Изучение химического, гранулометрического, фазового состава золотосодержащих смешанных руд

АННОТАТЦИЯ

В статье рассматривается Изучение химического, гранулометрического, фазового состава золотосодержащих смешанных руд и изучение процесса флотации золотосодержащих смешанных руд.

ABSTRACT

The article deals with the study of the chemical, granulometric, phase composition of gold-bearing mixed ores and the study of the process of flotation of gold-bearing mixed ores.

Ключевые слова: Обжиг, флотационных свойств, углерод, бактери­альное выщелачивание, сорбционную актив­ность.

Keywords: Roasting, flotation properties, carbon, bacterial leaching, sorption activity.

В экономике Узбекистана горнодобывающая промышленность является одной из ведущих структурообразующих отраслей, основанной на мощной минерально-сырьевой базе разведанных и разведываемых месторождений различных полезных ископаемых.

Быстрые темпы  развития всех отраслей промышленности   в условиях  независимого Узбекистана  приводят к возрастанию добычи  полезных ископаемых различных видов. Особенно быстро растет потребление цветных и редких металлов,  в тоже время  запасы  промышленных руд постепенно иссякают. Переработка же бедных руд вызывает необходимость  добычи и обогащения большого количества рудного сырья, что в свою очередь значительно повышает себестоимость получения металла. Поэтому необходимо изыскивать и применять наиболее дешевые и эффективные технологические процессы извлечения металлов из руд, старых и вновь образующихся отвалов горно-обогатительных  металлургических предприятий.

Узбекистан находится в первой пятерке стран мира по подтвержденным запасам золота и урана, и  в первой десятке – по добыче золота и урана, а по общему потенциалу запасов и прогнозных ресурсов золота занимает второе место в мире.

Правительство Республики Узбекистан определило промышленное освоение природных богатств одним из приоритетных направлений в программе развития и реформирования экономики страны. Значительная роль в ней, принадлежит  Навоийскому горно-металлургическому комбинату (НГМК), специализирующемуся в основном, на выпуске урана и золота. Сферой деятельности комбината является вся территория Центральных Кызылкумов, которая с незапамятных времен привлекала к себе внимание рудознатцев. Золоторудная сырьевая база комбината, находящаяся в постоянном развитии, является надежной основой не только для действующих и строящихся горнорудных предприятий НГМК, но в значительной степени и для экономики Узбекистана.

Рассчитанная на многие годы производственно-хозяйственная деятельность НГМК направлена на обеспечение устойчивого роста экономического потенциала и социальной стабильности Республики Узбекистан путем дальнейшего повышения эффективности использования минерально-сырьевых ресурсов, увеличения объемов выпускаемой высоколиквидной продукции и интенсивного развития новых производств.

Комбинат, являясь многопрофильным горно-перерабатывающим предприятием, основное внимание уделяет производству золота, что способствует укреплению независимости Узбекистана.

Методы кондиционирования углерода содержащегося в золотосодержащих рудах перед цианированием

Методы обработки золотосодержащих руд для нейтрализа­ции активности рудного углеродистого вещества (РУВ) включают флотацию, использование пас­сивирующих покрытий, сорбентов, обладающих большим сродством к Au(CN)₂^-, обжиг, химическое окисление и бактери­альную обработку.

Флотация углеродистого вещества

Если с углеродистым веществом ассоциированы небольшие количества золота или золото не имеет флотационных свойств, этот способ может быть применен для удаления РУВ перед ци­анированием, что в свое время использовали на Мак-Интайр Поркьюпайн (Канада). Известно, что при первых попыт­ках реализации сорбционного цианирования золота РУВ фло­тировали из пульпы совместно с активным углем, а затем сжи­гали описано применение для флотации РУВ двух реагентов. Основой одного из них (депрессант JCM) является смесь декстрина (C₆H₁₀O₅)_x, растительного клея (гуара) и золя лигнина. Другим реагентом (дисперсантом) под на­званием «Квибрачо» является экстракт из деревьев твердых по­род, растущих на территориях Аргентины и Парагвая. Исполь­зование этих соединений позволило в условиях завода Мак-Интайр повысить извлечение золота на 8-10 %.

В то же время флотация, как способ удаления РУВ, была за­бракована для условий технологии переработки руд Карлинского тренда из-за повышенного содержания в углеродистом веществе золота.

Покрытие поверхности органическими пассиваторами

Для образования защитных покрытий, блокирующих кон­такт РУВ с золотосодержащими растворами, можно использо­вать керосин, дизельное топливо, РВ-2; первые два реа­гента используют на заводах, работающих по фильтрационной технологии 30]. Этот прием применяли, в частности, на Керр Эддисон Майн (Канада), Прести (Гана) и в опытном масштабе в России.

На заводе Прести при флотации сульфидных минералов и свободного золота РУВ пассивировали с помощью пенообразо­вателя Аэро 633 и крахмала.

Фирма «Цианамид» (США) использовала аналогичный прием для удаления РУВ из золотосодержащих руд в ЮАР.

На Стэвел Гоулд Майн (Австралия) для пассивирования РУВ, добавляли керосин (200 г/т), что снижало эффективность цикла угольной сорбции. Это обстоятельство заставляло прекращать добавление керосина через каждые 2-4 недели для восстановления сорбционных свойств активного угля.

На Мазер Лоуд Майн (США) для пассивирования РУВ об­рабатывали всю руду керосином, после чего флотировали суль­фиды и свободное золото. Для пассивирования углеродистого вещества в составе шламовой фракции пульпы использовали каменноугольную смол.

Для уменьшения «паразитной» сорбции золота на РУВ был испытан ряд поверхностно-активных веществ: растворимых, частично растворимых и нерастворимых в воде. В резуль­тате были выявлены три соединения, показавшие лучшие результаты: длинноцепочечный полиоксиэтилен (NP 10, молеку­лярный вес М равен 660), лаурилсульфат натрия (М=288) и нефтяной сульфонат (М=500). Требуемая концентрация каж­дого реагента 100-500 мг/дм³. Отмечено вместе с тем, что эти соединения могут частично блокировать поверхность золота, снижая его извлечение при цианировании.

При флотации золотосодержащих сульфидных минералов для пассивирования РУВ предложено добавлять нафталинсульфонатнатрия (С₁₀Н₇ ∙ SО₃Na), его расход 250-275 г/труды.

Окислительный обжиг руд содержащих углеродистое вещество

Обжиг при 550-800 ⁰С приводит к разложению РУВ (наибо­лее часто используют 600-700 ⁰С). Этот прием широко приме­няли на заводе Прести (Гана) с начала 1940-х годов для пере­работки флотоконцентратов, содержащих активное углеродис­тое вещество. При этом оставшееся РУВ пассивировали ди­зельным топливом, получая общее извлечение золота на уров­не 85-90 %.

Во многих случаях наличие природного углерода в рудах со­здает проблемы при обжиге, так как высокая температура, не­обходимая для выжигания углерода, приводит к спеканию; в результате огарок имеет малую пористость. Обжиг таких руд оправдан, если его целью является ликвидация всего углерода. Параметры такого обжига, однако, должны строго контролиро­ваться, так как при неполном выжигании углерод, оставшийся в огарке, обладает большей сорбционной активностью, чем в исходной руде. В этом случае потери золота могут быть количественно оценены с помощью аналитического метода TOF-LIMS.

Биохимическая обработка РУВ

Исследования показали, что биогидрометаллургия применима для переработки наиболее упорных концентратов  золото-серебряно-мышьяковых и золото-сурьмяно-мышьяковых руд сульфидно-прожилково-вкрапленного типа (табл. 1,2). В этих рудах в значительных количествах присутствует углерод в рассеянной форме, обладающий сорбционной способ­ностью более высокой, чем углерод в рудах гидротермального происхождения. Установлены важные для практической реали­зации процесса следующие моменты: поглощение коллоидного и тонкодисперсного (0,001-1,0 мкм) золота биомассой и воз­можность подавления сорбционной активности рассеянного углеродистого вещества.

Таблица 1.

Полупромышленные испытания биотехнологии переработки золотосодержащих концентратов различных месторождений

Для руд и концентратов, отличающихся «двойной упорно­стью» (тонкая вкрапленность золота плюс наличие активного углеродистого вещества) предложено двухстадиальное бактери­альное выщелачивание. На первой стадии сульфидные минералы разлагаются в обычном варианте с помощью Thiobacillus Ferrooxidans, а на второй — происходит микробиоло­гическое разложение РУВ с помощью сообщества гетеротроф­ных бактерий семейства Pseudomonas, в частности Streptomyces setonii. Эти микроорганизмы способны растворять лигнин и не­которые виды угля.

Эксперименты с флотоконцентратом, содержащим 11,9% S_s, 6,7 % С_орг и 65,3 г/т Аu, показали, что биоразложение РУВ при 45 ⁰С в течение 14 суток позволило увеличить извлечение золо­та при последующем цианировании до 94,7 % (на 13,6 % боль­ше, чем при обычном одностадиальном биоокислении).

В работе исследовали возможность использования бактерии вида Thermophilis и установили, что они лишь частич­но окисляют РУВ, поэтому их нужно использовать в связке с последующим пассивированием поверхности, что вряд ли эко­номически оправдано.

Таблица 2.

Переработка золото-серебряно-мышьякового флотационного концентрата  руды Нежданинского месторождения

Примечание. Исходное содержание в концентрате, %:7,5-As_o6lu; 88-S_общ; 11,5-C_opr.

Автоклавная окислительная обработка

Нитрокс и Арсено-процессы, использующие для вскрытия золотосодержащих руд азотную кислоту и оксиды азота, применимы и для переработки углеродистых руд, так как эти реагенты окисляют РУВ и уменьшают его сорбционную актив­ность. Вместе с тем наиболее часто в промышленной прак­тике используют автоклавное окисление кислородом (возду­хом) при повышенных температурах (180-220 ⁰С) и давлении (1800-2200 кПа). Этот метод применяют на заводе Бэррик Меркыор и Гетчелл (США) для переработки углеродистых руд.

Для руды месторождения Твин Крикс (США) с 2,3-8,3 % сульфидной серы и 0,13-1,36 % органического углерода опробована автоклавно-окислительная обработка при следую­щих параметрах: температура 225 ⁰С, общее давление в системе (НСl + O₂) 3170 кПа, парциальное давление кислорода 690 кПа, время обработки 45-90 мин, крупность измельчения 80 % руды -0,02 мм.

Последующее цианирование дало извлечение золота 92-96 % при условии окисления сульфидной серы на 99,0-99,5 % и вве­дения СО₃^2- -иона в составе доломита или известняка. С исполь­зованием SEM-анализа было установлено наличие элементно­го золота (~ 0,2 мкм), выделившегося на органическом углеро­де. Это позволило предположить, что в процессе автоклавной обработки золото сначала растворялось, а затем переосажда­лось, восстанавливаясь углеродом:

4Au + 3O₂ + 16С1^- + 12Н⁺ = 4AuCI₄^- + 6Н₂O;                                 (1.)

ΔG (220 ⁰С) = - 422,9 кДж/моль;

4AuCl₄^- + 3С + 6Н₂O = 4Au↓ + 16Сl^- + 12Н⁺ + 3СO₂↑;                    (2)

ΔG (220 ⁰С) = - 217,7 кДж/моль.

Список литературы:

1. Хакимов К. Ж , Каюмов О А, Эшонкулов У.Х,  Соатов Б. Ш Техногенные отходы Перспективное сырье для металлургии узбекистана в оценке отвальных хвостов фильтрации медно-молибденовых руд // UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ - Москва, 2020. № 12 (81_1) C. 54-59
2. Каюмов О.А. Изучение технологии по переработке молибдена в АО «Алмалыкский ГМК» // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 2(83)
3. Хакимов К.Ж, Хасанов А.С, Каюмов О.А,Соатов Б.Ш Изучение химического вещественного состава шлаков медеплавильного производства, кеков, клинкеров и других отходов металлургических производств // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. [и др.]. 2021. 2(83)
4. Хасанов А.С., Шодиев А.Н., Саидахмедов А.А., Туробов Ш.Н. Изучение возможности извлечения молибдена и  рения  из техногенных отходов // Горный вестник Узбекистана  г. Навои. 2019г. -№3 C. 51-53.  (05.00.00; №7).