книги из ГПНТБ / Техника и технология извлечения золота из руд за рубежом

растворы, получаемые на стадии осаждения золота, или бедные по содержанию металла промывные растворы из цикла фильтрации. Возвращение цианистых растворов в голову технологического про­ цесса обеспечивает минимальный сброс цианидов в хвостохранилище и значительно облегчает упорядочение водно-растворного баланса на предприятиях.

На ряде фабрик США уменьшение концентрации цианидов в сточных водах достигается за счет подкисления растворов серной кислотой и последующей продувки растворов воздухом. Растворы подкисляют до pH = 3 в футерованных резиной стальных чанах. Воздух подается от воздуходувки. Разбавленные воздухом пары HCN выбрасываются в атмосферу через вытяжные трубы большой высоты. Для снижения концентрации цианида этим способом до 1 мгіл требуется от 6 до 16 ч [17]. Недостатки данного метода: за­ грязнение атмосферы, большой расход кислоты и неполная очистка растворов.

Тем не менее, опыт предприятий, осуществляющих кислотное разложение цианидов, заслуживает самого пристального внимания, особенно в связи с наметившейся в золотодобывающей промышлен­ ности тенденцией перехода цианистых фабрик на полный внутрифабричный оборот воды и растворов с регенерацией NaCN.

флотацией в медный и цинковый концентраты. Хвосты флотации

агитаторах типа Денвер при концентрации свободного NaCN в рас­ творах 0,03—0,04%. Пульпу из последнего агитатора (60% твердого) обезвоживают на барабанных вакуум-фильтрах, кеки с влажностью 15—20% репульпируют водой до отношения ж : т = 1 : 1 и сбра­ сывают в хвостохранилище. Золото из фильтратов и промывных рас­ творов осаждают цинковой пылью в стандартных условиях, осадок (0,44% Au, 4,81% Ag, 45,8% Си, 13,8% Zn) сушат и передают на плавку в конвертерное отделение медеплавильного завода. Обеззолоченные растворы из сборного чана перекачивают в регенерационное отделение для извлечения цианида. Доизвлечение золота и серебра в цикле цианирования составляет —6—8% от руды.

Регенерационное отделение на фабрике Флин-Флон состоит из 4 секций, каждая из которых включает (рис. 62): диспергирующую башню, абсорбирующий туннель, воздуходувку производительностью 1019 м31мин, центробежный насос для диспергированного раствора и центробежный насос для абсорбирующего раствора. Четыре дис­ пергирующие башни работают последовательно. Бедные (отработан­ ные) растворы подкисляют в освинцованном ящике, расположенном над башней / . Кислотность контролируют здесь же с таким же рас­ четом, чтобы остаточная кислотность в последней башне составляла 875—1000 г/т раствора. Процесс идет хорошо, когда минимальная

170

остаточная кислотность составляет 625 гіт. Подкисленный бедный раствор распределяется при помощи трех желобов по поперечному сечению башни. Раствор спускается вниз через вмонтированную в башне градирню в противотоке с воздухом, который подается

в башню при помощи воздуходувки; спускаясь вниз, раствор по­ ступает в закрытый зумпф, расположенный на дне башни. После башни раствор перекачивается в меднокупоросный цех для дальней­ шей переработки с целью утилизации меди. Поток воздуха, проходя через диспергирующие башни, увлекает пары цианистого водорода, образующиеся при действии серной кислоты на раствор, и через соединяющиеся каналы поступает в четыре абсорбирующих туннеля, работающие параллельно. Туннель представляет собой коробку

171

с собой пары цианистого водорода, входит в абсорбер и проходит через туман известкового молока. При этом цианистый водород реагирует с абсорбентом и остается в растворе в виде цианистого кальция; непрореагировавшая часть паров цианистого водорода вместе с воздухом подается воздуходувкой в дисперсирующую башню. Этим кончается цикл движения паров цианистого водорода.

Во избежание попадания извести в воздуходувку газ, выходящий из туннеля, подвергают дополнительной механической очистке. Обогащенный цианидом раствор направляют на повторное выщела­ чивание руды.

Ниже приводятся основные показатели процесса регенерации:

недоизвлечения цианида является образование гипса и тиоцианата меди, затрудняющих движение воздуха через градирню диспергера.

72

перемешивают с цианистыми растворами в механических и пневмо­ механических агитаторах. Концентрация цианистого раствора 0,4% по KCN. После перемешивания пульпу фильтруют с двумя промыв-

172

173

ками на фильтрах Буттерса. Маточный раствор направляют на осаж­ дение, промывные воды — на регенерацию.

Общее извлечение из руды составляет 90% золота и 93% серебра. Регенерация цианистых растворов на заводе Лорето осуществ­ ляется сернистым газом в трех последовательно расположенных регенерационных башнях. Выделяющийся свободный циан адсорби­ руется частью слива сгустителей, и обогащенные цианидом растворы направляют в цикл измельчения. Содержащееся в отработанных растворах золото осаждают цинковой пылью, осадок извлекают на фильтрах Буттерса и направляют на металлургический завод.

Серебро и медь в этом случае осаждаются в виде тиоцианатов.

Контроль и автоматизация процесса цианирования

Наиболее важными параметрами процесса цианирования яв­

фазе пульпы. Эти параметры определяют степень извлечения золота из руд, и поэтому необходимо поддерживать их в строго заданных условиях. Осуществить это можно только системой автоматического регулирования и контроля. При измельчении руд необходимо вскрыть золото, но не допустить переизмельчения, которое особенно вредно для пирротинсодержащих руд, так как тонко измельченный пир­ ротин энергично взаимодействует с кислородом и цианидом, за­ трудняя растворение золота. Оптимальную степень измельчения можно поддерживать точно, регулируя подачу в мельницу руды, воды и измельчающей среды (см. гл. I I ) .

Для контроля плотности пульпы на многих фабриках используют радиоактивные плотномеры. С помощью таких приборов на фабрике Вестерн Дип Левелз, например, выдерживают колебания плотности пульпы в пределах, не превышающих 0,5%. На фабриках Кэрлин, Керр-Эддисон и ряде других автоматически поддерживается плот­ ность пульпы и концентрация цианида.

На показатели цианирования значительно влияет щелочность пульпы. Автоматическое поддержание щелочности в оптимальном режиме позволяет сократить расход щелочи и увеличить извлече­ ние золота. Это доказывают работы, выполненные на фабрике Дел­ найт, где известь подавалась автоматически в зависимости от содер­ жания ее в жидкой фазе рудной пульпы. Концентрацию окиси каль­ ция контролировали прибором, работа которого основана на кондуктометрическом принципе. Система автоматического контроля поддерживала р Н = 11 ± 0,1 [114].

Для измерения концентрации гидроокиси кальция в пульпе рекомендуются различные приборы. Наиболее простым и широко распространенным из них является pH-метр со стеклянным и кало­ мельным электродами [17].

Очевидным преимуществом использования pH-метров со стеклян­ ными электродами является непосредственное измерение щелочности анализируемых растворов. Вместе с тем при концентрации извести

174

более 0,4 кгіт требуется значительное ее увеличение, чтобы немного увеличилось значение pH. Следовательно, при повышенных кон­ центрациях извести pH-метр не может дать точных показаний. Кроме того, на электродах в период эксплуатации осаждаются соли (обычно СаС0 3 и CaSÖ4 ), которые нарушают контакт между электро­ дами, и измерения pH среды прекращаются. Немаловажно и то обстоятельство, что стеклянные электроды весьма хрупки и требуют

Основным недостатком этой ячейки является то, что прибор дает общую элек­ тропроводность жидкости, включая проводимость цианистых солей и других приме­ сей в растворе, а также чувствителен к изменению температуры.

Однако ион гидроксила более электролитичен, чем все остальные присутству­ ющие ионы, что позволяет компенсировать замер общей электропроводности. Для ликвидации температурных колебаний имеется температурный компенсатор.

В случае необходимости более точных измерений следует учитывать изменение отношения жидкого к твердому и концентрацию цианистых солей и других ионов, хотя эти параметры не должны изменяться в широких пределах.

Данный прибор хорошо себя зарекомендовал при испытаниях. Ячейка была установлена на сливе классификатора, и сигнальное устройство регулировало скорость добавления извести к измельчен­ ному в мельнице сырью. Ручной ежечасовой контроль давал откло­

Для измерения концентрации цианида пригоден полярографи­ ческий, потенциометрический, амперометрический и колометрический методы анализа [114].

Наиболее успешно прошло испытание прибора, созданного на основе метода потенциометрического титрования [115]. Прибор имеет

175

два прецизионных измеряющих насоса, один из которых измеряет

Оба раствора поступают в смеситель, а из него самотеком в измери­ тельную ячейку. В смеситель насосом подается воздух. Э. д. с. между электродами в ячейке пропорциональна концентрации сво­ бодного циана в растворе и эту э. д. с. можно подавать на регулирую­ щий или регистрирующий прибор.

В качестве электрода сравнения служит серебряный электрод, помещенный в стеклянную трубку, в нижнем конце которой имеется пробка из пористой керамики. Трубка заполнена чистым реагентом. Второй электрод, опущенный в анализируемый раствор, также се­ ребряный. Прибор работает только на чистом фильтрате, который получают отдельно (рис. 64). Поток пульпы из чана 1 насосом 2 подается по трубопроводу 3 к фильтру 4. Давление на фильтре (0,4— 0,5 am) поддерживается вентилем 5. Фильтр представляет собой по­ ристую трубку из пластика 6, вставленную на фланцах 7 в трубо­ провод. Фильтрат собирается в пластмассовом сосуде 8, окружаю­ щем пористый фильтр, и затем стекает самотеком через отверстие внизу сосуда. Основная масса пульпы проходит по внутренней по­ лости фильтра, очищая его поверхность от накопившегося осадка. Получаемое количество фильтрата (10 мл/мин) вполне достаточно для анализа (максимальная потребность 5 мл/мин) [116].

В общем виде прибор для анализа растворов на ион CN~ можно представить схемой, приведенной на рис. 65.

Для измерения концентрации кислорода в жидкой фазе суще­ ствует также несколько приборов. Наиболее эффективен прибор Вестан-Бекмана модели 764. Измерительная ячейка прибора (рис. 66) состоит из золотого катода / в эпоксидной отливке 2 и анода 3 — катушки из серебряной проволоки. Электролитическое соединение анода с катодом осуществляется гелем хлористого калия 4. Диф­ фузия кислорода к катоду контролируется тефлоновой мембраной 5, а вся система изолирована от измеряемого раствора или пульпы газо­ проницаемой перегородкой 6 из силиконовой резины. Электроды кре­ пятся в пластмассовом корпусе 7 и помещаются внутрь кожуха из нержавеющей стали 8. Между золотым и серебряным электродами внешнее напряжение 6,8 в.

При погружении ячейки в испытуемый поток кислород диффун­ дирует через мембрану и восстанавливается на катоде. При этом воз­ никает ток, пропорциональный концентрации растворенного кисло­ рода. Прибор работает надежно в интенсивно перемешиваемой пульпе, содержащей 50% твердого. Силиконовая диафрагма засоряется через три недели, после чего ее необходимо заменить. Точность кон­

Для определения времени цианирования и утомляемости рас­ творов также предложены автоматические и полуавтоматические методы.

176

Применение радиоактивного A u 1 9 8 дает возможность контроли­ ровать процесс цианирования, а именно: определить время циани­ рования, полноту извлечения металла и режим работы агрегатов. Таким образом, например, на одной из фабрик определена скорость прохода пульпы через агитаторы (8 ч 22 мин) и сгустители (20 ч 30 мин). При этом отмечен факт активности хвостов обработки, что указало на неполноту процесса цианирования [1161.

6

Ш г 5

-А 2~ï

7

тод прямого определения скорости растворения золота по скорости действия раствора на стандартный образец золота [118]. По времени полного растворения листочка золота и по прозрачности раствора судят о его «силе»; чтобы избежать необходимости постоянного на­ блюдения, разработан полуавтоматический прибор.

В стеклянном или пластмассовом сосуде установлено медленно вращающееся колесо с укрепленными на нем кассетами с листочками золота. Скорость вращения можно подобрать, исходя из удобства чтения показаний. Средняя скорость 0,5 обімин. Колесо проводит кассеты через раствор и один раз за оборот прерывает световой луч. По мере растворения золота световая интенсивность увеличивается и регистрация последующих вспышек служит как простое показание скорости растворения. По записи пиков на диаграмме самописца можно определить скорость растворения золота — либо графически,

либо прямым подсчетом пиков в определенном диапазоне шкалы.

автоматического контроля на золотоизвлекательных фабриках быстро окупаются прибылью, получаемой за счет сокращения расхода циа­ нида и повышения извлечения золота [114, 117, 118].

Наиболее автоматизирована одна из новых золотоизвлекательных фабрик Кэрлин. На этой фабрике всеми процессами полностью уп­ равляют с двух центральных пультов.

Один автоматический центр управляет операциями транспортировки и дробле­ ния. Второй регулирует операции измель­ чения, пять стадий противоточной де­ кантации, осветление, деаэрации и осаж­ дения золота цинковой пылью. Этот же пульт управляет перекачиванием раство­ ров, удалением растворов из хвостов, рас­ ходом энергии. Оба пульта имеют 175 регулирующих,сигнальных и регистрирую­ щих функций. Регулирование и сигна­ лизация хвостового участка водоподающей системы и насосов оборотных ра­ створов производится с помощью много­ канальной цифровой системы, которая регулирует 12 раздельных функций через одну пару телефонных линий.

Автоматическое оборудование полностью смонтировано, отла­ жено и откалибровано в пусковой период фабрики. На фабрике 75% всех анализов на золото выполняется атомно-адсорбционным ме­ тодом. Этим методом, позволяющим определить концентрацию более 0,015 г/ж3 , анализируют не только обеззолоченные растворы, но и определяют содержание золота в исходной руде, а также в некоторых других твердых продуктах цианирования. Скорость анализа при этом увеличивается в 3—4 раза. Общий штат фабрики, включая ремонтных рабочих, составляет 75 человек, из которых только 3 за­ няты эксплуатационным обслуживанием процесса.

В ЮАР применяется автоматическая система управления работы сгустителей. Система включает два прибора. Один прибор регулирует подачу в пульпу флокулянта, второй контролирует работу насосов, удаляющих сгущенный продукт заданной плотности. Применение этой системы позволило получить более плотный сгущенный продукт, увеличить производительность сгустителей и уменьшить потери растворенного золота [119].

178

На ряде фабрик введена механизированная перегрузка циани­ стых солей. Перегрузку осуществляют пневмотранспортом в авто­ цистерны, при этом используют компрессор, установленный на авто­ машине. Производительность компрессора 14,2 м3/мин, давление 0,7 кГІсм2. Автоцистерны доставляют цианистые соли в силосы склада предприятия. Из силосов вакуум-система автоматически отсасывает цианиды через циклоны в контейнеры, которые достав­ ляются к месту потребления. Воздух очищается мокрыми скруб­ берами.

Глава VII

ПРАКТИКА ПЕРЕРАБОТКИ УПОРНЫХ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ

Общая характеристика методов извлечения упорного золота

Как уже отмечалось основным методом извлечения золота из руд в мировой практике золотодобычи является цианистый процесс. Относительная селективность растворителя (цианида) по отношению к золоту и серебру, а также удачное сочетание процессов растворе­ ния и осаждения благородных металлов делают технологию циани­ рования золотосодержащих руд весьма эффективной и производи­ тельной.

Однако существует многочисленная группа так называемых упор­ ных золотосодержащих руд, удовлетворительно извлечь золото из которых указанным выше методом невозможно.

Основными причинами упорности золотосодержащих руд яв­ ляются: тонкая часто субмикроскопическая вкрапленность золота в плотных и нерастворимых в NaCN минералах (сульфиды, окислен­ ные минералы железа и т. д.), а также присутствие в рудах хими­ чески активных примесей, расстраивающих процесс цианирования. К числу последних, в частности, относятся минералы и химические соединения сурьмы, меди, мышьяка, двухвалентного железа, при­ сутствие которых в золотосодержащих рудах вызывает при циани­ ровании повышенный расход растворителя и кислорода, что в свою очередь резко снижает скорость и полноту растворения золота.

Отрицательно на процесс цианирования золотосодержащих руд влияют поверхностно активные вещества, например углистые сланцы, сорбирующие золото и серебро из растворов и увеличивающие тем самым потери благородных металлов с твердой фазой хвостов.

Разнообразие причин, вызывающих упорность золотосодержа­ щих руд и концентратов в цианистом процессе, в свою очередь обус­ ловливает необходимость применения к ним самых различных ме­ тодов металлургической обработки. Так, например, для пирротиновых, медистых и сурьмянистых руд рекомендуется применять при цианировании добавки Р Ь 0 2 или Pb ( N 0 3 ) 2 , интенсивно аэрировать пульпы, использовать растворы с низкой концентрацией по NaCN,

179