Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
1; ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ
ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД 10
Современное состояние технологии кучного выщелачивания при переработке низкосортных и техногенных руд 10
Практика переработки различных видов золотосодержащего минерального сырья на основе кучного выщелачивания 12
Основные направления развития технологии извлечения золота в процессе кучного выщелачивания 13'
Выводы 24:
2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА И ПРАКТИЧЕСКОГО
ПРИМЕНЕНИЯ РАСТВОРИТЕЛЕЙ ЗОЛОТА 25
2.1. Химия золота в водных растворах 25
2.1.1. Термодинамика гидрометаллургических процессов 26
2.2.. Применение цианистых растворителей 30
Выщелачивание золота растворами тиомочевины .32
Тиосульфатное выщелачивание золота . 37
Выщелачивание золота растворами полисульфидов 41
2.6.. Выщелачивание золота с использованием некоторых органических
растворителей 43
2.7.. Выщелачивание золота галогенидными растворителями 47
Хлоридное выщелачивание золота 50
Бромидное выщелачивание золота 53
2.7.3; Иодидное выщелачивание золота 58
2.8. Выводы 62
3. ОСОБЕННОСТИ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЙОД - ИОДИДНОЙ СИСТЕМЫ 65
3.1. Основные положения кинетики растворения твердых веществ. 65
3.2. Основные физико - химические характеристики йод — иодидной
системы 66
Кинетика процесса выщелачивания золота в йод — иодидной системе 78
Исследования процессов электрохимического получения иодидных растворителей 85
Выводы. 89
4. ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ
ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ С БОЛЬШИМ СОДЕРЖАНИЕМ
ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ФРАКЦИЙ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К
НЕКОТОРЫМ РУДНЫМ ОБЪЕКТАМ. 90
Физико-химические характеристики объектов исследования проб руд Урало-Архангельского, Ильинского рудопроявлений, лежалых хвостов Балейской ЗИФи ЗИФ рудника «Любовь» 90
Методика оценки проницаемости исследуемых объектов 98
Исследование процессов гидратационного структурообразования объектов исследования 100
Разработка технологии получения природных высокомолекулярных соединений содержащих активные функциональные группы- гуминовых продуктов 100
Исследования фильтрационных характеристик выщелачивающего раствора при введении добавок высокомолекулярных соединений 105
Исследования процесса окомкования сложных по гранулометрическому составу золотосодержащих материалов 111
Определение оптимальных условий подготовки шихты для окомкования с использованием методов математического планирования эксперимента 118
Перколяционное выщелачивание окомкованного материала 129
Выводы 134
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ
ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД НЕКОТОРЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ 137
Агитационное выщелачивание руды месторождения «Железный кряж» 139
Перколяционное выщелачивание руды Казаковско-Ключевское месторождения 140
Перколяционное выщелачивание руды Малеевского участка
Итакинского месторождения 143
5.4.. Разработка технологии переработки золотосодержащего сырья....148
Технологическая схема переработки золотосодержащего сырья с использованием иодидного растворителя 148
Разработка технологии переработки золотосодержащего сырья -шламистых, глинистых золотосодержащих руд и продуктов1 обогащения 151
5.5. Выводы 159
6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗРАБОТАННОЙ
ТЕХНОЛОГИИ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ 161
6.1. Сравнительная оценка экономической эффективности переработки
руд Урало-Архангельского, Ильинского рудопроявлений и хвостов ЗИФ
«Любовь» 161
6.2. Сравнительная оценка экономической эффективности переработки
руды Малеевского участка Итакинского месторождения с применением
иодидных и цианидных растворителей золота ...163
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 166
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ 171
ПРИЛОЖЕНИЯ 179
Введение к работе
Актуальность работы. Снижение качества минерально-сырьевой1 базы золотодобывающей отрасли, связанное с истощением запасов богатых и легко-обогатимых руд, постоянный рост в последнее годы тарифов на энергоресурсы. и транспортные услуги, привели к тому, что использование традиционных технологий извлечения золота из руд и золотосодержащих продуктов зачастую. становится нерентабельным.
Разработка и внедрение в золотодобывающую промышленность эффективных и малозатратных технологий, к одной из которых относится технология кучного выщелачивания, позволяет расширить минерально-сырьевую базу золота, за счет переработки низкосортного сырья (бедных и забалансовых руд, руд кор выветривания, отвалов и лежалых хвостов золотоизвлекательных фабрик), и осуществить их рентабельную переработку.
Одним из направлений' совершенствования кучного * выщелачивания является снижение крупности (до минус 3-5мм и меньше) перерабатываемого материала, что позволяет интенсифицировать процесс, извлечения золота, однако руды (лежалые хвосты), содержащие избыточное количество глин или шлами-стых фракций, образованных дроблением, вызывают затруднения, связанные с фильтрацией растворителя (снижение скорости просачивания растворителя, образование каналов в рудной массе, не выщелачиваемых зон в куче), а также с ее формированием. Данные проблемы снимаются при агломерации шламистых и глинистых руд. Основная цель агломерирования руд для кучного выщелачивания - получить пористый материал, который будет устойчив ив период складирования, и в период выщелачивания. Существенное влияние на прочность и. проницаемость окатышей; оказывают различные химические и поверхностно-активные добавки, которые позволяют управлять процессами гидратационного структурообразования.
Исследования по поиску различных связующих в комбинации с поверхностно- активными добавками продолжают оставаться актуальными, так как вве-
дение в шихту, подготовленную для окомкования, поверхностно- активных добавок позволяет улучшить качество получаемых окатышей и, в конечном итоге, повысить извлечение благородных металлов при сокращении продолжительности выщелачивания; использование в качестве поверхностно-активных добавок природных соединений, в частности гуминовых кислот, позволяет снизить затраты, связанные с применением дефицитных и дорогостоящих синтетических препаратов, а замена цианистого раствора высокоэффективным1 и менее токсичным растворителем золота повышает экологическую безопасность процесса, и снижает затраты на природоохранные мероприятия.
Основная научная идея работы. Интенсификация процесса кучного выщелачивания труднообогатимого золотосодержащего сырья за- счет- использования в процессе рудоподготовки поверхностно-активных веществ природного происхождения. Выбор и замена цианистого растворителя, малотоксичным галоидным растворителем, позволяющим сократить продолжительность выщелачивания в 3 — 6 раз.
Цель работы. Использование природных высокомолекулярных соединений — гуминовых кислот при обогащении тонкозернистого золотосодержащего сырья для повышения качества получаемых в процессе рудоподготовки окатышей и интенсификация на этой основе процесса кучного выщелачивания глинистых (шламистых) руд. Теоретическое обоснование и экспериментальное-изучение возможности замены цианистого растворителя растворителем на основе соединений йода.
Основные задачи исследований.
Изучение возможности замены полиакриламида в процессе окомкования. глинистых (шламистых) золотосодержащих материалов природными высокомолекулярными соединениями — гуминовыми: кислотами: Практическое использование гуминовых продуктов и иодидного растворителя при "Извлечении золота из руд и продуктов обогащения Восточной Сибири и Забайкалья.
Объекты исследований. Руды Урало-Архангельского и Ильинского рудо-проявлений, хвосты ЗИФ рудника «Любовь», руды месторождений: "Железный кряж", "Казаковско-Ключевское", Итакинское (Малеевский участок).
Предмет исследований - процессы рудоподготовки и выщелачивания шламистых золотосодержащих руд с применением нецианистых растворителей.
Методы исследований. Информационный анализ, пробирный, химический^ спектральный, гранулометрический, термодинамический, методы многофакторного планирования эксперимента, лабораторные эксперименты, технико-экономический анализ эффективности предлагаемых технологий. Защищаемые научные положения:
Рудоподготовка тонкозернистого золотосодержащего сырья для кучного выщелачивания определяется использованием поверхностно-активных веществ, обеспечивающих регулирование прочностных и фильтрационных характеристик окатышей..
Замена цианистого растворителя малотоксичным растворителем на основе йод-иодидной системы позволяет за счет высоких кинетических свойств достигнуть сопоставимых со стандартной технологией показателей по извлечению золота в раствор при сокращении продолжительности:выщелачивания в 3- 6 раз.
Достоверность научных положений. Подтверждается достаточной сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований с использованием методов математической статистики при доверительной вероятности не менее 95%.
Научная новизна работы заключается в следующем: - показана и экспериментально подтверждена возможность замены синтетических высокомолекулярных ПАВ природными высокомолекулярными соединениями — гуминовыми кислотами в процессах рудоподготовки золотосодержащего сырья для кучного выщелачивания;
- изучены кинетические закономерности растворения золота в иодидном
Ь- растворителе и кинетика извлечения золота из золотосодержащих продуктов.
некоторых месторождений Восточного Забайкалья;
экспериментально определены технологические параметры проведения выщелачивания и регенерации иодидного растворителя;:
на основе многофакторного метода планирования эксперимента составлены, регрессионные уравнения и подобран оптимальный состав шихты.
Практическая ценность работы. Разработка новых технологий переработки забалансового и труднообогатимого золотосодержащего сырья. Результаты исследований переданы в виде отчетов ФГУП ЗабНИИ по теме 283 «Провести исследования, по интенсификации'кучного выщелачивания'сложных по гранулометрическому составу золотосодержащих руд с применением метода: окомкования» и по теме 284 «Исследования по гидрометаллургической переработке золотосодержащих руд и концентратов с использованием нецианистых растворителей» Комитету природных ресурсов по Читинской области и Агинскому Бурятскому автономному округу. Материалы отчетов использовачы при. составлении, технологических регламентов «Технологический регламент для проектирования Итакинского горно-обогатительного предприятия по переработке первичных руд Итакинского золоторудного месторождения» и «Технологический регламент для разработки рабочего проекта промышленной установки кучного выщелачивания окисленных руд месторождения Погромного».
Личный вклад;соискателя. Автору принадлежат: постановка цели и за
дач исследований; разработка методик выполнения работ; идея-замены синте
тических высокомолекулярных ПАВ-на основе полиакриламида в процессах
рудоподготовки, природными высокомолекулярными соединениями на основе
гуминовых кислот; выбор в качестве альтернативы цианиду — иодидного рас
творителя; проведение экспериментальных исследований, обработка и анализ
полученных данных; разработка технологических схем получения гуминовых
щ продуктов и схем переработки различного золотосодержащего сырья с исполь-
зование окомкования на цементной связке с добавкой гуминовых кислот; экс-
периментальное подтверждение в лабораторных условиях высокой эффективности иодидного растворителя.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на: геолого-геофизическо-технологической секции Ученого совета ЗабНИИ (Чита, 2000, 2002); НТС комитета природных ресурсов по Читинской области и Агинскому БАО (Чита, 2000, 2002); межрегиональной научно-технической конференции, посвященной 40- летию ЗабНИИ «Новый век - новые открытия (Чита, 2001); международном совещании «Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья (Плаксинские чтения)» (Москва — Чита, 2002); межрегиональной научно-технической конференции «Перспективы развития золотодобычи в Забайкалье» (Чита, 2003); пятой научно-практической конференции посвященной 30 - летию Горного института Читинского государственного университета (Чита, 2004)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, включая патент РФ на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка библиографических источников из 125 наименований и содержит 178 страниц, включая 45 рисунков, 31 таблицу и 4 приложения.
Автор выражает глубокую благодарность и признательность за поддержку и методическую помощь при подготовке диссертации научному руководителю, д.т.н., проф. Фатьянову А.В., сотрудникам лаборатории обогащения полезных ископаемых ФГУП ЗабНИИ и кафедры обогащения полезных ископаемых и вторичного сырья ЧитГУ за помощь в проведении исследований и оформлении диссертации.
