Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Биотехнология: состояние и перспективы 9
1.1. Историческое развитие биотехнологии 9
1.2. Литофильные бактерии, их местообитание, роль в формировании рудных объектов (разнообразие ацидофильных хемо-литотрофов) 12
1.3. Особенности бактериального вскрытия золотосодержащих минералов 18
1.4. Технологии бактериально-химического окисления металлов... 27
1.4.1. Чановое бактериальное окисление сульфидных золотосодержащих руд и их особенности 28
1.4.2. Кучное бактериальное окисление сульфидных золотосодержащих руд 32
ВЫВОДЫ 39
Глава 2. Исследования по бактериальному окислению руд на примере месторождения «маломыр» 40
2.1. Краткий вещественный состав проб руды 40
2.2. Выделение и культивация бактерий для технологических целей 45
2.3. Лабораторные исследования кучного бактериального окисления руды 52
2.4. Лабораторные исследования выщелачивания золота из про дуктов бактериального вскрытия 66
Выводы 68
Глава 3. Диогенез. изучение минеральных преобразований в процессе кучного бактериального окисления руды 69
3.1. Краткая характеристика проб 69
3.2. Минеральный состав
3.3. Физико-химическое моделирование процесса кучного бактериального окисления 88
Выводы 104
Глава 4. Испытания технологической схемы кучного бактериального окисления в полупромышленном масштабе 106
4.1. Результаты полупромышленных испытаний процесса кучного бактериального окисления 106
4.2. Извлечение золота из продуктов вскрытия в перколяцион-ном режиме раствором цианида 116
Выводы 118
Глава 5. Технико-экономические расчеты по определению эффективности разработанной технологии переработки сульфидной руды месторождения «маломыр» 119
5.1. Рекомендуемая технология переработки «упорной» руды 119
5.2. Технико-экономические расчеты по определению эффективности разработанной технологии переработки суль
фидной руды месторождения «Маломыр» 124
Выводы 127
Заключение 128
Список литературы
- Особенности бактериального вскрытия золотосодержащих минералов
- Лабораторные исследования кучного бактериального окисления руды
- Физико-химическое моделирование процесса кучного бактериального окисления
- Извлечение золота из продуктов вскрытия в перколяцион-ном режиме раствором цианида
Введение к работе
Актуальность работы. Запасы легкообогатимого золотосодержащего сырья: россыпных и окисленных рудных месторождений, – близки к истощению. В переработку вовлекаются сложные (упорные) сульфидные руды. Сульфиды являются главным носителем первичного тонкодисперсного золота. Для извлечения из них золота в качестве подготовительных процессов используются: окислительный обжиг, чановое бактериальное или автоклавное выщелачивание, которые энергоемкие и требующие значительных капитальных затрат. В настоящее время необходимо менять стратегию использования природных ресурсов в плане их сбалансированного потребления с привлечением наукоемких технологий.
Одним из альтернативных методов переработки сульфидных руд является кучное бактериальное окисление (выщелачивание). Кучное бактериальное окисление воспроизводит естественные процессы, протекающие в земной коре при преобразовании сульфидных месторождений в окисленные, при этом сульфидные минералы переходят в естественные окисленные формы с минимальным техногенным воздействием на окружающую среду.
При окислении сульфидов рассеянное в них золото освобождается и становится доступным для извлечения. Решающая роль в ускорении этого процесса принадлежит бактериям рода Thiobacillus. В настоящее время возникает необходимость разработки технологий, основанных на деятельности этих бактерий применительно к отдельным месторождениям или видам сульфидного сырья.
Цель работы. Исследование биогеотехнологической переработки углистых сульфидных золотосодержащих руд для последующего извлечения золота на примере руды месторождения «Маломыр».
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Проведение исследований по кучному бактериальному окислению (вскрытию) первичной (упорной к цианистому процессу) руды.
-
Изучение влияния степени дробления руды на процесс кучного бактериального окисления (КБО). Определение оптимальной степени дробления, обеспечивающей высокое окисление пирита и арсенопирита, что приводит к повышению извлечения золота. Проведение полупромышленных испытаний основных показателей процесса КБО, выявленных при лабораторных экспериментах.
-
Исследование изменения минералогического состава руд в процессе кучного бактериального окисления. Идентификация образующихся в процессе КБО химических соединений и определение их соответствия природным аналогам, присутствующим в земной коре.
-
Построение и анализ термодинамической модели преобразования горных пород в процессе воздействия бактериальных растворов на минералы.
-
Проведение технико-экономических расчетов по определению эффективности разработанной технологии кучного бактериального окисления сульфидной руды и обоснование рентабельности использования данной технологии в целях повышения извлечения золота из упорных углистых руд.
Объектом исследования является углистая сульфидная золотосодержащая руда месторождения «Маломыр» (ОАО УК «Петропавловск»).
Личный вклад автора заключается в выполнении экспериментов по бактериальному окислению упорных золотосульфидных руд и извлечению золота в проведении теоретических расчетов, в том числе построении термодинамической модели бактериального процесса в условиях кучного выщелачивания, а также в анализе и обобщении полученных результатов.
Теоретической и методологической основой являются работы российских и зарубежных ученых в области биогеотехнологии сульфидных золотосодержащих руд, таких как Г.И. Каравайко (1968, 1972, 1976, 1985, 1989, 1992, 1997, 2000, 2006 гг), Т.Ф. Кондратьева (1992, 1996, 1997, 2001, 2006 гг), С.И. Полькин (1986, 1980, 1982 гг), Э.В Адамов.(1976, 1982 гг), В.В. Панин (1980, 1982 гг), С.Н. Грудев (1985, 1989 гг), Г.В.(Седельникова 2000, 2002, 2010, 2011гг), Г.Г. Минеев (1984, 1989, 1998 гг), А.С. Черняк (2002 г), В.В. Лодейщиков (1991, 1993, 1994, 1998, 1999 гг), Lawson E.N., J.A. Brierly (1978, 1987, 1993, 2001, 2003 гг), C.L. Brierly (1995, 2001 гг), F.W. Breed (1999 г), A.G. Tomkins (2006 г.) и др.
Методы исследования основываются на проведении лабораторных опытов, полупромышленных испытаний, методах статистического и сравнительного анализа и физико-химическом моделировании. Составы твердых фаз изучены минералогическим, рентгеноспектральным, рентгенофлюоресцентным, химическим, пробирно-гравиметрическим, пробирно-атомно-абсорбционным методами анализа. Для анализа растворов использовали микроскопический, биологический, химический, атомно-абсорбционный, атомно-эмиссионный с индуктивно связанной плазмой (ICP) и титриметрический методы.
Сравнительный минералогический анализ продуктов проведен с использованием визуальных (микроскоп, бинокуляр) и аналитических методов исследования. Изучены брикетные прозрачные и полированные шлифы. Для уточнения минеральных фаз и минерального состава проб использованы данные рентгено-структурного анализа (прибор ДРОН-3) и микрозондового анализатора «CAMEBAX SX-50».
Определение рН проводили с помощью Digital рН-meter (pH-2005, Selecta), окислительно-восстановительный потенциал измерялся на приборе «Преобразователь ионометрический И-500» (Аквилон), количество клеток определялось на приборе «Mc Farland Densitometer Den-1» (MF-Units BIOSAN).
Экспериментальные результаты подтверждены физико-химическим моделированием с использованием программного комплекса «Селектор» в лаборатории физико-химического моделирования Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН.
Научная новизна работы:
- Обоснована целесообразность кучного бактериального окисления углистой сульфидной золотосодержащей руды на примере руды месторождения «Маломыр». Выявлено, что снижение сорбционной активности руды в процессе взаимодействия ее компонентов с хемолитотрофными бактериями рода Thiobacillus происходит на стадии окисления сульфидов.
- Впервые сформирована термодинамическая модель бактериального воздействия на минералы в условиях кучного выщелачивания. Показано, что под воздействием бактериальных сообществ сульфиды окисляются более интенсивно, а алюмосиликатная часть руды более медленно, чем в абиогенных условиях.
- Установлено, что аборигенные штаммы бактерий, полученные из полуокисленных руд месторождения «Маломыр» играют главную роль при кучном бактериальном окислении сульфидных руд. Показано, что мутагенные воздействия позволяют получить сверхактивные штаммы, но они не выдерживают конкуренцию с аборигенными культурами.
- Установлено, что образующиеся в процессе кучного бактериального окисления химические соединения соответствуют своим природным аналогам, присутствующим в земной коре, в частности, группы алунита.
Практическая значимость.
Разработана технология вскрытия упорных углистых сульфидных золотосодержащих руд методом кучного бактериального окисления для последующего цианистого выщелачивания золота на примере месторождения «Маломыр». Предлагаемая технология рентабельна и для других относительно бедных руд.
На защиту выносятся следующие основные научные положения:
1. Обоснование приоритетной роли аборигенных микроорганизмов.
2. Описание процесса химических преобразований природных минералов в процессе кучного бактериального окисления с образованием новых минералов, соответствующих природным аналогам.
3. Технологические приемы снижения «упорности» золотосодержащей руды с использованием метода кучного бактериального окисления, моделирующего природные процессы, протекающие в земной коре.
Апробация полученных результатов. Результаты работы докладывались и обсуждались на Международных и Всероссийских конференциях: I,II, III,IV,VI Московский Межд. конгрессах "Биотехнология: состояние и перспективы развития" (2001, 2003, 2005, 2007, 2011гг); Межд. совещ. «Плаксинские чтения» (Москва, 2000; Красноярск, 2006; Владивосток, 2008, Новосибирск, 2009, Казань, 2010); на III Межд. симп. «Золото Сибири и Дальнего Востока» (Улан-Удэ, 2004); Всеросс. научно-практ. конф. «Оценка эколого-экономической ситуации загрязнения водных экосистем в бассейне оз.Байкал и управление экологическим риском» (Иркутск, 2006); на 19-ом Международном Биогидрометаллургическом Симпозиуме: Biohydrometallurgy: Biotech key to unlock mineral resources value (Китай, Changsha, 2011); XXVI International Mineral Processing Congress – IMPC 2012 (New Delhi, India, 2012); Всероссийском совещании «Современные проблемы геохимии», посвященного 95-летию со дня рождения академика Л.В. Таусона (Иркутск, 2012 г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 6 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста, включает 42 таблицы и 39 рисунков и состоит из введения, 5 глав, выводов, списка цитируемой литературы из 152 наименований.
Особенности бактериального вскрытия золотосодержащих минералов
Добыча и переработка полезных ископаемых - одно из стратегических направлений экономики России. Возрастающая стоимость добычи и обработки ценных металлов из руд наряду с истощением высококачественных запасов делает актуальным развитие природоохранных технологий в горнодобывающей промышленности. Одним из подходов к решению этих задач является применение биогеотехнологии.
Биовыщелачивание позволяет экономить материалы и энергию, оно может заменить такие способы переработки минерального сырья, как обжиг, автоклавное выщелачивание, металлургическая плавка, которые загрязняют окружающую среду ядовитыми газами и токсичными химикатами. Эти бактерии безвредны для людей, питаются минералами, легко транспортируются, устойчивы к низким температурам и отсутствию питательной среды и могут существовать при температуре до 80 С.
Благоприятной экологической нишей для жизнедеятельности многих литофильных микроорганизмов являются рудные месторождения. Присутствие в рудах большого числа химических элементов, имеющих различные свойства, способствует развитию многих микроорганизмов, а также разнообразию протекающих здесь биогеохимических процессов.
Выщелачивание металлов из руд известно с давних времен [1-3]. В 1566 г. в Венгрии осуществляли полный цикл выщелачивания с использованием системы орошения, в Германии выщелачивание меди из отвалов практиковалось с 16 в. В 1725 г. в Испании на руднике Рио-Тинто выщелачивали медные руды. Это были первые практические применения бактериального выщелачивания, хотя механизм которого (участие бактерий) не был известен.
В начале нашего века в Америке были закрыты медные рудники в штате Юта: решив, что запасы руды уже исчерпаны, хозяева рудников затопили их водой. Когда спустя два года воду откачали, в ней оказалось 12 тысяч тонн меди. Подобный случай произошел и в Мексике, где из заброшенных рудников, на которые все махнули рукой, только за один год было «вычерпано» 10 тысяч тонн меди.
В 1947 г. американскими микробиологами был выделен из рудничных вод ранее неизвестный микроорганизм Thiobacillus (Th.) ferrooxidans, который окисляет практически все сульфидные минералы, серу и ряд её восстановленных соединений, а также закисное железо [1]. Выщелачивание меди с помощью Th. ferrooxidans запатентовано в США в 1958 г. (С. Циммерлей и др.). Промышленное применение бактериального выщелачивания начато в 60-х годах с кучного и подземного извлечения металлов из бедных забалансовых медных и урановых руд и отвалов в США, Канаде, Болгарии, СССР и других странах.
В СССР исследования начаты в конце 50-х гг. Изучение процесса бактериального окисления железа и выщелачивания металлов начато после выделения в 50-х годах XX века из дренажных кислых вод угольной шахты микроорганизмов, способных принимать участие в окислении двухвалентного железа до трехвалентного, - бактерий Acidithiobacillus ferrooxidans (ранее называвшихся Thiobacillus ferrooxidans) [4-7].
Первая опытная установка по бактериальному выщелачиванию меди начала действовать еще в 1964 году на одном из крупнейших рудников Урала-Дегтярском [8]. Используя бактериальное выщелачивание, дополнительно была добыта не одна тонна ценного металла. Позже в Дегтярске была сооружена промышленная установка. В 70-х годах кучное бактериальное выщелачивание медно-цинковых руд испытывалось на Николаевском руднике, подземное выщелачивание - на Блявинском руднике (Урал).
Внедрение бактериального выщелачивания, как и других гидрометаллургических способов добычи металлов, имеет большое экономическое значение. Расширяются сырьевые ресурсы за счёт использования бедных и потерянных в недрах руд и т.д. Бактериальное выщелачивание обеспечивает комплексное и более полное использование минерального сырья, повышает культуру производства, не требует создания сложных горнодобывающих комплексов, благоприятно для охраны окружающей среды.
Из рудных месторождений были выделены серобактерии, способные окислять двухвалентное железо и сульфидные минералы. Это позволило понять природу выщелачивания металлов из месторождений сульфидных руд и протекающих при этом биохимических процессов окисления сульфидных минералов (Каравайко Г.И. и др.) [9, 10]. С этого момента началось интенсивное исследование микрофлоры месторождений, выявлены новые виды микроорганизмов, участвующих в геохимических процессах, определены возможности их применения для направленного выщелачивания цветных, редких и благородных металлов из руд и концентратов. (Wang Jan и др.)[11], Hong-yang Li, Wei Xu-jun)[12], (Каравайко Г.И. и др.) [13, 14]. Бактерии использовались и на завершающей стадии эксплуатации рудников: ведь в выработанных месторождениях, как правило, еще остается от 5 до 20 % ценного металла. Микроорганизмы можно использовать и для переработки отвалов. На мексиканском месторождении «Кананеа» возле шахт скопились огромные отвалы породы - около 40 миллионов тонн. И хотя массовая доля меди в них была ничтожна (0,2 %), их попробовали орошать шахтной водой, которая затем стекала в подземные резервуары. Из каждого литра этой воды удалось извлечь по 3 грамма меди. Всего же только за месяц «из ничего» было добыто 650 тонн металла.
Исследования, проведенные в Институте микробиологии, показали, что помимо меди, с их помощью можно извлекать из земных недр железо, цинк, никель, кобальт, титан, алюминий и многие другие элементы, в том числе такие ценные, как уран, золото, германий, рений. Несколько лет назад ученые института доказали возможность получения путем бактериального выщелачивания редких металлов: галлия, индия и таллия. Биометаллургические процессы весьма перспективны. Уже сейчас подземное выщелачивание - самый дешевый способ получения меди [15, 16].
Лабораторные исследования кучного бактериального окисления руды
Для вскрытия упорной золотосодержащей руды месторождения «Ма-ломыр» был опробован метод бактериально-химического окисления, при котором в присутствии микроорганизмов, в частности, автотрофных бактерий типа Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans, золотосодержащие сульфиды железа окисляются до конечных химических соединений. Формирование видовой особенности ассоциации микроорганизмов зависит от минералогического состава окисляемой руды [137,138]. Одно из важнейших свойств микроорганизмов - их способность адаптироваться к условиям среды обитания. Адаптация микроорганизмов к конкретным условиям биоокисления - одно из наиболее действенных средств повышения их активности и является одним из существенных факторов интенсификации окислительных бактериальных процессов. Поэтому на первом этапе исследований использовали бактериальную культуру, выделенную из природных местообитаний, представляющую собой смесь штаммов Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans.
Выделение бактерий проводили методом высева руды на жидкую питательную среду на гелевых пластинах. Появившиеся через некоторое время колонии бактерий типа Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans переносили в колбы со стерильной питательной средой и аэрировали при температуре 35 С. В последующем в бактериальные растворы вносили рудный материал и на полученную суспензию воздействовали различными мутагенами. Из растворов с наиболее активными бактериями проводили пересев на питательные среды с распульпованными в них рудами. Активность бактерий оценивали по скорости окисления Fe 2+ до Fe 3+. Полученная культура бактерий показала активность 2 г/л ч, что является приемлемым показателем активности железоокисляющих бактерий. Далее для развития полученной культуры в колбы Эрленмейера вносили по 10-15 грамм руды, добавляли по 50 мл стерильной среды Сильвермана и Люндгрена 9К и инкубировали в термостате при температуре 30 С при постоянной подаче воздуха. Кроме того, в среду добавляли раствор микроэлементов и вытяжку из руды, предварительно простерилизованную. Это делалось для активизации выделенных штаммов и, в какой-то мере, для их адаптации. О развитии бактерий судили по появлению через сутки слабо-бурой окраски раствора. Через пять суток содержимое колб отбирали пипеткой и микроскопировали. Через 10 суток наблюдалась бурая окраска среды, вызванная образованием соединений трехвалентного железа, что указывает на пик развития бактерий. Окислительно-восстановительный потенциал (Eh), измеряемый с помощью ионо-мера ЭВ-74, составлял от 350 до 450 мВ.
Расчистку штаммов выделенных бактерий производили методом титров на жидкой среде 9К . Данный метод основан на разведении 1 мл накопительной культуры в 10, 100....1 млн. и 10 млн. раз. В этом случае можно ожидать, что в последние разведения попадут единичные клетки бактерий. Из последних разведений производился высев бактерий на гелевые пластинки, пропитанные средой 9К и средой Летена , на которых через 5-7 сут. наблюдался рост мелких колоний рыжеватого цвета, буреющих с возрастом до темно-коричневых. Для оценки чистоты культуры Acidithiobacillus fer-rooxidans проводили посев на мясо-пептонный агар, мясо-пептонный бульон, среду Эшби, картофельный агар. При микроскопировании культур было видно, что Acidithiobacillus ferrooxidans представлены мелкими палочковидными клетками с одним полярным жгутиком. Короткие палочки обычно расположены поодиночке, иногда по две, спор не образуют. Обычно размножение происходит посредством поперечного деления. Длина клеток составляет 0,8 -1,0 мкм, ширина 0, 4мкм.
Состав среды 9К г/л: (NH)4S04 - 3,0; КС1 -0,1; К2НР04- 0,5; MgS04-7H,0 - 0,5; Ca(N03)2- 0,01; FeS04-7H20- 11,8; H2SO4-0,85 мл. "Состав среды Летена г/л: (NH)4S04 - 0,15; КС1 - 0,05; К2НР04 - 0,l;MgSO4-7H2O - 0,5; Ca(N03)2- 0,01; FeS04-7H20 - 10; H2S04 - 0,85 мл. Отдельные виды растут при рН от 0,5 до 9,0. Оптимальная температура для роста около 28-30 С. Энергию получают от окисления серы и ее соединений до серной кислоты, a Acidithiobacillus ferrooxidans для получения энергии используют еще и Fe . При низких значениях рН эти бактерии железо не окисляют. Они являются строгими аэробами, поэтому при выделении Acidithiobacillus ferrooxidans в опытах использовали компрессоры для постоянного поступления кислорода в колбы. В природе окисление субстратов, т.е. железа или серы, может происходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях за счет окисления нитратов.
Acidithiobacillus ferrooxidans хорошо растут на жидких средах с Fe2+ и сульфидными минералами, а также на твердых средах, приготовленных на основе силикагеля или полиакриламида. На жидкой среде с серой образуют равномерную муть, а рН снижается до 1,0-1,5. На твердых средах с S2O32" образуют мелкие колонии (от 1,0 до 2,0 мм).
При развитии бактерий жидкая среда - сначала прозрачная - приобретает янтарный оттенок, переходящий в красно-коричневый от образования окисного железа. Колонии на твердых средах мелкие (от 1,0 до 1,5 мм в диаметре), округлые, гладкие, с отложением окислов железа.
Учитывая, что «дикие» (выделенные непосредственно из руды) штаммы Acidithiobacillus ferrooxidans проявляют неодинаковую активность в окислении сульфидных минералов и устойчивость в экстремальных условиях, необходимо проведение ряда операций для интенсификации процесса окисления: получение мутантных штаммов, длительная адаптация к конкретному виду сырья.
Дальнейшие исследования показали, что при облучении УФ лучами (одним из мутагенов) полученной с руды месторождения «Маломыр» десятидневной чистой культуры Acidithiobacillus ferrooxidans наблюдалось повышение Eh с 350-450 мВ до 500-600 мВ. После воздействия нитропирина, в качестве мутагена, наблюдался рост Eh до 480-490 мВ.
Физико-химическое моделирование процесса кучного бактериального окисления
Основные породообразующие минералы (кварц, плагиоклазы, серицит) продуктов БО, по сравнению с минералами исходной руды, практически не изменяются. Вероятно, под действием кислой среды незначительно разлагаются слюдистые минералы (серицит, особенно гидросерицит). Возможно, полевые шпаты так же частично разрушаются, но этот вопрос требует специального исследования. Глинистых минералов в пробах БО не выявлено. Сильно сокращается доля карбонатов. Пирит и асенопирит окисляются, причем арсенопирит окисляется почти весь, а пирит окислен лишь частично. Появляются новообразованные минералы - гипс, гидроарсенаты железа (скородит) и гидросульфаты железа (карфосидерит, ярозит), отмечаются следы самородной серы. Доля гидроксидов железа остается примерно на том же уровне.
Породообразующие минералы - плагиоклазы, слюды (преимущественно, гидросерицит) и кварц, с преобладанием последнего, составляют основ 80 ную массу проб. Они находятся в сростках, а также в виде единичных зерен и зернистых агрегатов.
Доля карбонатов в продуктах бактериального окисления резко уменьшается по сравнению с их массовой долей в исходной руде: с 11 до 2,9 % в продукте БО крупностью минус 10 мм, в продукте БО крупностью минус 5 мм - до 1,3 % и в продукте БО крупностью минус 2 мм - до 1,1 %.
Чем тоньше помол исходных проб, тем меньше массовая доля пирита и арсенопирита в продуктах БО. По сравнению с исходной рудой (2,2 %) доля пирита в продуках БО составляет: минус 10 мм - 1,5 % (в 1,5 раза меньше), минус 5мм - 1,2 % (в 1,8 раза меньше), минус 2 мм - 0,9 % (в 2,4 раза меньше, чем в исходной).
Основная масса пирита присутствует в виде единичных зерен, их обломков и зернистых агрегатов. Наблюдаются как зерна пирита, не затронутые окислением, так и покрытые буроватыми, желтобурыми, белесыми корочками, налетами продуктов окисления, преимущественно гидросульфатов -алунита, карфосидерита (рис. 3.10-3.13). Отдельные зерна сохраняют идио-морфные очертания. Выщелоченные зерна часто имеют пористую, скелетную структуру, поверхность пирита изъедена, кавернозная. В прозрачных и полированных шлифах видно, что пирит и аренопирит под действием активной среды корродируется с периферии, по трещинам, зонам роста, поверхностям, соприкасающимся с бактериальными растворами. При этом корочек лимонита вокруг зерен пирита и арсенопирита не выявлено.
В продуктах БО отмечаются единичные зерна арсенопирита, сохраняющие первичную форму частично или полностью, но в основном они полностью разлагаются или замещаются скородитом, ярозитом, лимонитом. Арсе-нопирит выщелачивается даже без додрабливания. Массовая доля арсенопирита в продуктах БО: минус 10 мм - 0,23 % (в 5 раз меньше), минус 5 мм -0,19 % (в 6,3 раз меньше) и минус 2 мм - 0,04 %, (в 30 раз меньше, чем в исходной руде); доля в исходной руде пробы 3-1,2 %. Степень окисления ар 81 сенопирита в продуктах БО минус 10 мм - 81 %, минус 5 мм - 84 %, в пробе минус 2 мм арсенопирит почти полностью окислен - на 97 %.
Чем тоньше помол пробы, тем больше увеличивается доля пирита, свободного от сростков с породообразующими минералами. В продуктах БО, даже в продукте БО крупностью минус 2 мм, отмечаются мелкие обломки кварца, окварцованных метасоматитов с мелкой и тонкодисперсной вкрапленностью сульфидов. Зерна и агрегаты тонкодисперсных сульфидов, находящиеся в виде вкрапленников в метасоматитах, особенно окварцованных (в тесном срастании с плагиоклазами, кварцем), без доступа растворов имеют идиоморфные очертания и не затронуты процессами окисления. А формы зерен с периферии сростка, имеющие доступ к раствору, имеют зубчатые края.
Извлечение золота из продуктов вскрытия в перколяцион-ном режиме раствором цианида
Технологическая цепочка переработки руды месторождения «Мало-мыр» начинается с доставкой его автотранспортом в приемный бункер дро-бильно-сортировочного комплекса (ДСК), окомкование с последующей отсыпкой кучи для бактериального окисления (штабель КБО).
Окомкование сырья проводится в барабанных окомкователях. Для увлажнения материала в окомкователь в начальный период эксплуатации вводится раствор серной кислоты. Впоследствии, на окомкование будут поступать кислые бактериальные растворы, и кислота в технологии использоваться не будет.
Доставка окатышей к площадкам бактериального окисления (штабель КБО) и площадкам кучного цианистого выщелачивания золота (штабель KB) осуществляется стационарными конвейерными линиями, а внутри площадок передвижными конвейерами.
Передел окомкования работает в теплый сезон. В этот период создается задел для круглогодичного выщелачивания. То есть, среднесуточная площадь отсыпки штабеля в теплый период превышает среднесуточную площадь, вводимую на орошение.
Выщелачивание проводится на двух секциях с многоразовым гидроизоляционным основанием. Секции могут быть совмещены или пространственно разделены в зависимости от удобства расположения. Каждая порция сырья проходит несколько стадий обработки: укладка в штабель, выщелачивание с получением оборотных растворов, промывка, дренирование и разборка штабеля.
Многоразовое основание должно выдерживать многократную загрузку и разборку штабеля с использованием погрузочно-разгрузочных механизмов и автотранспортных средств.
Для основания рекомендуется использовать прорезиненное асфальтовое покрытие. Основание должно иметь уклон от 2 до 5 и систему желобообразных углублений для размещения дренажных труб, засыпанных предохранительным слоем щебня. Дренажная система должна иметь несколько независимых коллекторных систем для обеспечения дифференцированного сбора продуктивных растворов различной насыщенности. Так, богатые растворы будут направляться на переработку, а бедные растворы и промывные воды в оборот.
Орошение штабеля рекомендуется проводить с помощью форсунок -разбрызгивателей в летнее время и перфорированных труб в зимнее время. Капельное орошение осуществлять не рекомендуется ввиду кальцинации эмиттеров. Аэрацию штабеля осуществляют через перфорированные трубы, уложенные в теле штабеля. Подачу воздуха осуществляют воздуходувками. Под действием кислорода воздуха и бактерий в дренируемом через тело штабеля растворе происходит окисление Fe +.
После проведения цикла выщелачивания штабель промывают водой, подаваемой по той же системе орошения. После промывки штабель находится на дренировании.
Промывка и дренирование могут занимать продолжительное время (до одного года), поэтому должно быть несколько секций (минимум две). Одна из секций будет находиться в стадии заполнения, другая (другие) - в стадии промывки, дренирования и разгрузки.
После осушения секции из нее извлекают окисленный материал. Разгрузка секции необходима по двум причинам. Во-первых, нейтрализовать кислый материал известковым молоком без перемешивания невозможно, а использование гидроксида натрия - дорого. Во-вторых, желательно провести агломерацию материала для получения хорошо фильтруемого штабеля. Это необходимо для быстрого (2-3 месяца) выщелачивания золота методом кучного выщелачивания (KB).
Окисленный и промытый штабель после дренирования подлежит разборке с помощью фронтальных погрузчиков. Добытый материал автотранспортом доставляется на промежуточный склад. Складирование материала осуществляется в бурты. Разгрузка бурта осуществляется конвейерным питателем, установленном в траншее под буртом.
Объем промежуточного склада должен обеспечивать складирование окисленного материала в зимнее время, когда процесс окомкования для целей кучного выщелачивания золота не работает.
Материал с промежуточного склада конвейерным транспортом доставляется на передел окомкования. В окомкователь также загружается известь и цемент. Окатыши конвейерным транспортом доставляются к площадке выщелачивания (KB) и с помощью отвалообразователя будут укладываться в штабеля на одноразовом основании. Доставка окатышей к площадкам выщелачивания осуществляется стационарными конвейерными линиями, а внутри площадок - передвижными конвейерами.
