Золотосодержащие руды и концентраты, относящиеся по классификации В.В. Лодейщикова к типу В, являются упорными к процессу цианирования, так как в их состав входят химические депрессоры, называемые цианисидами.
Цианисидами являются медистые минералы, способные хорошо растворяться цианидом натрия и образовывать вторичные пленки на поверхности золотин, а также сульфиды железа FenSn-1 с ненасыщенной связью, называемые пирротином.
Самыми распространенными цианисидными минералами являются минералы меди, часто присутствующие в золотосодержащих рудах. Подсчитано, что присутствие 1% меди в руде «съедает» при цианировании 30 кг NaCN. При таком расходе дорогостоящего цианида процесс цианирования золота становится экономически невыгодным.
Другим не менее «расточительным» цианисидом относительно цианистого натрия является пирротин Fen Sn-1. Сам пирротин не только расходует цианид, но, как и в случае меди, выделяет в раствор сульфидный анион, который потребляет не только анионы СN- , но и кислород, тормозя тем самым растворение золота:
4FeS + 3O2 + 28NaCN + 6H2O = 4Na3[Fe(CN)6] + 4NaSCN + 12NaOH
В этом случае стехиометрический расход цианида на взаимодействие только с 1% (10 кг/т) пирротина в руде или концентрате составляет 38,9 кг.
Автор столкнулся с этим цианисидом, работая в ЦГМ Холбинского рудника. При отработке нового рудного блока месторождения расход цианида на цианирование золота во флотоконцентрате вдруг возрос почти в 20 раз. При этом резко увеличились потери золота в хвостах сорбции. Предположение, что в руде появился пирротин, подтвердилось, как только прекратили добычу руды на новом участке.
Основным способом борьбы с пирротином является введение операции предварительного окисления пульпы в щелочной среде Са(ОН)2 с интенсивным пневматическим перемешиванием. В этом случае пирротин окисляется и превращается в смесь продуктов Fe(OH)3 и CaSO4∙2H2 O, не реагирующих с цианидом.
Золото и медь часто сопутствуют друг другу в рудах. Такие руды широко распространены в природе, и их переработка осуществляется на десятках предприятий в различных странах мира. Исходя из относительной ценности золота и меди в рудах (примем за величину ценности Q каждого из металлов в исходной руде), эти руды могут быть разделены на две основные группы:
А) Медные золотосодержащие руды, в которых медь является главным ценным компонентом, а золото — сопутствующим (QCu >QAu).
Б) Золотые медьсодержащие (медистые) руды, главным ценным компонентом которых является золото, а в роли сопутствующего выступает медь (QAu >QCu).
Как правило, руды категории «А» перерабатываются на предприятиях медной промышленности по традиционной технологии, включающей флотационное обогащение с последующей пирометаллургической переработкой получаемых концентратов (обжиг, плавка огарков на медный штейн, конвертирование штейна с получением черновой меди, огневое и электролитическое рафинирование меди). Золото и серебро, присутствующие в медных концентратах, извлекаются попутно на стадии электролитического рафинирования меди в богатые шламы, направляемые на аффинажные заводы.
Более сложным представляется вопрос рационального использования руд категории «Б» (медистые золотые руды), перерабатываемых на золотоизвлекательных фабриках. Это объясняется двумя основными причинами:
Во-первых, руды данного типа отличаются большим разнообразием вещественного состава, что обуславливает возможность использования для их переработки очень большого количества технологических приемов.
Во-вторых, в рудах категории «Б» медь рассматривается не только как попутный ценный компонент, получение которого в виде соответствующих товарных продуктов может быть экономически оправданным, но в еще большей степени как вредная примесь, осложняющая процесс извлечения золота. Прежде всего, это касается цианирования — главной операции металлургической переработки золоторудного сырья.
Известно, что большинство минералов меди, как сульфидных (халькозин, ковеллин, борнит, блеклые руды), так и окисленных (куприт, малахит, азурит, а также самородная медь), активно взаимодействуют с цианидом, образуя растворимые цианистые комплексы [Cu(CN)3 ]2- и [Cu(CN)4]3-. Исследованиями было установлено, что эти анионы в присутствии кислорода воздуха выступают в качестве растворителей по отношению к золоту, а сами превращаются в Cu(OH)2.
Результаты многочисленных исследований и существующая практика переработки рудного сырья, содержащего цианисиды, позволяет выделить несколько методов извлечения золота.
1. Выделение меди из руды до цианирования с использованием процессов флотации и последующее цианирование золота в хвостах флотации. В этом случае медный концентрат направляется на переработку на медеплавильные заводы. Остающаяся в хвостах флотации медь позволяет цианировать золото с приемлемыми показателями по извлечению. Этот способ переработки медистых руд применим для руд, содержащих первичные сульфидные минералы меди. Окисленную медную руду таким способом перерабатывать нельзя.
2. Селективное выщелачивание меди (например, сернокислотное или аммиачное) из руды и последующее цианирование золота из выщелоченного кека. При этом медьсодержащий раствор отделяют фильтрацией и из фильтрата высаживают медь цементацией на железную стружку или другим способом. Кек после выщелачивания меди нейтрализуют щелочью, распульповывают водой, и золото извлекают цианисто-сорбционным процессом. Этот способ применяется для золотосодержащих медистых руд с массовой долей меди более 0,5%.
3. Наиболее простым способом переработки медистых руд является использование цианистых растворов с низкой концентрацией NaCN (0,5–0,9 г/л) при высоких значениях рН 12,6–13,0, достигаемых с помощью NaOH. Химизм процесса состоит в том, что образующиеся при цианировании 2- и 3-валентные анионы меди [Cu(CN)3]2- и [Cu(CN)4 ]3- в присутствии кислорода воздуха выступают в качестве растворяющих реагентов по отношению к золоту, а сами превращаются в Cu(OH)2 , то есть за счет этого увеличивается скорость и полнота перехода золота в раствор.
Недостатком этого метода является большая продолжительность процесса, составляющая обычно 3–5 суток. Но в этом случае цианид на растворение меди практически не расходуется, а медь в конце процесса находится в растворе в очень низкой концентрации и не препятствует сорбции золота на активированный уголь.
Цианирование медистых руд низкоконцентрированными цанистыми растворами с успехом можно применять в технологии кучного выщелачивания, где время цианирования обычно составляет несколько суток.
4. В последнее время проведены исследования и промышленные испытания метода аммиачно-цианистого (АЦ) процесса выщелачивания золота из медистых руд. Данный процесс разработан для руд, в которых золото и медь представлены в основном цианорастворимыми формами и для которых не могут быть применены обычные методы флотационного, гравитационного обогащения или гидрометаллургической селекции металлов. Типичным примером такого типа руд являются медистые золотые руды находящегося в эксплуатации месторождения Тардан (Республика Тыва) со средним содержанием Au — 9,4 г/т и массовой долей Cu — 0,4%. При этом на долю цианируемых форм приходится ~95% золота и ~40% меди.
В институте «Иргиредмет» с 2006 по 2010 гг. проведены исследования по изучению нового аммиачно-цианистого (АЦ) процесса выщелачивания золота применительно к медистым рудам месторождения Тардан. При этом было установлено, что процесс АЦ медистых золотых руд целесообразно проводить с использованием карбоната аммония, что обусловлено соответствующими технологическими и экономическими преимуществами.
Оптимальными приняты следующие параметры АЦ: концентрация реагентов NaCN — 0,5 г/л; (NН4)2СО3 — 5 г/л; Ж:Т — не менее 1,5:1; рН — 10,2; продолжительность выщелачивания — 24 ч.
Для извлечения золота из медистых золотосодержащих продуктов обогащения рекомендованы сорбенты — активированный уголь и анионит Рurogold. Емкость насыщенного сорбента по золоту составила 2,5–3,0 мг/г, по Cu — 4,0–8,0 мг/г при рабочей концентрации NaCN — 0,4–0,5 г/л. Десорбци. меди из фазы активного угля и низкоосновной смолы Рurogold рекомендовано проводить аммиачно-карбонатно-цианистым элюентом, содержащим 1–3 г/л NaCN и 50 г/л (NH4)2СО3; процесс осуществляется при температуре 60 °С. На руде с исходным содержанием золота 9,4 г/т и массовой долей меди 0,4% данная технология обеспечивает (с учетом гравитации) извлечение золота на уровне 96,2%, в том числе в цикле гидрометаллургической переработки хвостов гравитационного обогащения (АЦ) 89,7% при удельном расходе реагентов (кг на 1 тонну руды): NaCN — 0,9; (NН4)2СО3 — 7,5; Са(ОСl)2 — 0,64; МgCO3 — 2,34; К2НРO4 — 3,32. Расход NaCN в цикле выщелачивания по традиционной схеме цианирования составлял 4,5 кг/т, что в 5 раз меньше, чем в процессе АЦ.
Кроме вышеперечисленных методов переработки руд, содержащих цианисиды, можно рекомендовать гидрометаллургическую переработку руды или концентрата с применением нецианистых растворителей золота.
Литература
- Барченков В.В., Обогатительные и гидрометаллургические процессы извлечения золота из руд, г. Владимир, изд-во Транзит-ИКС, 2022 г.
- Лодейщиков В.М., к.т.н. Исследование процесса и разработка аммиачно-цианистой технологии переработки медистых золотых руд. Диссертация, Иргиредмет, 2011 г.
ВНИМАНИЕ ВСЕМ!
Торопитесь приобристи новую книгу В.В.Барченкова. Содержание и как заказать смотрите по ссылке:
«Обогатительные и гидрометаллургические процессы извлечения золота из руд»
