Актуальность работы. Таррорское месторождение – самое крупное неосвоенное золото-медно-мышьяковистое месторождение в Таджикистане


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.




На правах рукописи



БОБОЕВ Икромджон Рахмонович


ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛО ИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ
ЗОЛОТА ИЗ ОКИСЛЕННЫХ ЗОЛОТО
-
МЕДНО
-
МЫ ЬЯКОВИСТЫХ
РУД ТА
Р
РОРСКО О МЕСТОРОЖДЕНИЯ




Специальность 05 16 02


«Металлургия черных, цветных и редких металлов»



Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук





Москва
-

2013


2


Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном
учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский
технологический университет «МИСиС»

Научный руководитель:

Стрижко Леонид Семенович

доктор технических наук, профессор





Официальные оппоненты:




Бочаров

Владимир Алексеевич

док
тор технических наук, профессор
кафедры «Обогащение полезных
ископаемых»,

Московский
государственный горный университет


Акимова Ирина Даниловна

кандидат технических наук, старший
научный сотрудник,
н
ачальник
лаборатории отдела
«Ионообменные
технологии»

ОАО
«
Ведущий научно
-
исследовательский институт химической
технологии
»


Ведущая организация

Центральный научно
-
исследовательский
геологоразведочный институт цветных и
благородных металлов (Ф УП ЦНИ РИ)


Защита диссертации
состоится « 0
»
октября

20
13
г

в 16
00

в аудитории К
-
212 на заседании
диссертационного совета Д 212 1 2 05 при Федеральном государственном автономном
образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный
исследовательский технологич
еский университет «МИСиС» по адресу: 119049, г Москва,
Крымский вал, д


С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке НИТУ «МИСиС»


Отзывы на автореферат отправлять по адресу: 119049, г Москва, Ленинский проспект, 4,
НИТУ «МИСиС», учено
му секретарю диссертационного

совета

Лобовой Т А

Автореферат разослан «
30
»

сентября
201 г



Ученый секретарь диссертационного совета



Лобова Т А
3


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность работы
Таррорское месторождение


самое
крупное
неосвоенное золото
-
медно
-
мышьяковистое месторождение в Таджикистане,
запасы которого относятся к труднообогатимому окисленному типу руд

С 1967 г с целью создания технологии переработки окисленных руд
данного месторождения проведены исследования в

различных научно
-
исследовательских институтах СССР (Иркутск, Москва, Ленинград, Алма
-
Ата
и др )
П
олученные результаты не удовлетворяли экономическим и
экологическим требованиям

В 1994 г специалистами британской компании «Commonwealth & British
Minerals

Limited» и СП «Зарафшон» проведен ряд исследований данной руды и
рассмотрены различные варианты технологии
её
переработки

Р
езультаты
испытаний оказались неудовлетворительными

В 2010 г
китайской
корпорацией
Zijin

на базе Таррорского месторождения
построена и введена в эксплуатацию новая фабрика мощностью 2 тыс т
руды
в
сутки по технологии прямого цианирования с последующей сорбцией

золота
,
н
о вскоре производство приостановили из
-
за низкого уровня извлечения золота
(55
-
60 %) и загрязнения окружающе
й среды мышьяковистыми отходами

Следует отметить, что руды данного месторождения


специфические, и
аналогичное

сырье нигде не перерабатывается
С учетом состояния
сегодняшнего рынка драгоценных металлов и роста цены на золото, появилась
экономическая
воз
можность вовлекать в переработку упорные окисленные
золото
-
медно
-
мышьяковистые руды, что является одной из главных проблем
золотод
обывающей промышленности Таджикистана
.

К числу важнейших задач, предусмотренных экономической моделью
развития промышленности
Таджикистана и требующих первоочередного
решения, относится разработка научно
-
обоснованных рекомендаций по
созданию эффективных, эк
ологически безопасных технологий

извлечения
золота с целью увеличения объемов золотодобычи в стране

4


Цель работы
Разработка
эффективной и экологически без
опасн
ой

технологии
переработки окисленных золото
-
медно
-
мышьяковистых руд
Таррорского месторождения

Для дости
жения поставленной цели решались

следующие задачи:

-

изучить химический и минералогический состав окисленной
золото
-
медно
-
мышьяковистой руды;

-

исследовать и разработать технологию утилизации мышьяка в наиболее
устойчивой форме

сул
ь
фидирующим обжигом в смеси с пиритом в
восстановительной атмосфере
;

-

изучить
закономерности влияния параметров (
pH

среды, содержание
кислоро
да в растворе, продолжительности и др
) процесса щелочной обработки
огарка

с применени
е
м гидроакустического излучения на
снижение
концентраци
и

железа в цианидных растворах
;

-

изучить
кинетику

и механизм
растворения

золота

из проду
кта после
щелочной обработки

в
аммиачно
-
цианидных растворах,

содержащих простые и
комплексные
соединени
я

цианидной меди
;

-

разработать технологию переработки окисленной руды Таррорского
месторождения, являющуюся рентабельной, экономически эффективной и
эко
логически безопасной с последующим проведением опытно
-
про
мышленных
испытаний и внедрени
ем

на ЗАО СП «Зарафшон»

Методы исследования:
минер
альный состав изучен оптическим
методом

на установке «
AXIO

Imager
»
A
1 М1 ( ермания), химический
рентгеноспектральный
микроанализ выполнен на установке «
Superprobe
-
8100»
(
Jeol
, Япония), микрозондовый анализ минералов выполнен на установке MLA
650 (FEI Company, ермания),
ренгенофазовый анализ выполнен на

установке
ARL 9900 Workstation IP 600 (Япония)

Содержание золота и
примесей определяли с применением атомно
-
абсорбционного спектрофотометра АА
-
7000 (Япония) и пробирным анализом


5


Научная новизна работы:

1.

Выявл
ены закономерности влияния роста
концентрации растворенного
кислорода и ОН
-
радикалов при гидроакустическом воздейс
твии на содержание
железа в процессе щелочного выщелачивания огарка, проявляющиеся
в
увеличении

степени осаждения
железа в виде
гидроксидов
.

2.

Изучена кинетика и предложен механизм растворения золота из
золотомедных продуктов щелочного выщелачивания в аммиач
но
-
цианидных
растворах
,

заключающийся в том, что растворение происходит как за счет
свободного циан
-
иона
,

так и цианида
, образующего
ся при взаимодействии
аммония с простыми и комплексными соединениями цианидной меди

Практическая значимость работы
.

1.

Разрабо
тана

принципиально новая технологическая схема переработки
окисленной руды Таррорского месторождения, включающая
сульфидир
ующий
обжиг, щелочную обработку обожженного огарка с применением двухлучевого
излучателя и аммиачно
-
цианидное рас
творение с
последующей сорбцией
золота активированным углем

с
извлечени
ем золота

на уровне
93
,6 %.

2.

Проведены полупромышленные испытания предложенной технологии
извлечения золота

из
окисленных золото
-
медно
-
мышьяковистых руд
Таррорского месторождения

на ЗАО СП «Зарафшо
н»

с последующим
внедрением, что позволило

эффективно перерабатывать упорные окисленные
руды с
о

степенью извлечения

золота

на уровне 91,7%
.

Экономический эффект
от внедрения данной технологии составил 170

рублей на 1

тонну
перерабатываемого материала

На
защиту выносятся:



результаты изучения химического и минералогического состава
окисленной золото
-
медно
-
мышьяковистой руды Таррорского месторождения;



результаты изучения кинетики
сульфидир
ующего обжига

окисленной
руды с целью удаления мыш
ьяка в наиболее
устойчивой и не
токсичной форме

в присутствии пирита в восстановительной атмосфере;



результаты предварительной щелочной обработки огарка с применением
двухлучевого гидроакустического излучателя «веерного» типа;

6




результаты цианирования обработанного огарка в

присутствии сульфата
аммония;



результаты опытно
-
промышленных испытаний
разработанной
технологии извлечения золота из окисленных медно
-
мышьяковистых руд
Таррорского месторождения

Апробация работы
Основные положения и результаты работы
доложены на междун
ародных конференциях «
Современная

наука: актуальные
проблемы и пути их решения
» (
Россия
, 2013),
«Современные проблемы и пути
их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2011» (Украина,
2012), «Sciences, and Higher Education» (Canada, 2012) и

«Sciences,
Technology

and

Higher

Education
» (
Germany
, 2012).

Публикации
Основное содержание работы опубликовано в
периодической печати 6, из них
в
журналах
,

рекомендуемы
х
ВАК
-

4, в
сборниках тезисов докладов
-

4, всего печатных

работ
-
10, ноу
-
хау
-
3,
патент
-
1.

Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, 6
глав, выводов, списка литературы и п
р
иложения Работа изложена на 14

страницах, содержит 24 таблиц, 46 рисунков и
126

использованных источников

Основное содержание работы

Во введ
ении обоснована актуальность работы, сформулирована цель
работы, изложены основные положения, выносимые на защиту

В

первой главе

представлен

аналитический обзор опубликованных
теоретических и практических работ, в котором рассмотрены существующие
технолог
ии изв
лечения золота из сульфидных
золото
-
медно
-
мышьяковистых
руд: флотация с последующим цианированием, бактериальное выщелачивание
,

кислотное выщелачивание с последующим цианированием
.
Напротив, способ
ы

извлечения

золота из окисленных золото
-
медно
-
мышьяковистых руд, ранее
считавшихся с экономической и с экологической точки зрения
неперспективными
, мало изучены
Повышение цены на золото и выявление
промышленного запаса окисленных золото
-
медно
-
мышьяковистых руд вызва
ли
необходимость разработки технологии их переработки, что является одной из
наиболее важных проблем золотодобывающей промышленности

7


Отмечено, что в цел
ом выбор рациональной технологии

переработки руд
сложного
типа

зависи
т от вещественного состава сырья
.

Во второй главе

приведены результаты исследования вещественного
состава

руды Таррорского месторождения

и

определены причины

упорности
данной руды к
цианированию
.

По данным химического
анализа

основными компонентами
руды

являются
SiO
2
,
Fe
2
O
3
,
CaO
,
MgO
,

составляющие в сумме 81,54 %, в подчиненных
количествах присутствуют
Al
2
O
3

и
S
общ

-

4,61 и 2,
01 % соответственно
Содержание

остальных компонентов менее 1 % Вредными компонентами
пробы являются медь и мышьяк, составляющие 0,52
-
0,6 и ,60 %
соответственно
.
Золото в руде содержится

в количестве
более 6 г т

По данным минералогического состава основными п
ородообразующими
минералами руд
ы являются карбонаты (среди которых преобладает доломит),
кварц, хлорит и глинистые минералы,

составляющие в сумме 8 ,16 %
.
Среди
первичных рудных минералов преобладают сульфиды железа, мышьяка и меди,
составляющие ,85 % Вторичные рудные минералы представлены
гидроксидами и сульфатами железа, скородитом, фармакосидеритом,
малахитом и азурито
м 11, 5 % Основными минералами
-
нос
ителями меди
являю
тся малахит и азурит
Мышьяк распределен в первичных (арсенопирит) и
вторичных (скородит) минералах примерно в соотношении
1:4
.

Одним из основных ценных компонентов пробы является самородное
золото Из результ
атов

фазового анализа исходно
й руды на золото (таблица 1)
видно, что основная
его
часть

находится в свободном виде
-

извлекаемое
амальгамацией, гравитацией, и в виде сростков


извлекаемое цианированием

Таблица 1


Форма нахождения золота в руде

Форма нахождения золота

Содержание
Au
, г т

Распределение
Au
, %

Свободные частицы золота, золото в
открытых сростках

4.88

81.5

Золото в сульфидах (пирит, арсенопирит)

0.80

13.3

Золото в кварце и минералах
нерастворимых в кислотах

0.31

5.2

Итого

5.99

100

8



Как видно из таблицы 1,

о
бщее
содержание цианируемого золота
составляет 81,5%, остаточное
количество (более 18,5

%
)

находится в трудновскрываемой
форме

(в пирите, арсенопирите,
кварце и др )

(рисунок 1 и 2)

Изучение вещественного
состава
руды
показ
ало
, что
данное сырье

по содержанию
медных и мышьяковистых

минералов можно относит к категории особо
упорных руд

На основе проведенного анализа литератур
ы

и
результатов исследований
вещественного состава

руды

сформулированы задачи, требующие разработки
экологически чистой технологии переработки окисленной золото
-
медно
-
мышьяковистой руды Таррорского месторождения: удаление мышьяка в
наиболее устойчивой
и нетокс
ичной
форме; вскрытие золотин; перевод
легкорастворимых
минералов меди

(малахит, азурит)

в малорастворимую
в
цианидах
форму

(феррит меди)
Эти задачи в значительной степени могут быть
успешно решены посредством предварительного
сульфидир
ующего обжига с
пос
ледующим выщелачиванием золота

В третьей главе
приведены результаты
физико
-
химических
исследований

процесса

сульфиди
рующего обжига окисленной руды
Таррорского месторождения, в которой
основным мышьяксодержащим минералом
является скородит

(
&



ʹ
(


)
.


Обжиг проводили в
о вращающих

трубчатых печах
в смеси скородита с пиритом
(
сульфидиз
атор) в восстановительной
атмосфере


Рисунок

3
-

Зависимость

степени возгонки мышьяка
от продолжительности
обжига



Рисунок 1
-

Золото

включенное в
арсенопирите

Рисунок 2
-

Золото
включенное в пирите



9


Экспериментально

установлено, что для полного
удаления

мышьяка в
возгоны достаточно, чтобы
от
ношение

As

:
S
общее
,
составляло

1 : 1,2÷2
, а
углеродсодержащего ма
териала к массе шихты боле
е 0,4
%.
И
сследования

по
изучению влияния степени возгонки мышьяка от продолжительности
сульфидир
ующего обжига при различной температуре (рисунок )

показали
,
что с

повышением
температур
ы степен
ь возгонки мышьяка возрастает
Обработку кинетических кривых проводили с помощью уравнения Ерофеева
-
Колмогорова, представленного в логарифми
-
ческой форме


[


(
ͳ


)
]











Полученное

з
начение порядка реакции
n

близко к единице
(рисунок 4) По тангенсу угла
наклона прямой (рисунок 5) определили
значение энергии активации, которая составила
27,67 кДж моль Из этого следует, что
изучаемый процесс протекает в
диффузионной

област
и

Предложены предполагаемые реакции и
проведены термодинамические расчеты,
позволяющие определить направление,

протекания реакций

в процессе
сульфи
-
дир
ующего обжига скородита (таблица 2)

Из таблицы видно, что термодинамическая
вероятность протекания
сульфидирования скоро
-
дита с образованием сульфида мышьяка очень высока

Таблица 2
-

Значения изобарно
-
изотермического пот
енциала
реакций

Реакции


G
, кДж моль

77 К

87 К

97 К

FeAsO
4

+

0,75FeS
2

+ 15,625/2C

+ 14,25/2O
2

= 1/2As
2
S
3

+

0,875Fe
2
O
3

+

15,625/2CO
2


-
2068

-
2080

-
2093

FeAsO
4

+ 1/2FeS
2

+ 8C + 14,25/2O
2

= 1/4As
4
S
4

+

3/4Fe
2
O
3

+

8CO
2


-
2050

-
2065

-
2080


Рисунок

4

-

Зависимост
ь

двойного логарифма
степени деарсенизации от
логарифма времени для
скородита при различной
температуре


1 Т


Рис
унок 5

-

Зависимость




от обратной
температуры

10


Предварительными опытами установлено, что

п
редпочтительно
происходит
образование
тетрасульфида мышьяка

-

As
4
S
4
, однако,
как
свидетельствует расшифров
-
ка данных рентгенофазового
анализа возгонов (рисунок
6)
образование трисульфида
мышьяка


As
2
S
3

-

также
может протекать

с высокой
вероятностью
.

Р
енгенофазовым

анали
-
з
ом (рисунок 7)

в

продукте

после
сульфидир
ующего
обжига мышьяксодержащие
фазы не обнаружены

Это
свидетельствует о том, что
мышьяк переходит в
возгоны

Следует отметить, что
в
огарке
сульфидир
ующего
обжига
количественным
рентгенофазовым анализом
обнаружено значительное
количество пирротина (5,8 %) Известно,

что

присутствие пирротина приводит
к понижению концентрации кислорода
при выщелачивании
в растворе и
повышению расхода цианида, что отрицательно с
казыва
ется на растворении

золота
.
С целью устранения
вредного влияния железа пирротина

рекомендуется
пульпу

перед цианированием

подвергать щелочной обработке

Однако,

д
лительность

этого процесса,

связанная с
низкой концентрации кислорода в
растворе
,
ограничивает его применимость
на практике
В связи с этим наиболее

А


Б

Рисунок

7
-

Качественный фазовый анализ
: А


возгоны; Б
-

образцов

до и после обжига



11


перспективным является предварительная щелочная обработка с применением
гидроакустического излу
чателя
, что
обеспечивает

интенсификацию процесса

за
счет повышения концентрации растворенного
к
ислорода
и образовани
я



̇
-
радикалов в растворе, которые являются сильными окислителями

В четвертой главе
представлены результаты
исследований

предварительной щелочной обработки

огарка

с применением
гидроакустического


излучения

На основе
литературных данных по использованию гидроакустических
излучателей нами был выбран двухлучевой гидроакустический излучатель
«веерного» типа Отличительная особенность выбранного излучателя
заключается в следующем:

-

резонаторная камера сделана так, что при

давлении подачи пульпы в
о

входное устройство от 1 до
4

атм на выходе создается разрежение,
затягивающее кислород воздуха

-

в результате затягивания кислорода воздуха в резонаторной камере
возникает турбулентный режим движения пульпы с кислородом воздуха, что
приводит к появлению сил различной величины,
обеспечивающих разрыв струй кислорода
воздуха и образование мелких пузырь
ков, а
также разрыв пульпы с образованием срывных
кавитационных полостей;

-

выходное отверстие сделано таким
образом, что происходит веерное распределение
микропузы
рьков и пульпы по всему объему

Экспериментально у
становлено, что с
увеличением давления под
ачи пульпы
от 1
до 4
атм

разре
жение

на выходе увеличивается до 0,17
кг
с
см
2

при отношении ж : т 2 : 1
Дальнейшее
увеличение приводит к резкому падению степени
разрежения Это объясняется, тем, что резонаторная камера заполняется
полностью пульпой Это я
вление можно наблюдать и при
низких соотношениях

Рисунок 8



Зависимость
концентрации

растворенного кислорода в
растворе от давления
подачи

2

3
12


жидкого к
твердому и больших
давлениях подачи пульпы
, что видно из
рисунка 8
.

Проведены исследования по
предварительной щелочной обработке

без воздействий и щелочной обработкой

с применением гидроакустического
излучения при различных значениях рН с
последующим растворением
остатка в
цианидн
ых растворах
, что подтверждает
эффективность щелочной обработки
Как
видно из рисунка

9
, при предварительной
щелочной обработке, проводимой п
ри рН
среды 10 и более с применением
гидроакустического излучения,
содержание железа

в цианидн
ых
растворах значительно ниже, чем при
щелочной обработке без воздействий Это объясняется тем, что при повышении
концентрации растворенного
кислорода,

и

̇
-
радик
алов
в растворе
наблюдается интенсивное осаждения гидроксида железа (
III
) в осадок


И
зучено влияние концентрации растворенного кислорода

на
концентрацию железа в растворе

при последующе
м цианировании (рисунок
10), свидетельствующий о том, что повышение ко
нцентрации кислорода
приводит к
снижению концентрации железа в цианидных растворах

Согласно рисункам 8, 9 и 10, оптимальными условиями проведения
процесса предварительной щелочной обработки огарка окисленной золото
-
медно
-
мышьяковистой руды Таррорского ме
сторождения с применением
гидроакустического излучения являются: отношение ж:т 2:1; рН среды 10~11;
продолжительность


4 часа; давление подачи пульпы
-

атм (концентрация
растворенного кислорода 12,5 мг дм
3
).


Рисунок 9


Изменен
ия
концентрация железа в цианидн
ых
растворах при различных
значениях рН:
1
-

щелочная
обработка без воздействий;

2


щелочная обработка с
применением

гидроакустического
излучения


2 : 1

2

3

3

13



Таким образом, щелочная обработка огарка с применением
гидроакустического излучения
способствует значите
льному
снижению расхода цианида и
устраняет вредное влияние
п
ирротина на скорость растворения

золота в цианидных растворах

Однако другой, но не менее
важной проблемой
извлечения

золота из данной
руды является
высокое содержани
е

меди, так как
последняя

быстро
растворяясь,

приводит к повышению расхода
цианида С целью снижения
расхода цианида и
скорости
растворения

меди в раствор, н
а практике медистые руды подвергают
цианированию при низких концентрациях цианида

Однако при этом возможно
образов
ание простого соединения цианидной меди, чт
о приводит к снижению
извлечения

золота вследствие образования
медистых пленок

на
поверхности
золота, а также комплексного соедин
ения цианидной меди затрудняющих

последующий процесс сорбции золота активированным у
глем

Это
подтверждается проведенными исследованиями
по цианированию
данной руды

при низких концентрациях цианида

(0,025 %).

П
оказа
но, что

извлечение золота

при этом достигает

67 %
Поэтому процесс цианирования

для окисленных
медьсодержащих продуктов являе
тся н
ерентабельным
.

Из л
итературных данных по извлечению

золота из сульфидных
медьсодержащих
руд известно
, что цианирование в присутствии солей аммония
повышает извлечение
золота и снижает расход цианида

Однако,
приведенные
данные в литературе

крайне скупо описывают данный процесс, его химизм и
условия проведения

Нами

проведены исследования

по растворению
продукта
после щелочной обработки в аммиачно
-
цианидных

растворах
.


Рисунок 10


Изменения к
онцентрация
железа после предварительной
щелочной обработки проводимой при
различных концентрациях
растворенного кислорода

3

3

14


В пятой главе

приведены

закономерности влияния условий аммиачно
-
цианидного выщелачивания на

кинетику и механизм растворения

золота

из
продукта после щелочной обработки
окисленной руды Та
ррорского
месторождения


Известно,
что растворимость меди в
цианидн
ых растворах зависит от форм
нахождения

ее

в тех или иных минеральных
фазах и концентрации цианида в растворе


Рентгеноспектр
альный и рентгенофазовый
анализы

продукта после щелочной обработки
показали, что состав огарка по медьсодержащим
минералам отличается

от исходной руды,
содержаще
й в основном
малахит
и
азурит
В
обработанном огарке медь в основном
сконцентрирована в метаферрите меди,

в
меньшей степени
-

в

куприте и тенорите
И
звестно, что метаферрит меди является
мало растворимым в ци
анидн
ых
растворах

И
сследования по влиянию

концент
рации сульфата аммония в
цианидн
ых растворах на извлечение
золота из
продукта после щелочной
обработки
(рисунок 11)

показали, что


введение сульфата аммония даже при
низких концентрациях цианида в
растворе
приводит к повышению
извлечения

золота
Для выяснения
механизма растворения золота в аммиачных растворах в присутствии простого
(

)

(рисунок 12, кривая 2)

и комплексного соединения



(

)



(рисунок 12, кривая
1)
цианидной мед
и проведены исследования

с использованием в качестве

Рисунок 11

-

Влияния
концентрации
(
(

)




на
степень извлечения золота и
меди при низких
концентрациях цианида


Рисунок
12

-

Влияние комплексных
и простых соединений
цианидной
меди на степень растворения
золота в растворе:

1


Au




(

)




(






(




;


2
-

Au






(





(





3

3

2

4

4

15


исходного про
дукта золотосодержащего кварцевого

пес
к
а

с содержанием
золота около 6

г т Установлено (рисунок 12), что растворение золота в
аммиачных растворах происходит как в присутствии простого так и
комплексного соединения
цианидной меди

На основе данных химического анализа
предложе
ны возможные реакции
растворения

золота в аммиачно
-
цианидных растворах и проведены
термодинамические расчеты вероятности их протекания
:




(

)



Ͷ

(



ʹ

(


Ͳ

ͷ




(

)




(

(

)




͵
(




1





ʹͷ͵

ͳ͹

ˍ

ˏ ˎ



ʹ




Ͳ

ͷ



(




(

)



ʹ

(







2





ͳͻ͸

ʹͳ

ˍ

ˏ ˎ

ʹ


Ͷ

(

(

Ͳ

ͷ




(
(
)



(

(

)




ʹ




͵
(





3





ͳͳͲ

ͳͲ

ˍ

ˏ ˎ

В
ероятность протекания реакции 1 в присутс
твии аммония (рисунок 14,
кривая 1) больше, чем реакции

2, протекающей
в процессе цианирования
.

В системе




(





(





(рисунок
14
, кривая 2
) можно предположить протекание
реакции
При этом
высвобожденный циан
-
ион (
реакции
)

вступает

в реакцию с золотом

по реакции 2

Таким образом, полученные
данные
свидетельствую
т о том, что
в
ведение
солей

аммония в процессе цианирования

приводит к
повышению извлечения золота и
сокращению расхода цианида

Следует отметить, что с
огласно
полученным данным (
см
рисунок 11),
введение солей аммония в процесс цианирования способствует не только
повышению извлечения золота, но и уменьшению концентрации меди

в
растворе, что положительно сказывается на последующей сорбции золота на
активированных углях Из литературных данны
х

известно, что в

Рисунок
13



Влияние рН
среды на о
саждение меди из
раствора: 1
-
а




(

)
ʹ



(

; 1
-
б



(

)
ʹ



(



ʹ

2
-
а



(

(

)





(

;

2
-
б



(

(
͵
)
Ͷ
ʹ



(



ʹ

3

16


сильнощелочных растворах (при рН > 10), аммиачные комплексы меди
(

(

(

)



)
могут осаждаться

из раствора
В связи с эт
им
сериями специальных
экспериментов
проведены исследования по изучению влияния рН среды
и
содержания

растворенного
кислорода на степень осаждения
аммиачного и
цианидного комплексов
меди из
специально приготовленных их
растворов
(рисунок 1 )

Для оценки
влияния концентрации растворенного кислоро
да
опыты проведены в обескислоро
женных растворах и обычных растворах
Обески
слоро
живание раствора
осуществляли

путем продувки
через раствор
аргона до снижения концентрации кислорода в

растворе на уровне 0,
-
0,6
мг
дм
3
.

Показано (рисунок 1 , кривая 2
-
а и 2
-
б)
,

что

как в присутствии
растворенного кислорода так и без

кислорода

на процесс осаждения аммиачных
комплексов меди влияет только рН среды
Н
а

основе анализа диаграммы

устойчивости аммиачных комплексов меди,
свидетельствующую о
возможности перемещения из стабильной области

(

(

)




(рН 9
-
10,5) к
осаждению

(
(
)


(рН



10
,5)
, можно пре
дположить, что процесс осаждения

аммиачных комплексов меди протекает по следующей реакции:


(

(

)




ʹ

(



(
(
)


Ͷ

(








4





͵ͻ

ͳ

ˍ

ˏ ˎ

Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что повышение

щелочности раствора

способствует повышению вероятности протекания
реакции 4

В то же время

на процесс осаждения цианидных комплексов

меди

рН
среды не влияет, так как

осажде
ни
е

могут идти только в

присутствии
растворенного
кислорода

(рисунок 1 , кривая 1
-
а и 1
-
б)
.
Предполагается, что
процесс осаждения в системе

(

)






(



протекает по следующей
реакции:


(

)



Ͳ

ͷ



(




(
(
)











5





ͺ͸

͵ͺ

ˍ

ˏ ˎ

На
основе полученных данных
,

можно сделать вывод, что

предпочтительнее проводит процесс цианирования

в присутствии сульфата
17


аммония при рН среды
больше 10,5
-
11
, что приводит к снижению
концентрации меди в растворе

Опираясь на полученные данные,

проведены исс
ледовани
я

по изучению
влияния
концентрации цианида в аммиачно
-
цианидных растворах на
извлечение золота и
з

продукта после щелочной обработки
Установлено, что
извлечение золота в присутствии сульфата аммония при
минимальной
концентрации цианида
на уровне
0,02 %

достигает

9 ,6 %, в то время как
извлечение золота

из продукта после щелочной обработки

прямым
цианированием
-

не больше 58,2 %

Также следует отметить, что
в
ведение сульфата аммония, привело к
снижению расхода цианида до 1,2 кг т при его концентрац
иях в растворе 0,02
%, о чем
свидетельствуют данные, приведенные в таблице

Таблица


Зависимость расхода цианида от продолжительности поддержания
концентрации

цианида (
(
NH
4
)
2
SO
4

-

0,045 моль дм
3
)

Концентрация цианида поддерживается
на уровне 0,02 % в
течение, ч

Расход цианида,
кг т

Извлечение
Au*, %

2

0,75
-
1

72,4

4

1
-
1,2

93,5

6

1,4
-
1.6

93,6

24

12
-
12.5

93,6

24 без
(NH
4
)
2
SO
4

до 16
-
18

58,2

*

извлечение золота после 24 часов

Из полученных данных
(таблица )
можно сделать вывод, что

поддержание
концентрации цианида первые 4 часа на уровне 0,02 %
достаточно, чтобы
обеспечить максимальное извлечение золота

При этом
следует отметить, что ведение сульфата аммония приводит к снижению расхода
цианида

Опираясь на полученные данные
, п
роведены исследова
ния по и
зучению
зависимости извлечения золота и меди
выщелачиванием в аммиачно
-
цианидн
ых растворах от продолжительности выщелачивания

(до 72 часов) при
следующих оптимальных условиях: концентрация цианида (первые 4 часа)
-

0,02 %; концентрации сульфата амм
ония
-

0,045 моль дм
3
; рН

-

10,5
-
11
.
Установлено, что
растворение золота в аммиачно
-
цианидных растворах

18


приводит к сокращению продолжительности выщелачивания до
от 6 до
24
часов При этом
установлено
, что содержание меди в растворе умень
шится

в
раза, что положительно сказывается на последующей сорбции

золота

на
активированных углях

Проведено изучение форм нахождения оставшейся меди в продуктах
хвостов аммиачного цианирования с целью определения степени
растворимости минералов меди В резуль
тате анализа в хвостах амми
ачного
цианирования обнаружено

снижение доли куприта и тенорита и увеличение
доли феррита меди Это свидетельствует о растворимости куприта и тенорита
в
цианидн
ых растворах Известно, что феррит меди практически нерастворим в
циа
ниде в пределах концентрации 1,
-
1,4 %, что также подтверждается
проведенными нами исследованиями

В шестой главе

приведены результаты полупромышленных испытаний по
переработки окисленной руды Таррорского месторождения объемом 8 тыс
тонн по технологической схеме, включающей
сульфидир
ующий обжиг с
последующей щелочной обработкой огарка (с применением
гидроакустическо
го излучения) и аммиачное цианирование с последующей
сорбцией золота на активированных углях

Результаты полупромышленных испытаний, проведенных на ЗАО СП
«Зарафшон» показали, что при весовом соотношении руды к пиритному
золотосодержащему концентрату 1:0,
06 и углеродсодержащего материала к
массе шихты больше 0,5

%

в процессе
сульфидир
ующего обжига извлечение
мышьяка в возгон
ы

составляет 92,1% Последующая щелочная обработка
позволила снизить расход

цианида

на
6 кг Полученные данные отмечены в

акт
е

о пр
оведении испытаний и
внедрении

данной технологии

С целью изучения возможности применения аммиачно
-
цианидного
выщелачивания на огарках окисленной руды Таррорского месторождения
проведены
полупромышленные
испытания в заводских условиях в течение 14
дней с
производительностью 450
-
500 тонн огарка в сутки Результаты
испытаний приведены в таблице 4

19


Таблица 4
-

Результаты полупромышленных испытаний
аммиачно
-
цианидного
выщелачивания

предварительно обработанного огарка окисленной руды
Таррорского месторождения

Н
омер
пачуков

Схема

Цианид

Концентрация

мг дм
3

Содержание
Au

в кеке,
г м
3


Извлечение
Au
, %

CN
-
, %

Расход,
кг м
3

Au

Cu

NH
4
+

1

А

0.015

1.1

1,27

434

1
478

3,65

41,1

В

0.020

1.5

1,70

541

2,75

56,4

С

0.025

2,7

1,94

608

2,31

62,7

2

А

-

-

1,83

380

1
340

2,55

58,9

В

-

-

2,09

428

1
150

2,02

67,4

С

-

-

2,21

517

890

1,77

71,4

3

А

-

-

2,04

248

1
014

2,12

65,8

В

-

-

2,27

304

860

1,67

73,1

С

-

-

2,39

397

592

1,40

77,5

4

А

-

-

2,28

198

740

1,65

73,4

В



2,46

239

670

1,29

79,2

С

-

-

2,58

302

405

1,04

83,2

5

А

-

-

2,33

129

692

1,54

75,2

В

-

-

2,65

158

530

0,91

85,4

С

-

-

2,71

240

268

0,79

87,3

6

А

-

-

2,68

53

490

1,43

76,9

В

-


2,84

84

350

0,51

91,7

С

-

-

2,84

157

115

0,51

91,7

Анализ данных, п
риведенных в таблице 4 показываю
т
, что при введении
цианида только в первый
пачук

и поддержании его концентрации на уровне
0,02% достигнуто высокое извлечение золота
-

91,7 % При этом расход
сульфата аммония составляет 18 кг т

С целью оценки возможности выделения золота из фильтрата
аммиачного
цианирования исследован способ сорбционного выщелачивания с применением
активированного угля
марки
NWS

G
6*12

и смолы
AuRIX
®100 Исследования
показали, что более высокая емкость по золоту достигается на углях (по
сравнению со смолами)

С учетом вышеизложенного были проведены полупромышленные
испытания по схеме, включающей аммиачное цианирование предварительно
обработанного огарка с последующей сорбцией золота активированным углем
20


из пульпы и из осветленного раствора Результаты показали
, что наиболее
эффективным способом является сорбция из осветленного раствора

По результатам полупромышленных испытаний предложена
принципиальная технологическая схема переработки окисленной золото
-
медно
-
мышьяковистой руды Таррорского месторождения (рисун
ок 20), включающая:
сульфидир
ующий обжиг окисленной руды; предварительную щелочную
обработку с применением гидроакустического излучения; аммиачное
цианирование предварительно обработанного огарка с последующим
сгущением и сорбцию золота из осветленного рас
твора



Рисунок
14



Принципиальная технологическая схема переработки
окисленных золото
-
медно
-
мышьяковистых руд Таррорского месторождения

Экономический эффект от внедрения данной технологии за счет
вовлечение в переработку окисленных золотосодержащих руд составил
Измельченная руда

Сульфидиру
ющий обжиг

Пиритный концентрат,
углеродсодержащий
материал

возгоны

На захоронение

огарок

Предварительная щелочная обработка

Аммиачное цианирование

Сгущение

кек

фильтрат

В хвостохранилище

NaCN
,
(NH
4
)
2
SO
4

NaOH

Сорбционное выщелачивание

раствор в оборот

насыщенный

уголь

Десорбция

Элюат

Обеззолоченный


уголь

Электролиз

Реактивация

Катодное


золото

Электролит

Плавка

Слитки

Свежий уголь

21


170

рублей

на 1

тонну перерабатываемого материала Общий экономический
эффект только за два месяца работы

фабрики

составил 6,4 млн рублей

Выводы

1.

Руды Таррорского месторождения


золото
-
медно
-
мышьяковистые
чрезвычайно сложного вещественного состава, обусловленного
многообразием
вмещающих пород и вредных рудных минералов, таких как скородит, малахит
и азурит Вредными компонентами в руде являются мышьяк и медь,
составляющие ,60 и 0,52 % соответственно Основным ценным компонентом в
руде является золото


6 г т, кото
рое находится в свободной форме (81,5 %), в
сульфидах (1 , %), в кварце и в минералах не растворимых в кислотах (5,2 %)

2.

Установлено, что применение сульфидирующего обжига смеси руды с
пиритным концентратом в восстановительной атмосфере при температуре 6
50
-
700
о
С позволяет вывести мышьяк в виде безвредных сульфидов в возгоны в
течение 25 мин Степень возгонки мышьяка при этом составляет 94,6 %

3.

Установлено, что при щелочной обработке с применением
гидроакустического излучения происходит повышение концентр
ации
кислорода в растворе до 12,5 мг дм
3
, что способствует переводу
Fe
(
II
) в форме
Fe
(
III
)
c

последующим его осаждением в виде гидроксида в осадок

4.

Установлено, что при концентрации сульфата аммония 0,045 моль дм
3
в
процессе цианирования достигается
максимальное извлечение золота 9 ,6 %

5.

Проведены полупромышленные испытания на ООО СП «Зарафшон» по
предложенной технологии переработки окисленных золото
-
медно
-
мышьяковистых руд Таррорского месторождения Показано, что предложенная
технология позволит эффе
ктивно перерабатывать упорные окисленные руды с
высокой степенью извлечения золота При этом экономический
эффект от
внедрения данной технологии за счет вовлечение в переработку окисленных
золотосодержащих руд составил 170

рублей на 1

тонну руды




22


Основн
ые материалы диссертации опубликованы в работах:

1.

Стрижко Л С , Бобохонов Б А , Бобоев И
Р Исследование и разработка
технологии извлечения золота из окисленных руд одного из крупнейших
месторождений Таджикистана

Цветные металлы


2012


№ 7
.


С
. 41
-
44.

2.

Бобохонов Б
.
А , Рабиев Б
Р ,
Бобоев И
Р СП «Зарафшон»:
т
ехнологии
переработки золотосодержащих руд

//

орный журнал

Специальный выпуск
.


2012.


С
. 46
-
50.

3.

Разработка гидрометаллургической технологии переработки
окисленных
золотосодержащих руд Таррорского
месторождения

/

Стрижко
Л С , Бобоев И Р , урин К К

и др

Цветные металлы


2013.


№ 4
.


С
.46
-
49.

4.

Извлечение золота из хвостов золотоизвлекательной фабрики от
перерабо
тки упорных руд смешанного типа

урин К К , Башлыкова
Т В ,
Бобоев И Р и др

Цветные металлы
.


2013.


№ 5
.


С
36
-
38.

5.

Стрижко Л С , Бобоев И Р Способ извлечения золота из
золотосодержащих продуктов содержащих железа и медь

//
Восточно
-
Европейский журнал передовых техно
логий


2012.


№ 6 6 (60)
.


С
.
66
-
69.

6.

Зинченко З
А , Самехов

, Бобоев И Р Ионообменная технология в
гидрометаллургии золота

//

Вестник Таджикского технического университета
.

2010.



3(11).


С
.
60
-
62.

7.

Boboev

I
.
R
.,
Strijko

L
.
S
.,
Gurin

K
.
K
.,
Shereni

A
.
The

physico
-
chemical

basis

of

gold

recovery

from

calcines
,
containing

iron

and

copper

//
Science,
Technology and Higher Education
.
Materials of the international research and
practice conference
.


Westwood

(
Canada
).

11
-
12 December
.


2012.


vol.

II
.



P
.377
-
381
.


8.

Boboev I.R, Strijko L.S, Gurin K.K, Shereni

A. Influence of impurities
on
the rate of gold dissolution

//
Science and Education
.

Materials of the international
research and practice conference
.


Munich

(
G
е
rmany
).
18
-
19
December
.


2012.


vol
.
I
.


P
.101
-
105.

9.

Стрижко

Л
.
С
.,
Бобохонов

Б
.
А
.,
Бобоев

И
.
Р
.
Разработка

технологии

извлечения

золота

из

окисленных

руд

содержащих

мышьяк

//
Современные
проблемы в науке, транспорте, производстве и образовании 2011
.

Сборник
23


научных трудов
SWorld
, по материалам международной н
аучно
-
практической
конференция


Одесса

(
Украина
).

20
-
27
декабрь
.


2011.


Том
VII
.


C
.15
-
18.

10.

Стрижко Л С , Саруханов Р , Бобоев И Р

Способ повышения
извлечения золота с применением гидроакустических

излучателей

//
Современная

наука: актуальные проблемы и пути их решения
Материалы

3
-
й
международной
дистанционной научной

конференции


Липец

(
Россия) 5
-
6

сентябрь
.


2013.


С
.
6
-
8.


11.

Пат 2485189 Российская Федерация, МПК
7

C22B11/02.
Способ
извлечения золота из окисленных золотомышьяковистых руд Стрижко Л С ,
Бобоев И Р , Трещетенков Е Е
, Трещетенкова И Л , Хайруллина Р Т

-


2012118968 02; заявл 10 05 2012; опубл 07 06 201


12.

Ноу
-
хау № 14
-
341
-
201 ОИС от 17

апреля 201 г
Стрижко Л С ,
Бобоев И Р

«
Способ
сульфидиз
и
рующего обжига скородитовой

золотосодержащей руды с целью удаления мышьяка в сульфидной форме»
Зарегистрировано в Депозитарии ноу
-
хау
О
тдела защиты интеллектуальной
собственности
НИТУ «
МИСиС
»
.

13.

Ноу
-
хау № 12
-
341
-
201 ОИС от 17

апреля 201 г
Стрижко Л С ,
Бобоев И Р

«
Извлечение
золота из окисленных золото
-
медьсодержащих
продуктов аммиачно
-
цианидным методом растворения»
Зарегистрировано в
Депозитарии ноу
-
хау
О
тдела защиты интеллектуальной собственности
НИТУ
«
МИСиС
»
.

14.

Н
оу
-
хау № 1
-
341
-
201 ОИС от 17

апреля 201 г
Стрижко Л С ,
урин К К , Бобоев И Р «Применение гидроакустических излучателей в
процессе цианирования» Зарегистрировано в Депозитарии ноу
-
хау
О
тдела
защиты интеллектуальной собственности
НИТУ «
МИСиС
»
.


Приложенные файлы

  • pdf 3224392
    Размер файла: 798 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий