Технологии переработки упорного золотосодержащего сырья

Войлошников Г.И., заместитель генерального директора АО "Иргиредмет" по научно-методической и инновационной деятельности, д-р техн. наук, профессор

Современная золотодобывающая промышленность сталкивается с необходимостью вовлечения в переработку все большего количества упорных руд, вызывающих осложнения при использовании цианистого процесса [1–3]. По данным зарубежных исследователей, на упорное сырье приходится от 20 до 30 % мировых запасов золота.

Наиболее часто упорность руд к цианированию связана с тонкой вкрапленностью золота в сульфидах. Другие виды упорности обусловлены наличием сорбционно-активного углистого вещества, а также других компонентов, осложняющих выщелачивание и последующие технологические операции, повышающих расход цианида и кислорода, способствующих образованию пленок, затрудняющих растворение золота и т.п.

Наибольшее распространение в практике мировой золотодобывающей промышленности получили процессы вскрытия золотосодержащих сульфидов с использованием сверхтонкого измельчения, автоклавного, атмосферного и биоокисления, а также обжига. Для снижения отрицательного влияния сорбционно-активного органического углерода используют операции, связанные с удалением углистого вещества (гравитационными или флотационными методами, обжигом) или реагентной обработкой, подавляющей его сорбционную активность (обработка окислителями, органическими соединениями, биореагентами).

Зачастую в рудах присутствуют и сульфиды, и сорбционно-активный углерод. В таком случае говорят о продуктах двойной упорности и необходимости их переработки по комбинированным схемам [1–3].

Прочие виды упорности руд (наличие цианисидов, минералов сурьмы, мышьяка, теллуридов и т.п.) встречаются менее часто и предполагают проведение дополнительных операций и специальных режимов цианирования.

АО "Иргиредмет" имеет большой опыт по переработке упорного сырья [3]. В результате многолетних исследований специалистами института сформировано общее представление об упорных золото- и серебросодержащих рудах как особой категории минерального сырья, предложена система технологической классификации и методика экспрессной технологической оценки руд, сформулированы основные принципы их обогащения и металлургической переработки.

Автоклавы для окисления сульфидных минералов

Иргиредметом проведены многочисленные исследования по разработке технологий переработки различного золотосодержащего сырья, в котором упорность связана с факторами как физической, так и химической депрессии золота.

Также выполнены исследования по отраслевым программам "Концентрат", "Биотехнология золота и серебра", в которых изучены варианты переработки упорных сульфидных концентратов предприятий бывшего СССР с использованием методов автоклавного и биоокисления, кислотно-кислородного вскрытия, обжига, сверхтонкого измельчения.

В 1970-х годах институтом начаты первые в отечественной горнодобывающей промышленности работы по использованию биотехнологий. Изначально бактериальное выщелачивание рассматривали для переработки урановых и медных руд, впоследствии применяли для вскрытия упорных (сульфидных) золотосодержащих руд и концентратов, а также растворения золота продуктами жизнедеятельности бактерий. Иргиредмет совместно с ЦНИГРИ разработал технологический регламент, который стал основанием для проектирования и пуска в эксплуатацию одной из крупнейших в мире установок биоокисления сульфидных флотоконцентратов на месторождении Олимпиадинское (Красноярский край) [4–5].

Установка для непрерывных испытаний процесса биоокисления упорных концентратов

Технологии сверхтонкого измельчения флотоконцентратов предложены и опробованы в промышленном масштабе для месторождений Дарасун и Тасеевское (оба – Забайкальский край). Разработаны варианты переработки сорбционно-активных углеродистых руд месторождений Пионер, Маломыр и Эльга (все – Амурская область), а также для ЗИФ-2 на месторождении Голец Высочайший (Иркутская область). Применительно к медистым техногенным продуктам, в частности хвостам полиметаллических фабрик, пиритным огаркам, созданы схемы с использованием низких концентраций цианида, позволяющие существенно сократить расход растворителя.

Мельница сверхтонкого измельчения

Иргиредметом проведены исследования, испытания и разработка схем переработки пирротинсодержащих руд с использованием интенсивной известковой обработки и оборота необезвреженной жидкой фазы хвостов в голову технологического процесса, что позволяет организовать складирование отходов без обезвреживания и снизить таким образом расход реагентов. По результатам работ подготовлен технологический регламент, осуществлены проектирование, строительство и пуск предприятия по предложенной технологии.

Для снижения отрицательного влияния органического углерода в углистых золотосодержащих рудах институтом выполнены исследования по выделению этого компонента с использованием гравитационного и флотационного обогащения, реагентной обработки.

В частности, были изучены варианты предварительной флотации углистого вещества для руд месторождения Маломыр, а также использование реагентов-депрессоров углерода при флотации сульфидов. В результате на фабрике был успешно внедрен реагент "Р-2", это позволило получить флотоконцентрат с содержанием органического углерода, соответствующим требованиям переработки автоклавным вскрытием на Покровском автоклавно-гидрометаллургическом комплексе.

Работы по поиску перспективных депрессоров углистого вещества при флотации продолжаются в направлении снижения стоимости применяемых реагентов. По ряду образцов были получены положительные данные.

Другим вариантом снижения отрицательного влияния углистого вещества является разработанный в Иргиредмете процесс гравио-флотоперечистки флотоконцентрата перед проведением цианирования, позволяющий существенно снизить сорбционную активность материала.

Колонна кучного биоокисления

Кроме того, институт ведет работы по горячему цианированию хвостов сорбционного цианирования и исследования по тиосульфатному выщелачиванию углистых руд и концентратов. К сожалению, сложность химии тиосульфатного растворения и поведения растворов и сорбентов в обороте не позволяют широко использовать предлагаемую технологию в практике золотодобывающей промышленности, хотя имеется успешный пример ее применения в США.

Большой опыт Иргиредмет имеет в исследовании нецианистых растворителей, обладающих рядом преимуществ в сравнении с цианидом при переработке упорных продуктов [6]. В частности, предложено использование тиокарбамида при переработке серебросодержащих и золотосурьмяных руд (месторождения Дукат в Магаданской области, Сарылах в Республике Саха (Якутия) и др.).

В целом выбор эффективной технологии переработки упорных продуктов является достаточно сложной задачей и, помимо использования данных по объектам-аналогам, требует учета специфики конкретного месторождения. При этом необходимо обращать внимание на различные факторы, специфические для каждого рудного объекта, включая химический и минеральный состав сырья, наличие углистого вещества, компонентов, затрудняющих процессы выщелачивания, сорбции, обезвреживания и складирования отходов, расположение месторождения и т.п. [7].

АО "Иргиредмет" обладает широкими возможностями для проведения лабораторных и полупромышленных испытаний технологий извлечения золота, в том числе новых разработок. Благодаря накопленному опыту, наличию современного оборудования,высококвалифицированных специалистов, свидетельств и лицензий институт готов оказать помощь в освоении месторождений золотосодержащих и комплексных руд, включая упорные, выполнить научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, проектирование, поставку оборудования, строительство предприятия.

Список использованной литературы

1. La Brooy, S.R., Linge, H.G. and Walker, G.S. (1994) Review of Gold Extraction from Ores. Minerals Engineering, 7, pp. 1213–1241.
2. Gold Ore Processing. Project Development and Operations. Second Edition. Edited by Mike D. Adams/Elsevier, 2016, 1020 pp.
3. Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд: в 2 т. – Иркутск: Изд-во Иргиредмет, 1999. Т.1. – 342 с., Т.2. – 452 с.
4. Минеев Г.Г. Биометаллургия золота, – М.: Металлургия, 1989. – 160 с.
5. Баликов С.В. и др. Биометаллургия золота и цветных металлов. – Иркутск: АО "Иргиредмет", 2021. – 643 с.
6. Минеев Г.Г., Панченко А.Ф. Растворители золота и серебра в гидрометаллургии. – М.: Металлургия, 1994. – 241 с.
7. Дементьев В.Е., Войлошников Г.И. Выбор технологии переработки упорных золотосодержащих руд с учетом технико-экономических и экологических аспектов // Рациональное освоение недр. 2022. № 2. С. 60-64. DOI: 10.26121/RON.2022.52.73.008.