Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические основания решения проблемы переработки лежалых хвостов золотоизвлекательных фабрик 12
1.1 Анализ состояния проблемы комплексного доизвлечения золота 12
1.2 Термины, определения, сокращения и нормативные ссылки 17
1.3 Закономерности преобразования минеральных ассоциаций в процессе формирования и хранения лежалых хвостов золотоизвлекательных фабрик
1.4 Практика переработки техногенных продуктов, содержащих золото в мелких и тонких классах, в России и за рубежом 33
1.5 Цель, задачи и методы исследований 45
ГЛАВА 2 Доминантные факторы выбора адаптивных методов доизвлечения золота из хвостохранилища семеновской зиф 49
2.1 Геолого-технологическая оценка хвостохранилища Семёновской ЗИФ
2.2 Закономерности формирования зон концентрации золота в толще хвостохранилища 56
2.3 Преобразование минеральных ассоциаций и фильтрационных свойств локальных участков хвостохранилища 5 8
2.4 Принципы выбора адаптивных методов 69
ГЛАВА 3 Экспериментальная оценка технологических решений гравитационного доизвлечения тонкодисперсного золота из лежалых хвостов семеновской зиф 77
3.1 Гравитационное обогащение на типовых концентраторах 77
3.2 Гравитационное обогащение на модифицированном концентраторе 84
ГЛАВА 4 Экспериментальная оценка технологических решений кучного выщелачивания тонкодисперсного золота из лежалых хвостов семеновской зиф 96
4.1 Выбор и обоснование растворителя 96
4.2 Выбор и обоснование метода подачи выщелачивающего раствора 106
4.3 Опытно-экспериментальное хлоридное выщелачивание по методике геотехнологического тестирования 110
4.4 Опытные натурные испытания технологии гидрохлоридного выщелачивания золота из лежалых хвостов Семёновской ЗИФ
4.4.1 Выбор экспериментального блока и этапов технологического процесса 116
4.4.2 Выбор технологических параметров кучного выщелачивания 123
4.4.3. Подготовка выщелачивающих растворов
4.4.4 Технология хлоридного выщелачивания 128
4.4.5 Переработка продуктивных растворов 129
4.4.6. Основные технологические и расходные показатели процесса 131
ГЛАВА 5. Оценка эффективности комбинированной гравитационно-хлоридной технологии переработки лежалых хвостов зиф 136
5.1. Критерии и показатели эффективности опытно-экспериментальной работы 136
5.2. Технико-экономическая эффективность технологии гравитационного обогащения золота на модифицированных концентраторах 139
5.3 Технико-экономическая эффективность кучного выщелачивания золота из лежалых хвостов Семеновской ЗИФ 143
5.4 Эколого-социальная эффективность разработанных технологических решений 146
Заключение 152
Список литературы 155
- Закономерности преобразования минеральных ассоциаций в процессе формирования и хранения лежалых хвостов золотоизвлекательных фабрик
- Гравитационное обогащение на модифицированном концентраторе
- Опытно-экспериментальное хлоридное выщелачивание по методике геотехнологического тестирования
- Технико-экономическая эффективность кучного выщелачивания золота из лежалых хвостов Семеновской ЗИФ
Введение к работе
Актуальность проблемы доизвлечения золота из лежалых хвостов золотоизвлекательных фабрик определена динамичными изменениями минерально-сырьевой золотой базы страны Увеличение объемов добычи золота, обусловленное растущим спросом на этот металл со стороны финансовых институтов, промышленности и медицины - с одной стороны, и резкое сокращение легкодоступных запасов золота в коренных рудах и россыпях и, как следствие, снижение промышленных кондиций - с другой, послужили причиной детального изучения и активного вовлечения в эксплуатацию техногенных минеральных ресурсов, содержание золота в которых сопоставимо, а иногда и превосходит этот показатель по рудам Ресурсный потенциал техногенных золотосодержащих объектов в России оценивается в 5022 т, что соответствует 57 % добытого в стране золота Рост интереса промышленности к техногенному золотосодержащему минеральному сырью в последние два десятилетия во многом предопределен появлением новых технологий извлечения благородных металлов
Как показал анализ отечественной и зарубежной теории и практики переработки продуктов, содержащих золото в мелких и тонких классах, существуют реальные предпосылки решения проблемы комплексного доизвлечения золота из техногенных золотосодержащих объектов -хвостохранилищ золотоизвлекательных фабрик (ЗИФ) на методологическом и технологическом уровнях, однако в научно-технической литературе и практике обогащения решение данной проблемы представлено без должного учета особенностей технологических свойств техногенных объектов Хвосты золотоизвлекательных фабрик относятся к высокоопасным веществам 2 класса токсичности, что предопределяет экологе—социальную значимость их переработки
Необходимость повышения полноты, комплексности и экологичности переработки техногенных объектов обусловила актуальность разработки технологии, обеспечивающей технико-экономическую и социально-экологическую эффективность доизвлечения золота из лежалых хвостов ЗИФ
Цель исследования: научное обоснование технологических решений доизвлечения золота из техногенных минеральных образований хвостохранилищ золотоизвлекательных фабрик
Идея работы заключается в адаптации традиционных методов обогащения полезных ископаемых к специфично измененным технологическим свойствам техногенного золота и вмещающих его пород для повышения технической, экономической и социально-экологической эффективности переработки лежалых хвостов золотоизвлекательных фабрик.
Объект исследования: лежалые хвосты Семеновской
золотоизвлекательной фабрики
Предмет исследования: технологии доизвлечения золота из хвостохранилищ золотоизвлекательных фабрик
Поставленная цель и сформулированная идея работы определили постановку следующих задач:
-
Анализ теории и практики переработки техногенных объектов, содержащих золото в тонких и мелких классах
-
Анализ закономерностей преобразования минеральных ассоциаций в процессе формирования и хранения лежалых хвостов и установление зон концентрации золота в толще хвостохранилищ золотоизвлекательных фабрик
-
Исследование морфометрических параметров и технологических свойств золота лежалых хвостов ЗИФ
-
Изучение топографических, гидрогеологических особенностей и закономерностей литолого-фильтрационной неоднородности техногенного массива
-
Опытно-экспериментальное обоснование адаптации гравитационного обогащения лежалых хвостов
-
Научное и опытно-экспериментальное обоснование состава рабочих растворов и метода их подачи при выщелачивании мелкого и тонкодисперсного золота
7-ч Оценка технико-экономической и социально-экологической эффективности технологических решений доизвлечения золота из лежалых хвостов ЗИФ
Методы исследований. При выполнении диссертационной работы был использован комплекс физических и физико-химических методов химический, рентгенофазовый, минераграфический, имидж-анализ, пробирный, атомно-абсорбционный, фазовый, Eh- и рН-метрия Все виды анализов производились с использованием стандартных аппаратуры и методик в лабораториях ГОУ ВПО «МГТУ», Башкирского медно-серного комбината, ЗАО «Южуралзолото», ОАО «Атон», ООО «ЕПГ» Работа выполнена с применением методов теоретического анализа, обобщения и систематизации материалов по проблеме исследования, экологической диагностики техногенного влияния, физического моделирования, прикладной математики, математической статистики, теории вероятности, прикладных программ Microsoft Exel, Corel DRAW 10, SIAMS 600, Autocad
Теоретической основой исследования явились
теория процессов разделения минералов (чл-корр ИН Плаксин, акад В А Чантурия, С И Полькин, В А Бочаров, В И Зеленов, А Таггарт, В Я Мостович, О В Замятин, В М Авдохин, В П Мязин, Г Д Краснов, В В Кармазин), позволяющая выявить особенности обогащения техногенного сырья, параметры и показатели обогащения,
закономерности гравитационных процессов (С Б Леонов, Ю П Морозов, А В Богданович, KB Федотов, АГ Лопатин, В В Лодейщиков, ИИ Ковлеков)
для разработки технологических решений гравитационного обогащения лежалых хвостов,
положения химического обогащения золотосодержащего сырья (В И Максимов, М И Фазлуллин, И А Каковский, Б Н Ласкорин, Г В Седельникова, О Д Хмельницкая, Г С Крылова, А Е Воробьев, Т В Чекушина) для обоснования состава выщелачивающих растворов и метода их подачи при выщелачивании мелкого и тонко дисперсного золота
Научная новизна исследований заключается в следующем:
-
Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что доминантными факторами выбора методов доизвлечения золота из лежалых хвостов ЗИФ являются морфометрические параметры золота и пространственная изменчивость его распределения в толще хвостохранилища
-
Разработана многомерная модель перераспределения золота в толще хвостохранилища для выявления зон различной продуктивности как критерия выбора метода обогащения
-
Извлечение мелкого и тонкого техногенного золота при гравитационном обогащении лежалых хвостов ЗИФ обеспечивается параметрической оптимизацией центробежного концентратора
-
Кучное выщелачивание золота в хлоридных системах эффективно на обводненных участках хвостохранилищ ЗИФ с организацией подачи выщелачивающего раствора через скважины
Теоретическая значимость исследования заключается в формировании принципов адаптации методов доизвлечения золота из лежалых хвостов, в уточнении признаков понятий «техногенное месторождение» и «кучное выщелачивание»
Практическая значимость исследования состоит в разработке комбинированной гравитационно-гидрохлоридной технологии доизвлечения золота из лежалых хвостов Экономическая эффективность внедрения технологии на Семеновской ЗИФ составила объем чистой прибыли 438,8 млн рублей в ценах 1 квартала 2007 года при годовой производительности позолоту 410 кг
На защиту выносятся следующие научные положения:
-
При гидравлическом складировании и хранении хвостов обогащения ЗИФ сформировались три типа участков, коррелирующихся с рельефом ложа хвостохранилища, различной продуктивности необводненные участки хвостохранилища с относительно крупным золотом, необводненные участки с мелким и тонким золотом, обводненные глубокие с тонким и мелким золотом, это определяет выбор комбинированной технологии их переработки
-
Морфометрические параметры мелкого и тонкого техногенного золота и специфично измененные технологические свойства лежалых хвостов ЗИФ требуют увеличения длины полки стандартного центробежного
концентратора с 40 до 59 мм, уменьшения угла наклона рифлей с 145 до 133, снижения межрифлевого расстояния с 15 до 4,5 мм для эффективного гравитационного обогащения песков из необводненных участков хвостохранилища
3 Кучное выщелачивание тонкого золота из обводненных участков хвостохранилища осуществляется гидрохлорированием на месте складирования через скважины, рационально расположенные с учетом фильтрационных свойств техногенного массива
Достоверность и обоснованность полученных в исследовании результатов обеспечивается применением надежных методов исследований и валидных методик диагностирования, сходимостью результатов и репрезентативностью выборок, а также высокими результатами внедрения технологических решений в практику работы Семеновской ЗИФ
Реализация работы: результаты диссертационного исследования внедрены в практику работы Семеновской ЗИФ, Артели старателей «Бальджа»
Апробация работы: результаты, основные положения и выводы докладывались на международных научно-технических конференциях «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья» (Екатеринбург, 2005 - 2006), на международном симпозиуме «Неделя горняка» (Москва, 2007), на VI Конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, 2007), Международном совещании «Плаксинские чтения—2007», технических совещаниях ООО «УГМК-Холдинг»
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 печатных работах
Объем и структура работы.
Закономерности преобразования минеральных ассоциаций в процессе формирования и хранения лежалых хвостов золотоизвлекательных фабрик
Многочисленные исследования показывают, что объекты вторичного золотосодержащего сырья разнообразны по своей природе, содержанию металла, масштабом накопления и экономической значимости.
Приоритетными направлениями исследований в области обогащения техногенного золотосодержащего сырья [47, 98, 148] являются следующие: выяснение условий формирования техногенных золотосодержащих объектов; углубленное изучение особенностей включений золота и его технологических свойств; разработка адаптивных методов извлечения золота из техногенного сырья.
Технико-экономические расчеты, опыт работы ряда зарубежных предприятий [66, 85, 120, 129] позволяют нам сделать вывод, что извлечение ценных компонентов желательно проводить без существенного изменения технологического режима основного производства и без его реконструкции, а технологические схемы извлечения ценных компонентов должны быть просты в эксплуатации и обеспечивать высокую производительность.
Следует согласиться с В.А. Бочаровым [11, с. 37], что хвосты золотоизвлекательных фабрик из всех отходов наиболее подготовлены к доизвлечению золота, по запасам золота они соответствуют мелким, средним и крупным золоторудным месторождениям техногенного класса [11, с. 91].
Анализируя данные геолого-технологической оценки хвостохранилищ золотоизвлекательных фабрик [66, с. 17], можно с уверенностью утверждать, что хвостохранилища ЗИФ, как техногенный объект в настоящее время актуально востребованы промышленностью.
К сожалению, в отличие от зарубежных, на фабриках Российской Федерации и странах СНГ практика переработки лежалых отвальных хвостов не нашла должного распространения, несмотря на наличие их огромного количества. Следует отметить, что переработка лежалых хвостов золотоизвлекательной фабрики имеет и существенно значимый экологический эффект.
Для обеспечения окупаемости повторной отработки отвалов и хвостохранилищ, имеющих заведомо низкое содержание золота, необходимы изыскания адаптивных методов извлечения золота из техногенного сырья. Углубленное изучение условий формирования техногенных золотосодержащих объектов, особенностей включений золота и его технологических свойств расширяет перспективы для рационального освоения техногенных запасов золота.
Следовательно, проблема комплексного доизвлечения золота из техногенных золотосодержащих объектов является актуальной проблемой в теории и практике переработки минерального сырья. С позиций различных теоретических концепций существуют реальные предпосылки ее решения на методологическом и технологическом уровнях.
В современной горной науке нет единообразия трактовки горногеологических терминов, связанных с переработкой техногенного сырья. В ряде работ [2, 3, 10, 27, 56, 62, 68, 83, 89] делались неоднократные попытки обобщенного системно-методологического обоснования терминов и определений, отражающих современную парадигму развития горного дела, прежде всего инновационных направлений в золотодобыче, физико-химических технологиях обогащения. Наличие различных дефиниций горнотехнологических терминов, обусловленных тесными объектовыми связями обогащения с геотехнологией, отражает естественный процесс дифференциации и интеграции знаний о них.
Решая проблему доизвлечения золота из лежалых хвостов золотоизвлекательных фабрик, в данном диссертационном исследовании нами применены устоявшиеся и аутентичные горно-технологические термины, как стандартизированные, так и принятые научным обществом. Поэтому в створе означенной ранее проблеме единообразия трактовки горно-технологических терминов приведем принятые нами следующие дефиниции:
Адаптивные методы - методы, адаптированные к конкретным горно-геологическим условиям. В нашем случае методы, приспособленные к техногенным месторождениям золота (лежалым хвостам ЗИФ).
Выщелачивание - процесс извлечения растворимого компонента (золота) из минерального сырья с помощью реагента - растворителя [124]. Гипергенез - процессы химического и физического преобразования минералов и горных пород под воздействием атмосферы, гидросферы и живых организмов [59]. Глубина обогащения золота - степень чистоты продукта обогащения по заданным показателям качества. Золотоизвлекательная фабрика - фабрика для обогащения золотосодержащего сырья одного или нескольких горнодобывающих предприятий. Крупность выделяемого золота - крупное (более 0,07 мм), мелкое (от 0,001 до 0,07 мм) и тонкодисперсное (мельче 0,001 мм) [78]. Кучное выщелачивавание - извлечения растворимого компонента (золота), осуществляемое из отвалов и куч [11].
В практике золотодобычи к техногенным объектам, благоприятным для извлечения золота методом кучного выщелачивания относятся [98, с. 20]: лежалые отвалы отработки золоторудных месторождений; зоны окисления коренных месторождений с бедными или технологически упорными рудами; коры выветривания золотоносных минерализованных пород, некоторые россыпные месторождения со значительным количеством, так называемого «транзитного», мелкого и тонкого золота теряемого при обычном гравитационном извлечении.
Гравитационное обогащение на модифицированном концентраторе
Техногенные месторождения формируются в течение многих лет из руд разных горизонтов и участков, а нередко из руд разных месторождений, поэтому имеют сложный химический, минералогический, петрографический состав, существенные различия в характере вкрапленности, взаимопрорастания индивидов, в размерах и морфологии частиц, степени их окисленности и изменения поверхностных слоев химическими реагентами. Как и обычные геогенные месторождения полезных ископаемых, техногенные месторождения имеют определенную структуру распределения ценных компонентов, зоны вторичного гипергенеза, окисления, сегрегации (седиментогенеза), что требует детального изучения при рассмотрении возможности вовлечения техногенного сырья в повторную переработку [29, 44].
В процессе долговременного хранения тонкоизмельченных хвостов обогащения в хвостохранилищах в зоне пляжа наблюдается попеременное увлажнение и высыхание хвостов, имеет место свободный доступ кислорода, что благоприятствует протеканию гипергенных процессов. В результате протекания гипергенных процессов минеральные ассоциации заскладированных хвостов претерпевают существенные изменения, что будет оказывать влияние на технологические свойства вторичного сырья.
Особенностями гипергенных процессов в хвостохранилищах являются, во-первых, высокая дисперсность хвостов обогащения, в результате чего гипергенные процессы в хвостохранилищах протекают со значительно большими скоростями, чем в естественных геологических условиях., во-вторых, в хвостах практически нет органических и минеральных коллоидов, что делает эти продукты более водопроницаемыми и облегчает протекание геохимических процессов.
В хвостохранилищах в период весеннего паводка и после обильных дождей в придонной части идет накопление влаги. В засушливый период эта вода с растворенными в ней продуктами выветривания поднимается по капиллярам вверх и создает благоприятные условия для окисления минералов [146, 103]. Химическое разложение наименее устойчивых минералов под действием кислотных осадков благоприятствует электрохимическим процессам окисления сульфидов. Изменения претерпевают и многие нерудные минералы, в том числе и силикаты.
Результатом окисления пирита является образование рыхлых гидроксидов железа - гетита и гидрогетита. Новообразованные минеральные фазы, кроме того, представлены сульфатами железа (мелантеритом FeS047H20, феррогексагидритом FeS04 6H20, роценитом FeS04 4H20) и основными сульфатами железа (копиапитом Fe2+Fe3+4[SO4]6(OH)220H2O и фиброферритом FeS04(OH) 5H20), сульфатами магния и кальция (эпсомит MgS04 7H20 и гипс CaS042H20) и основным сульфатом алюминия (базаалюминит Al4[SO4](OH)i0 5H2O), а также минеральными фазами, содержащими цветные металлы (англезит PbS04, церуссит РЬСОз, плюмбоярозит PbFe3+6[(0H)6(S04)2]2, смитсонит Z11CO3, госларит ZnS047H20) [68,91,92,112,119].
В процессе хранения техногенного сырья продукты окисления сульфидов - серная кислота и кислые соли взаимодействуют и с нерудными минералами. Большая часть нерудных минералов обладает способностью к нейтрализации образующейся при окислении сульфидов серной кислоты. Высокоактивные минералы, прежде всего, карбонаты, способны нейтрализовать образующуюся кислоту. При взаимодействии с неорганическими кислотами минералов средней активности (хлориты, серпентины, слюды) происходит частичное разрушение октаэдрических слоев и замещение их слоями воды: (Mg,Fe)6(OH)8[Si4O10] + 6ІҐ+ (n-6)H20 = (MgJeMOHMSiAo] пН20 + 3Mg . (2.7)
Новообразованные продукты -монтмориллонитоподобные минералы обладают высокой сорбционной способностью, разбухают и существенно изменяют фильтрационные свойства массива.
Состав поровых растворов, в основном слабокислый, в значительной степени зависит от количества сульфидов и от устойчивости нерудных минералов к выветриванию.
Формирование техногенного массива хвостохранилища Семеновской ЗИФ происходило в течение нескольких десятков лет. Золотосодержащие руды различных месторождений как Республики Башкортостан, так и других регионов, переработанные на СЗИФ в разные годы, характеризовались различным химическим составом. Основная масса сырья, поступавшего ранее на фабрику, была представлена золотосодержащими рудами зон окисления различных месторождений, в том числе и окисленными рудами Гайского медноколчеданного месторождения. Результаты проведенных анализов проб хвостов позволяют судить о содержании в них тяжелых металлов (табл. 2.6).
В процессе складирования хвостов обогащения происходила дифференциация материала по размерам частиц и их плотности (седиментогенез), в результате чего возникла техногенная неоднородность хвостов. Однако дифференциация по крупности продолжалась и в заскладированных хвостах. Наиболее тонкодисперсные частицы и продукты выветривания выносились из пылеватых искусственных грунтов и концентрировались в глиноподобных. Тонкодисперсные фракции, как и гипергенные новообразования, выносились фильтрующимися растворами и временными потоками и концентрировались в наиболее низинных участках хвостохранилища.
Для анализа гранулометрического состава, технологических свойств и инженерно-геологических характеристик лежалых хвостов на хвостохранилище Семёновской ЗИФ были отобраны три пробы хвостов массой по 80 кг каждая. Место отбора пробы определялось в соответствии с рисунком 2.3 - одна (проба 1) в пляжной зоне на глубине 2 м и две других в наиболее глубокой части месторождения на глубине 2 (проба 2) и 7 м (проба 3). Точки отбора проб приведены на рисунке 2.2. Исходя из геологического строения и гидрогеологической характеристики, закономерностей преобразования минералов в процессе хранения эти пробы являются наиболее типичными и характерными для данного хвостохранилища.
Способ отбора проб валовый: предварительно экскаватором были пройдены шурфы глубиной 1,5-2 м, после чего по стенкам шурфов методом сплошной вертикальной борозды отбирался материал, поступающий в пробу.
Опытно-экспериментальное хлоридное выщелачивание по методике геотехнологического тестирования
Величина центробежной силы прямо пропорциональна угловой скорости вращения чаш и их диаметру. При наработке концентрата скорость вращения варьировалась от 130 до 230 об/мин (табл. 3.6). При скорости вращения менее 130 об/мин промывка наработанного концентрата недостаточна, полное освобождение чаши от пульпы не происходит, что ведет к разубоживанию концентрата. При этом качество получаемого чернового концентрата было очень низким - не превышало 4,5 г/т при массовой доле золота в исходном питании 1,2 г/т. При увеличении скорости вращения чаши до 130-150 об/мин массовая доля золота в концентрате повышается до 6,2-6,4 г/т. Таблица 3.6 - Определение оптимальной скорости вращения чаши
Скорость вращения чаши, об/мин Выход концентрата, % Массовая доля золота, г/т Извлечение золота, % Увеличение продолжительности наработки концентрата более 16 минут приводит к увеличению выхода концентрата при существенном снижении его качества. Для выявления оптимального соотношения Т:Ж, провели опыты в диапазоне 20-44% твердого при частоте вращения 210 оборотах в минуту и продолжительности накопления концентрата 16 минут (табл.3.8).
При высокой разжиженности пульпы достигается достаточно высокое качество концентрата при низком извлечении золота в концентрат. Плотные пульпы плохо сепарируются. При отработке режимов работы концентраторов установлены следующие оптимальные параметры их работы:
При работе сепаратора с оптимальными параметрами производительность по твердому составляла 15-18 т/ч. Технологическая схема гравитационного обогащения лежалых хвостов с использованием модифицированных концентраторов САЦ-0,75 включает основную, перечистную и контрольную сепарации (см. рис.3.1). Установка работает следующим образом. Хвосты измельчаются в шаровой мельнице до 60% класса -0,074 мм. Песковыми насосами пульпа перекачивается в распределительный бак сепараторов САЦ-0,75. Пульпа из распределительного бака через открытый в течение 16 мин клапан поступает в чашу сепаратора, которая вращается со скоростью 210 об/мин. Легкие частицы выносятся потоком из чаши и направляются на контрольную сепарацию в концентраторах САЦ-0,75. Тяжелые частицы, на которые действует значительная центробежная сила, накапливаются в рифлях чаши.
В течение 16 минут происходит достаточное накопление концентрата в межрифельном пространстве. Выносной клапан закрывается и производится промывка водой накопившегося в рифлях концентрата. Струя воды подается по специальной нагнетательной трубке, называемой спреером. Спреер устроен так, что струи воды направлены в рифли под разными углами: одна струя в горизонтальной плоскости, другие - навстречу движению для создания «кипящего» слоя и выноса в хвосты более легких частиц. После этого на дне чаши открывается разгрузочный клапан для смыва накопившегося чернового концентрата в чан чернового концентрата. Чаша в момент разгрузки вращается с частотой 30 об/мин. Время разгрузки 2 мин.
Черновой концентрат насосами «Цунами» перекачивается в распределительный бак перечистных концентраторов САЦ-0,3 с диаметром чаши 300 мм. Экспериментально установлена продолжительность перечистной операции 6 мин. Концентрат перечистки с массовой долей золота до 50 г/т после обезвоживания направляется потребителям для дальнейшего металлургического передела.
При проведении опытно-промышленных испытаний по переработке лежалых хвостов Семёновской ЗИФ работе на концентраторах САЦ-0,75 по схеме основной и контрольной сепарации за период с 16.07.99 по 3.08.99 г. было переработано 1860 т хвостов и получено 1160 кг концентрата с массовой долей золота 24,6 г/т. За период с 10.09.99 по 7.10.99 г. при переработке 2850 т хвостов по схеме с перечистной сепарацией было получено 3100 кг концентрата с массовой долей золота 45,6 г/т.
Центробежная сепарация пригодна для переработки продуктов пляжной зоны хвостохранилищ ЗИФ, содержащих мелкое и тонкое золото. Технологическая схема гравитационного обогащения лежалых хвостов с использованием модифицированных концентраторов САЦ-0,75 включает основную, перечистную и контрольную сепарации. Получены продукты с содержанием 45,6 г/т золота при достигнутом уровне извлечения 65%.
Морфометрические параметры и специфично измененные технологические свойства золота требуют трансформации угла наклона и длины рифлей, снижения межрифлевого расстояния центробежного концентратора для адаптации гравитационного обогащения мелкого и тонкого техногенного золота лежалых хвостов ЗИФ.
С учетом морфометрических особенностей техногенного золота хвостохранилищ предложена модернизация профиля рифлей концентратора: увеличение длины полки стандартного центробежного концентратора с 40 до 59 мм, уменьшение угла наклона рифлей с 145 до 133 град, снижение межрифлевого расстояния с 15 до 4,5 мм.
Установлены оптимальные параметры работы модернизированного концентратора: скорость вращения чаши концентратора 210 об/минуту, продолжительность накопления концентрата 16 минут; продолжительность промывки концентрата 6 минут; продолжительность разгрузки концентрата 2 минуты; расход промывной воды 45-65 л/минут; содержание твердого в пульпе 32%.
Технико-экономическая эффективность кучного выщелачивания золота из лежалых хвостов Семеновской ЗИФ
Для проведения лабораторных исследования были отобраны пробы лежалых хвостов из наиболее глубокой части хвостохранилища Семёновской ЗИФ, на которых изучена возможность хлоридного выщелачивания золота.
Исследования по фильтрационному выщелачиванию осуществляли в фильтрационных колоннах из оргстекла согласно методике геотестирования [116]. Исследование технологических свойств рудных проб проводилось в условиях перемешивания навесок рудного материала естественной крупности и раствора, содержащего активный хлор, при отношении Ж:Т=3:1 при комнатной температуре и течении различного времени. Навески руды и раствора перемешивались в затемненном месте, показатели определялись как средние по результатам двух параллельных опытов. По окончанию перемешивания пульпы отфильтровались, осадки промывались водой, высушивались и анализировались на остаточное содержание золота пробирным методом. Фильтраты также анализировались на содержание золота атомно-абсорбционным и спектрометрическим методами. В них также замерялись значения рН и Eh, при необходимости, активный хлор. Опыты проводились при постоянной скорости фильтрации - 1м/сутки на колонках диаметром 0,03м. и длиной 0,5м, навески руды составляли, в среднем, около - 450г (рис. 4.6).
Средняя кислотоемкость "хвостов" в интервале значений кислотности 1,0-4,0 г/л составила 3,5 кг/т., а значение хлороемкости в интервале концентраций активного хлора 0,5-2,0 г/л составила 1,8 кг/т.
Определение хлороекости 1г/лг/л ph, Eh, - 5 5 1 песков Зг/л La.x.j _ 5 б г/л 5 1г/л 5 2 Определение кислотоемкости Зг/л ph, Eh, - 5 песков 5 г/л (-к-ты- - 5 Юг/л 5 Определение степени 1г/л2 г/л ph, Eh,W.X.5Lau- 55 3 извлечения золота от Зг/л 12 5 концентрации окислителя 4 г/л 5 5 г/л 5 Определение степени 11,53 nh, Eh, 5 5 3 4 извлечения золота от к-ты» 12 5 величины Ж: Т 6 au- 5 ph, Eh, 5 III - х стадийное выщелачивание (по 8 часов) 2 г/л -a.x.j 1 12 20 Выщелачивание с 0,5 г/л Э,7 г/л ih, Eh, 55 12 25 25 3 6 предварительным 1,0 г/л 5 25 закислением" НО 1,5 г/л au- 5 25 Зыщелачивание с 1,0 г/л 1,5 г/л )h, Eh, 55 2525 7 предварительным 2,0 г/л S 12 25 закислением H2SO4 5,0 г/л -ай» 5 25 л. 0,5 мм ph, Eh, 1 7 Оценка влияния примесей на л. 0,5-1 мм n 1 12 7 3 8 жорость и полноту эастворения золота ел. 1-2 мм л. 2 мм n - К-ТЫ, au- 1 1 77 Для определения кислотоемкости отбиралась пробу песков массой 200г её заливали 400 мл раствора соляной кислоты (9,2 г/л) и ставили на перемешивание. По истечении определенного времени из проб отбирались аликвоты растворов и по известным методикам определяли концентрацию соляной кислоты и рассчитывали её расход. Результаты определений представлены табл. 4.9. Кислотоемкость представленных проб невелика, что является благоприятным признаком для способа выщелачивания.
Динамика изменения кислотности и кислотоемкость песков опыта Кислотность раствора, г/л при времени контакта, ч Кислотоемкость песков, кг/ т 44 1 8,8 8,6 1,2 2 8,5 8,5 1,4 I Для определения хлороемкости навески проб хвостов различного грансостава массой по 200 г заливали выщелачивающим раствором с концентрацией активного хлора 1,2 г/л, объёмом 300 мл и ставили на перемешивание. Результаты определений представлены в таблице 4.10.
Определены изменение концентрации и динамика извлечения золота во времени; зависимость степени извлечения золота от величины Ж:Т; зависимость извлечения золота от концентрации активного хлора в выщелачивающем растворе; степень извлечения золота из песков. Результаты определений представлены табл. 4.12 .14.
Полученные результаты (табл. 4.12) убедительно указывают на то, что с увеличением времени контакта увеличивается концентрация золота в растворе и полнота его извлечения из песков. В свою очередь увеличение концентрации выщелачивающего агента (табл.4.13,опыт 15) до 4,9 г/л позволяет увеличить концентрацию золота в растворе с 0,053 мг/л до 1,5 мг/л.
Влияние концентрации выщелачивающего агента на концентрацию золота в растворе опытов Концентрация активного хлора, г/л Содержание золота в растворе, мг/дм Время выщелачивания,
Для оценки влияния продолжительности выщелачивания на концентрацию золота в продуктивном растворе через определенный промежуток времени отбирали пробы раствора и анализировали на содержание золота. Полученные результаты представлены в таблице 4.14.
Таким образом, экспериментально показана возможность получения в оптимальном режиме хлоридного выщелачивания продуктивных растворов с концентрацией золота до 1,5 мг/л при максимальном извлечении золота в раствор 93%. Главным условием выщелачивания является возможность подвода выщелачивающего реагента к полезному компоненту и подъем продуктивных растворов на поверхность в количествах, обеспечивающих рентабельность процессов.
Для проверки результатов лабораторных исследований и разработанных технологических условий переработки лежалых хвостов Семеновской ЗИФ в 2000 г ООО "Алтын" (г. Баймак), при технологическом руководстве работ ООО "ЕПГ" на хвостохранилище Семеновской ЗИФ была сооружена опытная геотехнологическая ячейка выщелачивания, состоящая из одной откачной скважины, двух закачных и 7 наблюдательных скважин.
Расположение опытной ячейки было определено в самом глубоком месте на хвостохранилище -9м (см. рис. 2.3), это обеспечило экологическую безопасность ведения работ с минимальным распространением технологических растворов в процессе опытных работ.
