Около двух десятков золотоизвлекательных фабрик (ЗИФ) в мире практикуют бактериальное окисление сульфидных концентратов или руд в качестве подготовительного процесса перед цианированием. За исключением трех китайских ЗИФ, где применяется процесс «Мерилл-Кроу», все они используют сорбционные способы извлечения золота, главным образом, в варианте CIP («уголь в пульпе»).
Крупное российское предприятие с бактериальным циклом окисления (производительность биоустановки 100 тыс. т концентрата в год) — Олимпиадинская ЗИФ — для цианирования продуктов окисления использует вариант RIP («смола в пульпе»). Эта же технология применяется на опытно-промышленной (4200 т концентрата в год) биоустановке компании «Алтын Аймак» (Казахстан). При проектировании крупной биоустановки (700 тыс.т концентрата в год) на Навоийском ГМК (Узбекистан) для цианирования продуктов биоокисления также планируется использовать технологию «смола в пульпе».
Задачей настоящих исследований являлось сопоставление технологических показателей цианирования продуктов биоокисления по вариантам CIP и RIP.
Исходным материалом для исследований являлся флотационный концентрат, химический состав которого представлен в табл., прошедший стадию бактериального окисления. В процессе бактериального окисления сульфидная сера была окислена на 85%, в том числе: арсенопирит на 98% и пирит на 80%.
Окисленный концентрат (продукт БВ) после сгущения и отмывки водорастворимых солей подвергали фильтрации. Полученные кеки с влажностью 20-25% использовали для укрупненных испытаний процесса цианирования.
Таблица. Химический состав концентрата
|
Компоненты |
Массовая доля,% |
Компоненты |
Массовая доля,% |
|
SiO2 |
34,4 |
Sсульфид. |
12,0 |
|
Al2O3 |
18,5 |
As |
3,1 |
|
CaO |
2,1 |
Sb |
0,17 |
|
MgO |
2,5 |
Cu |
0,025 |
|
MnO |
0,13 |
Zn |
0,17 |
|
P2O5 |
0,29 |
Pb |
0,4 |
|
K2O |
4,2 |
Feобщ. |
15,8 |
|
Na2O |
1,4 |
Feсульфид. |
10,6 |
|
Sобщ. |
12,5 |
Au, г/т |
34,5 |
Эксперименты непрерывного сорбционного выщелачивания проводили в батарее из восьми последовательно установленных пачуков вместимостью по 600 мл. Пульпу дозировали непрерывно из расходной емкости вместимостью 3,6 л.
В расходную емкость, которая являлась одновременно и пачуком предварительного цианирования, загружали пульпу при соотношении Ж:Т = 2:1 и вносили реагенты: известь в виде 10% известкового молока (из расчета 12 кг/т) и цианид натрия в виде 20% раствора (из расчета 5 кг/т). За сутки через установку пропускали 8,4 л пульпы (10 ч предварительное и 14 ч сорбционное цианирование). Производительность по твердому составляла 3,4 кг в сутки. Предварительно насыщенные уголь или смолу загрузили в каждый из восьми сорбционных пачуков по 50 мл (8% объемных). Передвижку сорбента в противотоке с пульпой осуществляли шесть раз в сутки, ориентируясь на остаточную концентрацию золота в хвостах.
В процессе испытаний вели накопительный (ежесменный) отбор проб обеззолоченных растворов и ежесуточный отбор проб сорбента и твердых продуктов выщелачивания.
Для испытаний использовали кокосовый активированный уголь марки МС 100 (6х12) производства Малайзии и смолу АМ-2Б. Сорбенты были взяты из пульповых процессов действующих золотоизвлекательных фабрик.
Насыщенные в процессе испытаний сорбенты подвергали десорбции, регенерации и возвращали в процесс сорбции. Золото с угля десорбировали в автоклавных условиях (160оС), затем уголь обрабатывали раствором соляной кислоты. Десорбцию и регенерацию ионообменной смолы проводили в стандартных условиях, принятых на золотоизвлекательных фабриках (последовательная обработка растворами цианистого натрия, серной кислоты, тиомочевины и гидроксида натрия).
В процессе испытаний технологии CIP, которые продолжались 20 сут., остаточная концентрация золота в хвостовых растворах находилась на уровне 0,03-0,09 мг/л. Содержание золота в насыщенном сорбенте составляло 6,1-6,9 мг/г.
В процессе испытаний технологии RIP, которые продолжались 28 сут., прослеживалась тенденция к повышению остаточной концентрации золота в жидкой части хвостов (с 0,04 до 0,43 мг/л). С целью снижения концентрации золота в хвостах передвижку смолы осуществляли большими объемами по сравнению с угольным вариантом, что привело к снижению емкости сорбента по золоту (с 5,9 до 2,7 мг/г).
Динамика изменения концентрации золота в жидкой фазе хвостов цианирования показана на рис.1, динамика изменения емкости сорбентов — на рис.2.
По окончании испытаний на пробах продукта БВ и регенерированных сорбентах методом переменных навесок были сняты изотермы сорбции. Графические отображения изотерм сорбции даны на рис.3.
Как видно из рис.3, экспериментальные точки изотермы исходного и использованного угля располагаются практически на одной кривой, то есть снижения сорбционной способности угля в процессе испытаний выявлено не было. Изотермы исходной и использованной смолы существенно отличаются. Это значит, что в процессе сорбционного цианирования продуктов бактериального окисления происходит снижение сорбционных свойств ионообменной смолы. Очевидно, со временем происходит отравление смолы в результате ее взаимодействия с продуктами неполного окисления сульфидов, в частности, тиоцианатами и продуктами жизнедеятельности бактерий.
С целью предотвращения отравления смолы был испытан вариант цианирования продукта биоокисления в смеси с хвостами флотации (соотношение 1:5). За сутки через пачуки пропускали 7,2 л пульпы (12 ч предварительное и 12 ч сорбционное цианирование). Производительность по твердому — 3,6 кг в сутки. Смолу загрузили в шесть сорбционных пачуков по 18 мл (3% объемных). Испытания продолжались 28 сут.
Результаты представлены на рис.1, 2. Как видно из рисунков, в процессе испытаний содержание золота в насыщенной смоле стабилизировалось на уровне 2,0-2,4 мг/г. Однако остаточное содержание золота в жидкой фазе хвостов сорбции также имело тенденцию к повышению, хотя снижение сорбционной активности выражено менее явно, чем в случае с цианированием неразбавленного продукта БВ.
При сопоставлении альтернативных вариантов сорбционной технологии СIР («уголь в пульпе») и RIP («смола в пульпе») установлено, что содержание золота в твердых хвостах цианирования находится на одном уровне, а концентрация золота в жидкой фазе хвостов технологии RIP примерно в 5 раз выше. В целом извлечение золота по технологии «уголь в пульпе» как минимум на 1,7% выше, чем при технологии «смола в пульпе». Существенно (в два раза) различается емкость насыщенных сорбентов.
-2+1
