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

осуществлять многостадиальное цианирование со сменой раство­ ров и т. д.

Так, на фабрике Делнайт Майнз, перерабатывающей золотосодер­ жащие пирротиновые руды (с содержанием пирротина до 8%), полу­ чаемые флотационные концентраты цианируют в 3 стадии с проме­ жуточным сгущением и фильтрацией.

На фабрике Питчуэй, также перерабатывающей пирротиновые золотосодержащие руды, используется полный иловый процесс цианирования с добавлением в пульпы азотнокислого свинца для связывания растворенной сульфидной серы.

На фабрике Бланкет для извлечения золота, ассоциированного с пирротином и арсенопиритом, получаемый в цикле обогащения флотоконцентрат доизмельчают до —0,044 мм и цианируют. При этом в мельницы добавляют двуокись свинца.

При переработке золото-медных руд редко применяют цианиро­ вание, так как этот способ не обеспечивает извлечение меди и тре­ бует, как правило, большего расхода цианида. Цианирование руд данного типа приемлемо лишь в тех случаях, когда получение мед­ ного концентрата экономически нецелесообразно (например, на не­ больших и отдаленных от медеплавильных заводов фабриках) и медь в руде представлена халькопиритом, слабо взаимодействую­ щим с цианистым раствором. В некоторых случаях при обработке

Для руд, содержащих природные сорбенты золота, в частности углистые вещества, чтобы предупредить преждевременное осажде­ ние золота, применяют многостадиальные схемы цианирования с бы­ стрым отделением золотосодержащих растворов от твердой части пульпы (например, при цианировании огарков на предприятии Джайент Иеллоунайф) или используют совмещенные процессы рас­ творения и сорбции на высокоактивных синтетических сорбентах или углях (сорбционное выщелачивание). Практическим примером последнего пути может служить цианирование тонких пылей с сильно развитой активной поверхностью на том же Джайент Иеллоунайф.

Основным методом переработки упорных руд и концентратов, содержащих тонковкрапленное золото, является цианирование после соответствующей подготовки металла, обеспечивающей максималь­ ное освобождение тонковкрапленного золота от ассоциирующих его рудных компонентов. Последнее достигается:

а) применением тонкого и сверхтонкого помола руды (концен­ трата) перед цианированием;

б) химическим разложением или растворением ассоциирующих золото минералов с сохранением золота в твердом остатке, пригод­

180

—

осуществляется в настоящее время на фабриках Илове, Сулливан, Далнайт, Сноу Лейк, Мак-Интайр, Вотл Гали, Джайент Кэнимба, Бланкет, Барбертон, Хоумстейк, Бибиани, Ла Луц Майнз и неко­ торых других. На ряде предприятий концентраты измельчают в мель­ ницах со стальными шарами или стержнями. Однако измельчение такого рода, как известно, имеет два существенных недостатка: высокий расход стали (до Ъкгіт) и потери золота, связанного с дис­ персным железом и трудно растворимого при цианировании. По­ этому в последнее время для измельчения концентратов используют галечные мельницы. Так, на фабрике Илове в галечных мельницах с базальтовой футеровкой доизмельчают флотационные и гравита­ ционные концентраты, что сокращает потери золота и расход циа­ нида при последующем цианировании. Измельченный флотацион­ ный концентрат, содержащий 38—40% серы и имеющий крупность 90—92% класса 74 мкм, цианируют и хвосты цианирования от­

с содержанием золота 3,3 гіт, применяя флотационное и гравитацион­ ное обогащение. Полученные концентраты (120 т/сутки) объеди­ няют, совместно измельчают в цианистом растворе до 75,4% класса — 44 мкм и цианируют. Общее извлечение на фабрике 90%.

Известны случаи прямого цианирования непосредственно руд с последующей флотацией золотосодержащих сульфидов из хвостов цианирования. Так, на фабрике Кон Майнз цианируют руду, со­ держащую 17,5 г!т золота и около 4% пирита и арсенопирита. Основная масса золота в измельченной руде доступна для циани­ стого раствора, но часть золота ассоциирована с пиритом и арсенопиритом. Руду измельчают в цианистых растворах и подвергают от­ садке. Гравитационные концентраты амальгамируют, хвосты от­ садки цианируют. Флотацией хвостов цианирования получают кон­ центрат с выходом 5,1% и содержанием 47—62 г/т золота, 14—18% мышьяка и 27—30% серы. Последний перерабатывают, используя обжиг.

Перечисленные выше примеры касаются главным образом слу­ чаев обработки материалов, основная масса золота в которых пред­ ставлена относительно крупными частицами (20—50 мкм и более).

Если в рудах и концентратах присутствует субмикроскопиче­ ское золото (тоньше 5—10 мкм), методы механического вскрытия материала, как правило, не обеспечивают необходимого технологи­ ческого эффекта. В этом случае применяют химическое или термо­ химическое разложение золотосодержащих минералов (кислотное или щелочное выщелачивание, прокалка, различные виды обжига, высокотемпературное хлорирование, плавка и т. д.).

Ниже описаны некоторые из перечисленных выше методов пере­ работки упорных золотосодержащих руд и концентратов, которые

181

находят (или находили) применение в практике зарубежной золото­ добывающей промышленности. Особое внимание при этом уделено окислительному обжигу пиритных и мышьяково-пиритных руд, так как именно этот процесс в сочетании с цианированием наиболее эффективен при извлечении тонковкрапленного золота из сульфид­ ного сырья и пользуется в настоящее время большим распростра­ нением в зарубежной промышленности.

Значительное место в данном разделе книги уделено также опи­ санию различных методов извлечения золота из ферро-золотых, марганцовистых, углистых, медистых и золото-сурьмянистых руд, освоенных или осваиваемых в настоящее время золотодобывающей промышленностью.

Методы автоклавного выщелачивания золотосодержащих суль­ фидов, так же как гидрохлорирование и хлоридовозгонка упорных руд, которые пока еще не вышли из стадии лабораторных и полу­ промышленных испытаний, рассмотрены отдельно в I I I части книги.

Переработка пиритных

имышьяково-пиритных золотосодержащих руд

иконцентратов по схеме обжиг—цианирование

Методы, аппаратура и технологические показатели процесса обжига

В практике золотодобывающей промышленности наиболее рас­ пространен окислительный обжиг, основанный на переводе плотных зерен сульфидов железа (пирит, арсенопирит) в пористый гематит по реакциям:

газ и уголь. По окончании обжига материал охлаждали, измельчали и цианировали как обычные окисленные руды. При удовлетвори­ тельном в целом извлечении золота из ряда упорных руд указанным методом стоимость обжига всей массы руды оставалась довольно высокой. Несмотря на это, и в настоящее время некоторые зарубеж­ ные фабрики успешно применяют данную технологию. К ним, в част­ ности, относится золотодобывающее предприятие Гетчелл (рис. 67).

В последние годы окислительный обжиг получил особенно ши­ рокое распространение в связи с переходом большинства золотоиз­ влекательных фабрик на флотационные схемы обогащения руды и получением значительного количества упорных пиритных и мышья­ ково-пиритных концентратов, трудно поддающихся прямому циа­ нированию.

182

183

Обжиг становится основным способом подготовки указанных концентратов к гидрометаллургическому переделу. Высокое содер­ жание в концентратах серы (до 35—40%) позволяет вести обжиг почти без затрат топлива. Одновременно достигается значительная экономия при побочном извлечении серы из обжиговых газов. В част­ ности, из газов, образующихся при обжиге сульфидных золото­ содержащих концентратов, в Австралии ежегодно извлекают

60тыс. m серы.

Внастоящее время окислительный обжиг флотационных кон­ центратов применяют на многих золотоизвлекательных предприя­ тиях ЮАР, Канады, Австралии, Ганы, США и других стран. Наи­ более крупными предприятиями, применяющими окислительный обжиг золотосодержащих концентратов, являются: Джайент Иел-

носительно небольших дополнительных затратах повысить извле­ чение золота на 5—10%. Так, на фабрике Кэмпбел Ред Лэйк в ре­ зультате предварительного обжига флотационных концентратов, содержащих 215 г/т золота, 20% серы и 6,5% мышьяка, извлечение золота при цианировании возросло с 80 до 97,5%. На фабрике Дални при цианировании обожженного флотационного концентрата (150 г/т Au) извлечение золота достигло 96—97%, на Голден Сайкл 97,5%. В условиях Кохеноур Виллане, несмотря на относительно высокую стоимость обжига (что объясняется небольшими масшта­ бами предприятия, а также повышенным расходом реагентов при цианировании — 9 кг NaCN я II кг извести на 1 m концентрата), перевод фабрики на новую схему позволил снизить себестоимость извлекаемого металла с 0,39 до 0,32 долл. за 1 г, т. е. почти на 20%.

тиях осуществлялся в печах подового типа. Данный вид обжига пользуется большим распространением и в настоящее время. Только в Австралии эксплуатируются около 50 установок по обжигу кон­ центратов на поду и ежесуточно перерабатываются более тысячи тонн золотосодержащих флотационных концентратов.

При использовании печей подового типа часто сушку концентра­ тов и их предварительный нагрев совмещают с процессом обжига. Однако в ряде случаев для сушки используются специальные ап­ параты, большей частью вращающиеся трубчатые печи и суш илки Лоудона. В последнее время для сушки руд и концентратов перед обжигом стали использовать печи кипящего слоя (КС).

При осуществлении обжига концентратов в печах подового типа независимо от их конструкции применяются следующие методы регулирования температуры:

а) воздушное или водяное охлаждение гребков;

184

б) регулирование содержания серы в концентрате (оптимальное содержание серы 26—27%);

в) изменение (увеличение) влажности питания. Первоначально для обжига золотосодержащих концентратов ис­

пользовали давно известные в металлургии многоподовые печи, в частности печь Веджа. Подобная печь была введена на руднике Benttie для обжига золотосодержащих мышьяковых концентратов.

вания в обжиговом переделе включала два последовательно установ­

применялись многоподовые печи Мертона, Скиннера и др. Интерес металлургов к использованию многоподовых обжиговых печей со­ хранился и в настоящее время. Так, для обжига сульфидных золото­

отвода избыточного тепла и, как следствие, повышения производи­ тельности печей и увеличения концентрации S02 в обжиговых га­ зах поды изготавливаются из труб, в которых циркулирует вода. Трубы скрепляют, преимущественно сваркой кусков листового ме­ талла, образующих рабочую поверхность пода.

Примером современного использования многоподовых печей в пирометаллургии золотосодержащих материалов может служить районный завод по переработке золото-мышьяковых концентратов в Квекве. На заводе в Квекве перерабатывают арсенопиритные кон­

ханическим перегребанием. Печь имеет 56 гребков, делающих 2 обо­ рота в минуту. Производительность каждой печи не превышает 12— 15 m концентрата в сутки.

В практике золотодобывающей промышленности наиболее рас­ пространены одноподовые печи типа Эдвардса простого и двойного (дуплекс) действия. Это механизированная отражательная печь прямоугольного сечения. Печь состоит из металлического кожуха, футерованного кирпичом. С одного конца печи имеется одна или две колосниковых топки для сжигания топлива (дрова, уголь, нефть, газы). При обработке концентратов с высоким содержанием серы (более 30%) обжиг протекает автогенно. Температура печи в этом случае поддерживается за счет тепла экзотермических реакций окис­ ления сульфидов. Концентраты загружают через отверстие в своде печи с противоположного ее конца. Обжигаемая масса движется на­ встречу топочным газам. Огарки разгружаются непрерывно через отверстие в поду печи. Для перемешивания и передвижения материала по длине печи в ней установлен один или два ряда вращающихся

185

Гребков, приводимых в движение от общего вала, расположенного над печью. Таким образом, при движении материала по подине печи он многократно перемещается от одной стороны печи к другой. Это обеспечивает достаточную продолжительность пребывания концен­ трата в печи (3—6 ч) и создает условия для его эффективного пере­ мешивания. Многие обжиговые установки данного типа имеют при­ способления для изменения угла наклона пода печи (наклоняющиеся печи), что позволяет регулировать скорость прохождения материала через печь при обжиге концентратов с изменяющимся вещественным составом.

На предприятиях с небольшой производительностью (до 7—10 m концентрата в сутки) используют печи Эдвардса с одним рядом гребков. При более высокой производительности (от 10 до 40— 50 mlсутки) устанавливают печи двойного действия.

По сравнению с другими типами гребковых печей (Веджа, Мертона, Скиннера и др.) печи Эдвардса имеют следующие преимущества:

долл. на лабораторию;

2)просты в обслуживании: имеют только один этаж, на котором смонтированы все движущиеся части, и могут обслуживаться од­ ним оператором. Обычные ремонтные операции в печи, включаю­ щие замену гребков и гребкодержателей, можно выполнить снаружи печи, без разгрузки ее и охлаждения;

3)обжиг концентратов в печах Эдвардса характеризуется ми­ нимальным пылеобразованием. По данным Хатчисона, на Голдфилдз Консолидейтед Милл унос пыли не превышает 0,5%; на предприя­ тиях Калгурли Ope Тритмент Компани Плент потери огарка с пылью составляют около 1%; на Вилуна Голд Майнз 0,8% и т. д.

Таким образом, при отсутствии необходимости извлечения мышь­ яка и других возгонов из отходящих газов печь Эдвардса может ра­ ботать без сложных пылеулавливающих систем. На большинстве золотоизвлекательных предприятий, применяющих подовый обжиг, газы очищаются от пыли обычно либо в пылевых камерах (Лейк Шор), либо в одном-двух циклонах небольшой производительности (Ашанти Голдфилдз Корпорейшн и др.).

Главное же преимущество печей Эдвардса это то, что они могут работать в широком диапазоне температур и позволяют обжигать концентраты с различным химическим составом и различной грануло­ метрической характеристикой.

Совокупность указанных факторов делает процесс обжига золото­ содержащих концентратов в аппаратах данного типа достаточно эффективным как в техническом, так и в экономическом отношении. Поданным Фон Берневица, стоимость обжига 1 m золотосодержащего концентрата в печах Эдвардса составляет 50—90 центов, а в отдель­ ных случаях снижается до 20—25 центов.

Наряду с упомянутыми выше достоинствами печи Эдвардса, как и все печи подового типа, имеют ряд специфических недостатков:

186

в) неравномерное распределение температуры по массе обжи­

используются на ряде предприятий мира, например на золотоизвлекательных фабриках Аристон Голд Майнз; Грейт Боулдер, Лэйк Вью энд Стар, Кэм энд Мотор, Ашанти Голдфилдз Корпорейшн и многих других.

На фабрике Аристон Голд Майнз подсушенный концентрат подается скребковым транспортером в две обжиговые печи Эдвардса-дуплекс (3,3X3,6 м) с двумя рядами гребковых валов (52 шт.). Отопление печей дровяное. Газы отсасываются вентиля­ тором через циклонные уловители пыли и выбрасываются в атмосферу. Температура

На Ашанти Голдфилдз Корпорейшн концентраты поступают в отапливаемые дровами сушилки Лоудона с площадью пода 3,6Х 10,8 м, где их подсушивают до содержания влаги 5%. Более глубокое обезвоживание не рекомендуется, так как оно вызывает повышенное пылеобразование при обжиге. Из сушилок концентрат скреб­ ковыми конвейерами направляется в 4 обжиговые печи Эдвардса двойного действия производительностью около 40 ml сутки каждая. Газы обжиговых печей отсасываются эксгаустером через пылеулавливающий циклон. Типичная схема отделения пере­ работки сульфидных золотосодержащих концентратов с применением подового обжига (на примере фабрики Ашанти Голдфилдз Корпорейшн) приведена на рис. 68.

Наряду с применением и постоянным совершенствованием по­ дового обжига с 1947 г. в практике зарубежной промышленности все шире распространяется более прогрессивный с технологической

по обжигу флотационных золотосодержащих концентратов в кипя­ щем слое на руднике Диккенсон.

Основным аппаратом для обжига служит реактор 1, представляющий собой

и 23-сж слоем огнеупора. В подине печи имеется 116 отверстий (сопел), через которые

из карбида кремния диаметром около 70 мм, который служит как отражатель воз­ духа и как контрольный клапан, препятствующий попаданию огарка в воздушную камеру в случае остановки печи. Флотационный концентрат подается в печь в виде пульпы (80% твердого) с помощью насоса Мойно через питательную «пушку» 2, расположенную на высоте примерно 60 см над слоем обжигаемого материала. По­ падая в печь, нагретую до соответствующей температуры, частицы концентрата при­ водятся в непрерывное движение восходящими потоками воздуха. Высота кипящего слоя в реакторе на руднике Диккенсон составляет примерно 1,2 м. Обожженный концентрат (огарок) непрерывно разгружается через трубу 3, расположенную при­ мерно на уровне кипящего слоя с диаметрально противоположного конца печи.

187

Концентрат

флотации

188

С целью охлаждения огарка, разгрузка его осуществляется в ванну с водой 4. Зака­ ленный таким образом огарок обезвоживается в многоярусном сгустителе и поступает на цианирование. Улавливание пыли из обжиговых газов осуществляется в трех последовательно расположенных циклонах 5. Пыль из циклонов попадает в спе­ циальную закалочную ванну и вместе с огарком направляется на гидрометаллур­ гическую переработку. Очищенные от пыли обжиговые газы поступают в дымовую трубу 6.

Оригинальный технологический процесс обработки упорной золо­ тосодержащей руды с применением обжига в печи КС осуществлен на фабрике Гетчелл (см. рис. 67).

Поступающая на фабрику руда содержит 2,85% мышьяка, 3,6% серы, 3,2% железа, 0,1% сурьмы и 7 гіт золота. Значительная часть золота в руде ассоцииро­ вана с мышьяковистыми минералами и не может быть извлечена цианированием без

•

Р и с . 69. Схема у с т а н о в к и д л я о б ж и г а ф л о т а ц и о н н ы х з о л о т о с о д е р ж а щ и х к о н ц е н т р а т о в в к и п я щ е м с л о е на р у д н и к е Д и к к е н с о н

предварительного обжига. Руду дробят в щековой дробилке (1,07Х 1,17 м) до круп­ ности 150 мм и складируют в штабеля по 1000 т. Оттуда руда поступает на вибра­ ционный грохот с отверстиями 40 мм, плюсовый продукт которого проходит конус­ ную дробилку (1,2 м) и вместе с отсевом грохота поступает в бункер сушильного от­ деления емкостью 1000 т. Дробленую руду 40 мм с исходной влажностью 8% сушат

крупности 1,65 мм в стержневой мельнице (2,4X3,7 м), работающей в замкнутом цикле с вибрационным грохотом. Измельченная руда складируется в бункер обжи­ гового цеха емкостью 1500 т .

Фабрика Гетчелл — одно из немногих (если не единственная) предприятий в зарубежной золотодобывающей промышленности, применяющих окислительный обжиг непосредственно к руде.

Для обжига на фабрике установлена печь КС диам. 4,8 м, обес­ печивающая производительность до 75 тіч. Печь работает на нефтя­ ном топливе. Установка снабжена двумя воздуходувками, циклонами,

189