способ извлечения золота из лежалых хвостов намывных хвостохранилищ

Формула изобретения

1. Способ извлечения золота из лежалых хвостов намывных хвостохранилищ, включающий осушение техногенного массива лежалых хвостов намывных хвостохранилищ, разделение толщи хвостов на непродуктивные горизонты, включающие бедные хвосты из верхней части техногенного массива, не подверженные гипергенным изменениям, и продуктивные горизонты из основания техногенного массива, обогащенные золотом и сформированные в процессе гипергенного преобразования, установление контуры гипергенно-преобразованного горизонта, удаление хвостов верхних непродуктивных горизонтов и дальнейшую переработку хвостов гипергенно-преобразованных продуктивных горизонтов выщелачиванием с извлечением золота.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что извлечение хвостов из гипергенно-преобразованных продуктивных горизонтов осуществляют путем выемки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что извлечение золота из хвостов гипергенно-преобразованных продуктивных горизонтов осуществляют цианированием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горного дела, геотехнологий, физико-химических методов извлечения благородных металлов и может быть использовано при добыче золота из хвостохранилищ золотоизвлекающих фабрик.

Известным способом является извлечение ценного компонента из хвостов обогащения руд, включающий подачу хвостов в емкость с системой сбора раствора на ее гидронепроницаемом дне, обработку хвостов выщелачивающим раствором, сбор и отвод продуктивного раствора, причем до обработки выщелачивающим раствором хвосты гранулируют (SU 1680960 A1, 30.09.91).

Недостатком этого способа является низкая эффективность процесса, обусловленная тем, что гранулирование технически усложняет работы и увеличивает затраты предприятий. Недостатком также является обработка раствором всего объема перерабатываемых хвостов, включая непродуктивные обедненные горизонты хвостов, что увеличивает издержки производственного процесса.

Наиболее близким к заявленному способу является способ извлечения полезных компонентов из хвостов обогащения (RU 2166373 С1, МПК В03В 7/00, опубл. 10.05.2001, RU 2402620, 25.03.2009), включающий складирование массива хвостов обогащения, укладку гигросокпического материала, подачу выщелачивающего раствора, сбор продукционного раствора и извлечение из него полезных компонентов.

Недостатком известного способа является сложность процессов извлечения полезных компонентов, трудоемкость подготовительных операций и невысокая эффективность.

В накапливаемых хвостах содержание золота определяется процентом нормативных потерь, образующихся в результате несовершенства применяемых методов при извлечении металла из перерабатываемых руд. Показатель таких потерь составляет от 5 до 15%. При пересчете в единицу массы размер потерь варьируется на уровне 0,1-0,3 г/т. В результате длительного периода накопления хвостов в хвостохранилищах происходит формирование техногенной залежи, содержащей золото на уровне первых тонн в рассеянном состоянии. Однако в 2010 г И.Н.Целюком и Д.И.Целюком установлено, что техногенные залежи хвостов золотоизвлекающих фабрик не являются стабильным массивом, а представляют собой активно изменяющуюся гетерогенную систему, подверженную воздействию кислой агрессивной сульфатно-кальциевой среды техногенного водоносного горизонта, образующейся в придонной части хранилища. При этом высокоминерализованная агрессивная водная среда техногенного водоносного горизонта приводит к гипергенному преобразованию отходов, в процессе которого происходит разрушение одних минералов и образование новых веществ. Результатом гипергенного преобразования хвостов является физико-химическое разрушение золотосодержащих минералов и высвобождение золота из породообразующих и рудных минералов, а также растворение самого золота. Часть металла высвобождается из растворов в виде наночастиц и оседает на поверхности золотин, а оставшееся количество переходит в состав глинисто-железистой массы. Таким образом, гипергенное преобразование хвостов в условиях воздействия кислой агрессивной сульфатно-кальциевой среды техногенного водоносного горизонта приводит к перераспределению золота из рассеянного состояния в горизонты, обогащенные благородным металлом с содержанием от 2 до 10 г/т, пригодные для промышленного освоения.

Изобретение решает задачу повышения эффективности переработки хвостов путем добычи из них обогащенных золотом гипергенно-преобразованных горизонтов, сформированных в основании толщи техногенных отложений.

Технический результат заключается в обеспечении прироста производства золота в достаточно короткие сроки за счет упрощения технологического цикла и сокращения сроков подготовки вторичного сырья к переработке. Предложенные технические решения позволяют снизить эксплуатационные затраты путем исключения из переработки не окисленных бедных хвостов верхней части техногенных массивов. Исключение из технологии процессов гранулирования хвостов, укладки гигроскопического материала, системы подачи выщелачивающего раствора позволяет уменьшить капитальные затраты.

Указанный технический результат достигается тем, что способ извлечения золота из лежалых хвостов намывных хвостохранилищ включает осушение массива лежалых хвостов намывных хвостохранилищ, разделение толщи хвостов на непродуктивные горизонты, включающие бедные хвосты из верхней части техногенных массивов, не подверженные гипергенным изменениям, и продуктивные горизонты из основания техногенных массивов, обогащенных золотом и сформированных в процессе гипергенного преобразования, установление контура гипергенно-преобразованного горизонта, удаление хвостов верхних непродуктивных горизонтов и дальнейшую переработку хвостов гипергенно-преобразованных продуктивных горизонтов выщелачиванием с извлечением золота. Извлечение хвостов из гипергенно-преобразованных продуктивных горизонтов осуществляют путем выемки продуктивных горизонтов. Извлечение золота из хвостов гипергенно-преобразованных продуктивных горизонтов осуществляют цианированием.

Способ извлечения золота заключается в проведении следующих операций.

Осушение массива лежалых хвостов намывных хвостохранилищ. Осушение массива производят откачкой свободной воды через зумпф. Число осушающих конструкций может быть как одна, так и несколько, в зависимости от объема осушаемых секций.

Разделение толщи хвостов на продуктивные и непродуктивные горизонты. Определение контура гипергенно-преобразованного горизонта обогащенного золотом. Определение количества содержания золота в нем.

Разработка хвостохранилища. Техногенная залежь делится на выемочные блоки. С помощью землеройной техники верхний непродуктивный горизонт техногенных отложений снимается и складируется в бурт на свободных секциях хвостохранилища.

Извлечение обогащенных золотом гипергенно-измененных хвостов (продуктивный горизонт). Извлечение хвостов из гипергенно-преобразованных продуктивных горизонтов осуществляется путем выемки с помощью погрузочно-разгрузочной техники. Продуктивный горизонт отрабатывается прямым ходом экскаватора слоями сверху вниз с погрузкой их в транспортные средства и транспортировкой за пределы хвостохранилища на золотоизвлекающую фабрику. Освободившееся пространство в блоках заполняется ранее снятыми хвостами с бедным содержанием.

Дальнейшая переработка хвостов гипергенно-преобразованных продуктивных горизонтов производится методом выщелачивания с извлечением золота.

Технологические решения по извлечению золота. На фабрике выполняется доизмельчение хвостов до размера 0,071 мм. Извлечение золота из гипергенно-измененных хвостов осуществляется с помощью методов цианирования.

Пример осуществления способа.

В качестве испытаний выбрана осушенная секция хвостохранилища Советской золотоизвлекающей фабрики. Геологическое изучение показало, мощность лежалых хвостов на исследованном блоке составила 14 м.

Верхняя часть техногенной залежи в интервале от 0,0 до 6,0 м по минеральному составу представлена породообразующими минералами, слюдистыми образованиями и кварцем. Доля кварца достигает 60%, мусковита и хлорита до 35%. В подчиненных количествах, до 5%, присутствуют сульфиды. Горизонт является не продуктивным, содержание золота составляет от 0,3 до 0,7 г/т.

Хвосты нижних горизонтов в интервале от 6,0 до 14 м относятся к сульфидному типу с содержанием сульфидов до 33,9% и включают пирит, арсенопирит, галенит, сфалерит, пирротин. Характерной особенностью хвостов нижней части разреза является наличие горизонта, претерпевающего интенсивное гипергенное преобразование, в котором в процессе разрушения золотосодержащих сульфидов образуются лимонит, скородит (питтицит), англезит, а также новообразованные формы: гематит, сульфаты железа и свинца, самородная сера, гипс, гидроокислы железа. В результате гипергенного преобразования золотосодержащих минералов происходит высвобождение золота из породообразующих и рудных минералов и частичное его растворение. Из растворов часть металла высвобождается в виде наночастиц и оседает на поверхности золотин, а оставшееся количество переходит в состав глинисто-железистой массы. Выявленные высокие концентрации золота варьируются от 2,5 до 18,8 г/т, что обосновывает отнесение горизонта к продуктивному типу. Установлены следующие формы нахождения золота: свободное; в виде сростков и тонкой вкрапленности в рудных и породообразующих минералах; золото, ассоциированное с вторичными минералами железа и мышьяка и глинисто-железистой массой.

По результатам работ хвосты верхнего непродуктивного горизонта в интервале от 0,0 до 6,0 м удалены в отвал.

Извлечение золота осуществлялось из хвостов, слагающих продуктивный гипергенный горизонт в интервале от 6 до 14 м. При доизмельчении до крупности минус 0,071 мм сорбционным цианированием извлекается 84,0% золота, из них на долю сростков с рудными и породообразующими компонентами приходится, соответственно, 62,7% золота (таблица 1).

Таблица 1
Формы нахождения золота
Формы нахождения золота и характер его связи с рудными и породообразующими компонентами	Распределение золота
г/т	%
Свободное (амальгамируемое)	1,60	21,3
В виде сростков с рудными и породообразующими компонентами	4,70	62,7
Всего в цианируемой форме	6,30	84,0
Извлекаемое цианированием после обработки соляной кислотой (ассоциированное с гидроксидами железа, скородитом, карбонатами, пирротином, хлоритами и пр.)	0,44	5,9
Извлекаемое цианированием после обработки азотной кислотой (ассоциированное с сульфидами)	0,63	8,4
Тонко вкрапленное в породообразующие минералы	0,13	1,7
Итого: в пробе (по балансу)	7,50	100,0

Как видно из таблицы 1, массовая доля свободного металла составляет 21,3%. Упорное (не извлекаемое цианированием) золото ассоциировано в основном с сульфидами (8,4%), а также с комплексом минералов, растворимых в соляной кислоте, - гидроксидами железа, скородитом, пирротином, хлоритами, карбонатами и пр. (5,9%) и, в меньшей степени, с породообразующими минералами (1,7%). Менее заметное влияние на упорность оказывает ассоциация благородного металла с сульфидами (1,2%). При исходной крупности доля извлекаемого золота цианированием составляет 70,5%.

Предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет повысить производительность извлечения золота из лежалых хвостов намывных хвостохранилищ в 1,5-2 раза, повысить производство золота в достаточно короткие сроки, снизить эксплуатационные и капитальные затраты, повысить эффективность комплексного извлечения полезных компонентов при обеспечении снижения антропогенной нагрузки на экосистемы.