Опыт разработки технологий переработки хвостов цианированием методами кучного выщелачивания и пульпового процесса

Гудков С.С., заведующий лабораторией металлургии АО "Иргиредмет"

Ершов В.П., старший научный сотрудник лаборатории металлургии АО "Иргиредмет"

Галюков Е.В., заместитель заведующего лабораторией металлургии АО "Иргиредмет"

Николаев Ю.Л., ведущий научный сотрудник лаборатории металлургии АО "Иргиредмет"

Григорьев С.Г., ведущий научный сотрудник лаборатории металлургии АО "Иргиредмет"

Иванец С.А., старший научный сотрудник лаборатории металлургии АО "Иргиредмет"

Одними из вариантов переработки техногенного сырья являются кучное и чановое выщелачивание. Как показывает опыт Иргиредмета, внедрение этих методов для хвостов обогатительных и золотоизвлекательных фабрик принципиально возможно при соблюдении технологических требований и режимов.

Особенности переработки

Переработка по цианистой технологии актуальна применительно не только к кондиционным и забалансовым рудам, но и техногенному сырью, представленному хвостами обогащения – гравитации и флотации, а также пульпового процесса.

Хвосты, как правило из хвостохранилищ обогатительных (ОФ) и золотоизвлекательных фабрик (ЗИФ), представляют собой относительно бедные по ценному компоненту технологически упорные материалы. Они содержат практически только мелкий, тонковкрапленный в сульфиды и породообразующие минералы драгоценный металл и нередко компоненты с природной сорбционной активностью к золото-цианистому комплексу.

Подавление сорбционной активности с помощью депрессоров является самостоятельной темой, заслуживающей отдельного внимания. В настоящей публикации рассматриваются общие принципы, касающиеся особенностей технологии кучного и чанового выщелачивания хвостов.

Лежалые хвосты можно перерабатывать по цианистой технологии в варианте кучного выщелачивания (КВ) с учетом некоторых требований, имеющих принципиальное значение для достижения по возможности более полного доизвлечения золота:

Вследствие мелкой гранулометрии материал должен предварительно окомковываться с портландцементом. В случае присутствия кислотообразующих минеральных составляющих на окомкование добавляется также оксид кальция и структурирующий дробленый каркас из бедных руд или пустой породы.
Штабель должен быть небольшой высоты для обеспечения нормальной фильтруемости и сохранения гранулированной структуры в процессе выщелачивания и отмывки.
Необходима дополнительная принудительная аэрация материала, уложенного в штабель.

Указанные условия должны обязательно выполняться при переработке сырьевого объекта независимо от особенностей его вещественного состава. В свою очередь даже полное их соблюдение не гарантирует достижения желаемых показателей по извлечению золота и расходу реагентов.

В любом случае комплекс научно-исследовательских работ и инжиниринга на техногенных объектах обязан включать, после изучения химического и минерального состава и форм ассоциации золота, проведение лабораторных технологических исследований с целью установления реально достижимых величин извлечения ценного компонента и оптимальных режимных параметров переработки.

Лабораторная стадия, во избежание ошибок, должна сопровождаться укрупненными, полупромышленными или опытно-промышленными испытаниями для проверки и подтверждения работоспособности отдельных технических решений и технологии в целом.

В качестве практического примера приведем один из основных технологических приемов, заключающийся в аэрации окомкованного материала лежалых хвостов.

В процессе выщелачивания цианистыми растворами материала со сложным минеральным составом необходима подача кислорода воздуха непосредственно в штабель для окисления рудных минералов с целью сокращения расхода NaCN.

Подача кислорода в процессах выщелачивания имеет большое значение и определяется в основном двумя факторами:

Химическим взаимодействием кислорода в процессе растворения самородных металлов и сульфидов.
Адсорбционным взаимодействием при капиллярном смачивании материала в процессе пропитывания руды водным раствором цианида.

Первой фазой взаимодействия воздуха с раствором или поверхностью материала руды являются физические и адсорбционные процессы.

Диффузия кислорода связана с двумя условиями: диффузией из газовой фазы в раствор; диффузией на границе раздела минерал-раствор, определяющей кинетику растворения.

Наибольшее влияние кислород оказывает на химическое взаимодействие с металлами и сульфидами.

Основными исходными данными, принимаемыми в расчет для аэрации штабеля в процессе КВ золота из хвостов, являются:

Масса хвостов, подвергаемаяединовременной аэрации.
Расход воздуха на тонну уложенных хвостов.
Продолжительность выщелачивания.
Давление воздуха.

Практические примеры

Что касается практической реализации переработки хвостов методом КВ, следует отметить следующие промышленные объекты: фабричные хвосты Артемовской ЗИФ в Красноярском крае, хвосты ЗИФ им. Орджоникидзе в Забайкальском крае и лежалые хвосты Зареченской ОФ в Алтайском крае.

Несмотря на работоспособность технологии в укрупненных и полупромышленных масштабах, ее реализация заказчиками оказалась некорректной, что привело к недостижению поставленных задач. В частности, на Артемовской ЗИФ не были обеспечены требуемые режимы окомкования и аэрации.

Запуск установки КВ хвостов ЗИФ им. Орджоникидзе был произведен в холодный период без окомкования, из-за чего была нарушена фильтруемость штабеля, и металл не был получен.

Для техногенного золотосеребряного месторождения лежалых хвостов Зареченской ОФ были проведены исследования по технологии КВ.

По данным выщелачивания в агитационном режиме, при концентрации цианида натрия от 0,5 до 1,0 г/л извлечение золота составило от 55,75 до 66,7 % (среднее содержание – 0,63 г/т), серебра – от 55,5 до 78,8 % (среднее содержание – около 25 г/т).

Результаты исследований по окомкованию проб лежалых хвостов свидетельствуют, что удовлетворительный уровень фильтруемости достигается только при окомковании с расходом цемента не менее 10 кг/т.

Проведенный комплекс исследований показал, что лежалые хвосты фабрики являются благоприятным сырьем для кучного выщелачивания. Продуктивные растворы КВ могут быть переработаны как с использованием угольной сорбции, так и с осаждением на цинк (процесс Merrill Crowe). Предпочтительным с технологической точки зрения был признан второй вариант по причине отношения золота к серебру – свыше 1:10. К сожалению, технология не была реализована по экономическим соображениям.

Tailings Heap Leaching IGM 1

Золотоизвлекательная фабрика «Аксу» в Казахстане (Фото: АО "Иргиредмет")

Кроме того, Иргиредмет имеет опыт переработки техногенного сырья по сорбционной технологии. На ЗИФ "Аксу" и "Жолымбет" АО "Казахалтын" в Казахстане была организована переработка лежалых хвостов флотационного обогащения производительностью на каждой фабрике около 250 тыс. т в год.

Хвосты доизмельчались в шаровых мельницах, сгущались и перерабатывались по технологии "уголь в пульпе". При исходном содержании золота 0,8–1,2 г/т извлечение в слиток лигатурного Au составило 65–75 %.

В настоящее время указанные ЗИФ продолжают вести успешную переработку накопленных объемов техногенного сырья.

"ЗОЛОТОДОБЫЧА" № 4 (317), АПРЕЛЬ 2025 ГОДА