ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА И СЕРЕБРА ИЗ ФЛОТОКОНЦЕНТРАТОВ

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты комплексного исследования технологии переработки серебросодержащих руд месторождения Нукракон, имеющего важное значение для горнодобывающей промышленности Узбекистана. В процессе исследования изучены технологические параметры: время цианирования, концентрация реагентов, температурные режимы, влияние добавок и окислителей. Определены оптимальные условия проведения процесса: продолжительность цианирования, концентрация цианида натрия, загрузка активированного угля. Установлено, что добавление оксида свинца в дозировке 2 кг/т повышает эффективность извлечения серебра. Особое внимание уделено изучению методов интенсификации процесса, включая кислотную обработку и окислительный обжиг. Исследования показали, что двухстадиальное цианирование с промежуточным окислительным обжигом обеспечивает максимально эффективное извлечение металлов.

ABSTRACT

This article presents the results of a comprehensive study of silver-bearing ore processing technology at the Nukrakon deposit, which is crucial for the mining industry in Uzbekistan. The study examined process parameters, including cyanidation time, reagent concentration, temperature conditions, and the effects of additives and oxidizers. Optimal process conditions were determined, including cyanidation duration, sodium cyanide concentration, and activated carbon loading. It was found that the addition of lead oxide at a dosage of 2 kg/t significantly increases silver extraction efficiency. Particular attention is paid to process intensification methods, including acid treatment and oxidative roasting. Research has shown that two-stage cyanidation with intermediate oxidative roasting ensures the most efficient metal extraction.

Ключевые слова: Переработка, сульфидные руды, серебросодержащие руды, флотоконцентрат, окислительный обжиг, двухстадиальное цианирование.

Keywords: Processing, sulfide ores, silver-containing ores, flotation concentrate, oxidative firing, two-stage cyanidation.

Введение

В современной горнодобывающей промышленности одной из актуальных задач является совершенствование технологий переработки минерального сырья. Особое внимание уделяется разработке эффективных методов извлечения драгоценных металлов из комплексных руд, что обусловлено растущей потребностью мирового рынка в ценных материалах.

Узбекистан, обладая развитой сырьевой базой для добычи серебра, занимает значимое место в мировом производстве драгоценного металла. Однако существующая технологическая база сталкивается с вызовами, связанными с переходом от легкообогатимых окисленных руд к более сложным для переработки сульфидным рудам [1, с. 4-8].

Особое внимание уделяется разработке методов контроля и повышения качества получаемого серебросодержащего концентрата, что является ключевым фактором для обеспечения экономической целесообразности переработки данного типа руд на месторождении «Нукракон».

Методы исследований

Исследование направлено на комплексное изучение минерального состава руд, определение оптимальных параметров цианирования, исследование влияния технологических факторов (окислителей, добавок и температур) на процесс извлечения металлов. Особое внимание уделяется разработке комплексной схемы переработки, включающей флотационное обогащение, цианирование, окислительный обжиг и двухстадиальное цианирование [1, с. 4-8; 2, с. 218-227; 3, с.224; 4, с. 452; 5, с. 21-26]. Полученные результаты позволили разработать научно обоснованные решения по совершенствованию технологий переработки сульфидных серебряных руд с учётом специфики месторождений и характеристик перерабатываемого сырья.

Результаты исследований и их анализ

По результатам проведенного лабораторного изучения отобранных проб выявлено, что руды месторождения «Нукракон» является материалом с обильным содержанием сульфидов, материал пробы можно полностью отнести к первичному сульфидному типу вследствие практически полного отсутствия продуктов окисления первичных сульфидных минералов – окислов и гидроокислов железа.

Проведенные минералогические исследования показали, что основными породообразующими минералами в пробе являются кварц, полевые шпаты, глинисто-слюдистые минералы и карбонаты. Главными рудными минералами самородное золото и серебро, сульфосоли серебра, пирит и арсенопирит.

Для изучения эффективности сорбционного цианирования были проведены эксперименты при различных временных режимах. Процесс осуществлялся в течение 48, 72 и 96 часов при постоянной концентрации цианида натрия (NaCN) в 5000 мг/л и загрузке активированного угля в количестве 10%.

Таким образом, результаты экспериментов показали, что увеличение времени цианирования способствует повышению извлечения ценных металлов до 94% по серебру и 33,3% по золоту при 96 часовом цианировании, однако после определенного времени эффект становится менее значительным. Оптимальные параметры процесса включают время цианирования от 72 до 96 часов при указанных концентрациях и загрузке активированного угля.

Результаты лабораторных технологических исследований флотоконцентрата на основе рационального анализа флотоконцентрата и кеков цианирования по пробам из флотоконцентрата месторождения Нукракон при различном времени сорбционного цианирования позволил выделить формы нахождения металлов, и его связи с рудными компонентами (рисунки 2 и 3).

Рисунок 1. Результаты рационального анализа флотоконцентрата и кеков цианирования серебра

Рисунок 2. Результаты рационального анализа флотоконцентрата и кеков цианирования золота

Также изучены методы цианирования с добавлением только кислорода при 48 часах, опыт 3 часового барботажа кислородом и дополнительным кислородом в течении 48 часах и третий опыт с использованием 3-часового барботажа кислородом в комбинации со сжатым воздухом в течение 48 часов.

Таким образом третий метод продемонстрировал максимальную эффективность извлечения серебра среди испытанных вариантов порядка 91,4%, что делает его оптимальным решением для переработки флотоконцентрата.

В ходе исследования влияния оксида свинца на процесс сорбционного цианирования флотоконцентрата были установлены ключевые параметры оптимизации технологии. Эксперименты проводились при постоянной концентрации цианида натрия 5000 мг/л и стабильном уровне pH 13,2, при этом время сорбционного цианирования составляло 48 часов.

Анализ показал, что дозировка оксида свинца оказывает значительное влияние на эффективность извлечения драгоценных металлов. При исследовании влияния на золото было установлено, что с увеличением дозировки оксида свинца от 0,5 до 2 кг/т наблюдается снижение содержания золота в хвостах сорбции. Наилучшие показатели извлечения золота в 39,5% были достигнуты при дозировке 2 кг/т.

Аналогичная тенденция прослеживалась и при исследовании влияния на серебро. При минимальных дозировках оксида свинца (0,5 кг/т) извлечение серебра составляло 78,8%, однако с увеличением дозировки до 2 кг/т этот показатель вырос до 88,2%.

В ходе исследования эффективности различных кислотных обработок при сорбционном цианировании флотоконцентрата были проанализированы результаты трёх различных методов кислотной обработки, горячей сернокислотной, азотно-кислотной и солянокислотной. Эксперименты проводились при постоянной температуре 80°C, однако время и концентрация кислот, а также условия обработки варьировались.

На основании проведённых исследований выявлено, что горячая сернокислотная обработка наиболее эффективна для максимального извлечения металлов. Азотно-кислотная обработка демонстрирует хорошие результаты по извлечению золота, а солянокислотная обработка лучше сохраняет серебро в концентрате, хотя и менее эффективна для золота.

Результаты определения кинетики цианирования показали, что концентрация растворенного золота в течение времени снижается, что свидетельствует о наличии у концентрата природной сорбционной активности. Индекс прег-роббинга концентрата по отношению к растворенному золоту составил 1,98 (высокая сорбцинная активность), по отношению к растворенному серебру - близок к нулю.

Для исследования влияния различных режимов обжига на характеристики флотоконцентрата были проведены эксперименты с использованием нескольких методик термической обработки. Полученные образцы подвергались последующему сорбционному цианированию.

В ходе эксперимента были испытаны следующие режимы обжига: Окислительный обжиг при температуре 650°C в течение 3 часов, хлорирующий обжиг, проводившийся при 850°C с добавлением хлорида натрия, окислительный обжиг при 450°C в течение 2 часов, окислительный обжиг при 450°C в течение 4 часов и стадиальный окислительный обжиг, включающий два этапа: сначала 2 часа при 450°C, затем 2 часа при 650°C с последующим сорбционным цианированием.

Результаты экспериментов представлены на рисунке 4 и служат основой для анализа эффективности выбранных режимов обжига.

Рисунок 3. Результаты сорбционного цианирования огарков обжига флотоконцентрата

Для изучения эффективности двухстадиального цианирования флотоконцентрата с промежуточным окислительным обжигом проведены серии экспериментов с температурными режимами и условиями обработки. Результаты экспериментов при различных условиях представлены на рисунке 5.

Рисунок 4. Динамика извлечения при сорбционном цианировании огарков обжига кеков цианирования флотоконцентрата при различных условиях обжига

Заключение

Минералогический состав руд характеризуется присутствием серебра в различных формах: самородное серебро, простые сульфиды и сульфосоли. Значительная часть металла ассоциирована с пиритом, углеродистым веществом и породой. Золото представлено в нескольких формах: свободная форма, сростки с сульфидами и углеродистыми включениями. Цианирование показало, что стандартные методы требуют оптимизации. Выяснилось, что использование окислителей, таких как кислород и перекись водорода, не оказывает существенного влияния на процесс выщелачивания. Для эффективного извлечения серебра необходимо поддерживать время выщелачивания не менее 48 часов и концентрацию цианистого натрия 5 г/л.

Добавка оксида свинца показала свою эффективность в стабилизации процесса цианирования, увеличивая извлечение серебра до 88% за счёт связывания растворимых соединений серы в прочный сульфид свинца.

Кислотная обработка флотоконцентратов не дала положительных результатов. При этом окислительный обжиг выявил зависимость эффективности процесса от температуры. Оптимальные показатели достигаются при температуре 450 °C, обеспечивая высокое извлечение как золота, так и серебра.

Двухстадиальное цианирование с промежуточным окислительным обжигом показало высокую эффективность: извлечение золота составило 78,3%, серебра - 95,7%. Это позволяет рекомендовать данную технологию как наиболее перспективную для промышленной переработки руд.

Список литературы:

1. Санакулов К. С., Эргашев У. А., Зимина А. А., и др. Применение комбинированных технологий для рациональной переработки особо упорных золотосульфидных руд//М.: Горный журнал. – 2023. – №10. – С.4-8.
2. Исследования обогатимости сульфидных и окисленных руд золоторудных месторождений Алданского щита / П.К. Федотов, А.Е. Сенченко, К.В. Федотов, А.Е. Бурдонов // Записки Горного института, 2020. – Т. 242. – С. 218-227. DOI: 10.31897/PMI.2020.2.218
3. В.В. Лодейщиков, К.Д. Игнатьева. Рациональное использование серебросодержащих руд. – М.: Недра, 1973. – 224 с.
4. В.В. Лодейщиков. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд. – Иркутск, 1999.– 452с.
5. Федотов П.К., Сенченко А.Е., Федотов К.В., Бурдонов А.Е. Исследования обогатимости упорных первичных и смешанных руд золоторудного месторождения Красноярского края // Обогащение руд. – 2017. – № 3 (369). – С. 21-26.