способ цианидного выщелачивания золота в штабелях руды

Формула изобретения

Способ кучного выщелачивания золота, включающий дробление руды, окомкование руды с введением цемента и водного раствора цианида натрия, укладку штабеля на гидроизолированное основание, монтаж системы орошения, подачу накислороженного раствора орошением и получение продукционных растворов, отличающийся тем, что окомкование руды проводят с расходом цианида натрия 0,35-0,5 кг/т и концентрацией 12-15 г/л, перед орошением проводят выстаивание штабеля в течение 7-8 суток, орошение проводят водой, а концентрацию золота в продукционных растворах поддерживают не более 22-25 мг/л.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано, в частности, для извлечения золота при кучном выщелачивании золотосодержащих руд цианидными растворами.

Известен способ выщелачивания (М.А.Меретуков, A.M.Орлов. Металлургия благородных металлов, (зарубежный опыт). М.: Металлургия. С.97-113. 1991). Способ включает дробление руды, подготовку руды к штабелированию, укладку штабеля на гидроизолированное и экологически надежное основание, монтаж системы орошения кучи и подачу раствора цианида на воздухе механическими разбрызгивателями, распылителями из резиновых трубок.

Недостатком способа является низкая эффективность извлечения золота из штабеля.

Известен способ выщелачивания с увлажнением руды перед укладкой ее в штабель раствором цианида натрия (см. "Кучное выщелачивание благородных металлов"./Под ред. проф. д.т.н. М.И.Фазлуллина. - М.: Издательство Академии горных наук. 2001. С.153-154).

Недостатком способа является низкая степень извлечения золота (73,5% за 5 суток), высокий расход цианида на стадию окомкования и стадию выщелачивания (3,87 кг/т руды), выщелачивание руды растворами с добавкой в них цианида.

В качестве прототипа взят способ кучного выщелачивания золота, включающий дробление руды, окомкование руды с введением цемента и водного раствора цианида натрия, укладку штабеля на гидроизолированное основание, монтаж системы орошения, подачу накислороженного раствора орошением и получение продукционных растворов (См. "Кучное выщелачивание благородных металлов"./Под ред. проф. д.т.н. М.И.Фазлуллина. - М.: Издательство Академии горных наук. 2001. С.471- 473). Извлечение золота после 60 суток выщелачивания составляло 80-85% в условиях дополнительного ввода цианида натрия в циркуляционные растворы в стадии выщелачивания.

Недостатком прототипа является невысокая скорость растворения золота, не позволяющая в течение летнего периода использовать одно основание для выщелачивания на нем 2-3 рудных штабелей. Не выяснены регламентированные условия растворения золота в штабеле до начала его орошения (стадия созревания штабеля), в частности, нет данных по оптимальному расходу цианида натрия, по концентрации цианида натрия в водном растворе в процессе гранулирования руды и продолжительность выстаивания (созревания) штабеля перед его орошением. Из-за длительной стадии выщелачивания в циркуляционных растворах накапливаются плохорастворимые соли, приводящие к образованию осадка и в трубопроводах. С целью предотвращения осадкообразования вводят специальный реагент, что удорожает расходы на обслуживание.

Техническим результатом изобретения является повышение скорости растворения золота, упрощение технологии и снижение экологической опасности.

Это достигается за счет того, что в способе кучного выщелачивания золота, включающем дробление руды, окомкование руды с введением цемента и водного раствора цианида натрия, укладку штабеля на гидроизолированное основание, монтаж системы орошения, подачу накислороженного раствора орошением и получение продукционных растворов, окомкование руды проводят с расходом цианида натрия 0,35-0,5 кг/т и концентрацией 12-15 г/л, перед орошением проводят выстаивание штабеля в течение 7-8 суток, орошение проводят водой, а концентрацию золота в продукционных растворах поддерживают не более 22-25 мг/л.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что перед выщелачиванием проводят окомкование руды в условиях создания максимально большой концентрации цианида натрия в очень тонком слое воды, пропитывающей рудный материал при оптимальной влажности. Эти условия образуются при расходе водного раствора цианида натрия 27-35 л/т с концентрацией цианида натрия 12-15 г/л. Затем выдерживают окомкованный рудный материал в течение 7-8 суток. Концентрация цианида во влаге окомкованного рудного материала оптимальная и составляет 12-15 г/л. При температуре 18-20°С за 7-8 дней выстаивания окомкованного рудного материала (стадия созревания) происходит переход золота в его растворимый цианидный комплекс на 65-70%. Цианид натрия, введенный в руду при ее окомковании, прочно усваивается рудным материалом, в основном за счет адсорбции. В дальнейшем золото из рудного материала выщелачивают орошением водой или образующимися в процессе циркулирующими обеззолоченными растворами без добавки в них цианида натрия в течение 7-15 дней. Цикл выщелачивания при этом фактически совпадает с циклом промывки руды. Величина рН продукционных растворов 7-8. Концентрация цианида натрия в циркулирующих растворах, без дополнительного их доукрепления цианидом натрия, - 0,1-0,2 г/л. Средняя концентрация золота в продукционных растворах составляет порядка 4-22 мг/л вплоть до извлечения золота из руды на 80-85%.

При окомковании с меньшим расходом цианида натрия или в условиях с большей влажностью, чем оптимальная, концентрация цианида натрия во влаге окомкованного рудного материала снижается, золото в руде за период созревания вскрывается до 40-50%, и возникает необходимость дополнительного ввода цианида в циркулирующие растворы в стадии выщелачивания руды. Это приводит к увеличению продолжительности выщелачивания в 2 и более раза и к снижению извлечения золота.

При окомковании руды с расходом цианида натрия больше 0,5 кг/т и в условиях влажности руды меньше оптимальной концентрация цианида натрия во влаге рудного материала достигает 15 г/ли более. При этом создаются условия получения продукционных растворов с концентрацией золота более 25 мг/л. Из таких богатых золотосодержащих растворов золото может необратимо адсорбироваться на рудном материале, что приводит к снижению извлечения золота более чем на 10%. Сказанное подтверждается примерами 1-5 (таблицами 1-5).

Способ осуществляют следующим образом. В дробленую золотосодержащую руду при ее окомковании вводят раствор цианида натрия определенной концентрации с учетом исходной влажности руды таким образом, чтобы концентрация цианида натрия при общей влажности 2,7-3,5% находилась в интервале от 12 до 15 г/л. Процесс окомкования проводят при перемешивании (встряхивании, пересыпании) руды в течение 20-30 с. После этого руду переносят в штабель для выстаивания (созревания) на воздухе. После выстаивания окомкованной руды в течение 7-8 суток начинают ее орошение накислороженной водой с суточным расходом (0,03-0,035 м³/т-сутки). Через сутки получают в сборнике продукционный раствор с концентрацией золота 25 мг/ л. Эти продукционные растворы подвергают обеззолочиванию активированным углем. Обеззолоченные растворы пополняют свежей водой, накислороживают и вновь направляют на орошение руды.

Опытно-полевые и экспериментальные исследования проводились на сиритизированных кварцитовых рудах с содержанием золота 1,70-2,87% и исходной влажностью 0,7%.

Согласно данным опытно-полевых испытаний (см. пример 1) выщелачивание накислороженными растворами в режиме "поршневого" орошения сопровождалось высоким приростом концентрации золота в продукционных растворах. После достижения в циркуляционных растворах концентрации золота 25,6 мг/л наблюдалось резкое снижение концентрации золота в продукционных растворах, вплоть до 16,8 мг/л. За счет повышения концентрации цианида и температуры восстановить достигнутый ранее уровень извлечения золота в продукционные растворы не удалось. На 21 сутки выщелачивания концентрация золота в продукционных растворах снизилась. В последующем повысить извлечение золота в растворы путем увеличения концентрации цианида в циркулирующих накислороженных растворах также не удалось. Потеря извлечения золота в связи с необратимой адсорбцией золота на рудном материале оценивалась более чем 10%. Обратная необратимая адсорбция на кварцитовой руде в процессе выщелачивания золота наблюдалась неоднократно при работе с циркулирующими продукционными цианидными растворами, с концентрацией золота в них больше 22 мг/л (табл.4). По этой причине не рекомендуется в процессе выщелачивания окомкованной с цианидом натрия дробленой руды получать концентрацию золота в продукционных растворах более 22-25 мг/л.

Согласно данным, приведенным в примере 2, созревание руды продолжалось 10 суток. Извлечение золота за 17 суток из руды достигло 87,5%. Выщелачивание проводилось накислороженными растворами с добавкой в них цианида в течение 13 суток выщелачиванием без добавки цианида (3 суток) и промывки руды водой (1 сутки). Максимальная концентрация золота в продукционных растворах - 19,5 мг/л. Явления необратимой обратной адсорбции золота на руде не наблюдалось.

Согласно данным, приведенным в примере 3, извлечение золота из руды достигло 86,7%. Это извлечение было получено после 8 суток созревания окомкованной руды и выщелачивания накислороженными растворами без добавки в них цианида в течение 7 суток. Максимальная концентрация золота в продукционных растворах - 17,1 мг/л. Явления обратной необратимой адсорбции золота на руде не наблюдалось. Выщелачивание и промывка руды в данном случае протекали фактически одновременно. Концентрация цианида в циркуляционных растворах не превышала 0,25 г/л, а в конце выщелачивания 0,06 г/л. Таким образом, хвосты выщелачивания оказались подготовленными к их обезвреживанию.

Контрольное довыщелачивание не привело к заметному повышению извлечения золота в продукционные растворы.

По данным, приведенным в примере 4 (условия выщелачивания те же, что и в примере 3), извлечение золота после 8 суток созревания руды и 7 суток выщелачивания достигло 71,9%. Снижение извлечения золота объясняется необратимой адсорбцией золота на руде вследствие образования высокой концентрации золота в продукционном растворе (>23,7 мг/л) после первых суток выщелачивания руды. В стадии созревания концентрация цианида во влаге окомкованного рудного материала была выше оптимальной ˜16 г/л (C_NaCN больше, чем в примерах 2, 3 и 5).

Контрольное довыщелачивание не привело к существенному повышению извлечения золота в продукционные растворы.

Низкое извлечение золота (62,5%) в примере 5 объясняется сравнительно низкой C_NaCN12 г/л, имевшей место при созревании окомкованной руды.

Пример 1

Данные опытно-полевых испытаний по извлечению золота из дробленой руды растворами цианида натрия

Колонна d=1,2 мм, C_Au в руде - 2,87 г/т, высота столба дробленой руды 5 м, m - 8 т. Выщелачивание окомкованной руды проводили в поршневом режиме циркуляционными накислороженными продукционными растворами.

Продолжительность выщелачивания, сутки	Концентрация NaCN, в растворах на входе в колонну, г/л	рН раствора в растворах на входе в колонну	Температура выщелачивания, °С	Концентрация золота в растворах на входе в колонну, мг/л	Концентрация золота в растворах на выходе из колонны, мг/л
12	1,7	10,5	16	18,0	21,4
13	1,7	10,5	16	22,2	25,6
14	1,8	10,5	17	25,6	22,4
15	1,7	10,5	16	22,4	16,8
16	1,8	11,0	17	16,8	19,4
17	2,8	13,0	22	19,4	21,3
18	3,0	13,0	23	21,3	22,4
19	2,6	13,0	22	22,4	22,5
20	2,0	12,0	20	22,5	22,6
21	1,8	10,5	18	22,6	22,0

Пример 2

Условия выщелачивания: вес руды - 3 кг; класс крупности руды -10 мм; циркуляционные растворы подвергали накислороживанию; орошение руды проводили в "поршневом" режиме

(Условия окомкования: Н₂О - 100 мл; цемента - 9 г; NaCN -1 г)

Пример 3

Условия выщелачивания: вес руды - 3 кг; класс крупности руды -10 мм; циркуляционные растворы подвергались накислороживанию; орошение руды проводили в "поршневом" режиме.

(Условия окомкования: H₂O - 100 мл; C_NaCN=13,7 г/л; цемента - 9 г; NaCN - 1,5 г; продолжительность созревания - 8 суток)

Дни	V p-pa из колонки, мл.	рН р-ра	C CN - в прод. р-ре, г/л	Добавка цианида NaCN, г.	CAu, мг/л	Извл. Au в р-р, %	Примечания
1							Загрузка колонки окомков. рудой. Созревание руды.
8							Добавка 150 мл. воды.
9	65	7	0,25		17,1	21,7	Продукц. р-р пропускался через активир. уголь для поглощ. золота.
10	73	7	0,25	-	14,2	42,1	То же
11	96	8	0,25	-	11,8	64,3	То же
12	104	7	0,20	-	5,67	75.9	То же
13	207	7	0,1	-	1,5	81,9	То же
14	180	7	0,1	-	0,71	86,7	То же
							Контрольное доизвлечение золота. Созревание шихты - 4 суток; NaCN=0,5 г; Н2O - 40 мл
19	183	6-7	0,1	-	0,73	89,0	Колонка промывалась 3раза водой, после 3-й промывки Au в р-ре не обнар.
20	100	6-7	0,1	-	-

Пример 4

Условия выщелачивания: вес руды - 3 кг; класс крупности руды -10 мм; циркуляционные растворы подвергались накислороживанию, орошение руды проводили в "поршневом" режиме.

(Условия окомкования: Н₂О - 60 мл; C _NaCN=21,7 г/л; цемента - 9 г; NaCN - 1,5 г; продолжительность созревания - 8 суток)

Дни	V p-pa из колонки, мл.	рН р-ра	C CN - в прод. р-ре, г/л	Добавка NaCN, г.	СAu, мг/л	Извл Au в р-р.%	Примечания
1							Загрузка колонки окомков. рудой. Созревание руды.
8	-	-		-	-	-	Добавка 150 мл. воды.
9	44	8	0,3		23,7	29,4	Продукц. р-р пропускался через активир. уголь для поглощ. золота.
10	73	8	0,3	-	17,8	45,7	То же
11	95	8	0,25	-	5,17	55,3	То же
12	92	7-8	0,20	-	3,67	61,9	То же
13	176	7-8	0,15	-	1,53	67,2	То же
14	120	8	0,10	-	0,1	67,4	Тоже
							Контрольное доизвлечение золота. Созревание шихты - 4 суток NaCN=0,5 г: H2O - 40 мл
19	180	8	0,3		0,88	71,9	Колонка промывалась 3 раза
20	100	7	0,2	-	-		водой, после 3-й промывки Au в р-ре не обнаружено.

Пример 5

Условия выщелачивания: вес руды - 3 кг; класс крупности руды -10 мм; циркуляционные растворы подвергались накислороживанию, орошение проводили в "поршневом" режиме

(Условия окомкования: Н₂О - 120 мл; С _NaCN=11,5 г/л; цемента - 9 г; NaCN - 1,5 г; продолжительность созревания - 8 суток)

Дни		V p-pa из колонки, мл.	рН р-ра	CCN - в р-ре, г/л	Добавка цианида NaCN, г.	CAu, мг/л	Извл. Au в р-р, %	Примечания
1								Загрузка колонки окомков. рудой. Созревание руды.
8								Добавка 150 мл воды.
9		73	7	0,4		13,4	19,2	Продукц. р-р пропускался через активир. уголь для поглощ. золота.
10		67	7	0,3	-	11,35	34,1	То же
11		87	7	0,3	-	5,17	42,9	То же
12		93	7	0,2	-	4,67	51,3	То же
13		207	7	0,2	-	2,0	59,6	То же
14		210	7	0,2	-	0,71	62,5	То же
								Контрольное доизвлечение золота. Созревание шихты - 4суток; NaCN=0,5 г: H2O - 40 мл
19	190		8	0,3		0,73	66,6	Колонка промывалась 3 раза водой, после 3-й промывки Au в р-ре не обнар.
20	100		7	0,2