудования и технологии процесса КВ.
Начиная с конца 90-х годов прошлого столетия в России внедряется по одной-две установки КВ в год.
По технологии и проекту, разработанным в ЦНИГРИ, в середине 1990-х годов работала установка кучного выщелачивания золота из техногенного сырья – лежалых эфельных хвостов из старых отвалов золотоизвлекательных фабрик Кочкарского рудника (впоследствии – производственное объединение и затем АО «Южуралзолото»). Эксплуатацию установки осуществляло ТОО «Колорадо» – совместное предприятие Зеленогорской геологоразведочной экспедиции, ЗАО «Южуралзолото», ЦНИГРИ и концерна «Геологоразведка» (г. Пласт Челябинской области).
|
|
|
Установка производительностью 50 тыс. т в год была сооружена на территории старого хвостохранилища ЗАО «Южуралзолото». Эфельные хвосты с содержанием золота 0,8÷3,0 г/т доставляли с отвалов самосвалами на расстояние 1÷5 км. Эфеля, содержащие более 50 % материала крупностью минус 50 мкм, окомковывали в барабанном окомкователе. Прочные, хорошо проницаемые окатыши получали при использовании в качестве связующего смеси портландцемента с известью. Расход цемента 3÷4 кг на 1 т эфелей. Рудный штабель формировали с помощью конвейеров или автопогрузчиков на площадке, имеющей гидроизоляционное основание, выполненное из глины и полиэтиленовой пленки. Фильтрационный слой в основании кучи создавали путем отсыпки на полиэтиленовую пленку песка и щебня. Высота рудного штабеля составляла 3м.
Переработка руды методом кучного выщелачивания включает следующие основные технологические операции: рудоподготовку, которая в зависимости от содержания золота, фильтрационных свойств, гранулометрического и минералогического состава сырья может включать дробление, грохочение, шихтовку глинистых руд со скальными породами; окомкование мелких и тонкодисперсных фракций; выбор и подготовку площадки под кучное выщелачивание (снятие плодородного слоя и планировка площадки); подготовку гидроизоляционного основания (отсыпка глины, ее уплотнение, укладка полиэтиленовой пленки, отсыпка дренажного слоя, укладка коллекторов сбора продуктивных растворов); укладку руды в штабель (кучу); орошение рудного штабеля цианистыми растворами; собственно выщелачивание золота; дренаж растворов через кучу; накопление золотосодержащих растворов в емкости и их отстаивание; извлечение золота из растворов; плавку осадков (цинковых, катодных); обезвреживание отработанных рудных штабелей (хвостов выщелачивания); рекультивацию отвалов и нарушенных земель.
К минеральному сырью, наиболее пригодному для переработки методом КВ, относится сырье, обладающее достаточной пористостью и проницаемостью, обеспечивающими доступ цианистых растворов к поверхности благородных металлов и диффузию растворенных цианистых комплексов металлов в продуктивный раствор КВ, который в дальнейшем поступает на извлечение благородных металлов известными методами.
Рудоподготовка может полностью исключать операцию дробления или предусматривать только операцию дробления, включать операции дробления и окомкования, присущую для шламистой руды и хвостов обогащения.
|
|
|
Цель рудоподготовки перед КВ – получение достаточно мелких частиц руды, позволяющих цианистому раствору вступать в контакт с благородными металлами с достижением степени проницаемости и устойчивости штабеля руды, достаточной для прохождения выщелачивающего раствора через кучу с приемлемой скоростью. Эти требования, зачастую, могут входить в противоречие друг с другом, когда при низкой скорости фильтрации достигаются приемлемые показатели КВ, но за очень длительный промежуток времени. Расходы на дробление руды прямо связаны с рентабельностью извлечения золота. Так, если затраты на дробление крупной руды не компенсируются прибылью, полученной в результате повышения степени извлечения золота, то операция дробления не приемлема.
Операция дробления аппаратурно оформляется в зависимости от требований технологии, крупности дробления, литологического состава руды, требований производительности и др. параметров. Схема дробления может быть одно- и многостадиальной и включать в себя дробилки различных модификаций (щековые, конусные, роторные, валковые и др.), питатели, конвейеры и грохоты.
Проблема, возникающая при переработке золотосодержащих руд с повышенным содержанием глины и шламов, образующихся в результате дробления, а также лежалых хвостов гравитационного и гравитационно-флотационного обогащения руд методом КВ, из-за крайне медленной скорости фильтрации растворов, может быть решена путем предварительного окомкования. Основная цель окомкования – получение пористого материала, который был бы устойчив к механическому воздействию при транспортировке, формировании штабеля и просачивании цианистых растворов через штабель. Качество окомкованного сырья определяется природой и загрузкой связующей композиции, продолжительностью операции отвердевания и упрочения окомкованной руды и количеством воды или цианистого раствора, подаваемого на операцию окомкования.
Для процесса окомкования применяют цемент, известь, отходы ряда производств и различные композиции на их основе. Для ряда сырьевых объектов продолжительность КВ окомкованного сырья в сравнении с традиционным вариантом сокращается от 2 до 5 раз, а для многих эта операция является обязательной, поскольку без нее последующее КВ практически не осуществимо.
В зависимости от гранулометрического и минерального состава аппаратурно процесс окомкования может быть оформлен различно: чашевые, барабанные окомкователи или окомкование, выполненное на каскаде ленточных транспортеров.
В настоящее время существует множество вариантов конструкций гидротехнических сооружений промышленного комплекса КВ, но институт «Иргиредмет» рекомендует три основных метода КВ, которые отличаются между собой организацией основных и вспомогательных работ и характером общеинженерных мероприятий.
Первый вариант предусматривает строительство долговременных площадок многоразового использования из твердых гидроизоляционных покрытий, способных выдерживать возникающие рабочие давления от складированного штабеля и от погрузочно-разгрузочных механизмов и транспортных средств. Этот метод применяется в тех случаях, когда площадка, предназначенная для размещения рудных штабелей, ограничена по площади и поблизости имеется участок земли, пригодный для строительства хвостохранилища. При организации участка КВ по первому варианту сооружается высокопрочное гидроизоляционное основание из бетона или асфальта; требуются меньшие размеры технологических емкостей из-за ограниченной площади куч, подвергаемых цианистому выщелачиванию; производится двойная переработка рудной массы (загрузка, выгрузка). Для долговременных площадок характерен относительно короткий и постоянный по времени цикл выщелачивания.
Второй вариант, который наиболее распространен, предусматривает строительство гидроизоляционных площадок одноразового использования из мягких изолирующих покрытий (полиэтиленовые или поливинилхлоридные пленки, листовая резина) в сочетании с глинистой изоляцией или без нее при наличии естественного водоупора толщиной не менее 1 м. Набор технологического оборудования остается таким же, как и в первом варианте.
По второму варианту выщелоченная и обезвреженная руда остается на месте переработки. В этом случае отпадает необходимость в сооружении и эксплуатации хвостохранилища. Затраты на строительство гидроизоляционных площадок должны быть минимальными (сооружения из пригодных местных глин в сочетании с полиэтиленовым покрытием или без такового).
Третий вариант КВ – дамбовое выщелачивание, подготовка которого заключается в укладке руды перед удерживающим сооружением, имеющим вид дамбы. Большая часть руды нижележащего слоя выщелачивается во время последующего выщелачивания. После выщелачивания руды осуществляется дренаж растворов и складирование свежей руды. По окончании выщелачивания хвосты обезвреживаются и рекультивируются, подобно отвалам пустой породы.
Для организации дамбового выщелачивания необходима крепкая руда. Метод может использоваться, где рельеф местности имеет крутой угол наклона. Метод может использоваться в широком диапазоне климатических условий, и приспособлен к длительному периоду выщелачивания (до нескольких лет).
Формирование рудного отвала – важная и ответственная задача, при решении которой уплотнение руды в отвале должно быть сведено до минимума.
Наиболее простым и менее затратным с экономической точки зрения является метод формирования отвала с использованием автосамосвалов и фронтальных погрузчиков, когда нижний слой отсыпается с помощью автосамосвалов с последующим наращиванием штабеля погрузчиком. Минимальное уплотнение руды, обусловленное лишь собственным весом, обеспечивают методы с использованием отвалообразователей или экскаваторов-драглайнов. Эти методы применимы для всех категорий минерального сырья. Бульдозерный способ формирования отвала, когда руда завозится на площадку автосамосвалами, а штабель формируется бульдозером, применим для прочной руды. Для окомкованной руды применим метод с использованием конвейеров и стакеров.
Различные типы гидроизоляционных оснований, применяемые в кучном выщелачивании, приведены на рисунке 2.2.
В ОАО «Иргиредмет» разработан способ зимней укладки глинистых руд, который был всесторонне испытан в ходе использования в промышленном масштабе в течение 5 лет на Чазы-Гольском месторождении ЗАО ЗДК «Золотая звезда». Руда в зимний период добывается из карьера, дробится, смешивается с цементом без добавления воды и укладывается на заранее подготовленное в теплый период гидроизоляционное основание, что позволяет подготовить к теплому периоду рудный штабель объемом в сотни тысяч тонн. Процесс оттайки проходит в течение 10÷15 дней подачей растворов на рудный штабель, после чего процесс фильтрации растворов входит в нормальный режим. Данный способ позволяет увеличить объем переработки руды методом кучного выщелачивания в 1,5÷2 раза.
Выбор метода переработки растворов зависит от ряда факторов: наличия примесей – Сu, As, Sb; масштабов производства; соотношением Au и Ag в растворах и др.
В промышленной практике золотодобычи методом КВ для извлечения благородных металлов используются три метода: метод сорбции на анионит АМ-2Б; на активный уголь и метод цементации на металлический цинк. Метод сорбции на АМ-2Б используется в технологических схемах промышленных установок в составе Васильковского ГОКа (Казахстан), ТОО «Колорадо» (г. Учалы, республика Башкортостан).
3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА
|
|
|
