АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены и обоснованы достижения высоких технико-экономических и экологических показателей процесса KB, которые необходимо учитывать множество разнообразных природных факторов, определяющих как условия организации процесса, так и геолого-минералогические, технологические особенности перерабатываемых руд. Географическое условия месторождений (размещение объектов KB в районах с развитой инфраструктурой; приемлемый рельеф местности и достаточные площади земли для размещения объекта KB; наличие достаточного количества пресных вод для организации процесса и др.) оказывает значительное влияние на показатели KB, определяя часто целесообразность его использования.

ABSTRACT

The article discusses and substantiates the achievement of high technical, economic and environmental indicators of the KB process, which must be taken into account a variety of natural factors that determine both the conditions for the organization of the process and the geological, mineralogical, technological features of the processed ores. The geographic conditions of the deposits (location of HF facilities in areas with developed infrastructure; acceptable terrain and sufficient land areas for locating a HF facility; the presence of a sufficient amount of fresh water to organize the process, etc.) has a significant impact on HF indicators, often determining the expediency of its use.

Ключевые слова: Сульфиды, период, продукция, транспортирования, в организация, вскрытия, показатель, местность.

Keywords: Sulfides, period, production, transportation, organization, autopsy, indicator, area.

Немаловажную роль в организации и эффективности производства играют климатические условия района размещения технологического комплекса KB, которые необходимо учитывать при его проектировании. Так, эксплуатация установок KB в природно-климатическим условиях России, в особенности в суровых условиях Восточного Забайкалья (повсеместное распространение многолетней мерзлоты; абсолютный минимум температуры зимой достигает минус 52°С; незначительная высота снежного покрова; глубокое зимнее промерзание; короткий теплый период), без проведения дорогостоящих организационно-технических мероприятий, предопределяет сезонный режим работ, что влечет за собой: непроизводительные ежегодные затраты на консервацию и расконсервацию предприятия; необходимость ежегодного транспортирования производственного персонала к месту проживания и обратно; существование пред­приятий в зимний период только за счет кредитных средств. Себестоимость конечной продукции при организации KB в круглогодичном режиме в суровых климатических условиях значительно выше. В частности, для условий Аляски себестоимость продукции KB выше, чем для условий Невады, в 1,7...2 раза.

В Читинской области имеется положительный опыт круглогодичного вы­щелачивания урановых руд, осуществленный в ППГХО (г. Краснокаменск). Технология работ при этом включала следующие операции: монтаж на поверхности кучи оросительной системы, исключающей образование застойных зон в трубопроводах; подготовка с помощью специальной сварной установки полотнищ из 3...4 рулонов полиэтиленовой пленки; укрытие оросительной системы и орошаемой поверхности теплоизолятором (пленочный экран с присыпкой краев полотнищ или слой руды).

На месторождениях «Покровское», «Воронцовское», «Таборное» процессы выщелачивания и последующего выделения благородных металлов осуществляются также в круглогодичном режиме.[3]

При цианировании большое влияние на эффективность растворения благородных металлов влияют их минеральная форма и размеры частиц, а также физико-химические свойства руды.

Самыми распространенными золотосодержащими минералами в рудах являются самородное золото и электрум (золото, содержащее 25% и более сереб­ра). В условиях хорошего контакта цианидного раствора с этими минералами скорость перевода их в жидкую фазу достаточно высока. В случае же присутствия в рудах теллуридов золота кинетика процесса растворения становится неприемлемой.[4]

Крупные по размеру частицы золота требуют длительного контакта с рас­творителем. Поэтому обычно такие руды предварительно подвергают процессам обогащения (гравитация, флотация) с выделением золотосодержащего концентрата. Кучному выщелачиванию подвергаются руды, содержащие рассеянное золото микронного размера.

Благоприятными для*КВ считаются условия, когда свободное золото имеет размер золотин 0,001...0,07 мм.[5]

При этом важна доступность растворителя к минеральным образованиям, что обусловлено естественной пористостью и трещиноватостью, текстурно-структурными особенностями руды. Обычно мелкодисперсное золото в рудах частично находится в свободном состоянии, выделяясь вдоль трещин, частично в сростках с другими минералами. Эти формы и места выделения золота легко доступны для растворителей, и металл сравнительно быстро переходит в жидкую фазу. Извлечению не поддается тонкодисперсное золото, заключенное в кварце, так как в этом случае исключается даже диффузионное выщелачивание из-за отсутствия какой-либо заметной пористости в кварцевом чехле.[6]

Сульфиды (пирит, арсенопирит и др.) являются наиболее распространен­ными минералами в перерабатываемых KB рудах, вмещают золото в виде свободного металла или электрума. Ассоциация тонкодисперсного золота с арсе-нопиритом и пиритом исключает непосредственное цианирование таких продуктов, так как извлечение металла при этом не превышает 8... 10 %. Освоение весьма крупных месторождений золота, содержащих сульфиды, сегодня сдер­живается высоким содержанием мышьяка и технической недоступностью-золота при выщелачивании. О целью удаления мышьяка и вскрытия* золота руду (концентраты) подвергают окислительному обжигу, в процессе которого мышьяк и сера переходят в газовую фазу, загрязняя атмосферу.[7]

Арсенопирит помимо всего является «хорошим» потребителем цианида, образуя ферроцианидные комплексы. Поэтому руды, в которых значительная доля золота связана с арсенопиритом, для цианидного KB непригодны.

Руды, содержащие графит и углистые вещества, сорбируют растворенное в процессе выщелачивания золото, что делает переработку вышеуказанных типов руд по цианистой технологии нерентабельной и требует применения других растворителей золота или предварительной рудоподготовки. Исследования и опыт промышленного кучного выщелачивания забалансовых руд месторожде­ния Мурунтау выявили, что наличие небольшого количества (менее 5 %) угли­стого вещества значительно снижает извлечение золота, при этом с увеличени­ем высоты штабеля уменьшается выход продуктивных растворов. Для устранения этого явления предложено добавлять непосредственно в выщелачивающий раствор ПАВ с длиной углеродных цепей, превышающей длину углеродных цепей естественных сорбентов в руде, но меньше длины углеродных цепей ионообменной смолы, которая применяется для извлечения золота из продуктивных растворов.[8]

Эффективность выщелачивания ценных компонентов различными растворителями тесно связана с фильтрационными свойствами обрабатываемой рудной массы.

Так, большие затруднения вызывает переработка глинистых и шламистых руд, наличие которых резко снижает просачивание раствора через слой руды, а в некоторых случаях полностью останавливает процесс. Данная проблема может быть решена путем предварительного окомкования выщелачиваемого материала. Основная цель агломерирования руд для кучного выщелачивания — получить пористый материал, который будет устойчив и в период складирования, и в период выщелачивания. В настоящее время-используются в основном два способа агломерации руд драгоценных металлов: агломерация мелочи на грубую дробленную руду и агломерация мелочи в стабильные окатыши. Практика применения технологии окомкования показывает, что наиболее эффективными связующими являются известь и портландцемент, с совместным использованием различных высокомолекулярных поверхностно-активных добавок, как синтетических, так и природного происхождения, улучшающих фильтраци­онные и прочностные характеристики получаемых окатышей. Например, для окомкования шламистых и глинистых руд перед их кучным выщелачиванием в США применяют различные синтетические полимеры на основе акриламида и акриловой кислоты, причем анионный сополимер может применяться один или в сочетании с цементом или другим агломерирующим агентом, в результате чего скорость перколяции возрастает в три раза.[9]

Другая проблема состоит в используемом при растворении благородных металлов растворителе - цианиде, который наряду с высокой избирательностью к золоту и серебру является высокотоксичным ядовитым веществом, требующий при  использовании строгого соблюдения техники безопасности и разработки мероприятий окружающей среды: создание противофильтрационных оснований (ПФО), введение: в выщелачивающий раствор щелочи, учету атмосферных осадков и т. д.[10]

Загрязнение атмосферного воздуха- летучим цианистым водородом, обра­зующимся в результате разложения цианистых солей; можно избежать путем введения щелочи в состав цианисть1Хфастворов; При этом уровень рН> 9,36; Любое уменьшение величины р№ системы приводит к выделению, синильной кислоты HCN [4].

Во избежание прямых утечек продуктивных цианистых растворов^ приводящих к загрязнению почв, подземных и поверхностных вод, а также к потерям благородных металлов,, до формирования рудного штабеля сооружают основа ния для штабеля KB].

Обычно используют следующие типы оснований рис

• однослойное основание – геомембрана на фундаменте глинистого песка;
• двойное основание — геомембрана на слое глины или две геомембраны, разделенные водопроводящей коллекторной системой;
• тройное основание - две геомембраны, разделенные дренирующими слоями, на глиняном основании.

В настоящее время-при создании оснований для штабелей кучного выще­лачивания используют следующие материалы:

• грунтовые покрытия - местные грунты, привозные грунты, смеси при­возных и местных грунтов, смеси бентонитовых глин и смеси бентони­тов с различными добавками:
• геомембранные покрытия — полихлорвинил, гипалон, высокоплотный полиэтилен, СЕА, ОМ, асфальт и асфальтобетон.
• К каждому типу покрытия предъявляют свои специфические требования: -грунтовые покрытия - доступность материалов, удовлетворительные свойства грунтов по водопроводимости, крупности, пластичности, хими­ческой стойкости и обрабатываемости, удобство конструктивных особен­ностей материалов (возможность регулирования толщины покрытия, про­стота приготовления и смешивания, уплотнения с минимизацией пустот, оптимизация влажности и способы защиты или сохранения материалов созданного основания); -геомембранные покрытия - толщина, прочность и долговечность мате­риала, специфика свойств подстилающего ниже лежащего материала, устойчивость по отношению к воздействию штабелированного рудного ма­териала, удобство методов укладки и стыкового соединения материалов. В настоящее время известны менее токсичные растворители золота такие как, тиокарбамиды, тиосульфаты, хлориды, иодиды, бромиды применение ко­торых поможет снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.
• Но в связи с высокой стоимостью (иодиды, бромиды, тиокарбамиды) и неста­бильностью (тиосульфаты) применение этих растворителей экономически нецелесообразно.

Рисунок 1. Виды гидроизолирующих оснований для штабеля кучного выщелачивания

Список литературы:

1. Е. А. Толстов «Физико-химические геотехнологии» Издательство МГГУ, Москва 1999г. (на русском языке)
2. Е. А. Тостов, Д. Е. Толстов «Физико- химические геотехнологии» 2-е издание. Издательство ГЕОИНФОРМЦЕНТР, Москва, 2002г (на русском языке)
3. К. С. Санакулов, В. Н. Сытенков, П. А. Шеметов «Кучное выщелачивание золота из многоярусных штабелей». Издательство «Фан» Академии наук Р.Узб, Ташкент 2011г. (на русском языке)
4. Е. А. Толстов, Г. А. Прохоренко, Дж. Браунли № Кучное выщелачивание золота из забалансовый руды карьера Мурунтау на совместном предприятии «Зарафшан-Ньюмонт» Цветные металлы №7, 1999г. (на русском языке)
5.  «Кучное выщелачивание золота – зарубежный опыт и перспективы развития». Справочник, под редакцией В.В. Караганова и Б.С. Ужкенова. Москва – Алматы, 2002г. – 260с. (на русском языке)
6. В. Е. Дементьев, А. П. Татаринов, С. С. Гудков  «Основные аспекты технологии кучного выщелачивания золотосодержащего сырья». Горный журнал, 2001г, №5. – С. 53-55 (на русском языке)
7. Фазлуллин М. И. «Кучное выщелачивание благородных металлов» Издательство «Академии горных наук» Москва, 2001г. (на русском языке)
8. Дементьев В.Е., Дружинина Г. Я., Гудков С.С. «Кучное выщелачивании золота и серебра» Иркутск: ОАО «Иргиредмет», 2004г. (на русском языке)
9. Минеев Г. Г. «Кучное выщелачивание золотосодержащих руд» Иркутск: ИрГТУ, 1997г. (на русском языке)
10.  «Золоторудное месторождение Мурунтау». Под редакцией Шаякубова Т. Ш. Ташкент, Фан, 1998г. (на русском языке)