Выбор оптимальной технологической схемы переработки полиметаллических и золотосодержащих руд и концентратов

Епифоров А.В., старший научный сотрудник лаборатории металлургии АО "Иргиредмет", канд. техн. наук

Мусин Е.Д., заместитель генерального директора АО "Иргиредмет" по научной работе , канд. техн. наук

Выбор оптимальной технологии переработки минерального сырья, в частности полиметаллических и золотосодержащих руд и концентратов, с точки зрения рационального освоения недр должен в обязательном порядке предусматривать извлечение всех ценных компонентов. При этом должны учитываться как технологические, так и экономические аспекты предлагаемых решений.

Выбор технологических решений по переработке сложных по составу руд и рудных продуктов – критически важный аспект, который оказывает влияние на рентабельность всего золотодобывающего предприятия и поэтому должен быть основан на качественных технико-экономических расчетах (ТЭР).

Рассмотрим некоторые примеры обоснования выбора технологических решений по переработке сложных по составу руд и рудных продуктов на основе ТЭР.

Переработка сульфидного свинцово-цинкового флотоконцентрата

Одним из примеров является выбор наиболее эффективной гидрометаллургической технологии переработки сульфидного свинцово-цинкового флотоконцентрата.

Были рассмотрены два варианта: первый подразумевал высокотемпературное автоклавное окисление [1] концентрата при температуре 220 ℃ и при парциальном давлении кислорода 0,7 мПа, второй – сверхтонкий помол концентрата до Р₉₅ = 10 мкм, окислительное атмосферное выщелачивание цинка при температуре 95 ℃ в сернокислой среде с продувкой кислорода, флотацию серы из продукта окисления.

Технологические показатели и технико-экономическое сравнение по двум технологиям представлены в табл. 1.

Таблица 1. Сравнение вариантов переработки Pb-Zn флотоконцентрата

Показатель	Значение
	Атмосферное выщелачивание	Автоклавное окисление
Технологические показатели
Степень окисления сульфидов, %	70,1	Более 98
Извлечение Zn в раствор, %	79,1	97
Степень разделения свинца и цинка, %	83,5	Более 99
Выход S0, %	45	0
Экономические показатели
Капитальные затраты, млн руб.	1 150,3	1 727,9
Эксплуатационные затраты, тыс. руб.	317 160,8	315 626,3
Прочие расходы, тыс. руб.	113 170,9	152 661,7
Себестоимость переработки 1 т флотоконцентрата, руб.	8 606,6	9 365,8

Технико-экономические расчеты показали, что капитальные затраты по автоклавному варианту в полтора раза превышают капитальные затраты по атмосферному варианту. Эксплуатационные затраты по обоим вариантам, учитывая точность расчетов, можно признать равными. Себестоимость переработки сырья по атмосферному варианту оказалось примерно на 9 % ниже, чем по автоклавному. В то же время автоклавное окисление эффективнее с технологической точки зрения, поэтому в данном случае оно является более предпочтительным. Кроме того, получаемая при атмосферном варианте элементная сера была низкого качества, что, вероятно, затруднило бы ее дальнейшую реализацию в качестве товарного продукта.

Переработка золотомедных руд

Отдельного внимания заслуживают золотомедные руды, так как содержание в них меди в процессе цианирования приводит к значительному расходу цианида, что существенно увеличивает себестоимость получения золота.

Для гидрометаллургической переработки золотомедных руд на одной из ЗИФ использовалась технологическая схема, включающая двухстадиальное измельчение руды до Р₈₀ = 75 мкм с полусамоизмельчением в первой стадии, предварительное цианирование измельченной руды совместно с хвостами медной флотации и сорбционное выщелачивание в режиме CIP, обезвреживание пульпы цианирования перекисью водорода и сброс в хвостохранилище. При этом в жидкой фазе хвостов происходило накопление цианидных комплексов меди, что вызывало перерасход дорогостоящих реагентов – перекиси водорода и цианида натрия.

Для улучшения экономических и экологических показателей работы ЗИФ специалистами АО «Иргиредмет» предложена технология регенерация цианида натрия [2] из жидкой фазы CIP и из растворов хвостохранилища.

Предложенная схема включала: двухстадиальную противоточную отмывку пульпы цианирования от свободного и связанного с медью цианида в сгустителях растворами из хвостохранилища; регенерацию цианида натрия из растворов противоточной отмывки, отделение медного осадка фильтрацией (с сушкой и реализацией осадка в качестве товарной продукции) и возврат полученного цианистого раствора на стадию измельчения руды и частично в цикл предварительного цианирования; обезвреживание отмытой пульпы цианирования перекисью водорода и сброс в хвостохранилище.

Для обоснования экономической эффективности предлагаемого решения выполнены укрупненные ТЭР. В табл. 2 представлен расчет удельных затрат на реагенты до и после внедрения регенерации цианида на ЗИФ.

Таблица 2. Расчет затрат на реагенты до и после внедрения технологии регенерации цианида

Операция	Реагент	Расход реагента, кг/т		Стоимость реагента, долл. США/кг	Удельные затраты, долл. США/т
		До	После		До	После
Цианирование	NaCN	1,09	0,7	2,46	2,69	1,72
	СаО	2,3	1,39	0,06	0,15	0,09
Отмывка 1	MF 5250	0,0	0,041	3,70	0,00	0,15
Отмывка 2	MF 5250	0,0	0,009	3,70	0,00	0,03
Регенерация цианида	H2SO4	0,0	0,95	0,20	0,00	0,19
	Na2S	0,0	0,037	0,34	0,00	0,01
	NaOH	0,0	0,77	0,84	0,00	0,65
Обезвреживание	H2O2	3,3	2,64	0,70	2,31	1,85
Итого					5,14	4,70

 

Показано, что внедрение регенерации цианида сокращает расход реагентов и общие затраты на них. Кроме того, предлагаемая технологическая схема позволяет значительно снизить концентрацию цианидов и меди в жидкой фазе хвостохранилища, что благоприятным образом сказывается на экологии. Попутным продуктом технологии является высококачественный медный концентрат.

По результатам укрупненных ТЭР при внедрении технологии регенерации цианида на ЗИФ инвестиционные затраты составят 5 017,6 тыс. долларов, операционные затраты – 5 734,8 тыс. долларов в год. Выручка от реализации медного концентрата, получаемого при регенерации цианида, с учетом дохода от уменьшения потребления цианида, извести и перекиси водорода при внедрении технологии, составит 9 562,7 тыс. долларов в год. Период окупаемости инвестиционных вложений оценивается примерно в один год при годовой производительности фабрики 4 млн т руды. Экономический эффект от внедрения данной технологии составляет 2,4 доллара/т.

Заключение

Исходя из приведенных выше примеров можно заключить, что при выборе оптимального технологического решения по переработке сложных по составу руд и рудных продуктов, кроме проведения собственно технологических исследований, необходимо оценивать и другие факторы, в частности экономические.

Список использованной литературы

1. Баликов С.В., Гудков С.С., Емельянов Ю.Е., Богородский А.В., Епифоров А.В., Болдырев А.В., Дзгоев Ч.Т. Автоклавное окисление золотосодержащих руд и концентратов. Иркутск: ОАО «Иргиредмет», 2016. 471 с.
2. Пат. 2443791 РФ. Способ кондиционирования циансодержащих оборотных растворов переработки золотомедистых руд с извлечением золота и меди и регенерацией цианида / Петров В.Ф., Файберг А.А., Петров С.В., Войлошников Г.И.; опубл. 27.02.2012.