---

часть из работы

•

р, Ом*м

12 t/C

Рис. 2.12. Удельное электрическое сопротивление льда при разной

концентрации KCI (г/л) [90]

т

Замершие грубообломочные сильно обводненные породы (щебень, гравий, крупнозернистый песок) имеют удельное сопротивление в несколько сотен и даже тысяч раз превосходящее сопротивление таких образований в талом виде. Последнее может иметь место при развитии шлировых и ксенолитовых криотекстур.

При toKpxp. > -30°C более эффективным становится выщелачивание золота из руд не посредством разного рода утепления и подогрева штабеля KB или растворов, а за счет тонкопленочных (не объемных) технологических растворов движущихся на основе термоградиентных сил.

2.5. Выводы1. Бедные и убогие золотосодержащие руды можно освоить с достаточной экономической эффективностью, прежде всего на основе различных методов физико-химической геотехнологии выщелачивания.2. Для выбора конкретных способов выщелачивания золота из руд определяющим фактором (помимо геологического строения месторождений) является их вещественный и минералогический состав, а также содержание и форма нахождения металла в рудных минералах. Из технологических следует выделять факторы, определяющие активность растворов реагентов, свойства выщелачиваемой горной массы и период обработки.3. В зависимости от конкретных условий скоростью растворения и степенью извлечения золота можно варьировать изменением рН выщелачивающего раствора, которое может меняться от 2 до 7. Наиболее высокая степень извлечения золота (до 90 %) наблюдаются при обработке кислыми растворами.4. Наиболее эффективным растворителем золота с четко выраженным щадящим действием являются реагенты на базе оксихлоридных композитов, главным образом, гипохлориты натрия, обеспечивающее промышленное выщелачивание золота как в кислых, так и щелочных обстановках.5. Произведенная группировка способов эффективного выщелачивания золота из руд в условиях отрицательных температур окружающей среды предназначена для выбора наиболее рациональных (согласно величины температуры) из них в конкретных горнотехнических условиях.6. Определяющим признаком выбора базовой технологической схемы выщелачивания золота из руд служат параметры температуры окружающей среды:

при температуре до -5°С - применяют добавление в технологические растворы стабилизирующих добавок,

способствующих понижению температуры их замерзания;

при температуре до -12°С - используют покрытие поверхности штабеля KB изолирующим материалом;

при температуре до ~18°С - осуществляют подогрев технологических растворов;

при чередовании положительных и отрицательных (до -19°С) -достигают морозобойного растрескивания и саморазрушения золотосодержащих руд;

при температуре до -30°С - осуществляют закладку в штабель KB слоя саморазогревающихся пород;

при температуре ниже -30°С - производят выщелачивание золота незамерзающими пленочными растворами.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПО ИНТЕНСИФИКАЦИИ

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ

ТЕМПЕРАТУРАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

3.1. Общая методика проведения экспериментальных работ по закислению минерального сырья и выщелачиванию золота

Исследование процесса закисления золотосодержащего сырья проводились на лабораторных пробах золотосодержащей россыпи и золоторудного месторождения. В подобных исследованиях первое, на что необходимо было обращено внимание - это минеральный состав выщелачиваемой массы (табл. 3.1). Изучение минералогического состава проб проводилось по классической схеме: дробление, отмывка золотосодержащей массы от шламов, расситовка на классы, разделение в тяжелой жидкости (2,8 г/см), изучение протолочек под бинокуляром.

Уже по данным спектрального (рис. 3.1) и минералогического анализа видно, что некоторые элементы будут выщелачиваться гораздо эффективнее золота: железо из окисленных форм пирита, алюминий из оксидных пленок, цинк из сульфидов цинка и т.д. Кроме того, частицы самородного золота зачастую покрыты оксидными пленками Fe, Zn и т.д.

Экспериментальные исследования по закислению руды и выщелачиванию золота из минерального сырья оксихлоридными композитами проводились для определения оптимальных параметров этих процессов.

Закисление и выщелачивание золотосодержащей руды проводилось при следующих условиях:

Т:Ж=1:3;

о

t

*

а

Рис. 3.1. Рентгенограмма исследуемых проб

время закисления - от 4 до 16 часов; время выщелачивания - от 8 до 24 часов; температура - 5 и 20 °С.

Таблица 3.1 Результаты минералогического анализа золотосодержащих проб

Минерал Месторождение

Валунный Мурун-тау

Содержание, %

Кварц 47,8 49,1

Полевой шпат 18,4

Гидрослюда 16,9 -

Слюда (биотит, мусковит) 15,1 -

Плагиоклаз 13,3 --

Монтмориллонит 11,5 1.5

Хлорит 3.2 -

Гранат 1.8 -

Гидрослюды железа 0,9 1.0

Пирит 0,6 7,6

Органическое вещество 0,6 2,2

Халькопирит 0,5 4,2

Арсенопирит 0,4 1.9

Сфалерит 0,3 0,6

Кальцит 0,3 -

Гипс 0,3 -

Касситерит 0,2

Золото 5,6 г/т 2,7 г/т

\

Для экспериментального исследования закисления золотосодержащей минеральной массы усредненная проба весом 500 г (рассев пробы приведен на рис. 3.2) помещалась в химический стакан, заливалась раствором серной кислоты.

Первая серия опытов проводилась в стакане, а вторая - при интенсивном перемешивании турбинной мешалкой.

Рис. 3.2. Гранулометрический состав обрабатываемых проб: классы крупности, мм: +1,25 (1); -1,25+0,4 (2); -0,4+0,2 (3); -0,2+0,08 (4); -0,08+0,063 (5); -0,063 (6)

\

txt=a

Рис. 3.3. Схема экспериментальной установки

¦

Стакан с пробой охлаждался льдом до необходимой температуры (+5°С; +20°С). Каждые 4 часа отбирались пробы раствора, в которых методом обратного титрования определялось содержание серной кислоты. После достижения постоянной концентрации серной кислоты эксперимент прекращался.

Полученные данные по закислению экстраполируются объемы руды, необходимые в дальнейших исследованиях по выщелачиванию золота.

Выщелачивание золота проводилось на экспериментальных колоннах емкостью Юл. На рис. 3.3 приведена принципиальная схема экспериментальной установки по выщелачиванию золота. Исходный выщелачивающий раствор из емкости 3 перистальтическим насосом закачивался со скоростью обуславливающей режим инфильтрации в колонну, заполненную исследуемой рудой.

Прошедший через рудный слой золотосодержащий раствор собирался в емкость 4, укреплялся до исходной концентрации серной кислоты и снова закачивался в колонну. По окончанию продуктивный золотосодержащий раствор и твердая фаза (кеки выщелачивания) анализировались на содержание золота. Для чего жидкость (продуктивные растворы) первоначально

отфильтровывается, а твердая часть (кеки) промываются водой при соотношении Ж:Т = 2:1, сушатся, измельчаются и анализируются. По данным анализа составляют баланс (с учетом обработанных проб) и подсчитывают извлечение золота и расход реагента. По полным химическим анализам продуктивного раствора делается прогноз возможности его переработки. Все опыты проводят сериями по 10 экспериментов.

3.2. Экспериментальное исследование закисления золотосодержащей рудной массы штабеля KB

Промышленный опыт геотехнологии показывает, что практически всегда при осуществлении процессов выщелачивания полезных компонентов из золоторудной массы необходима ее предварительная обработка - кислотная, обжиг и т.д. Эта операция (получившая наименование "закисление") служит для устранения влияния депрессантов - железа, меди, органического вещества и др., предварительное растворение которых существенно облегчает последующий процесс выщелачивания золота [11, 18]. Так, снижение эффективности выщелачивания золота при наличии растворимого железа обусловлено низким окислительно-восстановительным потенциалом среды, равным +700-800 мВ, при котором не обеспечивается устойчивость комплексных ионов золота (АиСЦ)". И только после удаления (в результате закисления) растворимого железа происходит скачок потенциала до +1100-1300 мВ, при котором ион (АиСЦ)" становится более устойчивым.

В процессе закисления золоторудной массы серная кислота не только растворяет значительную часть примесей, но и частично абсорбируясь в порах породы при последующем выщелачивании золота растворами оксихлорида натрия способствует генерации в выщелачивающий раствор активного хлора, что положительно сказывается на скорости растворения золота, а также на экологической составляющей процесса.

Экспериментально подтверждено, что при закислении золотосодержащей рудной массы основными факторами являются концентрация серной кислоты, температура и время обработки (табл. 3.2).

Таблица 3.2

Результаты закисления золотосодержащего сырья

Время т, час Температур а,°С Концентрация H2S04, г/л Расход кислоты, Q, кг/т

начальная Конечная

4 8 16 +5 10 9,5 9,0 9,1 1,6 3,0 2,74 8 16 20 18,7 18,5 18,0 4,1 4,9 5,64 8 16 30 27,8 27,9 27,5 6,2 6,5 7,71 2 4 8 +20 26,2 24,8 25.0 24,3 11,2 15,4 15,0 16,71 2 4 8 26,4 24,1 25,0 24,6 11,2 18,3 15,0 15,8

В ходе экспериментов была установлена зависимость кислотоемкости породы от концентрации серной кислоты, имеющая практически линейный характер (рис. 3.4). Увеличение кислотоемкости горной массы объясняется двумя факторами - повышением сорбируемости H2SO4 с ростом ее концентрации и более полным растворением гидроксидов железа, окисленных форм пирита, халькопирита и т.д.

Анализ содержания серной кислоты при закислении золотосодержащей пробы с часовым интервалом также подтверждает, что оптимальное время закисления горной массы в статике составляет не более 4 часов.

•

Q=n 103, г/г 8

О

О 5 10 15 20 25 30 35

CH2S04,

Рис. 3.4. Зависимость кислотоем кости рудной массы от концентрации H2S04 в растворе

*

Одинаковое время закисления горной массы свидетельствует о том, что кислотоемкость породы является функцией только концентрации H2SO4. При повышении кислотоемкости породы изменяется и состав закисляющего раствора. Так, например, при кислотоемкости пробы Q = 10 кг/г общая минерализация сернокислотного раствора составляет приблизительно 730 мг/л, а Q = 15 кг/т общая минерализация раствора увеличивается - в 3 раза.