Введение к работе
Актуальность работы. Актуальность проблемы переработки флотационных золотосодержащих концентратов на месте их получения резко возросла в совреметшх экономических условиях. Это связано с повышением затрат на транспортировку концентратов на медеплавильные заводы (МПЗ) и их переработку, сложностью взаиморасчетов между поставщиком и потребителем.
Одним из перспективных вариантов переработки флотационных концентратов является цианирование с использованием процесса "уголь в пульпе". Разработанная и применяемая в России технология извлечения золота включает цианистое выщелачивание, противоточную сорбцию металлов из пульпы с использованием гранулированных активных углей (АУ), автоклавную щелочную десорбцию металлов с насыщенного угля, вторичное концентрирование золота, электролитическое выделение металлов из обогащенных элюатов, цианистую обработку угля перед его возвращением в процесс сорбции. В процессе испытаний данной технологии применительно к флотоконцентратам ряда месторождений и ее внедрении на концентратах Дарасунской ЗИФ получена сравнительно низкая емкость сорбента по золоту и, соответственно, высокий поток угля, приводящий к увеличению затрат на десорбцию благородных металлов, повышению потерь сорбента и, как следствие, к росту эксплуатационных затрат на переработку концентратов. Причиной столь низкой емкости насыщенного угля является его отравление флотореагентами. Для восстановления сорбционной активности углей на зарубежных золотоизвлекательных предприятиях используются кислотная обработка и термическая реактивация. В России исследования процесса термической реактивации применительно к активному углю, прошедшему стадию автоклавной щелочной десорбции благородных металлов, не вышли за рамки лабораторных работ.
Отрицательное действие на процесс сорбции благородных металлов активными углями оказывает медь, присутствующая во флотоконцентратах, которая сорбируется совместно с золотом, снижает емкость угля по благородным металлам и ухудшает качество катодных осадков.
В связи с этим разработка и внедрение эффективной технологии извлечения благородных металлов из флотационных концентратов с использованием активных углей является актуальной задачей.
Целью диссертационной работы является исследование, разработка и внедрение угольно-сорбционной технологии извлечения благородных металлов из флотоконцентратов, обеспечивающей улучшение технико-экономических показателей за счет повышения емкости сорбента по золоту и максимального восстановления сорбционных свойств активного угля.
Задачами исследований являются:
изучение закономерностей сорбции флотореагентов активными углями;
изучение закономерностей сорбции золота и серебра активными углями в присутствии флотационных реагентов;
изучение влияния состава пульпы на сорбцию золота и меди активными углями;
проведение микрорентгеноспектральных исследований АУ по переделам угольно-сорбционной технологии для определения характера примесей, накапливающихся в фазе угля;
изучение физико-химических свойств и параметров пористой структуры АУ в зависимости от режимов процесса термической реактивации в сочетании с методом автоклавной щелочной десорбции;
поиск путей снижения вредного влияния флотореагентов на процесс сорбции и разработка на этой основе эффективной технологии извлечения благородных металлов из флотационных концентратов;
разработка, испытания и внедрение технологии извлечения благородных металлов из флотационных концентратов, содержащих медь, с использованием активных углей на одном из золотодобывающих предприятий.
Методы исследования. В работе для решения поставленных задач использованы современные физико-химические методы исследований: микро-рентгеноспектральный, атомно-абсорбционный, химический, сорбционные методы изучения параметров пористой структуры активных углей, а также технологические исследования в лабораторных, укрупненно-лабораторных и промышленных условиях с математической обработкой результатов на ЭВМ.
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
Впервые изучены закономерности сорбции основных флотационных реагентов, используемых при флотации золотосодержащих руд, различными типами активных углей. Показано, что причина их отрицательного действия на сорбцию цианидных комплексов золота и серебра связана с высокой поглотительною способностью угля к указанным соединениям. Результаты исследований позволили разработать новые эффективные способы извлечения благородных металлов из флотационных концентратов с использованием операции кондиционирования пульпы активными углями перед цианированием (сорбцией), защищенные тремя патентами РФ.
Изучено влияние концентрации лиганда на сорбцию цианидных комплексов меди активным углем. По результатам исследований разработан новый способ извлечения золота из медьсодержащих продуктов, защищенный патентом РФ.
.. х Впервые использован метод рентгеновского микроанализа (РМА) для изучения распределения металлов в образцах активных углей, отобранных на различных стадиях технологического процесса (сорбция, десорбция, реактивация). Установлен факт образования металлических золота и серебра в угле после термической реактивации.
Впервые с использованием метода РМА показана возможность удаления
„пленок ксантогената с поверхности золота при его контакте с активным углем.
Этот факт объясняет повышение извлечения золота из продуктов флотацион-
ного обогащения при использовании угольно-сорбционной технологии в сравнении с другими методами.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
Разработан эффективный вариант угольно-сорбциошюй технологии извлечения благородных металлов из флотационных концентратов с использованием кондиционирования пульпы перед цианированием (сорбцией).
Предложен способ извлечения благородных металлов из медьсодержащих пульп с использованием активных углей, позволяющий получать благородные металлы в виде высокопробной продукции.
Установлены оптимальные режимы процесса термической реактивации активного угля АГ-90 в сочетании с автоклавной щелочной десорбцией.
Разработана и рекомендована к реализации технология извлечения благородных металлов из флотационных концентратов Самартинской ЗИФ, включающая цианирование, сорбционное выщелачивание, автоклавную щелочную десорбцию металлов с АУ, его термическую реактивацию, электролитическое выделение металлов из товарных элюатов, вторичное концентрирование золота из бедных элюатов и растворов после электролиза, цианистую обработку угля перед его повторным использованием в процессе "уголь в пульпе".
Реализация результатов работы. Технология внедрена на Самартинской ЗИФ ОАО "Бурятзолото" с реальным экономическим эффектом 3,556 млн.рублей, полученным за первых два месяца работы цеха. Ожидаемое снижение затрат на производство золота по разработанной технологии в сравнении с применяемым ранее вариантом отправки концентратов на МПЗ составит в 1999 г. 46,483 млн.рублей.
На защиту выносятся:
основные положения и выводы по сорбции флотореагентов активными углями, их влиянию на сорбцию благородных металлов, позволившие разработать новый подход к извлечению благородных металлов из флотоконцентра-тов, основанный на использовании операции кондиционирования пульпы активным углем перед цианированием (сорбцией);
выявленная зависимость сорбции цианидных комплексов меди активными углями от концентрации лиганда и разработанный на этой основе способ извлечения благородных металлов из медьсодержащих продуктов;
результаты рентгеновского микроанализа углей, отобранных на разных стадиях технологического процесса (сорбция, десорбция, реактивация);
режимы термической реактивации угля в сочетании с автоклавным щелочным методом десорбции благородных металлов.
разработанная схема и режимы угольно-сорбционной технологии извлечения золота из флотоконцентратов Самартинской ЗИФ.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Плаксинских чтениях "Комплексное освоение минеральных ресурсов Сибири и Дальнего Востока" (Иркутск, 1993 г.); Первом и Втором Международных симпозиумах "Проблемы комплексного использования руд" (Санкт-Петербург,
1994 г., 1996 г.); Международной научно-технической конференции "Современные достижения в уголъно-сорбционных процессах" (Иркутск, 1996 г.); Международной конференции "Забайкалье на пути к устойчивому прогрессу" (Чита, 1997 г.); Втором Конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, 1999 г.); Научно-практической конференции "Состояние и перспективы развития минерально-сырьевого и горнодобывающего комплекса республики Бурятия" (Улан-Удэ, 1999 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы имеется 12 публикаций, в том числе четыре патента.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы из 183 наименований и содержит 165 страниц машинописного текста, 32 рисунка, 29 таблиц и 2 приложения.