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
(
&
ସ
ʹ
(
ଶ
)
.
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
(
)
ଶ
(рисунок 12, кривая
1)
цианидной мед
и проведены исследования
с использованием в качестве
Рисунок 11
-
Влияния
концентрации
(
(
ସ
)
ଶ
ସ
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
(
)
ଶ
(
ସ
(
ଶ
;
2
-
Au
(
ସ
(
ଶ
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
:
(
)
ଶ
Ͷ
(
ସ
ʹ
(
Ͳ
ͷ
ଶ
(
)
ଶ
(
(
ଷ
)
ସ
ଶ
͵
(
ଶ
1
ʹͷ͵
ͳ
ˍ
ˏ ˎ
ʹ
Ͳ
ͷ
ଶ
(
ଶ
(
)
ଶ
ʹ
(
2
ͳͻ
ʹͳ
ˍ
ˏ ˎ
ʹ
Ͷ
(
ସ
(
Ͳ
ͷ
ଶ
(
(
)
ଶ
(
(
ଷ
)
ସ
ଶ
ʹ
͵
(
ଶ
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
(
ସ
(
ଶ
(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
(
(
ଷ
)
ସ
ଶ
(
;
2
-
б
(
(
͵
)
Ͷ
ʹ
(
ʹ
3
16
сильнощелочных растворах (при рН > 10), аммиачные комплексы меди
(
(
(
ଷ
)
ସ
ଶ
)
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
(
(
ଷ
)
ସ
ଶ
(рН 9
-
10,5) к
осаждению
(
(
)
ଶ
(рН
�
10
,5)
, можно пре
дположить, что процесс осаждения
аммиачных комплексов меди протекает по следующей реакции:
(
(
ଷ
)
ସ
ଶ
ʹ
(
(
(
)
ଶ
Ͷ
(
ଷ
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
(
)
ଶ
ଶ
(
ଶ
протекает по следующей
реакции:
(
)
ଶ
Ͳ
ͷ
ଶ
(
ଶ
(
(
)
ଶ
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
