Как «штурмуют» упорные руды золота

О.Н.Новиков

Вскрытие упорной руды золота

Что такое упорные руды? Термин «упорная руда — это технологически упорные
руды и концентраты, не поддающихся обработке простыми, общепринятыми в
промышленной практике, методами, в которых основной извлекаемый элемент является
тонковкрапленным (субмикроскопическим) трудно вскрываемым.
Упорные руды золота характеризуются тонко вкрапленным
(субмикроскопическим) трудно вскрываемым золотом, присутствием минералов сурьмы,
меди, мышьяка, двухвалентного железа, а также сульфидов (пиритов) и углистых
сланцев. По смыслу термина упорные руды золота — это те, руды, с которыми методы
цианирования не работают.

Механические методы обогащения

Зачастую руды, представляющие упорный материал для цианирования, часто легко
подвергаются механическому обогащению. Так, например, золото в сульфидных рудах,
может быть достаточно полно извлечено из руды методом флотации, так как сульфиды
флотируются, а золото осаждается. Медленно растворяющееся в цианиде крупное золото,
а также золото, покрытое всякого рода поверхностями, пленками хорошо извлекается в
гравитационные концентраты.

Гравитация.
Гравитационными процессами обогащения называются процессы, в
которых разделение минеральных частиц, отличающихся плотностью, размером или
формой, обусловлено различием в характере и скорости их движения в среде под
действием силы тяжести, инерции и сил аэро- и гидродинамического сопротивления. В
качестве среды, в которой осуществляется гравитационное обогащение, используются
при мокром обогащении вода, тяжелая суспензия или растворы; при пневматическом –
воздух. Гравитационные методы занимают ведущее место среди других методов
обогащения, особенно в практике переработки угля, золотосодержащих, вольфрамовых,
молибденовых руд и руд черных металлов. К гравитационным процессам относятся
отсадка, обогащение в тяжелых средах (преимущественно в минеральных суспензиях),
концентрация на столах, обогащение в шлюзах, желобах, струйных концентраторах,
конусных, винтовых и противоточных сепараторах, пневматическое обогащение.

Флотация.
Флотация представляет собой процесс разделения тонкоизмельченных
частиц, применяемый для обогащения руд различных металлов, твердого топлива и
неметаллических полезных ископаемых посредством воздушных пузырьков, за счет
разницы в адгезии отдельных фракций сырья. При применении флотации для
обогащения полезных ископаемых выделяется продукт, не содержащий полезных
минералов, называемый «хвостами», и концентраты, в которых сосредотачиваются
полезные минералы. Концентраты в некоторых случаях могут быть использованы в
качестве конечных готовых продуктов, но большей частью они требуют дальнейшей
обработки (плавки, выщелачивания). Перед флотообогащением руду измельчают, для того
чтобы каждая отдельная частица по возможности состояла из одних ценных минералов
или пустой породы. Эта операция называется раскрытием минеральных зерен. При
флотации разделение происходит в воде, в которой частицы твердого находятся во
взвешенном состоянии. Осуществляется оно в результате прилипания некоторых твердых
частиц к пузырькам газа, образующимся в пульпе или введенным в неё, в то время как
другие твердые частицы смачиваются водой и не прикрепляются к пузырькам, оставаясь
в пульпе по-прежнему во взвешенном состоянии. Твердые частицы, прикрепившиеся к
пузырькам воздуха, всплывают на поверхность пульпы, образуя пенный продукт,
отличающийся по своему составу от исходной пульпы. Высший пилотаж для технолога
при флотационном обогащении золотосодержащих руд — применение смачивателй,
которые могут увеличить адгезию пузырьков либо к примесям, балласту, либо к золоту.
Например в качестве таких собирателей применяют культуры бактерий.

Разложение флотоконцентратов и осадков

По мере концентрирования становятся экономически целесообразными и термические
методы извлечения золота. Так, например, становится применим окислительный обжиг.
Окисление пирита начинается при обжиге при температуре 450 - 500 0С. Процесс
протекает с образованием в качестве промежуточного продукта пирротина, который
окисляется до магнетита и далее до гематита:
FeS2 + O2 = FeS + SO2 (1)
3FeS + 5O2 = Fe3O4 + SO2 (2)
4Fe3O4 + O2 = 6Fe2O3 (3)
Практически установлено, что оптимальная температура обжига пирита колеблется в
пределах 500 — 700 0С.
При добавке свинца одновременно с окислением происходит экстракция золота микро-
каплями свинца.
Кстати, магнитные свойства железа в ходе окисления тоже меняются. Чтот процесс тоже
можно использовать, например, для магнитной сепарации.
Интенсивное окисление арсенопирита начинается примерно при 450 0С и протекает с
образованием в качестве промежуточных продуктов пирротина и магнетита:
2FeAsS + 1,5O2 = 2FeS + As2O3↑ (4)
2FeS + 5O2 = Fe3O4 + 3SO2 (5)
2Fe3O4 + 0,5O2 = 3Fe2O3 (6)
В настоящее время обжиг флотационных пиритно-арсенопиритных концентратов
применяют на многих золотоизвлекательных предприятиях. Как правило, исходные
сульфидные концентраты содержат 18 – 25 % серы, 5 – 10 % мышьяка, 50- 250 г/т золота.
При плавке в присутствии различных добавок, например свинца, золото при плавке
можно из такого концентрата извлечь, но при превышении температуры золото может
перейти в пар и выход его уменьшится. Впрочем, перевод в паровую фазу с
последующим улавливанием паров тоже может рассматриваться как метод
концентрирования золота.
Возможно предварительное щелочное разложение сульфидных золотосодержащих
концентратов.
Известно, что при аэрации в щелочном растворе сульфиды железа окисляются с
образованием гидроксида железа по реакции:
FeS + 9O2 + 8OH-+ 2H2O = 4Fe (OH)3 + 4(SO4) 2-(7)
Трехвалентное железо в отличие от гидроксида двухвалентного железа не
взаимодействует с золотом и не осаждает его. Из суспензии золото можно извлечь
цианидом, отделив от железа фильтрацией, осаждением или декантацией. Недостатком
применения данной реакции в промышленности является то, что стадия индукции этой
реакции очень длительная, она автокаталитическая, требуется предварительное введение
трехвалентного железа. Часто трехвалентное железо вводят специально в раствор
выщелачивания для ускорения процесса.
Сульфиды сурьмы и мышьяка хорошо разлагаются щелочью. Основной фактор,
определяющий скорость перехода сурьмы и мышьяка в раствор – концентрация щелочи.
Что касается пирита и арсенопирита, наиболее распространенных минералов
золотосодержащих руд, то они очень плохо разлагаются щелочью. Заметное
выщелачивание пирита, как сообщается в литературных источниках, осуществляется
раствором гидроокиси натрия лишь при температуре 400 0С. В этом случае в 2,5
молярном растворе гидроокиси натрия за 2 ч в раствор извлекалось 94 % серы, а остаток
представлял собой коричневую массу, состоящую из окиси железа.

Автоклавное выщелачивание

Часто концентрация окислителя, например, кислорода воздуха, при нормальном давлении
слишком мала и процесс идет медленно. Повышение давления ускоряет процесс за счет
пропорционального увеличения концентрации окислительного агента. Автоклавное
выщелачивание сульфидных золотосодержащих концентратов может осуществляться как в
кислой, так и в щелочной средах. При выщелачивании в кислой среде разрушение пирита
и арсенопирита протекает по следующим окислительно восстановительным реакциям:
2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 2H2SO4
2FeAsS + 6,5O2 + 3H2O = 2FeSO4 + 2H3AsO4 (9)
Ионы двухвалентного железа окисляются кислородом до трехвалентного состояния по
реакции:
2FeSO4 + 0,5O2 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O (10)
Перешедший в раствор мышьяк осаждается в виде сравнительно малорастворимого
арсената железа (+3):
2H3AsO4 + Fe2(SO4)3 = 2FeAsO4 + 3H2SO4 (11)
Приемлемая степень окисления пирита и арсенопирита достигается за 2 - 4 ч при
температуре 120 – 180 0С и давлении 0,2 – 1,0 МПа. Вскрытое из сульфидов золото
полностью остается в осадке и опять же его надо извлекать.
При выщелачивании пирита и арсенопирита в щелочной среде протекают следующие
реакции:

2FeS2 + 8NaOH + 7,5O2 = Fe2O3 + 4Na2SO4 + 4H2O (12)
2FeAsS + 10NaOH + 7O2 = Fe2O3 + 2Na3AsO4 + 2Na2SO4 + 5H2O (13)
В результате железо (вместе с золотом) остается в осадке, а сера и мышьяк переходят в
раствор. По сравнению с окислительным обжигом предварительное автоклавное
выщелачивание обеспечивает более глубокое вскрытие золота из сульфидов. Это
объясняется тем, что при автоклавном выщелачивании вскрываемое золото остается со
свободной поверхностью, тогда как при окислительном обжиге оно частично
покрывается пленками легкоплавких соединений, примесей. Поэтому извлечение золота
при последующем цианировании автоклавных осадков выше (до 96 –98 %), чем при
цианировании огарков. Естественно, автоклав ограничен по объему, дорог и подлежит
контролю от Котлонадзора.

ПОЛНОСТЬЮ СТАТЬЮ СКАЧАТЬ по ссылке

www.ecoalfa.ru/file/ecoalfa_ru/bioleaching-www.pdf

Сегодня эта статья попалась мне на глаза вот и решил "захакасить" - разместить на моем форуме для расширения вашего кругозора