Извлечение золота из упорных руд и концентратов

Лекция 17. Извлечение золота из упорных руд и концентратов

Общая характеристика упорных руд и концентратов

В последние десятилетия неуклонно уменьшается доля золота, извлекаемого из простых в технологическом отношении золотых руд, успешная пере­работка которых возможна по изложенным выше стандарт­ным схемам. Одновременно возрастает доля золота, извле­каемого из таких руд, эффективная обработка которых тре­бует значительно более сложных и развитых схем, включающих операции гравитационного обогащения, фло­тации, обжига, бактериального окисления, плавки, выщелачивания и т. д.

Золотосо­держащие руды и концентраты, обработка которых в обыч­ных условиях цианистого процесса (в сочетании с грави­тационными и амальгамационными методами извлечения крупного золота) не обеспечивает достаточно высокого из­влечения золота или сопровождается повышенными затра­тами на отдельные технологические операции (измельче­ние, цианирование, обезвоживание, осаждение золота из растворов и т. д.), называют упорными.

По предложению В. В. Лодейщикова (1968 г.), принято, считать, что  руды удовлетворительно обрабатываются циа­нистым процессом, если при этом:

а)   извлечение золота в раствор   составляет   не   ниже 90 %  при содержании золота в отвальных хвостах циани­рования не свыше 0,5—1,0 г/т;

б)   достаточно измельчение руды перед цианированием до крупности 80—90 % класса —0,074 мм;

в)   высокое извлечение золота достигается при переме­шивании цианистой пульпы в течение не более 24 ч;

Рекомендуемые материалы

г)  можно осадить золото из растворов стандартным спо­собом — цементацией   цинковой   пылью   (степень  осажде­ния не ниже 95—97 %);

д)   цианистые пульпы относительно легко сгущаются и фильтруются;

е)   расход   цианида не превышает   0,5—1,0 кг   на   1т руды.

Этим требованиям обычно удовлетворяют кварцевые руды с небольшим содержанием сульфидных и окисленных соединений железа, золото в которых находится в свобод­ном металлическом состоянии. Все остальные руды в той или иной степени упорны и требуют применения специаль­ных методов переработки.

В табл….  в качестве примера приведены технологиче­ские показатели цианирования некоторых золотосодержа­щих руд.

Таблица….

Технологические показатели цианирования некоторых золотосодержащих руд

Как видно из этих данных, наиболее благоприятный объект для цианирования — кварцевая золотосодержащая руда. Цианирование этой руды протекает относительно быстро при невысоком содержании золота в отвальных хвостах, цианистая пульпа отличается хорошей фильтруемостыо.

При цианировании глинистой руды также достигается высокое извлечение золота в раствор. Однако чрезвычай­но плохая фильтруемость цианистой пульпы, обусловлен­ная присутствием в ней глинистых минералов и гидроксидов железа, заставляет отнести эту руду к категории упорных.

Сульфидная руда является высокоупорной вследствие тонкой вкрапленности золота в сульфидах. При измельчении этой руды золото вскрывается лишь в незначительной степени, поэтому извлечение золота при цианировании низкое.

При цианировании углистой руды одновременно с раст­ворением золота происходит его сорбция углистым веще­ством, в результате чего большая часть золота остается в хвостах цианирования.

И, наконец, невысокое извлечение золота при цианиро­вании сурьмянистой руды объясняется присутствием в ней минералов сурьмы. Взаимодействуя со щелочными циани­стыми растворами, эти минералы образуют различные ра­створимые соединения, приводящие к образованию на по­верхности золотин плотных пленок, тормозящих процесс растворения.

Выделяют следующие основные типы золотосодер­жащих упорных руд:

                       

Как видно из этих данных, упорность золотосодержа­щих руд может быть вызвана различными причинами, за­висящими в свою очередь от того, к какому из перечислен­ных выше типов относится данная руда. В соответствии с этим схемы переработки упорных руд отличаются большим разнообразием.

Следует учитывать также, что в действи­тельности часто встречаются такие руды, упорность кото­рых обусловлена не одной, а двумя или большим числом причин. В этом случае технологические схемы носят, как правило, комбинированный характер, позволяющий по возможности устранить все причины недоизвлечения золо­та.

 В процессах извлечения золота из упорных руд используют различные способы их подготовки к металлургической переработке: флотационное обогащение, окислительный обжиг, бактериальное окисление , автоклавное выщелачивание.

В настоящее время на большинстве ЗИФ перерабатывают руды, в которых присутствуют сульфидные минералы. Золото в таких рудах частично ассоциировано с сульфидами, а частично находится в свобод­ном состоянии.

На современных ЗИФ эти руды, как правило, обогащают флотацией. Особенность флотации как метода извлечения золота — это возмож­ность извлечь в концентрат золото не только свободное, но и находя­щееся в тесной ассоциации с сульфидами. Поэтому в большинстве слу­чаев извлечение золота во флотационный концентрат бывает высоким, а хвосты флотации имеют низкое содержание золота и могут быть на­правлены в отвал.

В отдельных случаях флотационное обогащение не позволяет скон­центрировать все золото в золотосодержащем концентрате. Тем не ме­нее, и в этих случаях применение флотации целесообразно, так как позволяет перевести в концентрат наиболее упорную часть золота, не извлекаемую обычными приемами цианирования, гравитационного обогащения и амальгамации. Полученный флотационный концентрат подвергают специальной переработке, что значительно дешевле, чем пе­рерабатывать таким образом всю массу руды. Золото из хвостов фло­тации доизвлекают цианированием.

Схемы и режимы флотационного обогащения зависят от веществен­ного состава руд и отличаются большим разнообразием. Однако в схе­мах флотации золотосодержащих руд есть и общие черты. Так, при об­работке почти всех типов руд используют стадиальную флотацию (чаще всего две стадии). Применение стадиальной флотации позволяет умень­шить переизмельчение золотосодержащих сульфидов и тем самым повы­сить извлечение золота в концентрат.

Другая общая черта флотационных схем обогащения золотосодер­жащих руд — небольшое число перечистных операций или даже их пол­ное отсутствие. Эта особенность связана с присутствием в рудах трудно­флотируемых частиц золота, которые могут быть легко потеряны при перечистках концентрата. Поэтому на многих фабриках предпочитают получать менее богатые концентраты, но с более высоким извлечением в них золота.

Руды с тонковкрапленным золотом

Тонкая вкрапленность золота — наиболее распространен­ная причина упорности золотых руд. Руды этого типа де­лят на две основные категории: 1) золото ассоциировано с кварцем; 2) золото ассоциировано с сульфидами.

В рудах первой категории крупность золота обычно та­кова, что тонкое или сверхтонкое измельчение обеспечива­ет достаточную степень вскрытия золотин. Для их перера­ботки используют схемы с трехстадиальным измельче­нием, дающие весьма тонкий помол (90 — 95% класса —0,04мм). Цианирование такого тонкоизмельченного ма­териала позволяет, как правило, получать отвальные хво­сты с невысоким содержанием золота.

Однако вследствие высокой стоимости тонкого измель­чения обработка этих руд обходится значительно дороже, чем обычных. Кроме того, из-за повышенного содержания в цианистой пульпе вторичных илов, образующихся при тонком измельчении, заметно снижается производитель­ность операций сгущения и фильтрования, что дополни­тельно увеличивает стоимость извлечения золота из таких руд.

При переработке руд    с    тонковкрапленным    золотом удельные затраты на измельчение и обезвоживание могут достичь 60 % общей стоимости обработки руды, тогда как. при переработке обычных руд они не превосходят 30— 40 %.  Эффективным приемом пере­работки таких руд является использование их в качестве кварцевого флюса на свинцовых или медеплавильных за­водах. При плавке золото переходит в черновой свинец или штейн, из которых затем извлекается известными мето­дами.

Для руд второй категории обычно характерна значи­тельно более тонкая вкрапленность золота, главным обра­зом, в пирите и арсенопирите. Такие руды, как правило, подвергают флотационному обогащению, извлекая в кон­центрат золотосодержащие сульфиды и мелкое свободное золото¹.

Полученный флотационный концентрат перераба­тывают различными методами.

Если крупность золотин не чрезмерно мала и позволяет вскрыть золото тонким измельчением, флотационный кон­центрат доизмельчают и цианируют.

Часто, однако, вкрапленность золота в сульфидах на­столько мелка, что даже сверхтонкое измельчение матери­ала не позволяет достичь необходимой степени вскрытия. В этом случае тонкодисперсное золото вскрывают с помо­щью окислительного обжига.

Окислительный обжиг с последующим    цианированием огарка — один из распространенных методов переработки    сульфидных золотосодержащих концентратов. При окислительном  обжиге золотосодержащие сульфиды окисляются и превращаются в пористую, хорошо проницаемую для цианистых растворов массу оксидов. Последующее выщела­чивание огарка позволяет перевести вскрытое золото в ци­анистый раствор. Обжиг флотационных пиритно- арсенопиритных концентратов применяют  на многих золотоизвлекательных предприятиях Канады, Австралии, ЮАР, Ганы, США, исходные концентраты срдержат 18-25 % S, 5-10 % As, 50-250  г/т Au.

Плавка совместно с медными концентратами на меде­плавильных заводах — другой распространенный способ переработки концентратов, содержащих тонкодисперсное золото. В процессе плавки золото коллектируется штей­ном. В результате последующих ппрометаллургических операций (конвертирование, огневое рафинирование) и электролитического рафинирования анодной меди золото оказывается сконцентрированным в анодных шламах, от­куда его извлекают специальными методами (см. гл. XVII). Для переработки концентратов, содержащих более 2 % As такой метод неприемлем, так как мышьяк наруша­ет технологию производства чистой катодной меди. Поэто­му мышьяковистые концентраты перед отправкой на ме­деплавильный завод подвергают окислительному обжигу для удаления мышьяка.

Переработку концентратов можно осуществлять также на свинцовых  заводах совместно со свинцовыми концент­ратами. В этом случае золотосодержащие концентраты вводят в шихту агломерирующего обжига, и при последую­щей шахтной плавке свинцового агломерата благородные металлы коллектируются черновым свинцом. При рафини­ровании свинца золото и серебро переходят в серебристую пену, переработкой которой получают серебряно-золотой сплав (доре-металл). Последний отправляют на аффинаж.

Рекомендация для Вас - 3 Конституция Республики Беларусь.

Переработка золотосодержащих концентратов на меде­плавильных и  свинцовых заводах позволяет извлекать зо­лото даже из таких упорных концентратов, применительно к которым окислительный обжиг с последующим цианированием огарка дает низкие технологические показатели. Недостатками этого способа являются повышенные расхо­ды на перевозку и довольно значительные потери золота (до 7—10%), связанные с транспортированием концентра­та и многооперационностью медного и свинцового произ­водства.

Автоклавное выщелачивание сульфидных золотосодержащих кон­центратов является гидрометаллургическим методом вскрытия тонко -дисперсного золота. автоклавное окисление золото­содержащих сульфидов успешно протекает как в кислой, так и щелоч­ной средах. Приемлемая скорость окисления достигается при 120— 180 °С и давлении кислорода 0,2—1,0 МПа. Продолжительность про­цесса при этих условиях не превышает 2—4 ч. Вскрытое золото пол­ностью остается в нерастворимом остатке.

Последующее цианирование автоклавного остатка дает весьма вы­сокое  извлечение золота.

По сравнению с окислительным об­жигом автоклавное выщелачивание обеспечивает более глубокое вскры­тие золота. Это объясняется тем, что при автоклавном выщелачивании вскрываемое золото остается свободным, тогда как при окислительном обжиге оно частично покрывается пленками легкоплавких соединений. Поэтому извлечение золота при цианировании автоклавных остатков выше (до 96—98 %), чем при цианировании огарков. Помимо этого, при­менение автоклавного метода вскрытия исключает механические потери золота с триоксидом мышьяка, устраняет необходимость сооружения сложных пылеулавливающих систем, значительно улучшает условия тру­да обслуживающего персонала. В настоящее время метод автоклавного выщелачивания еще не применяют в практике золотоизвлекательной промышленности, главным образом из-за относительно высокой стоимо­сти автоклавов и значительных затрат на получение сжатого кислорода.

 Бактериальное выщелачивание сульфидных золотосодержащих кон­центратов также является гидрометаллургическим методом вскрытия топкодисперсного золота. Подобно автоклавному выщелачиванию, оно заключается в окислении золотосодержащих сульфидов с помощью кис­лорода. Однако приемлемая скорость окисления достигается в этом случае не за счет применения повышенных температур и давлений кислоро­да, а введением в пульпу микроорганизмов (бактерий), содержащих фер­менты, являющиеся биокатализаторами окислительных процессов. Выде­ляющуюся при окислении энергию бактерии используют для своей жиз­недеятельности.

Бактериальное выщелачивание ведут в условиях, благоприятных для жизнедеятельности бактерий (аэрация пульпы воздухом, температура 28—35 °С, рН 1,7—2,4). Продолжительность процесса составляет 90— 120 ч. Твердый остаток, содержащий вскрытое золото, отделяют от жид­кой фазы, промывают и подвергают цианированию. Бактериальное вы­щелачивание идет при обычных температурах и давлениях, что выгодно отличает его от автоклавной технологии.