Процесс цианирования: Цианирование золота – процесс выщелачивание золота цианидом

alexxlab | 25.07.1989 | 0 | Разное

Цианирование | SGS Россия

Компания SGS уже на протяжении десятилетий занимает лидирующие позиции по использованию технологии цианирования.

У нас есть соответствующее оборудование и опыт, которые необходимы для проектирования наиболее эффективного и экономичного цикла цианирования в процессе обработки золота. В состав нашей команды входят профессионалы мирового класса, которые разработали такие технологии, как CIP (уголь в пульпе), CIL (сорбционное выщелачивание), RIP (смола в пульпе) и RIL (выщелачивание с использованием смолы).

Компания SGS является лидером по обработке золота. Надежные технологии и опытные сотрудники дают возможность извлекать золото более эффективно, а также повысить уровень чистой прибыли в процессе добычи полезных ископаемых.

Цианирование стало промышленным стандартом для обработки золота более 100 лет назад. В процессе цианирования выщелачиватель или цианид просачивается через руду, содержащуюся в баках, колоннах или сваленную в кучу. Золото растворяется при помощи цианида и извлекается из кучи руды или колонн. Затем оно извлекается из насыщенного раствора методом адсорбции с использованием угля или смолы. Этот экономичный и проверенный метод извлечения позволяет получать золото из золотосодержащих руд, включая бедные и тугоплавкие руды.  

Специалисты компании SGS разработают карту технологического процесса по цианированию в лабораторных условиях, используя бутылочные тесты для получения параметров выщелачивания и оптимизации процесса извлечения золота. В процессе проведения этих тестов показания аэрации, щелочности, времени возбуждения и размера фракции строго контролируются, а полученные данные позволяют дать точную оценку относительно извлечения золота, а также количества используемой кислоты. Такие тесты позволяют определить параметры для опытного завода или данных восстановления для окончательной версии сайта.

Специалисты компании SGS используют данные, полученные в результате проведения бутылочных тестов, для определения наиболее приемлемых методик подготовки и извлечения для конкретной руды. Процесс цианирования включает:

Выщелачивание баков и колонн

Обычно в процессе цианирования руда размещается в баках или колоннах. Цианид просачивается через руду и растворяет золото, которое затем извлекается из выщелачивателя методом адсорбции с использованием угля или смолы. Размер фракции, уровни кислорода и щелочности строго контролируются для достижения максимального показателя извлечения золота.

Кучное выщелачивание

Выщелачивание способствует рентабельному извлечению золота даже из руды низкого сорта. Перед кучным выщелачиванием рядовая руда из рудника (ROM) или пульпа ссыпается в кучи высотой от 10 до 20 м, которые располагаются на непроницаемом слое. Жидкий цианид разбрызгивается над кучей, проникает через руду и растворяет имеющееся золото. После чего полученная жидкость направляется в бассейн. Цианид, насыщенный золотом, подается насосом через колонны, где извлекается золото. Экономичное кучное выщелачивание имеет значительное количество преимуществ, которые приведены ниже.

• Уменьшаются затраты на пульверизацию, поскольку руда дробится, а не измельчается.
• Цианид повторно используется при кучном выщелачивании. Это позволяет уменьшить количество цианида в производственном процессе. 
• Этот процесс особенно походит для руды низкого качества и руды с высоким содержанием глины.

Извлечение золота

Адсорбция с использованием водорода и смолы

Ученые компании SGS разработали и продолжают совершенствовать эти экономичные, проверенные временем процессы по извлечению золота из насыщенного цианида. Активный водород эффективно извлекает золото из цианида, поскольку золото адсорбируется в поры угля. Этот процесс породил такие технологии как CIP (уголь в пульпе), CIL (уголь в щелочи) и CIC (уголь в колоннах).

Недавно компания SGS стала лидером по обработке золота с развитием технологий, в которых используется смола. В этом случае золото адсорбируется в частицы синтетической смолы, а не поры активированного угля. Этот процесс является более эффективным, простым для контроля и надежным по сравнению с технологиями на основе угля.

Варианты этого процесса включают:

• Уголь в пульпе (CIP)  
• Уголь в щелочи (CIL)
• Уголь в колоннах

RIL (смола в щелочи)/RIP (смола в пульпе)

В последние годы смола заменяет уголь на этапе адсорбирования золота. Компания SGS была лидером в разработке этой технологии. Процесс используемый в технологии адсорбирования с использованием смолы схож с процессом, в котором используется уголь, но здесь гранулы активированного угля заменяют частицы синтетической сферической смолы. Этот процесс имеет некоторые преимущества при обработке золота:

• размер частиц синтетической смолы в большей мере соответствует размеру частиц смолы природного происхождения, что облегчает контроль при добавлении адсорбента;
• улучшенные результаты извлечения из огнеупорной руды или руды, содержащей высокий уровень глины или органических соединений; 
• Частицы смолы являются более стойкими, и поэтому восполнять их количество не требуется так часто, как в случае с углем, а это в свою очередь снижает эксплуатационные расходы.

Сотрудничайте с компанией SGS и используйте наш всемирно известный опыт и технологические возможности, чтобы повысить скорость извлечения золота и сделать этот процесс максимально эффективным.

Cорбционное цианирование при добыче золота: что это и каковы перспективы

Один из самых ответственных этапов в процессе золотопереработки — извлечение металла из руды. Часть в виде крупных зёрен вынимают ещё в начале технологического процесса. Но всегда остаётся золото, которое не извлечешь с помощью механических способов. Здесь на помощь приходит технология сорбционного цианирования. В чём её сущность, каковы перспективы, и насколько актуальны эти решения для российских добытчиков?

Фото: polymetalinternational.com

Прорыв в металлургии цветных металлов

«Благодаря своим технологическим, экономическим, а также (как это ни  странно звучит на первый взгляд) экологическим преимуществам перед другими альтернативными вариантами металлургической переработки золоторудного сырья, цианирование вот уже на протяжении более 110 лет прочно занимает главное место в технологии производства золота.

С его помощью за последние 20 лет в мире добыто более 90% металла. В настоящее время из многих сотен действующих золотоизвлекательных фабрик лишь единицы работают без применения цианирования. И такая тенденция, очевидно, сохранится еще на долгие годы», — пишет в своей статье «Ионообменная технология извлечения золота: взгляд из «дальнего зарубежья» главный научный сотрудник ОАО «Иргиредмет», доктор технических наук Василий Лодейщиков.

В 70–80 гг. ХХ века эту технологию усовершенствовали, началось использование сорбентов — угля или ионообменных смол.

«Что подразумевают любые химические процессы? Нужно сначала растворить металл, отделить твёрдую фазу от жидкой, и уже из жидкой фазы выделять металл в виде какого-то соединения. Сорбционные технологии позволяют это разделение не проводить, а сразу отправлять в пульпу, где есть и твёрдая фаза, и цианистые растворы, содержащие растворённое золото. Здесь растворённые ионы золота сорбируются на уголь. Химического взаимодействия, какой-то реакции с углём не происходит.

За счёт того, что поверхность угля имеет положительный заряд, происходит физическое взаимодействие — ионы «притягиваются» к сорбенту. Затем насыщенный уголь отделяют от обеззолоченной пульпы на специальных сетках, то есть исключается трудоёмкая операция фильтрации пульпы», — объясняет технологию на  примере активированного угля заведующий кафедрой технологии золотосодержащих руд Сибирского федерального университета, кандидат технических наук Надежда Перфильева.

Можно сказать, что сорбционные технологии стали настоящим прорывом в металлургии. Стало возможным извлекать частицы золота размером меньше 74 микрон, которые нельзя увидеть невооруженным глазом. Неудивительно, что, по словам генерального директора ООО «Мангазея Золото» Михаила Гусева, сорбционное цианирование, или, как его ещё называют, «Уголь-в-пульпе» (CIP, carbon in pulp) является одной из самых популярных технологий для извлечения драгоценного металла.

«Для ЗИФ «Наседкино» мы выбрали её как наиболее эффективный метод добычи золота из руды. Она в  наибольшей степени подходила для конкретного технологического типа руд на  месторождении по сравнению с  флотационным способом, который не давал в данном конкретном случае соответствующего эффекта. В 2021 году мы планируем добыть порядка 2,7 тонн золота: такого роста объёмов добычи мы планируем достичь за счёт расширения работ в «Наседкино», — рассказывает Михаил Гусев.

Выщелачиваем золото из «куч»

Ещё одна вариация технологии цианирования — это кучное выщелачивание. Руду не отправляют на фабрику, а укладывают в штабели прямо на производственной площадке, орошают цианистым раствором, и золото, растворяясь, собирается в ёмкости.

«На руднике «Савкино» для извлечения золота мы используем технологию кучного выщелачивания. По сути, мы продрабливаем руду, не измельчая её, и затем проливаем её раствором цианида. После этого раствор собирается из-под штабеля и прогоняется через емкость с углем: золото из цианистого раствора высаживается в уголь. После этого проводится десорбция золота с  угля. Далее весь процесс выстроен тем же образом, что и на ЗИФ «Наседкино», отличие лишь в оборудовании», — рассказывает Михаил Гусев.

Руду сортируют, дробят до нужной крупности, чтобы раствор хорошо проходил через этот штабель, поясняет Надежда Перфильева. Если глины окажется слишком много и сам штабель будет неравномерным по плотности, то раствор просто промоет каналы и не будет просачиваться через весь объём руды.
Кучное выщелачивание имеет как ограничения, так и преимущества.

С  одной стороны, его можно применить не  ко всякой золотосодержащей руде  — в ней должно быть минимум разных примесей, которые при цианировании переходят в раствор. С другой стороны — методом кучного выщелачивания можно перерабатывать «отвалы» с низким содержанием золота, которые просто нет смысла везти на фабрику. Среди крупных золотодобывающих компаний не только «Мангазея» использует кучное выщелачивание.

Так, «Селигдар» на своих месторождениях в  Якутии этот метод начал применять ещё 20 лет назад. Примерно в  это же время — в конце 1990-х годов кучное выщелачивание в  Минусинской котловине начала применять компания «Золотая звезда». Хотя в целом в  нашей стране, в частности в Сибири, внедрению этой технологии мешало короткое лето. А, например, в ЮАР таких ограничений не  существовало, и кучное выщелачивание появилось там намного раньше — в 1980-х годах.

В поисках идеального сорбента: уголь или смола?

До этого речь шлыа о технологии сорбционного цианирования с помощью угля. Действительно, она сейчас широко распространена на рынке, но в качестве сорбента можно использовать и ионообменные смолы. Если уголь  — продукт, полученный при обработке природных материалов, то смолы — продукт синтеза. И если с углём происходит физическое взаимодействие ионов растворенного золота, то со смолами — химическая реакция.

Эти две технологии начали развиваться одновременно в 1970–80-х годах. В своей статье профессор Лодейщиков отмечает, что в СССР ионообменную технологию извлечения золота из цианистых пульп начали использовать в промышленных масштабах уже в 1969 году.

Первопроходцем стал гидрометаллургический завод №2 (ГМЗ-2) Навоийского горно-металлургического комбината в Узбекистане. Ионообменная смола АМ-2Б для этого предприятия была синтезирована в 1968 году на Приднепровском химическом комбинате.

В то же время в западных странах в  качестве сорбента использовали уголь. Отличие в подходах объясняется разной доступностью сырья.

«Изначально активированный уголь получали из скорлупы кокосовых орехов. И первыми начали его применять золотопромышленники ЮАР. В СССР пытались получать активированный уголь из древесины берёзы, но он получался непрочным, разрушался буквально через один-два цикла», — объясняет Надежда Перфильева.

Уголь имеет ряд конкурентных преимуществ перед смолой. Во-первых, он более избирателен. Ионы золота относительно малые по размерам, поэтому процесс сорбции происходит легко. А,  например, частицы железа намного крупнее, и уголь просто не может их «удержать», поэтому они остаются в  растворе. Напротив, смолы вступают в реакцию с большим количеством растворенных веществ, помимо золота, от которых потом нужно избавляться.

Во-вторых, поменялось качество руды, и применение смол теперь не всегда оправдано.

«Когда технология только внедрялась, смола была интересна, потому что перерабатывались более простые руды, когда примесей немного, а золота достаточно. В этих условиях смола работала эффективно. Сейчас в переработку берут «упорные» руды, где содержится больше разных компонентов помимо золота, и при использовании смолы, обладающей значительно меньшей избирательностью к примесям, чем уголь, требуются более сложные и дорогие схемы регенерации сорбента.

Раньше смола поглощала до 10 мг золота на грамм смолы. Сейчас максимальная ёмкость смол на современных фабриках, которые работают на упорных рудах, — порядка 1–2 миллиграммов, то есть она уменьшилась фактически в 10 раз», — описывает недостатки смол Надежда Перфильева.

Наконец, в-третьих, себестоимость производства смол намного выше, чем у угля.

Получается, что смолы обречены, а  за  углём — будущее на рынке сорбентов?

Ренессанс ионообменных смол

Да, уголь широко применяют и в фабричных условиях при переработке руды, и при кучном выщелачивании. Тем не менее ответ на этот вопрос не так однозначен и будет отличаться в  каждом отдельном случае. Нужно учитывать и другие факторы. Свои недостатки есть и у угля, равно как и достоинства у смол.

«Трудно сказать, что эффективнее, нужно подсчитывать в каждом конкретном случае. Смола дорогая, но она дольше может работать, выдержать больше циклов. Уголь быстрее разрушается, он подешевле, но расход здесь больше.

То есть по затратам они выходят со смолой на один уровень. Поэтому сейчас очень серьёзно занимаются разработкой новых видов смол. И сейчас, не знаю, к счастью или к сожалению, смола возвращает свои позиции за счёт большей устойчивости. Поэтому говорить, что развивается только технология сорбции на угле — неправильно. Начали развиваться эти технологии одновременно.

Сначала расширял своё присутствие уголь. Но меняются сырьевая база, состав руд, технологии производства сорбентов. Поэтому теперь пошёл обратный процесс. Смолы стали более качественными и на некоторых предприятиях заменяют уголь», — резюмирует Надежда Перфильева.

В чём причины недолговечности угля? Надо пояснить, что он разрушается не  только в процессе сорбции, но  и  в  результате регенерации, которую нужно проводить после каждого цикла. Цианирование может происходить только в щелочных растворах, а  самой дешёвой щелочью является кальциевая. Когда её используют при переработке сульфидных руд, образуется гипс. Гипс осаждается на поверхности угля, покрывая его плотной коркой. Разумеется, после этого сорбировать золото уголь уже не может.

Также с его поверхности надо удалять поверхностные пленки, которые образуются за счет сорбции флокулянтов, флотореагентов, машинного масла и т. д. Для этого нужны кислотная обработка и обжиг при высокой температуре. Разумеется, от этого уголь разрушается. Смолы тоже нужно очищать от примесей, но здесь всё происходит через химические реакции.

Ситуацию усугубляет тот факт, что многие компании, стремясь сэкономить, ищут сорбент подешевле. Сейчас на рынке много поставщиков, большинство из них из Китая, и найти недорогой уголь — не проблема. Однако в погоне за дешевизной нужно быть готовым «нарваться» а уголь низкого качества, который разрушится уже после нескольких циклов. То есть производство угля выросло, но среднее качество продукта за последние годы снизилось.

К ионообменным смолам начали присматриваться и в западных странах. Впервые технологию «смола — в пульпе» там применила компания «Голден Джубили» в Южной Африке в 1988 году. В ходе сопоставительных испытаний они выявили ряд преимуществ синтетических сорбентов. Среди них меньшая (в  3–4 раза) загрузка смолы по сравнению с углём; более высокая ёмкость смолы по золоту и, соответственно, значительно меньшее количество сорбента, подлежащее элюированию и  регенерации; в 5 раз меньшие по сравнению с углём потери с хвостами цианирования.

Ещё одно существенное преимущество — то, что в отличие от  активированных углей ионообменные смолы менее склонны к органическим загрязнениям, в частности к жидким углеводородам, и поэтому могут быть успешно использованы в комбинации с  различными экранирующими добавками. В результате специалисты «Голден Джубили» пришли к выводу, что применение смол более экономично при извлечении золота из сорбционно-активных углеродсодержащих руд, пишет Василий Лодейщиков.

Это ещё раз подтверждает, что вопрос о выборе типа сорбента следует решать в каждом конкретном случае, учитывая особенности руды.

Фото: mangazeya.ru

Не навредить природе

Добыча золота с применением технологии сорбционного цианирования потенциально несёт большую угрозу для окружающей среды. Предприятиям нужно вкладывать серьёзные деньги на восстановление среды, обезвреживание стоков, оборудование «хвостохранилищ», к которым предъявляются очень жёсткие требования. Конечно, разрабатываются другие реагенты помимо цианистого раствора. Многие из них прекрасно работают в лаборатории, но масштабировать их до тех объёмов, в которых применяется цианирование, пока не получается.

Отдельная тема — утилизация разрушенного угля, или, как его ещё называют, «сечки». К сожалению, пока нет эффективной технологии его переработки на месте. Но в этом направлении ведётся активная работа, тем более что здесь есть не только экологический, но  и экономический интерес. Ведь в  уже отработанном сорбенте тоже есть золото, пусть и немного.

Сейчас разрушенный уголь отправляют на металлургические предприятия на Урале, где его добавляют при плавке и извлекают золото. Но это очень далеко  — представьте затраты на перевозку больших объёмов угля с Дальнего Востока на Урал. Частично переработкой занимался завод цветных металлов в  Красноярске. Но об окончательном решении проблемы речь пока не идёт.

К сожалению, не весь отработанный уголь удаётся «уловить», часть его всё равно попадает на «хвостохранилища», где уже скопилось большое количество переработанной руды с остатками золота. Сюда же с твёрдой фазой попадает часть цианистого раствора.

В «хвостохранилище» растворение золота продолжается, оно переходит в  цианистый раствор, а «сечка» на себя его сорбирует. То есть начинаются внутренние процессы в этих отвалах. Но так как уголь лёгкий по сравнению с рудой, он всплывает. Появляются целые «острова», где содержание золота в десятки, сотни раз больше, чем в  целом по «хвостохранилищу», — рассказывает Надежда Перфильева.

Это открывает новые возможности. Сегодня многие предприятия уже занимаются разработкой этих техногенных месторождений, но вопрос об эффективных технологиях их переработки пока все ещё стоит на повестке дня.

Заглянем в будущее

Какие перспективы у сорбционного цианирования? Следует ли нам ждать новых прорывов, или технология уйдёт в прошлое? Начать следует с того, что сорбционное цианирование — экономически эффективная технология.

«Сегодня подобное производство является весьма рентабельным, что объясняется достаточно высокой ценой золота на рынке», — комментирует г-н Гусев.

Надежда Перфильева также отмечает высокую эффективность процесса, что на определенном этапе даже привело к идейному «застою» в этой сфере.

«Цена на золото за последние годы поднималась и опускалась, а рентабельность этого процесса неизменно оставалась очень высокой. Себестоимость извлеченного таким способом золота намного ниже рыночной стоимости драгоценного металла. Поэтому производителям пока нет причин задумываться, чтобы как-то снижать эти затраты. Здесь нет каких-то серьёзных проблем. Всё и так работает хорошо. Конечно, они могут поменять сорбент, оборудование. Но технологически процесс сорбции альтернативы пока не имеет», — констатирует Надежда Перфильева.

Конечно, одно из возможных направлений развития цианирования — исключить стадию сорбции.

«В тонне руды примерно 2 грамма золота, по одному грамму мелкого и  крупного. Крупное золото может быть эффективно извлечено на стадии гравитационного обогащения в «голове» технологической схемы переработки руды с получением 10 г концентрата с высоким содержанием золота. И этот концентрат уже можно перерабатывать, используя технологию интенсивного цианирования.

Для этого нужны высокие концентрации цианида и кислорода, определенное давление, высокая температура. При этом получают раствор с высоким содержанием золота, которое можно выделить, минуя сорбцию золота в катодный металл. То есть альтернативы есть», — рассказывает Надежда Перфильева.

Эта технология появилась позже, чем сорбционное цианирование, уже в начале века. Однако для её применения в руде должно находиться крупное свободное золото. Когда крупного золота нет — её уже не получится использовать.

Потерянное лидерство

Казалось бы, поворот рынка в пользу ионообменных смол должен был пойти на руку России, где ещё с советского периода должны были сохраниться традиции производства синтетических сорбентов. Однако этого не произошло.

Начать следует с того, что производство ионообменных смол после распада СССР осталось на Украине. Долгое время российские золотопромышленники, в том числе такая крупная компания, как «Полюс», работали на смоле из соседней республики.

Но потом стали нарушаться технологии производства, упало качество продукта. Сказались и политические неурядицы между двумя странами. Поэтому сейчас отечественные компании применяют импортные реагенты, главным образом из Китая.

«Пока нет предпосылок к тому, что собственное производство сорбентов будет налажено в России в ближайшие годы. В своё время свернули разработки по смолам в нашей стране, а теперь, когда ситуация изменилась, оказалось, что мы отстали. Но сейчас производители в этом просто не видят необходимости, пока есть много продукции из Китая», — констатирует Надежда Перфильева.

Таким образом, у технологии сорбционного цианирования пока нет достойных конкурентов на рынке. Производители оборудования, реагентов и  сорбентов могут спать спокойно — спада спроса на их продукцию не ожидается. К сожалению, среди них практически нет российских компаний. Как это ни грустно, наша страна больше не является лидером в сфере научных разработок и производства ионообменных смол.

Михаил Гусев, генеральный директор ООО «Мангазея Золото»

Михаил Гусев, генеральный директор ООО «Мангазея Золото»

«Производственный процесс на предприятии выстроен таким образом: в начале золотоносная руда тонко измельчается, а затем золото растворяется с помощью цианидного выщелачивания в серии резервуаров. Затем в выщелачиваемую суспензию добавляется гранулированный активированный уголь.

Он поглощает золото из суспензии и затем удаляется из нее с помощью сит: получается насыщенный золотом уголь. В процессе используется система из чанов с механическим перемешиванием: угольная и рудная суспензии поэтапно контактируют друг с другом в противоточном режиме. Противоток позволяет увеличить степень поглощения золота углем.

На ЗИФ «Наседкино» используется гравитационно-цианистая схема для извлечения золота. То есть к технологии «Уголь-в-пульпе» добавляется технологический этап, в котором первое золото из руды высаживается с помощью гравитации: это эффективно для переработки руды со свободным золотом. На производстве мы используем оборудование компаний CITIC, Knelson и Metso.

Для обработки гравиоконцентрата применяется реактор ACACIA. Верхнеуровневая система автоматизации на предприятии позволяет нам осуществлять управление производством преимущественно в автоматическом режиме».

---

Текст: Андрей Халбашкеев

В ноябре 2021 года Группа компаний «РИВС» отметила свое 30-летие

По материалам конференции.

Технические решения для повышения эффективности переработки высокомедистой золотосодержащей руды

Доклад подготовил Максим Вячеславович Залесов, ведущий инженер-технолог департамента гидрометаллургии АО «НПО «РИВС», аспирант 3-го курса Горного университета.

В своем выступлении эксперт рассказал о лучших мировых практиках по переработке высокомедистых золотосодержащих руд и повышению эффективности переработки сырья. Доля руд с низким содержанием золота и сложным составом увеличивается, в связи с чем традиционные технологии переработки становятся малоэффективными.

Поэтому поиск новых рациональных способов переработки является перспективным направлением исследований.

Золото-медьсодержащее сырье относится к категории упорных руд. Медные минералы имеют различные показатели растворимости, при этом большинство из них достаточно хорошо растворяются в цианидной среде. На данный момент не существует универсальной технологии, позволяющей рентабельно перерабатывать любые типы упорных руд. Зачастую для каждого конкретного месторождения необходимо разрабатывать уникальную технологию. При этом предварительно требуется изучить химический, минералогический состав сырья, оценить соотношение нецианируемых форм золота и меди и т. д.

В мировой промышленной практике существует ряд способов повысить рентабельность переработки золото-медьсодержащего сырья. К ним, в частности, относится технология рециклинга цианида. Еще в 20-ых гг. прошлого века был изобретен AVR процесс — первая технология регенерации цианида. Ее преимущество заключается в возможности извлекать цианид не только из чистых растворов, но и из пульп.

Однако такие очевидные минусы AVR, как высокие эксплуатационные издержки и опасные условия работы, не позволяют внедрить технологию повсеместно.

Процесс AVR начинается с поступления цианид-содержащей пульпы/раствора в агитационную емкость для подкисления (рис. 1). Далее смесь поступает в десорбционную колонну, в которую в режиме противотока по дается воздух и происходит возгонка синильной кислоты. С потоком воздуха циановодород попадает в следующую колонну, где осуществляется абсорбция цианида.

Рис. 1. Схема процесса AVR

Если в переработку вовлекаются растворы с высоким содержанием меди, pH растворов выдерживается на более высоком уровне по сравнению со стандартной технологией. Использование раствора с уровнем pH ниже трех ведет к образованию высокотоксичного осадка цианида меди, что заставляет внедрять отдельные операции по обезвреживанию, переработке или утилизации полученного медного осадка.

Позднее на базе процесса AVR по явились новые возможности регенерации цианидов. В процессах AuGMENT и Vitrokele применяются ионообменные смолы, позволяющие извлекать цианид и медь. В технологии Cyanisorb используются усовершенствованные конструкции абсорбционных колонн. Процесс AVR на ЗИФ «Холбинский» отличается внедрением инновационной центробежно-барботажной установки, ускоряющей массообменные процессы.

В качестве альтернатив AVR в 1980– 1990-х гг. были разработаны SART и MNR процессы. Они предполагают разделение жидкой и твердой фазы путем сгущения, фильтрации, сульфидизации, подкисления цианидсодержащего раствора и обработки цианидов в скруббере. Медь из процесса выводится в виде концентрата, отдельной товарной продукции, за счет операции сгущения в случае использования технологии SART (рис. 2) и за счет фильтрации в ходе MNR процесса. Сегодня в мире семь золотоизвлекательных фабрик практикуют технологию SART.

Рис. 2. Аппаратурно-технологическая схема процесса SART

Преимущества процесса SART над AVR заключаются в том, что основная часть регенерируемого цианида остается в жидкой фазе и не требует возгонки синильной кислоты. Более того, процесс SART обеспечивает дополнительную экономию через попутное извлечение меди и серебра в случае их наличия в растворе. К недостаткам метода можно отнести высокие требования к чистоте исходного раствора, из-за чего технологическая цепочка усложняется дополнительными стадиями операций сгущения и фильтрации.

Отдельно докладчик выделил процесс холодной десорбции меди, решающий проблему ухудшения сорбционных свойств угля из-за накопления ионов меди в оборотном сорбенте. Холодная десорцбия не решает проблему высокого удельного расхода цианида натрия при переработке золото-медьсодержащего сырья, поэтому метод наиболее эффективен для переработки сырья с низким содержанием меди. Для переработки же концентратов с высоким содержанием меди больше подойдет регенерация цианида, которая позволит снизить высокий удельный расход выщелачивающего реагента и получить растворы, пригодные для многократного использования без снижения их растворяющей способности.

Департамент гидрометаллургии АО «НПО «РИВС» занимается вопросами организации рециклинга цианида.

На базе своих лабораторий компания выполняет комплекс исследований по изучению состава руды, форм нахождения полезных компонентов, оценивает влияние примесных элементов, физических характеристик руды на процесс обогащения руды и прямого извлечения золота.

Двустадиальная технология подготовки высокосернистого золотосодержащего сырья к цианированию

Доклад подготовила Виктория Александровна Григорьева, инженер-технолог департамента гидрометаллургии АО «НПО «РИВС», магистрант 2-го курса Горного университета

Цель работы — разработка эффективной комбинированной технологии для переработки упорного золотосодержащего сырья. Минерально-сырьевая база драгоценных металлов ежегодно сокращается. На данном этапе развития одностадиальные технологии подготовки не всегда позволяют достигнуть показателей, позволяющих сохранить производство драгоценного металла на требуемом уровне, поскольку на сегодняшний день практически четверть мировых запасов золота — это упорные руды.

Исследования проводились на флотоконцентрате, полученном из руды месторождения Бестобе (Казахстан): содержание золота — 55,4 г/т золота, при этом 22 % золота ассоциировано с сульфидами.

Упорный золотосодержащий концентрат перед операцией цианирования подвергается предварительной обработке одним из способов: обжиг, автоклавное окисление, био-окисление или атмосферное окисление материала ультратонкого помола (процесс Albion). С точки зрения эффективности технологии существенно отличаются по требуемым капитальным и эксплуатационным затратам, экологической нагрузке на окружающую среду, а также по показателю извлечения золота (рис. 3). Из-за ухудшения сырья и роста содержания мышьяка в рудах при ужесточении норм по выбросам газов в атмосферу производители все чаще отказываются от применения окислительного обжига, отдавая предпочтение гидрометаллургическим способам переработки.

Рис. 3. Сравнение методов предварительной обработки 

Лабораторные исследования проводились в четыре этапа, где первым стало прямое цианирование, на втором и третьем этапах перед цианированием применялись одностадиальные способы подготовки (автоклавное и бактериальное окисление), на четвертом — комбинированные способы (рис. 4).

Рис. 4. Комбинированные схемы подготовки сырья 

Результаты экспериментов показали, что при прямом цианировании уровень извлечения золота не превысил 56 %, что говорит о необходимости применения дополнительных операций по подготовке сырья.

Автоклавное окисление позволяет достигать высоких показателей извлечения золота за короткие промежутки времени, что повышает эффективность данного способа несмотря на высокие капитальные и эксплуатационные затраты. Процесс ведётся в автогенном режиме за счёт тепла, выделяющегося в ходе экзотермических реакций окисления сульфидов. Автогенный режим достигается при содержании серы в пульпе на уровне 6%, что позволяет снизить затраты на подогрев извне.

Однако применение автоклавной технологии для руд с содержанием сульфидной серы более 6 % — затруднительно. Происходит выделение избыточного тепла, для погашения которого пульпу разбавляют водой. Данный факт приводит к необходимости использования оборудования большего объёма, что повышает капитальные и эксплуатационные затраты и снижает технико-экономические показатели технологии.

Лабораторные испытания по автоклавному выщелачиванию показали, что извлечение золота находится на стабильно высоком уровне — 95–96 %, а с повышением температуры процесс окисления идет более полно, о чем свидетельствует увеличение расхода кислорода и цианида и уменьшение выхода кека (табл. 1).

№ опыта	Расход, кг/т		Выход кека, %	Содержание Au, г/т		Извлечение Au, %
	NaCN	CaO		До цианирования	После цианирования
1	25,1	6,9	95,9	55,4	4,29	95,24
2	21,4	6,5	99	55,4	4,51	94,65
3	19,4	6,2	97,2	55,4	2,92	96,47

Табл. 1. Результаты опытов по цианированию кеков после автоклавного окисления

Биологическое окисление — простой в эксплуатации процесс, но имеет ряд существенных недостатков: высокая продолжительность процесса и перерасход цианида, связанный с выделением серы в трудно окисляемой модификации в условиях проведения процесса. Исследования по биоокислению были проведены в ФИЦ Биотехнологии РАН, результаты по цианированию биокеков отражены в таблице 2.

Продукт		Степень окисления сульфидной серы, %	Извлечение золота цианированием, % П	Потребление NaCN, кг/т
Остаток биоокисления (БО)	2 сут.	50	68	18
	4 сут.	70	82	21
	6 сут.	79	88	25

Табл. 2. Результаты опытов по цианированию кеков после биологического

Применение био-автоклавного окисления в качестве комбинированной технологии позволило достигнуть высоких показателей извлечения золота (до 97 %) и снизить расход цианида (табл. 3).

Продукт		Степень окисления сульфидной серы, %	Извлечение золота цианированием, %	Потребление NaCN, кг/т
Остаток автоклавного окисления (АО) остатка БО	2 сут.	97	97	16
	4 сут.	98	96	6
	6 сут.	99	97	4

Табл. 3. Результаты опытов по цианированию кеков после биологического

Применение к упорному сырью Albion-процесса позволило достичь извлечения золота на 77–88 % (в зависимости от продолжительности атмосферного выщелачивания), а опыты с последующим автоклавным доокислением в течение12 часов показали, что комбинирование данных способов приводит к извлечению золота на уровне 93,2 % при значительном снижении расходов реагентов (табл. 4).

Продукт		Степень окисления сульфидной серы, %	Извлечение золота цианированием, %	Потребление NaCN, кг/т	Потребление CaO, кг/т
Остаток автоклавного окисления (АО)	АО кек после Albion 12 ч	97,88	93,22	2,53	3,63

Табл. 4. Результаты опытов по цианированию кеков по комбинированной схеме «Albion-POX»

При этом докладчик отметил, что исследования по опробованию технологии подготовки сырья к цианированию «Albion-POX» еще не завершены: предполагается проведение испытаний при увеличении продолжительности стадии атмосферного выщелачивания, ожидается достижение более высоких показателей извлечения.

Переходя к выводам, автор указывает на то, что показатель извлечения золота хоть и главный, но не единственный способ оценки эффективности применения технологий. Стоит учитывать капитальные и эксплуатационные затраты на проведение процесса, а также проводить целый комплекс исследований, включая технико-экономическое обоснование применимости той или иной технологии для конкретного материала.

Оценка эффективности метода обезвреживания хвостов цианирования с помощью активного хлора

Доклад подготовила Айгуль Закирова, техник-технолог лаборатории гидрометаллургии АО «НПО «РИВС».

Целью ее работы было определение оптимальной концентрации цианида натрия для высокого извлечения золота при минимальном расходе реагентов на обезвреживание хвостов цианирования.

Исследования проводились на руде одного из месторождений Урала. Содержание золота в использованной руде 1,2 г/т, серебра 14,7 г/т. По данным рационального анализа руды на золото, 86 % было пригодно для цианирования, 14 % представляли золото в сульфидах: пирите, арсенопирите, галените, халькопирите.

Стандарты промышленной и экологической безопасности обуславливают важность наиболее безопасного хранения хвостов цианирования. Самый надежный способ сделать это — полностью обезвредить цианиды перед складированием отходов. Для этого используется метод хлорирования с использованием гипохлорита кальция, позволяющий наиболее полно и необратимо разрушить цианиды и тиоцианаты в процессе реакции нейтрализации. Чаще всего применяется технический гипохлорит кальция с 31 % активного хлора, как наиболее доступный и эффективный реагент.

Параметры эксперимента приведены на рисунке 5. В эксперименте использованы два режима цианирования: поддержание постоянной концентрации на протяжении всего эксперимента и подкрепление раствора при снижении рабочей концентрации ниже половины от начальной.

Рис. 5. Параметры эксперимента и уровни концентрации реагента

Поддержание концентрации цианида натрия постоянной на протяжении всего эксперимента позволяет достичь высокого извлечения золота при значительной остаточной концентрации реагента — 0,42 г/л. В целом при увеличении времени выщелачивания можно извлечь большую долю полезного компонента, однако при уменьшении концентрации реагента извлечение ниже.

При подкреплении рабочего раствора цианида натрия при снижении ниже половины от начальной концентрации извлечение золота не снижается (табл. 5). Этот метод отличается меньшими остаточными концентрациями цианида: 0,22 г/л в зависимости от начальной концентрации реагента. Более подробно результаты экспериментов представлены в таблице 6.

Концентрация NaCN, г/л	Элемент	Концентрация в растворе (мг/л) в зависимости от продолжительности выщелачивания (ч)
		2	4	6	8	12	24	48
0,5	Au	0,28	0,30	0,30	0,30	0,31	0,31	0,31
	Ag	2,22	2,40	2,50	2,52	2,52	2,62	2,62
0,5	Au	0,65	0,66	0,71	0,72	0,74	0,74	0,74
	Ag	3,69	3,81	4,09	4,28	4,44	4,97	5,60
0,4	Au	0,58	0,64	0,68	0,68	0,73	0,86	0,86
	Ag	3,27	3,88	4,31	4,50	4,90	5,41	5,97
0,3	Au	0,28	0,29	0,30	0,30	0,30	0,30	0,30
	Ag	2	2,16	2,33	2,36	2,38	2,58	2,58
0,3	Au	0,53	0,61	0,68	0,69	0,70	0,70	н/д
	Ag	2,85	3,44	3,87	3,90	4,14	4,39	н/д
0,3	Au	0,50	0,50	0,55	0,57	0,58	0,71	0,73
	Ag	3,19	3,39	3,72	3,85	4,05	4,35	6,06
0,2	Au	0,26	0,50	0,58	0,64	0,67	0,75	0,75
	Ag	1,66	2,35	2,67	2,96	3,05	3,47	4,93

Табл. 5. Зависимость содержания полезного компонента в растворе от времени цианирования

Эксперименты по обезвреживанию пульпы хвостов сорбционного цианирования были проведены трехстадийно, опыты проводились при содержании твердого 40 %, скорости перемешивания не менее 250 оборотов в минуту, pH 10,5–11,5. Выщелачивание пульпы с переменной концентрацией цианида в процессе цианирования позволяет снизить удельный расход гипохлорита с 2,45 до 1,38 кг/т. При использовании дополнительного сгущения пульпы после цианирования расход гипохлорита составляет 0,61 кг/т руды. Остаточная концентрация цианидов в жидкой фазе пульпы при расходе реагента 0,92 кг/м3 или 1,38 кг/т составляет менее 1 мг/л.

Концентрация NaCN, г/л	Подкрепление	Время, ч	Расход реагентов, кг/т		Остаточная концентрация NaCNfree, г/л	Извлечение Au, %	Извлечение Ag, %
			NaCN	CaO
0,5	Постоянное	12	0,72	1,37	0,42	84,60	58,88
0,5	Менее половины	12	0,74	1,33	0,22	84,56	47,83
0,4	Менее половины	24	0,72	1,33	0,27	83,91	52,09
0,3	Постоянное	12	0,55	1,56	0,30	83	52,34
0,3	Постоянное с проведением механоактивации	12	0,45	1,55	0,30	83,14	55,2
0,3	Менее половины	24	0,63	1,33	0,17	81,63	40,56
0,2	Менее половины	24	0,52	1,47	0,10	78,40	34,53

Табл. 6. Результаты опытов по подбору оптимальной концентрации цианида

Режим цианирования, при котором рабочая концентрация цианида натрия поддерживается в первые два часа процесса и в последующем подкрепляется при снижении ниже половины от рабочей, позволяет получить высокое извлечение золота и наименьший расход реагентов на обезвреживание хвостов цианирования. Учитывая, что для промышленного применения рекомендуется использовать расход Ca(OCl)₂, увеличенный на 20–30 % (защита процесса обезвреживания от скачков содержания NaCN), рекомендуемый расход реагента в пересчёте на 100 % активного вещества составит 1,72 кг/т руды.

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 4 (54)/декабрь 2021 г.

Cyanidation

Металлургическое содержание

• Общая теория о цианидировании золота
  • Цианидные растворы
  • Плотность растворов выщелачивания
• Эффект аерации на цианидную процесс
• Департамент. Цианирование в процессе измельчения
  • Классификация
• Концентрация цианида в контуре измельчения
• Сгущение
• Влияние перемешивания на цианидирование
• Пояснение
• Процесс осаждения золота с помощью цинка
• Анализ скрининга – микрон
• Флотация и цианидирование по сравнению с цельным цианидом
11111111111111111111111111111111111119.1111111111111111111111111tion Противоточная декантация
• Осаждение древесным углем/углеродом
• Обработка графитовых золотых руд
• Цианирование золота TestWork

Процесс цианирования золота — самый важный из когда-либо разработанных методов извлечения золота из его руд. Причины широкого распространения цианирования  являются экономическими, а также металлургическими. Обычно он обеспечивает более высокое извлечение золота, чем амальгамирование пластин, и его легче эксплуатировать, чем процесс с хлором или бромом. Он производит конечный продукт в виде практически чистого металла. Таким образом, продукция крупного цианидного завода будет представлена ​​сравнительно небольшим золотым слитком, который легко транспортировать. Соответственно, золотые прииски могут быть расположены в относительно труднодоступных районах, куда можно добраться только самолетом или поездом на мулах.

Однако металлург по золоту должен быть знаком с другими процессами обработки золота, такими как амальгамация и флотация, поскольку они часто используются в качестве вспомогательного средства при цианировании.

Общая теория цианирования золота 

Перед тем, как перейти к теории процесса цианирования, полезно сделать краткий обзор химических свойств золота.
Золото не окисляется (не тускнеет) при обычных температурах и не растворяется в серной, азотной или соляной кислотах. Растворяется в царской водке (смесь азотной и соляной кислот), а также в некоторых соединениях хлора и брома. На последней реакции был основан бромцианидный метод, использовавшийся для некоторых упорных руд на заре добычи золота в Австралии. Золото растворяется в ртути, соединяясь с ней в амальгаму. Однако главное химическое свойство, представляющее коммерческий интерес, заключается в том, что золото растворяется в разбавленных растворах цианидов.

В основе цианидного процесса лежит то, что слабые растворы цианида натрия или калия обладают преимущественным растворяющим действием на мелкие частицы металлического золота и серебра по сравнению с другими материалами, обычно присутствующими в золотых рудах. Тем не менее, есть несколько минералов, известных как цианициды, которые имеют вредные эффекты, которые обсуждаются позже.

Цианид – это общий описательный термин, обычно применяемый к цианиду натрия, NaCN. Однако ранние работы по цианированию были основаны на использовании цианида калия, и сила раствора, а также основные формулы все еще основаны на этом химическом веществе. Следует отметить, что цианогенный радикал (CN) на самом деле обладает растворяющей способностью, а щелочное основание калия, кальция или натрия просто придает соединению химическую стабильность.

Основное различие между щелочными цианидами, помимо их стоимости, заключается в их относительной растворяющей способности. Это полностью зависит от процентного содержания присутствующего цианогенного радикала.

Общепринято уравнение Эйснера, выражающее действие золота в разбавленных растворах цианидов; 4 Au+ 8 KCN + O2 + 2h3O = 4 KAu(CN)2 + 4 KOH. Так, при воздействии цианида на свежие поверхности золота в водном растворе, содержащем свободный кислород, будет образовываться цианистое соединение золота и гидроксид (щелочной).

Растворы цианидов

Концентрация раствора обычно составляет около одного фунта цианида (эквивалент KCN) на тонну раствора (воды). Это обычно достаточно сильно для большинства прямых циклов цианирования, и экспериментальная работа показала, что максимальная растворяющая способность достигается при этой концентрации. Кроме того, слабый раствор менее подвержен влиянию цианидов, и снижается опасность отравления парами, образующимися при испарении в жаркую погоду.

Золотосодержащие сульфидные концентраты, полученные столовым концентрированием или флотацией, часто обрабатывают более концентрированными растворами. Эти концентраты обычно требуют очень тщательного изучения, как будет показано ниже.

Прочность растворов обычно выражается в фунтах эквивалента цианида калия на тонну раствора. 1 фунт цианида на 1 тонну воды = 0,05% раствор; 2 фунта, 10% и т. д.

Температура раствора также важна для поддержания эффективного растворяющего действия. Особенно в холодном климате растворы часто нагреваются примерно до 70 ° F. Выше этой температуры потеря цианида при разложении становится серьезным фактором. Теоретически золото быстрее всего растворяется в растворе при температуре 138 °F.

Плотность выщелачивающих растворов

Чтобы поддерживать максимальную производительность и минимальные потери ценного материала в растворе, обычно рекомендуется поддерживать максимальную плотность в контурах мельницы. Следует иметь в виду, что на каждую тонну воды, добавленную в мельничный контур, необходимо удалить тонну воды для поддержания равновесия. Этот сбрасываемый раствор содержит не только реагенты, такие как известь и цианид, но и растворенное золото, пусть даже в незначительных количествах.

Чем выше плотность подачи в мешалку, тем больше производительность мешалки, или, наоборот, требуется меньшее или меньшее количество мешалок. Предполагая, что руда, в которой твердые вещества имеют удельный вес 2,6, одна тонна твердых веществ в виде 30% твердых веществ (70% раствор) будет занимать 86,7 кубических футов, в то время как при 50% твердых частиц будет занимать только около половины этого пространства, а именно 44,31 кубических футов. . Также существует склонность к большему осаждению фракций песка, что может вызвать механические трудности при обработке разбавленной пульпы. Соответственно, плотность мешалки обычно поддерживается на уровне от 30% до 60% твердых частиц. Производительность помола в шаровой мельнице также ограничивается, если плотность падает ниже 70% твердых частиц.

Влияние аэрации на процесс цианирования

Еще одним важным условием успешного цианирования является наличие свободного кислорода. Чистый кислород слишком дорог в использовании, вместо этого обычным источником необходимого газообразного кислорода является атмосферный воздух. С использованием озона было проведено несколько интересных экспериментов, но эта практика не получила коммерческого применения из-за высокой стоимости.

Для эффективного растворения необходимо, чтобы воздух вступал в реальный физический контакт с частицами золота. Поскольку эти частицы обычно очень редко распределяются по пульпе, это означает, что пузырьки воздуха должны быть тщательно диспергированы и использован огромный избыток сверх теоретической потребности в воздухе. В разделе Боковые эрлифтные мешалки указаны необходимые объемы воздуха.

Также использовались окислители. Эти окислители могут быть перекисью натрия, перманганатом калия или двуокисью марганца. Они действуют двояко: в зарождающемся или активном состоянии, ускоряя таким образом растворение золота, и в результате окисления вредных примесей, которые могут присутствовать в руде или растворе.

На некоторых заводах было обнаружено, что из-за увеличения тоннажа или изменения состава руды необходима дополнительная аэрация. Для этого использовались различные методы, один из которых, как сообщалось, заключался в размещении кольца воздушных струй по окружности каждой из мешалок. В данном конкретном случае мешалки были размером 18 футов на 21 фут, и на каждом кольце было размещено восемь таких форсунок. Форсунки состоят из ¼-дюймовой трубы, идущей от 1-дюймового коллектора, равномерно распределенной по окружности резервуара мешалки и выступающей на 10 футов ниже поверхности пульпы. Использовался воздух под высоким давлением от шахтных компрессоров. В дополнение к обычному эрлифтному перемешиванию этих машин происходила интенсивная аэрация и перемешивание.

Другой метод основан на рассредоточении потока пульпы при его поступлении в различные резервуары в один большой густой поток. Лотки на этом участке были построены из стального листа толщиной 1/16 дюйма, высотой около 4 дюймов и площадью 2 фута. К днищу этих лотков была приварена стальная сетчатая пластина размером ¼ дюйма. Эти корзины или сита были подвешены на расстоянии около 1 фута под каждым разгрузочным желобом или трубой, и поток потока пульпы распространялся, чтобы покрыть как можно большую часть сита. Таким образом, один поток пульпы был преобразован во множество потоков. С одной стороны экрана, на дюйм или около того ниже, закреплена 1-дюймовая труба, соединенная с основной линией сжатого воздуха. Небольшие отверстия на расстоянии около 1 дюйма прокалывают по всей длине, обращенной к потоку пульпы. При включении воздуха многочисленные потоки целлюлозы, проходящие через сито, разбрасываются по баку очень мелкими частицами. Мякоть при таком способе намного лучше аэрируется, чем при первом способе.

Другим методом, отмеченным в полевых условиях, является вставка через стенки резервуара, значительно ниже верхней части пульпы, трубы диаметром ¾ дюйма, на концах которой надежно закреплен резиновый шланг длиной около 6 дюймов. Конец этого резинового шланга, в свою очередь, закреплен деревянной заглушкой, надежно закрепленной на месте. Затем перочинным ножом вдоль нижней части резинового шланга делается тонкий надрез. Когда сжатый воздух включен, давления воздуха достаточно, чтобы открыть эту щель и позволить воздуху попасть в мешалку. Однако, если по какой-либо причине давление воздуха падает, резиновая щель автоматически закрывается при снижении давления, и пульпа не попадает в воздуховод.

Процесс разложения реагентов

Как было указано ранее, количество реагентов, действительно необходимых для растворения золота, чрезвычайно мало. Однако часто количество используемых реагентов намного выше, и определенные причины должны быть выявлены и, если возможно, устранены. Их можно кратко перечислить следующим образом:

1. Загрязненная вода
2. Цианициды
3. Механические потери

Источник воды очень важен не только с точки зрения количества, доступного в любое время, но и с точки зрения качества. В некоторых районах доступна только вода из небольших озер или прудов, поэтому она часто загрязнена органическими веществами и растворимыми солями. Эта вода может сильно снижать свое действие. Может потребоваться дополнительная обработка известью до того, как эта вода попадет в возвратный поток мельницы. Растворы нитрата свинца могут быть добавлены для облегчения осаждения растворимых солей. Также используются химические окислители, такие как перманганат калия. Некоторые из этих проблем также обсуждаются далее в разделе «Разъяснение».

Некоторые материалы, известные как цианициды, могут присутствовать в руде. Цианициды можно определить как встречающиеся в природе материалы, разрушающие цианиды. Пирротин — один из самых известных. Он соединяется с цианидом, образуя ферроцианид и сульфоцианид. Утверждается, что антимонит требует чрезвычайно низкой щелочности, чтобы предотвратить его растворимость в растворе. Обратное верно в случае сфалерита, где высокое содержание извести снижает растворимость цинка.

Руды часто содержат сульфиды меди, сурьмы, мышьяка, кобальта или никеля, которые переходят в раствор под действием цианида.

Хотя скорость растворения этих материалов можно до некоторой степени контролировать, растворы со временем теряют свою эффективность из-за повторного использования. Затем необходимо стравить часть загрязнённого раствора и восстановить баланс добавлением свежего бульона. После того, как растворы были деаэрированы и осаждены, их также необходимо положительно аэрировать перед повторным использованием. Эту аэрацию часто осуществляют, позволяя потоку раствора падать вертикально на несколько футов в открытый бак с раствором. Эта аэрация не только восстанавливает свободный кислород в растворе, но также частично регенерирует некоторое количество связанного цианида.

Механические потери происходят двумя способами:

1. Случайные потери.
2. Собственные потери.

Первый из-за разливов и утечек из-за плохой конструкции желоба и разливов из бака. Потери также возникают, когда необходимо опорожнить мешалки, классификаторы или резервуары сгустителя из-за перебоев в подаче электроэнергии или механических неисправностей.

Собственные потери также можно рассматривать с двух точек зрения, а именно, возникающие только в новой цепи и возникающие непрерывно. Первый возникает из-за проникновения растворов в резервуары со свежей древесиной и может происходить в течение двух или трех месяцев. Во-вторых, из-за потерь из-за сбросов фильтров и т. д. Естественно, желательно свести эти потери к минимуму, поскольку они представляют собой фиксированную плату за эксплуатационные расходы. Например, осадок на фильтре может иметь влажность от 10 до 12%. Промывка фильтра обильной водой уменьшит количество химических веществ в этой влаге, в то время как в некоторых случаях может быть рекомендовано повторное измельчение и повторная фильтрация. Анализ затрат в каждом случае желателен.

Влияние pH на цианирование

Чтобы уменьшить количество разрушаемого цианида, в раствор добавляют известь для поддержания «защитной щелочности». Обычно эту щелочность поддерживают на уровне от ½ до 1½ фунта. на тонну раствора. Известь имеет еще один положительный эффект, ускоряя оседание мелкоизмельченной породы или шлама в загустителях и дополнительно осаждает некоторые нежелательные вещества.

Для того, чтобы известь как можно скорее начала свое защитное действие, ее обычно добавляют со свежей рудой в шаровой мельнице. Его можно добавлять в сухом виде или в виде известкового молока. Рекомендуется частый и систематический отбор проб растворов мельницы в различных заданных точках контура растворения. Затем оператор может контролировать концентрацию извести и цианида и всегда быть уверенным в том, что поддерживается минимально необходимая прочность. Цианид обычно добавляют в свежеаэрированный раствор, перекачиваемый в контур измельчения, хотя иногда блоки цианида могут быть подвешены в корзинах в контуре растворения, чтобы устранить некоторые местные проблемы.

Цианирование в процессе измельчения

Теперь внимание будет уделено теории различных механических стадий. Из них наиболее важным с точки зрения затрат является измельчение, на которое может приходиться от 40 до 70% от общей стоимости процесса.

Измельчение обычно производится в шаровой мельнице с целью измельчения руды до достаточной крупности, чтобы частицы золота могли подвергаться растворяющему действию раствора цианида. Это действие растворения может начаться либо в шаровой мельнице, либо в мешалках. В первом случае измельчение производится в растворе цианида. Если металлургически это возможно, это очень желательно, так как здесь обычно растворяется от 30% до 85% золота, что значительно снижает металлургическую нагрузку на мешалки. Условия растворения в контуре измельчения идеальны, так как открытые свежие металлические поверхности мгновенно вступают в контакт с раствором цианида, который обычно имеет сравнительно высокую температуру.

Однако некоторые руды содержат цианициды, что требует предварительной дефекации, то есть измельчения в щелочной воде.
Эти растворы затем сгущают для удаления этого вредного материала перед добавлением цианида. Это часто необходимо при обработке концентратов.

Как правило, чем тоньше степень деления золота, тем тоньше требуется помол. Это особенно относится к рудам, в которых золото тесно связано с сульфидами. Обычно считается также, что чем мельче помол, тем выше процент извлечения. Однако необходимо соблюдать экономический баланс, так как стоимость измельчения сильно возрастает с увеличением тонкости помола, и часто руду становится труднее измельчить при более мелких ячейках. Чрезмерное измельчение может не только привести к образованию очень тонкого шлама, с которым трудно работать в загустителях, но также может привести к покрытию частиц золота забитыми в них посторонними веществами из-за падающего действия мелющих шаров.

В некоторых рудах большой процент золота приходится на сульфиды, которые могут составлять лишь небольшую часть руды. Чрезвычайно тонкое измельчение может быть необходимо для освобождения этого золота от вмещающих сульфидов. В этих случаях, если бы все сырье для мельницы было полностью измельчено, стоимость операции была бы очень высокой. Обычно рекомендуется удалять сульфиды из первичного контура измельчения и подвергать их отдельной обработке измельчением.

Минеральный зажим широко используется для выполнения этой работы. При желании эта машина может работать с непрерывной разгрузкой для подачи сульфидов в небольшую установку доизмельчения. В замкнутом контуре с этим вторичным контуром могут быть установлены супермешалки для облегчения растворения золота в этом огнеупорном материале. Эти супермешалки были специально разработаны для интенсивного перемешивания и аэрации, необходимых для этого типа материала. Хвосты этой установки затем присоединяются к основному контуру цианирования. Флотацию использовать нельзя, так как цианид является сильным депрессором сульфидов.

При использовании контура вторичного измельчения, как указано выше, слив основного классификатора может быть сравнительно грубым, поскольку он содержит в основном пустую породу. Любое тонкое золото, связанное с чистыми частицами кварца, будет быстро растворяться, и, таким образом, продолжительность контакта с цианидом может быть минимальной. Золото в сульфидах, требующее тонкого измельчения, подвергается отдельной интенсивной обработке. Однако, поскольку эта отдельная часть представляет собой лишь небольшой процент сырья для мельницы, стоимость установки и эксплуатации существенно снижается по сравнению с требуемой, если бы такой тщательной обработке подвергался весь тоннаж.

Измельчение в шаровых мельницах осуществляется мокрым способом из-за более высокой эффективности мокрого помола по сравнению с сухим, а также из-за эффекта растворения, доступного в растворе.

Контроль размера готовых частиц осуществляется классификатором гребенчатого или спирального типа. Тонкость помола обычно определяется процентом готового материала, который проходит через стандартное сито. Например, 70% минус 200 меш. Обычно считается, что производительность шаровой мельницы зависит от диаметра в степени 2,83 и непосредственно от длины. Поскольку эффективный диаметр шаровой мельницы измеряется внутри футеровки, при расчете производительности важно точно знать, измеряется ли диаметр рассматриваемой шаровой мельницы внутри корпуса или внутри футеровки.

Классификация

Целью классификации является контроль размера материала, подаваемого в контур растворения или перемешивания. Выброс из шаровой мельницы поступает в классификатор, где разделяется на песчано-шламовую часть; частицы песка возвращаются механическим способом в загрузочную часть шаровой мельницы, в то время как материал заданной крупности переливается через разгрузочную часть классификатора и готов к циклу перемешивания. Этот шаг называется «измельчение в замкнутом цикле» и значительно повышает эффективность всего цикла измельчения.

Это связано с тем, что частицы достаточно мелкого помола удаляются из пульпы классификатором и направляются на последующую обработку, а крупные частицы возвращаются для дальнейшего измельчения. Таким образом, мощность, потребляемая шаровой мельницей, которая является основным фактором в любой схеме измельчения, поддерживается на минимальном уровне.

Концентрация цианидов в контуре помола

Для эффективной работы контура помола необходимо удалять крупное золото из контура помола сразу после его выброса, иначе это золото застрянет за вкладышами шара мельницы и не могут быть извлечены до тех пор, пока шаровая мельница не будет перефутерована. Он также может скапливаться в резервуарах классификатора и сгустителя. Особенно на небольшой мельнице с высоким содержанием золота это может быть серьезной тратой золота. Кроме того, крупные частицы золота медленно растворяются в растворе цианида, и, соответственно, существует вероятность того, что они попадут в хвосты мельницы до того, как полностью растворятся. Еще одним преимуществом является то, что это удаление увеличивает производительность контура измельчения. Это удаление осуществляется либо с помощью одеял, ловушек, концентрационных столов, либо с помощью Mineral Jig.

В районе Литтл-Лонг-Лак в Онтарио, Канада, пять мельниц являются цианидными мельницами, а пять – флотационными мельницами. Из первых три перед цианированием растирают в растворе цианида и два в воде. На всех десяти мельницах в первичном контуре помола есть либо офсетные полотна, пластины, приспособления, элементарные ячейки, либо их комбинации. Шесть используют амальгамацию для извлечения части золота. В следующей таблице показаны методы, используемые при обогащении золота в контуре измельчения на нескольких мельницах, и процентное содержание 9Золото 0067, полученное с помощью следующих средств:

Еще одним преимуществом является то, что это уменьшает размер здания мельницы, а в холодном климате расходы на отопление являются основной статьей. Кроме того, минеральное приспособление действует как предохранительный клапан для цианидной секции. Это позволяет использовать мешалки меньшего размера. Раствор более низкого качества поступает в загустители, поэтому конечные растворимые потери снижаются. Кроме того, это приводит к уменьшению количества раствора, обрабатываемого системой осаждения, что снижает стоимость этой установки и количество используемых химикатов.

Сгущение

Сгущение можно определить как механический процесс, посредством которого из целлюлозы удаляют избыток раствора. Часто перелив классификатора содержит больше воды, чем требуется в последующих блоках перемешивания. Поэтому избыток богатого раствора удаляют сгущением и направляют на осаждение.

Чтобы определить требуемую производительность, необходимо провести испытания на осаждение, но при работе сгустителя могут учитываться некоторые основные факторы:

1. Чем выше удельный вес, тем выше скорость осаждения.
2. При одинаковом удельном весе более крупные частицы оседают быстрее, чем более мелкие.
3. Круглые или кубовидные зерна оседают быстрее, чем частицы неправильной формы.
4. С повышением температуры вязкость раствора уменьшается и, следовательно, увеличивается скорость осаждения.
5. Известь часто выступает в качестве коагулянта для улучшения скорости оседания мелкозернистого материала.
6. Площадь сгустителя является основной функцией его производительности.
7. Глубина резервуара сгустителя влияет на производительность в зависимости от разбавления корма и разбавления нижнего продукта.
8. Слизь осядет до максимальной плотности, выше которой она не будет сжиматься дальше.

Большинство сгустителей в цианидных контурах работают так, что уровень шлама будет от 6 дюймов до 1 фута ниже перелива. Таким образом, из переливного желоба получается прозрачный раствор. Этот уровень шлама тщательно контролируется и измеряется в течение смены с ведением соответствующих записей. Если оно должно подняться, необходимо либо уменьшить тоннаж, либо добавить определенные коагулянты, такие как дополнительная известь, для дальнейшего флокуляции шлама. Для этой цели иногда также используется раствор крахмала, но чаще считается, что он помогает в процессе осветления.

Эффект перемешивания при цианировании

Перемешивание можно рассматривать как механический метод смешивания пульпы с избытком воздуха в круглых резервуарах достаточной емкости, чтобы позволить остатку золота раствориться в растворе цианида. Эти мешалки имеют различную конструкцию и делятся в основном на два типа, а именно на те, которые полностью зависят от эрлифтов, и, во-вторых, на те, которые зависят от комбинации воздушного и механического перемешивания. Первый наиболее известен как резервуар Брауна или Пачука, высота которого как минимум в три раза превышает диаметр. Его перемешивающее действие полностью зависит от столба воздуха, поднимающегося из центрального нижнего конуса.

Механические мешалки используют избыток воздуха в боковых или центральных эрлифтах для подъема и аэрации пульпы, в то время как механические мешалки внизу помогают удерживать пульпу во взвешенном состоянии.

Во избежание короткого замыкания материала рекомендуется использовать по крайней мере две мешалки последовательно, а лучше три, вместо одной большой мешалки. Для некоторых упорных руд также рекомендуется рассмотреть возможность включения дополнительного загустителя в контур перемешивания, чтобы можно было удалить раствор сильного цианида и добавить свежий, чтобы способствовать медленному растворению. Эффективность мешалки также зависит от способа подачи воздуха, поскольку мелкодисперсные пузырьки воздуха необходимы для быстрого растворения. Разбавление пульпы сводится к минимуму, чтобы уменьшить размер необходимых мешалок и предотвратить нежелательное оседание песка.

Осветление

После удаления золотосодержащего раствора из сгустителей и перед его отправкой на осаждение необходимо удалить примеси и взвешенные вещества. Это делается в процессе осветления, и именно от эффективности этого этапа зависит весь цикл осаждения.

Для этой работы доступны различные типы оборудования. Однако основной принцип большинства из них по существу одинаков и заключается в всасывании растворов через брезент или другой грубый фильтрующий материал, подвешенный с помощью рамы в баке для раствора. Эта фильтрующая среда часто покрыта неорганическим материалом, таким как диатомовая земля, чтобы облегчить процесс фильтрации и помочь в удалении тонкой слизи.

Крайне важно, чтобы растворы после осветления были абсолютно прозрачными. Также важно, чтобы осаждение происходило сразу после осветления и деаэрации, иначе существует опасность загрязнения раствора. Кроме извести, добавляемой в загустители для коагуляции шлама, иногда необходимо предпринимать дополнительные шаги для эффективного осветления.

Например, в февральском выпуске журнала Mining and Metallurgy за 1936 г. упоминается использование каустического крахмала на заводе Dome Mill в Северном Онтарио, представленное г-ном C.B.Dowsett. На этой мельнице помол производят в воде, а растворы предварительно аэрируют перед цианированием. Известь добавляется во время предварительной аэрации. Проблема заключалась в большом содержании кремнезема в осадке золота. Это было вызвано либо цинком, осаждающим кремнезем из раствора, либо действием коагулянта для диспергированного геля кремнезема. При добавлении смеси крахмала и каустической соды осаждение шлама значительно улучшилось, и осаждение удовлетворительно проходило в течение десяти-пятнадцати дней вместо трех-пяти дней, как раньше. Количество, используемое в Куполе, составляет 16 фунтов крахмала и 8 фунтов каустической соды на каждые 1500 тонн, обрабатываемых каждый день.

Едкий крахмал готовят следующим образом:

К 40 частям воды, кипящей в барабане с помощью пара, медленно добавляют одну часть крахмала, превращенного в кашицу, с четырьмя частями холодной воды. Затем смесь кипятят десять минут, после чего добавляют половину части едкого натра, растворенного в воде. После кипячения еще в течение десяти минут раствор разбавляют до удобной степени, чтобы обеспечить точное дозирование целлюлозы, поступающей в загустители. Сначала реагенты следует добавлять в ограниченных количествах, поскольку в некоторых случаях повышенная флокуляция в загустителях может отрицательно сказаться на концентрации, особенно там, где требуется очень тонкое измельчение.

В недавнем выпуске журнала Mining Magazine (Лондон) также делается ссылка на использование крахмала в загустителях Raub Australian Gold Mining Company. На этом объекте возникли проблемы с загущением флотационного концентрата, и это было устранено путем использования добавки крахмала. Чтобы использовать едкий крахмал, пять галлонов воды добавляли к 40 фунтам муки тапиоки, чтобы образовалась суспензия без комков, и ее медленно перемешивали в 35 галлонах кипящей воды, непрерывно помешивая, пока не было достигнуто надлежащее растворение. Затем его подщелачивают 1,2 фунта гидрата натрия в растворе и хранят для использования. Около двух фунтов этого едкого крахмала добавляли в загуститель на каждую тонну концентрата.

Процесс осаждения золота цинком

После осветления раствора и непосредственно перед осаждением необходимо удалить из раствора растворенный кислород. Это делается с помощью процесса деаэрации, разработанного и продаваемого процессом Меррилла-Кроу. Для получения дополнительной информации об этом процессе см. бюллетени этой компании.

Затем золото удаляют из раствора осаждением цинковой пылью. Пыль используется вместо цинковой стружки, использовавшейся ранее, из-за имеющейся большой площади поверхности. Метод основан на том факте, что золото и серебро электроотрицательны по отношению к цинку и что в процессе осаждения происходит следующая реакция.

KAu(CN)2+2KCN+Au+h3O=K2Zn(CN)4+Au+H+KOH

Также может протекать следующая реакция, которая в некоторой степени объясняет превышение потребления цинка над теоретическими потребностями :

Zn+4KCN+2h30 = K2Zn (CN)4 + 2KOH + h3

Растворимые соли свинца, такие как ацетат свинца или нитрат свинца, иногда добавляют в растворы цианидов для образования с цинком пары цинк-свинец большей активность в качестве осадителя, чем только цинк. Часто в цинковый смесительный конус также добавляют каплю крепкого раствора цианида, подающего материал в раствор.

В случае затруднений в процессе осаждения рекомендуется тщательно проверить осветление, а также каналы, ведущие к процессу деаэрации. Утечка воздуха в этой последней операции может серьезно повлиять на количество осадков.

Скрининг — микроны

Для определения тончайших фракций золотой пульпы необходимо использовать другие механизмы, кроме обычного лабораторного сита. Инфразайзер Haultain, используемый с Haultain Superpanner, наиболее широко используется для этой цели в Канаде. Сетчатые анализы указаны в микронах (один мм = 10³ микрон). Экран Тайлера 200 меш имеет отверстие 0,074 мм. = 75 мкм. Более тонкие отношения:

Флотация и цианирование по сравнению с цианированием цельной руды

Подробное исследование этого вопроса содержится в интересной статье Дж. П. Дика, озаглавленной «Горное дело и металлургия в Moneta Porcupine». Приведено следующее сравнение:

Увеличение стоимости дробления и помола связано с более мелкой подачей шаровой мельницы и доизмельчением флотоконцентрата перед цианированием до 64% ​​- 10 мкм.

В дополнение к этим цифрам следует учитывать, что там, где металлургически это возможно, более низкая стоимость за тонну будет производиться по комбинированному контуру. Однако это не следует принимать вслепую, так как автор считает, что эксплуатация прямого контура цианирования менее 100 тонн в день будет дешевле.

Еще один момент, который следует учитывать, заключается в том, что часто руда на поверхности месторождения сравнительно легко обрабатывается, и естественным образом устанавливается прямой цикл цианирования, обычно с минеральным приспособлением в контуре измельчения для удаления свободного золота. По мере дальнейшей разработки на глубине характер руды часто меняется и включает первичные золотосодержащие сульфиды. Достаточный тоннаж также был заблокирован, чтобы оправдать расширение мельницы. Тогда логическим действием будет установка флотационных камер для удаления сульфидов, которые повторно измельчаются и цианируются в исходной цианидной мельнице. Для увеличения производительности мельницы необходим только новый контур помола в дополнение к флотационной машине. Окончательное увеличение будет зависеть от соотношения концентрации, достигаемой при флотации, с хвостом флотации, который может быть утилизирован с экономической точки зрения. Это соотношение и последующее увеличение могут варьироваться от 2:1 до 35:1.

Даже если хвосты флотации не могут быть утилизированы как таковые с экономической точки зрения, существуют некоторые дополнительные соображения. Например: одна обогатительная фабрика с очень низкой себестоимостью подает хвосты флотации на гидроклассификатор. Перелив слизи отбрасывается. Песчаная фракция перемешивается около четырех часов, в результате чего используются небольшие мешалки, а из-за характеристик быстрого осаждения песка успешно работают сгустители производительностью около 0,3 кв. фута на тонну. Соответственно, была установлена ​​очень маленькая и компактная мельница для производства цианида.

Периодическое цианирование золота

Периодический процесс цианирования обычно применяется на мельницах двух разных типов:

• В тех случаях, когда количество обрабатываемого материала невелико.

В некоторых объектах тип обрабатываемого материала довольно нестабилен, поэтому для получения максимальной экстракции используется периодический метод. Материал перемешивают, возможно, несколько раз меняя раствор, пока окончательный анализ остатка не будет удовлетворительным. Затем материал выгружается из резервуаров.
Супермешалки с поплавковым декантирующим устройством и нижним сливом идеально подходят для этого типа работы.

Цианирование — выщелачивание песка

Использование цианидов в Канаде и Америке обычно приводит к измельчению всей руды до однородной крупности — «всей шламовой». Это стало возможным благодаря современному дробильно-измельчительному оборудованию, современным сгустителям и мешалкам непрерывного действия. Эта практика упускает из виду многие преимущества песка

• Там, где обрабатываемый материал довольно нестабилен по своей природе.

Примером первого типа является компания Guysborough Mines Ltd. Технологическая схема, для которой здесь показана система выщелачивания, которая успешно эксплуатируется в других частях мира.

Особое внимание следует уделить выщелачиванию из песка, особенно в случае руд с низким содержанием золота. Его преимущество заключается в возможности грубого помола и сравнительно простой установке. Главное требование, конечно, чтобы большая часть золота растворялась при грубом помоле.

На практике эффективная классификация абсолютно необходима для успешной работы выщелачивающей установки. Даже небольшой процент шлама серьезно уменьшит или даже разрушит пористость песчаного слоя. Размер частиц в корме не имеет большого значения, если они гранулированные.

В соответствии с этим классифицируется сброс из контура измельчения, при этом перелив либо обрабатывается отдельно в контуре шлама, либо отбрасывается в зависимости от его значения. Песок перекачивается в один из ряда неглубоких резервуаров большого диаметра с пористым ложным дном. Песок равномерно распределяется в баке с помощью механического распределителя. Растворы цианидов можно вводить снизу и давать просачиваться вверх, или подавать сверху и просачиваться вниз. Обычно сначала добавляют самый сильный раствор цианида с требуемой растворенной известью, затем более слабые растворы, а затем одну или несколько промывок водой. Между каждым просачиванием песок должен стечь, чтобы воздух достигал растворяющихся частиц золота.

После завершения фильтрации песок обычно выгружается через дверцы в нижней части резервуара на конвейерную ленту, которая перемещает его в хвостохранилище. Некоторые операторы предпочитают окончательную промывку в серии промывочных классификаторов после завершения цианирования в резервуарах.

Необходимое количество перколяционных резервуаров зависит от вместимости каждого резервуара, ежедневного тоннажа и общего времени, необходимого для цикла операций. Выщелачивание и промывка могут занять от двух до десяти дней в зависимости от руды.

Технологическая схема C1

Эта технологическая схема предназначена для руды со средним содержанием золота, в которой достигается высокое извлечение с помощью приспособления для добычи полезных ископаемых в контуре измельчения и где большой процент мелкого золота растворяется во время измельчения. В этом случае раствор имеет достаточно высокое качество, чтобы его можно было удалить первичным загустителем и отправить на осаждение. Затем свежий аэрированный раствор добавляют в мешалки, где должно раствориться оставшееся золото.

Показаны три мешалки. Множественное число необходимо, чтобы свести к минимуму возможность короткого замыкания пульпы. Это особенно важно при обработке высококачественной целлюлозы.

Вторичное сгущение иногда не проводят, а пульпу мешалки направляют непосредственно на фильтрацию. Это можно сделать с пульпой низкого качества, если мешалки работают с высокой плотностью. Однако в большинстве случаев рекомендуется использовать вторичный сгуститель, так как он стабилизирует нагрузку на фильтр как по объему, так и по плотности, обеспечивает гибкую работу предшествующих мешалок и снижает потери растворимого вещества за счет уменьшения подачи растворимого вещества на фильтр.

На некоторых мельницах также используются две ступени фильтрации. Репульпер может быть использован для подачи пресной воды вместе с остатком, выведенным из первичного фильтра, или также может быть вставлена ​​механическая мешалка для обеспечения тщательного перемешивания.

Потоки растворов будут зависеть от типа обрабатываемой руды и часто от личных идей оператора мельницы. Необходима достаточная емкость хранения без колебаний напора.

Непрерывная противоточная декантация

Система CCD для промывки цианидной пульпы является логическим развитием внедрения непрерывного сгустителя шлама и периодического метода декантации цианида. В работе используется ряд загустителей. В один конец ряда подается пульпа, в другой конец – вода.

Таким образом, потоки пульпы и воды идут в противоположных направлениях. Соответственно, содержание растворимых веществ в пульпе постепенно снижается по мере ее прохождения к разгрузке. И наоборот, вода, добавленная на выпускном конце, проходит вперед, увеличивая свою концентрацию в извести, цианиде и растворенном золоте.

CCD-система используется для замены или дополнения фильтрации. Потери при растворении обычно выше, чем при фильтрации с промывкой тяжелой водой. Пространство, необходимое на мельнице, больше. Но эксплуатационные расходы обычно ниже.

Разрешимые потери в ПЗС-системе можно рассчитать с помощью ряда одновременных уравнений. За подробностями соответствующей математики обратитесь к «Руководству по цианированию» Э. М. Гамильтона.

Осаждение древесным углем/углем

Используя естественную склонность древесного угля поглощать золото, растворенное в растворе цианида, процесс Чепмена (патент США 2,147,009) может применяться к необычным типам золотых руд. Не утверждается, что этот метод может конкурировать с существующими цианидными методами, когда обрабатываемая руда легко цианируется. Однако у него есть интересные возможности для дальнейшего рассмотрения.

Шаровая мельница в замкнутом цикле с классификатором питается рудой, цианидом, известью и углеродом в виде древесного угля. Перелив классификатора сгущается, а затем взбалтывается. Золото растворяется в растворе цианида, а затем его растворимое золото-цианидное соединение поглощается мелкодисперсным древесным углем. Затем флотация извлекает древесный уголь.

При применении процесса Чепмена к богатой золотой руде хвосты первичного контура флотации снова флотируются в очистном цикле, концентрат с низким содержанием которого направляется в контур измельчения.

Чепмен утверждает, что двухстадийный процесс не так сложен, как может показаться: для низкосортных хвостов удовлетворительная абсорбция была получена с двумя фунтами древесного угля на тонну и от трех до семи фунтов. для опробования руд до 0,4 унции. золота на тонну с использованием двухэтапного процесса. Толстая пульпа дает лучшие результаты, чем тонкая. Серебро не так эффективно обрабатывается, как золото.

Подсчитано, что производительность флотомашины для флотации древесного угля примерно в три раза выше, чем для обработки сульфидов.
Угольный концентрат фильтруют, сушат и отправляют на переплавку. Или его можно высушить, сжечь, брикетировать, а затем отправить на переплавку.
Абсорбция золота в различных тестах колебалась от 65% до 85% с извлечением углерода от 90% до 99%.

Обработка графитовых золотых руд

Углерод действует как осадитель золота и, таким образом, попадая в руду в виде графита, вызывает преждевременное осаждение. Было обнаружено, что при некоторых свойствах добавление керосина к руде, размолотой в воде, снижает осаждающую способность. Затем графит снимается в виде пены с верхней части сгустителей.

Флотация также успешно применялась для обработки графитовых руд. Графит может быть флотированным или вдавленным. Подробности содержатся в Заметках по обогащению руды № 9, American Cyanamid Co., январь 1939 г .; также TP 481 Горного бюро США, составленный Ливером и Вульфом.

Цианирование золота TestWork

Из приведенной выше информации можно сделать вывод, что принципы цианирования просты. Однако каждая руда уникальна, и для изучения характеристик конкретной руды перед постройкой мельницы необходимо провести тщательное тестирование. Стоимость этой контрольной работы будет самой дешевой статьей расходов завода.

---

Источник: Эта статья представляет собой репродукцию отрывка из документов, находящихся в открытом доступе, хранящихся в частной библиотеке 911Metallurgy Corp.

Металлы | Бесплатный полнотекстовый | Обзор цианирования медно-золотых руд и концентратов

1. Введение

История современной гидрометаллургии началась с открытия 19 октября 1887 г. Джоном Стюардом Макартуром способа получения золота и серебра из руд. был признан за установление применения процесса цианирования. Производство золота во всем мире быстро удвоилось благодаря первоначальному применению цианирования в горнодобывающей промышленности. После первого применения цианирования при извлечении золота гидрометаллургическая промышленность развивалась и росла в соответствии с потребностями процесса и минеральной сложностью рудных месторождений.

Гидрометаллургические процессы можно определить как выщелачивание целевого металла в раствор с последующим концентрированием и очисткой продуктивного раствора и, наконец, восстановлением металла или его соединений. Переработка золотой и серебряной руды выщелачиванием является одним из наиболее ярких примеров ранних процессов, основанных на гидрометаллургии.

Извлечение золота из руды в основном осуществляется путем щелочного цианистого выщелачивания. Химическое извлечение золота можно определить двумя различными операциями: окислительным растворением золота и восстановительным осаждением металлического золота из раствора. Цианид является одним из наиболее привлекательных выщелачивающих средств в текущем промышленном процессе выщелачивания золота. Во время цианирования золота в растворе обычно присутствуют серебро и медь, что вызывает реакцию ионов их металлов с цианидом (CN ⁻ ), образуя комплексы [1].

Цианид считается опасным соединением из-за его токсичности; в настоящее время различные группы по всему миру оказывают давление на окружающую среду с целью запретить промышленное использование цианида. Исследования по замене цианида в качестве выщелачивателя продолжаются уже много лет, и было обнаружено, что существуют другие потенциально пригодные соединения, такие как тиосульфат, тиомочевина, галогениды, различные сульфидные системы, аммиак, бактерии, природные кислоты, тиоцианат, нитрилы и их комбинации. цианида с другими соединениями [1]. Многие из этих альтернативных процессов добычи золота все еще находятся на ранних стадиях разработки. Ключевым фактором коммерческого успеха этих альтернативных выщелачивателей является общая стабильность выщелачивателя и комплекса золота в растворе.

В настоящее время горнодобывающая промышленность сталкивается с проблемой отделения этих сложных ценных минералов от руды, в которой они находятся. В этой статье описываются различные варианты, которые предлагают гидрометаллургические процессы для обработки этих сложных минералов, содержащих драгоценные металлы, такие как Cu, Ag и Au.

2. Комплексность медных руд

Тот факт, что большинство месторождений медных руд являются сложными, привел к лучшему развитию технологий, позволяющих более эффективно извлекать драгоценные металлы. В таблице 1 показаны некоторые сульфидные минералы, которые можно обнаружить при обработке руд, содержащих руды Cu, Ag и Au.

Месторождения сульфида меди по всему миру обычно связаны с минералами оксида меди. Как правило, оксидные медные минералы не реагируют на стандартные сульфидные собиратели меди и требуют применения различных методов флотации [3]. Обработка минералов сульфида меди, содержащих высокий процент оксида меди, вызывает проблемы в процессе обогащения, снижая содержание меди. Для повышения эффективности процесса обогащения необходимо перерабатывать оксидно-медную составляющую путем выщелачивания измельченной руды перед флотацией или выщелачиванием хвостов флотации, выходящих из обогатительной фабрики [4,5].

3. Цианирование комплексных золотых руд и концентратов

Процесс цианирования стал одним из наиболее часто используемых методов извлечения золота из руд. Использование цианидного выщелачивания для извлечения золота основано на свойствах золота, благодаря которым золото не окисляется при обычных температурах. Кроме того, золото не растворяется в серной, соляной и азотной кислотах, но растворяется в царской водке (смесь азотной и соляной кислот). С другой стороны, наиболее важным фактом о золоте в данном случае является то, что оно растворимо в разбавленных растворах цианидов. По этой причине цианид используется в качестве выщелачивателя в процессе выщелачивания для извлечения золота с помощью этого гидрометаллургического процесса [6]

На рис. 1 показано, что гидрометаллургический процесс начинается с выщелачивающих мешалок, где шлам вступает в контакт с цианидом, кислородом, водой и известью, тем самым запуская процесс выщелачивания. В процессе выщелачивания образуются другие цианидные комплексы, такие как сульфидные минералы меди и серебра. На этой стадии цианирования образуются следующие цианидные комплексы:

В этом случае сульфидные минералы меди могут образовывать комплексы с цианидом, например, Cu(CN) ₂ , как показывает следующая реакция:

Образование комплексов цианидов меди и серебра влияет на извлечение золота как в процессе цианидного выщелачивания, так и на стадиях очистки и аффинажа [7]. Эти эффекты в основном мешают реакции цианида золота и адсорбции углерода. Большинство медных минералов быстро реагируют с цианидом, образуя множественные цианидные комплексы. В табл. 2 показана растворимость минералов меди в растворе цианида. Как можно показать, халькопирит является медным минералом с самым низким процентом растворенной и экстрагированной меди по сравнению с другими минералами [8].

Существуют высокие затраты на управление выбросами углерода и переработку слитков, связанные с вмешательством этих цианидных комплексов. Важную роль играет рН цианистого раствора при выщелачивании. Диапазон цианокомплексов зависит от таких условий, как концентрация цианида и pH, как показано на рисунке 2, где при рабочем диапазоне pH 10–11 концентрация комплекса Cu(CN) выше ₄ ^{3 −} [8].

4. Потребление цианида

Образование комплексов цианидов меди и серебра на первой стадии процесса выщелачивания влияет на расход цианидов на извлечение золота. Следовательно, эксплуатационные расходы на цианирование значительно возросли. Приблизительно для цианида на каждые 3600 долл. США/т, доставленные на рудник, требуется всего 0,28 кг/т расхода руды, что соответствует 1 долл. США/т руды или 1% извлечения золота [9]. Потребление цианида остается одним из основных экономических соображений.

Поведение конкретной руды или концентрата при испытаниях можно определить путем проведения испытаний в скрученных бутылях или, в качестве альтернативы, путем испытаний в сосудах с мешалкой для измерения количества потребления цианида на единицу веса руды. Это значение может быть увеличено для целей инженерного проектирования. На расход цианида в процессе выщелачивания влияют следующие факторы: функции минералогии руды; концентрация цианида; кинетика реакций [10].

Ключевым фактором, который следует учитывать, является влияние времени пребывания и плотности пульпы во время выщелачивания цианидом. Время пребывания определяет и контролирует скорость реакции цианида и кислорода на поверхности свободных частиц. Оптимальное время реакции образования золотоцианидных комплексов достигается в первые часы реакции [7].

Вторым важным аспектом, который следует учитывать, является плотность пульпы во время реакции с цианированием. Потребление NaCN уменьшается по мере увеличения процентного содержания твердых веществ при различных концентрациях цианида, а это означает, что если нет надлежащего уровня извлечения золота из шлама, потребление цианида будет выше, как показано на рис. 3.

5. Цианирование золота в хвостах медной флотации

При производстве медных концентратов из медно-золотых сульфидных минералов пенной флотацией обычно образуются хвосты с содержанием меди, серебра и золота. Примером образования цианидных комплексов с медью и серебром в процессе выщелачивания является цианирование хвостов медной флотации, содержащих сульфиды, для извлечения золота [11,12]. На рис. 4 показано изображение образца руды из медного рудника в Мексике, сделанное MLA Automated Minerology и содержащего халькопирит и борнит в качестве сульфидных минералов меди.

Были проведены исследования для анализа извлечения золота цианистым выщелачиванием хвостов флотации из этой руды. В исследованных хвостах имелись значительные количества меди и серебра, которые могли образовывать цианидные комплексы при цианидном выщелачивании. Обогатительная фабрика на этом конкретном руднике в Мексике производит медный концентрат, однако их схема флотации извлекает только около 75% золота; остальное теряется в хвостохранилищах [14,15].

В таблице 3 показаны результаты выщелачивания цианидом хвостов флотации этой мексиканской обогатительной фабрики с концентрацией NaCN 0,5 мг/л. Значения процента извлечения меди и серебра составили 33% и 35% соответственно, что означает, что большая часть значений меди и серебра была потеряна в хвостах выщелачивания, как показано в Таблице 4. Концентрация кислорода измерялась во время испытания, чтобы контролировать подача кислорода, так как он необходим для выщелачивания золота. [16]. Эти значения меди и серебра могут представлять собой проблему, связанную с рециркуляцией цианида во время выщелачивания; по этой причине рекомендуется внедрение процесса детоксикации с цианидной очисткой [17].

Медь и серебро, образующие цианидные комплексы во время цианирования золота, могут вызывать проблемы при адсорбции активированным углем, например, конкурируя с адсорбируемым золотом, поэтому требуется более высокая концентрация свободного цианида [18]. Кроме того, минералогия состоит из минералов сульфида меди, как упоминалось ранее. Ожидается, что раствор, не содержащий цианидов, сохраняет высокое содержание сульфидов, которые можно удалить с помощью процесса SART, обсуждаемого в этой статье [19].].

Как уже упоминалось, процесс очистки большого количества сточных вод, загрязненных цианидом, остается проблемой в процессе цианирования. Сточные воды содержат свободный цианид и комплексы цианидов металлов, которые в данном конкретном случае представляют собой комплексы меди и серебра [20, 21].

6. Альтернативы выщелачивателям цианида

Как упоминалось в Разделе 1, существуют альтернативные процессы по золоту, в которых используются альтернативные выщелачиватели из цианида. В табл. 5 приведены константы стабильности и стандартные потенциалы восстановления для комплексов золота. Ясно, что цианидный комплекс более стабилен и по своей природе более селективен, чем любой другой альтернативный реагент. Например, тиосульфат, тиомочевина и бисульфид на несколько порядков менее стабильны.

Широкий диапазон значений констант стабильности для комплексов золота указывает на то, что стандартное восстановление для различных видов лигандов золота различается почти на 2 В. Большинство реагентов имеют небольшое рабочее окно для эффективного растворения цианида по сравнению с цианидом, как показано на Рисунок 5. Высокий окислительный потенциал некоторых выщелачивающих веществ приводит к высокому расходу реагентов из-за реакции с сульфидными минералами, содержащимися в руде, и окисления самого реагента. Следует учитывать, что адсорбция реагентов и/или осаждение золота на некоторых породных минералах может повлиять на общее извлечение золота.

7.

Адсорбция углем

Образование комплексов цианидов меди и серебра также влияет на адсорбцию золота на стадии CIP при выщелачивании. Адсорбция соединений цианидов металлов происходит в селективной форме, в зависимости от ионных диаметров комплексов цианидов металлов. Адсорбция цианидов металлов на активированном угле является селективной, и наиболее активным адсорбируемым комплексом является Au(CN) ²⁻ . С другой стороны, комплекс серебра и цианида Ag(CN) ²⁻ адсорбируется сильно, но не так сильно, как комплекс золота с цианидом [23].

Цианидные комплексы Cu(CN) ^2– и Cu(CN) ₃ ^2– проявляют разные адсорбционные свойства, при этом комплекс Cu(CN) ^2– адсорбирует сильнее, чем Cu(CN) ^2–. CN) ₃ ²⁻ комплекс [24]. Гидратация является важным аспектом адсорбции углерода, поскольку она вызывает увеличение диаметра молекулы комплексов цианидов металлов из-за того факта, что ион металла, вероятно, имеет заранее заданную гидратацию, которая может повлиять на адсорбцию металлов цианидами углерода. Классификация тех, которые наиболее сильно адсорбируются, и наименее абсорбируемых: Au > Ag > Cu, где Ag и Cu влияют на извлечение золота в процессе выщелачивания [23].

Поддержание высокой концентрации свободного цианида снижает концентрацию более адсорбированных комплексов меди. Увеличение адсорбции цианида меди при низких концентрациях цианида приводит к проблемам с адсорбцией золота, как упоминалось ранее [25].

8. Варианты обработки

Для обработки медно-золотых руд были разработаны различные варианты. Примерно 20% всех месторождений золота имеют значительную медную минерализацию, связанную с халькопиритом, тетраэдритом, теннантитом, борнитом и халькозином. Большинство медных минералов, включая оксиды, карбонаты, сульфиды меди (за исключением халькопирита) и самородную медь, хорошо растворимы в растворах цианидов. Как упоминалось ранее, минералы, содержащие медь, проблематичны, потому что в процессе цианирования золота медь также образует цианидные комплексы, тем самым потребляя цианид [6,25].

Присутствие цианидных комплексов меди создает конкуренцию золоту при активированной адсорбции; это также влияет на эффективность электролиза. Были предприняты исследования, касающиеся обработки медно-золотых руд, а также снижения воздействия медно-цианистых комплексов. Некоторые из вариантов обработки включают [25,26]:

(1)

Технологии разделения руды

Избирательное разделение руд с высоким содержанием меди перед процессом выщелачивания является вариантом для снижения воздействия от содержания меди. Например, шахта Red Dome в Австралии избирательно добывает и выщелачивает руды, содержащие менее 0,5% меди [25].

(2)

Технологии селективного выщелачивания

Другим вариантом обработки является селективное выщелачивание меди, содержащейся в рудах, содержащих золото, перед выщелачиванием золота. Эти процессы часто связаны с высоким расходом реагентов, а также с проблемами извлечения выщелоченной меди. Были предприняты исследования по применению процессов с медью/аммиаком/цианидом для обработки медьсодержащих руд. Эти исследования показали, что добавление аммиака к раствору цианида приводит к меньшему расходу цианида и более высокой селективности выщелачивания золота по сравнению с медью. Однако скорость выщелачивания золота в этой системе ниже при использовании аммиака; кроме того, это также представляет собой проблему гигиены труда и окружающей среды [24].

(3)

Технологии разрушения цианидов меди

Этот тип процесса использует SO ₂ в сочетании с воздухом для окисления цианида до цианита, при этом медь осаждается в конце реакции в виде меди гидроксид [27]. Существуют альтернативные процессы разрушения цианидов, такие как щелочное хлорирование, использование перекиси водорода (процесс Дегусса), использование кислоты Каро, электрохимическое окисление, биодеградация, использование ультразвуковой технологии или фотолиз [5].

9.

Технология сульфидирования, подкисления, рециркуляции и сгущения (SART)

Недавно были разработаны новые процессы для решения основных проблем, ранее упомянутых при переработке комплексных медных руд для извлечения золота. Одним из таких процессов является процесс SART. SGS Lakefield Group и Teck Corporation разработали процесс SART в 1990-х годах [26]. Преимущество использования процесса SART в процессе цианирования заключается в том, что он разрушает цианидные комплексы неблагородных металлов, осаждает металлы в виде высококачественных сульфидных концентратов и высвобождает цианид для рециркуляции в процесс выщелачивания [28]. Процесс SART описывается следующей последовательностью единичных операций:

Сульфидизация и подкисление: на этом этапе раствор цианида смешивают с гидросульфидом натрия NaSH и H ₂ SO ₄ для снижения pH до 4–5 с образованием Cu ₂ S с использованием реактора-осадителя и загустителя. с образованием осадка Cu ₂ S в качестве побочного продукта. Уравнения (4) и (5) показывают реакции, протекающие в этом процессе [29]:

Уравнение (4) показывает закисление раствора, которое способствует диссоциации слабых комплексов металлов с цианидами (комплексов WAD), таких как металлы Cu и Ag . Уравнение (5) включает осаждение растворимых ионов металлов, образующих сульфиды металлов, такие как Cu ₂ S. Эффективность осаждения Cu при стандартных условиях процесса составляет от 80% до 90%. [29].

Повторное использование: оставшийся раствор, содержащий HCN, нейтрализуют с помощью CaO для достижения pH от 10 до 11 с образованием CaSO ₄ (гипс) и для повторного использования цианида соответственно. Затем образовавшийся твердый гипс удаляют из процесса путем сгущения и фильтрации, как показано в уравнениях (6) и (7) [29]:

Сгущение: гипс осаждают с помощью отстойника и флокулянта для отделения раствора (Китай) ₂ и гипс. Цианид рециркулируется в процессе, а гипс осаждается для утилизации. Сливной раствор из загустителя гипса фильтруется и представляет собой конечный раствор. Этот раствор имеет содержание цианида, представленное как Ca (CN) ₂ , что эквивалентно свободному цианиду, который рециркулируется в процессе цианирования [29].

Эти стандартные операции процесса SART описывают обработку раствора цианида после удаления активированного угля. На рис. 6 показана общая схема процесса SART:

Процесс SART снижает проблемы, связанные с комплексами цианида меди в процессе цианистого выщелачивания. Он перерабатывает цианид, чтобы снизить потребление цианида и обеспечить экономию эксплуатационных расходов. Это позволяет избежать удаления свободного цианида, который может представлять опасность для окружающей среды [30]. Кроме того, образование Cu ₂ S в качестве товарного продукта является одним из существенных преимуществ процесса SART при цианидном выщелачивании из-за экономичного использования преимущества содержания меди. Идеальной производительностью процесса SART и операции сгущения было бы получение чистого раствора и отделение твердых веществ от обработанного раствора в сгустителе [31].

10. Выводы

Проблемы обработки руд и концентратов медью, серебром и золотом значительно усложнились по мере усложнения минералогии. Следовательно, технология такого лечения была вынуждена стать более эффективной и инновационной, чтобы противостоять этим текущим вызовам. Применение процесса цианирования в сочетании с процессом SART представляет собой инновационный способ уменьшить проблемы, связанные с наличием в процессе вредных цианидных комплексов, путем извлечения товарных сульфидов меди и серебра. В результате угольный цикл можно сделать меньше и спроектировать в первую очередь для извлечения золота. Существуют также экологические преимущества применения этих процессов, в том числе снижение опасного химического воздействия на окружающую среду.

Вклад авторов

Концептуализация, Д. М. и C.G.A.; методология, Д.М. и C.G.A.; Д.М. и C.G.A.; проверка, Д.М. и C.G.A.; формальный анализ, Д.М. и C.G.A.; расследование, Д.М. и C.G.A.; ресурсы, Д.М. и C.G.A.; курирование данных, Д.М. и C.G.A.; написание – черновая подготовка, Д.М.; написание – обзор и редактирование, Д.М.; визуализация, Д.М.; надзор, C.G.A.; администрирование проекта, C.G.A.; приобретение финансирования, C.G.A. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Исследование финансировалось NEMISA, 470120.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Адамс, доктор медицинских наук Преимущества в переработке золотой руды, 1-е изд.; Elsevier B.V.: Перт, Австралия, 2005 г. [Google Scholar]
2. Twidwell, L.G. Колледж минералогии и технологий Монтаны. Единичные процессы в добывающей металлургии: гидрометаллургия. 1970 г.; п. 16. Доступно в Интернете: https://files. eric.ed.gov/fulltext/ED218136.pdf (по состоянию на 6 января 2020 г.).
3. Ли, К.; Арчибальд, Д.; Маклин, Дж.; Рейтер, М.А. Флотация смешанных оксидов меди и сульфидных минералов с собирателями ксантогената и гидроксамата. Шахтер. англ. 2008 , 22, 1–7. [Google Scholar] [CrossRef]
4. Sokic, MD; Милошевич В.Д.; Станкович В.Д.; Маткович, Л.В.; Маркович, Б.Р. Кислотное выщелачивание оксидно-сульфидной медной руды перед флотацией — способ увеличения извлечения металла. Хемийская промышленность 2015 , 69, 454–458. [Google Scholar] [CrossRef][Зеленая версия]
5. McClelland, GE; МакПартленд, Дж.С. Металлургические сравнения от испытаний до производства. Доп. Золотой серебряный процесс. 1990 , 1, 49–57. [Google Scholar]
6. Deschenes, G. Успехи в цианировании золота. Дев. Шахтер. Процесс. 2005 , 15, 479–500. [Google Scholar]
7. Бриттан М. ; Пленге, Г. Оценка процесса извлечения золота, времени пребывания при выщелачивании и потребления цианида для золоторудной руды с высоким потреблением цианида. Шахтер. Металл. Процесс 2015 , 32, 111–120. [Google Scholar] [CrossRef]
8. Щерезини Б. Золото-медные руды. В «Преимуществах в переработке золотой руды», 1-е изд.; Адамс, доктор медицины, изд.; Elsevier B.V.: Перт, Австралия, 2005 г.; стр. 789–821. [Google Scholar]
9. Хилл Стивен, Д. Процесс получения углерода в целлюлозе. В извлечении драгоценных металлов из низкосортных ресурсов; Горное управление: Вашингтон, округ Колумбия, США, 1986 г.; стр. 40–43. [Google Scholar]
10. Breuer, P.L.; Рамбол, Дж.А. Измерение и контроль содержания цианидов в комплексных рудах и концентратах. В материалах Девятой конференции операторов мельниц, Фримантл, Вашингтон, Австралия, 19–21 марта 2007 г.; AusIMM: Виктория, Австралия, 2007 г.; стр. 249–253. [Google Scholar]
11. “> Estay, H. Разработка процесса SART — обзор. Гидрометаллургия 2018 , 176, 147–165. [Google Scholar] [CrossRef]
12. Томпсон П.; Рунге, К.; Данн, Р. Испытания сульфидной флотации. В Справочнике по переработке полезных ископаемых и добывающей металлургии, 1-е изд.; Общество горнодобывающей промышленности, МСП: Энглвуд, Колорадо, США, 2019 г.; стр. 1029–1031. [Google Scholar]
13. Медина, Д.; Андерсон, К. Извлечение золота из хвостов выщелачиванием цианидов из будущих руд. Магистерская диссертация, Колорадская горная школа, Голден, Колорадо, США, 2020 г. (неопубликованная). [Академия Google]
14. Се, Ф.; Драйзингер, Д.; Дойл, Ф. Обзор извлечения меди и цианида из отработанных растворов цианида. Шахтер. Процесс. Доп. Металл. 2013 , 34, 387–411. [Google Scholar] [CrossRef]
15. Маркович З.; Вусович, Н.; Миланович, Д. Переработка воды хвостов флотации старой меди. В материалах XXV Международного конгресса по переработке полезных ископаемых (IMPC), Брисбен, Квинсленд, Австралия, 6–10 сентября 2010 г . ; Австралийский институт горного дела и металлургии: Брисбен, Австралия, 2010 г.; стр. 3825–3829.. [Google Scholar]
16. Haque, K.E. Роль кислорода в цианидном выщелачивании золотой руды. CIM Bull. 1992 , 85, 31–38. [Google Scholar]
17. Андерсон, К.Г. Кинетика щелочного сульфидного выщелачивания золота. Шахтер. англ. 2016 , 92, 248–256. [Google Scholar] [CrossRef]
18. Барский Г.; Суэйнсон, С.Дж. Растворение золота и серебра в растворах цианидов. Транс. AIME 1943 , 112, 660–667. [Google Scholar]
19. Эстей, Х.; Минхай, Г.К.; Габриэль, С .; Килакео, М.; Баррос, Л.; Фигероа, Р.; Тронкосо, Э. Оптимизация процесса SART: критическая оценка критериев его проектирования. Шахтер. Процесс. 2020 , 146, 1–11. [Google Scholar] [CrossRef]
20. Zarate, G.E. Переработка золотых хвостов методом кучного выщелачивания. В разработке малых месторождений драгоценных металлов; Общество горных инженеров: Сантьяго, Чили, 1987 г. ; стр. 152–155. [Google Scholar]
21. Prasad, MS; Менса, BR; Писарро, Р.С. Современные тенденции в обработке золота — обзор. Шахтер. англ. 1991 , 4, 1257–1277. [Google Scholar] [CrossRef]
22. Aylmore, M.G. Альтернативный выщелачивающий агент цианиду для выщелачивания золотых руд. В «Обработка золотой руды: разработка и эксплуатация проектов», 2-е изд.; Адамс, доктор медицины, изд.; Elsevier B.V.: Амстердам, Нидерланды, 2016 г.; стр. 447–460. [Академия Google]
23. Сайинер Б.; Акаркан, Н. Влияние цианидов серебра, никеля и меди на адсорбцию золота на активированном угле. Физико-химическая проблема. Шахтер. Процесс. 2013 , 50, 277–287. [Google Scholar]
24. Мьюир Д.М.; Ла Бруй, С.Р.; Фентон, К. Обработка медно-золотых руд аммиаком или растворами цианистого аммиака. Золото мира 1991 , 91, 145–150. [Google Scholar]
25. Дай, X.; Саймонс, А . ; Брейер, П. Обзор технологий извлечения цианида меди для цианирования медьсодержащих золотых руд. Шахтер. англ. 2012 , 25, 1–13. [Google Scholar] [CrossRef]
26. Литтлджон П.; Краточвил, Д.; Холл, А. Сульфидизация-подкисление-рециркуляция-загущение сложных руд. В Proceedings of the World Gold, Брисбен, Австралия, 26–29 сентября 2013 г.; стр. 149–155. [Google Scholar]
27. Никол, М.Дж.; Флеминг, Калифорния; Пол, Р.Л. Химия извлечения золота. В химии извлечения золота; Марсден, Дж., Хаус, И., ред.; МСП: Литтлтон, Колорадо, США, 2006 г.; стр. 831–905. [Академия Google]
28. Кратохвиль Д.; Салари, Д.; Авилес, Т. Внедрение SART на операциях кучного выщелачивания в Мексике. Материалы 50-й ежегодной канадской конференции операторов переработчиков полезных ископаемых, Оттава, Онтарио, Канада, 24 января 2018 г.; CIM: Оттава, Онтарио, Канада; стр. 1–13. [Google Scholar]
29. Эстей, Х.; Карвахаль, П. ; Хеджази, Ф.; Целлер, Т.В. Опыт применения процесса SART на заводе в Гедабеле. В материалах 4-го Международного семинара по технологической гидрометаллургии, Сантьяго, Чили, 12–13 июля 2012 г.; Гекамин: Сантьяго, Чили; стр. 1–10. [Академия Google]
30. Кеван, Дж. Р. Ф.; Роберт Д.Х. Применение процесса SART для кучного выщелачивания. СГС Майнер. Серв. Тех. Бык. 2008 , 51, 1–12. [Google Scholar]
31. Эстей, Х.; Беккер, Дж.; Карвахаль, П.; Арриагада, Ф. Прогнозирование образования газообразного HCN в процессе SART. Гидрометаллургия 2012 , 113, 131–142. [Google Scholar] [CrossRef]

Рисунок 1. Схема цианистого выщелачивания золота с использованием активированного угля. Воспроизведено и адаптировано из [9] с разрешения PERGAMON, 1987.

Рис. 1. Схема цианистого выщелачивания золота с использованием активированного угля. Воспроизведено и адаптировано из [9] с разрешения PERGAMON, 1987.

Рисунок 2. Сравнение видов цианидов и pH. Воспроизведено и адаптировано из [8] с разрешения Elservier B.V., 2005.

Рисунок 2. Сравнение видов цианидов и pH. Воспроизведено и адаптировано из [8] с разрешения Elservier B.V., 2005.

Рисунок 3. Расход (кг/т) по сравнению с процентным содержанием твердых веществ (%) NaCN. Воспроизведено и адаптировано из [7] с разрешения Springer, 2015.

Рис. 3. Расход (кг/т) по сравнению с процентным содержанием твердых веществ (%) NaCN. Воспроизведено и адаптировано из [7] с разрешения Springer, 2015.

Рисунок 4. Изображение, содержащее минералы сульфида меди. Воспроизведено и адаптировано из [13] с разрешения авторов, 2020 г.

Рис. 4. Изображение, содержащее минералы сульфида меди. Воспроизведено и адаптировано из [13] с разрешения авторов, 2020 г.

Рисунок 5. Диаграмма, показывающая типичный диапазон действия выщелачивателей. Воспроизведено и адаптировано из [22] с разрешения Elsevier B. V., 2016.

Рисунок 5. Диаграмма, показывающая типичный диапазон действия выщелачивателей. Воспроизведено и адаптировано из [22] с разрешения Elsevier B.V., 2016.

Рисунок 6. Технологическая схема SART. Воспроизведено и адаптировано из [16] с разрешения PERGAMON, 2020.

Рисунок 6. Технологическая схема SART. Воспроизведено и адаптировано из [16] с разрешения PERGAMON, 2020.

Таблица 1. Основные сульфидные минералы медных руд [2].

Таблица 1. Основные сульфидные минералы медных руд [2].

Таблица 2 Растворимость минералов меди в 0,1% растворах NaCN. Воспроизведено и адаптировано из [8] с разрешения Elsevier B.V., 2005.

Таблица 2. Растворимость минералов меди в 0,1% растворах NaCN. Воспроизведено и адаптировано из [8], с разрешения Elsevier B.V., 2005.

Sulfide Mineral	Element	Formula
Chalcopyrite	Copper	CuFeS 2
Chalcocite		Cu 2 S
Covellite		CuS
Bornite		Cu 5 FeS 4
Pyrite	Iron	FeS 2
Pyrholite

. ) ^б

Минерал	Формула	процент, растворенная медь A		G NACN/ G -CU A	G NACN/ G C C C C C C C C CR A	G NACN/ G C C C C C C C CR A
		23 С	45 С
Azurite	2Cu(CO) 3 · Cu(OH) 2	94. 5	100	3.62	91.8
Malachite	2CuCO 3 (OH) 2	90.2	100	4.48	99.7
Chalcocite	Cu 2 S	90.2	100	2.76	92.6
Covellite	CuS	−	−	5. 15	95.6
Native Copper	Cu	90	100	−	−
Cuprite	Cu 2 O	85.5	100	4.94	96.6
Bornite	FeS·2Cu 2 ·CuS	70	100	5.13	96
Enargite	Cu 3 AsS 4	65. 8	75.1	−	−
Tetrahedrite	(Cu,Fe,Ag,Zn) 12 Sb 4 S 13	21.9	43.7	−	−
Chrysocolla	CuSiO 3 ·nH 2 O	11.8	15.7	−	−
Chalcopyrite	CUFES 2	5,6	8,2	2,79	5,8

^A 49

^A 4

. ^b Данные по Лоуэру и Буту (1965). Расход цианида выражается в г. NaCN/г содержащейся меди, данные получены путем выщелачивания при комнатной температуре в течение 6 часов.

Таблица 3. Результаты цианистого выщелачивания медно-золотых минералов. Воспроизведено из [13] с разрешения авторов.

Таблица 3. Результаты цианистого выщелачивания медно-золотых минералов. Воспроизведено из [13] с разрешения авторов.

Conditions				Assay (mg/kg)				Distribution %
NaCN concentration (mg/L)	Time (h)	Dissolved Oxygen (mg/L)	pH	Au	Ag	Cu		Au	Ag	Медь
0,5	0. 00	5.55	11.61	0.00	0.00	0.00		0.00	0.00	0.00
	2.00	4.87	11.60	0.11	0.45	85.31		12,00	7,20	10,73
	6,00	4,75	11,795	759	0. 76	135.00		18.53	12.16	16.98
	17.00	4.34	11.62	0.21	1.24	186.80		22.11	19.84	23.49
	24.00	4.29	11.70	0.22	1.70	190. 00		23.16	27.20	23.90
	32.00	3.80	11.71	0.23	2.10	198.00		24.21	33.60	24.90
Recovery %				81.79	33.33	35.59	Head (Расч.)	100,00	100,00	100,00

Таблица 4. Элементный анализ хвостов выщелачивания. Воспроизведено из [13], с разрешения авторов, 2020 г.

Таблица 4. Элементный анализ хвостов выщелачивания. Воспроизведено из [13], с разрешения авторов, 2020 г.

Образец	Au(мг/кг)	Ag(мг/кг)	Cu(%) 75 757 A
0.10	2.00	0.04
B	0.08	6.04	0.072

Table 5. Константы и стандартные потенциалы восстановления комплексов Au при 25 °С. Воспроизведено и адаптировано из [4] с разрешения Elsevier B. V., 2016.

Таблица 5. Константы и стандартные потенциалы восстановления комплексов Au при 25 °С. Воспроизведено и адаптировано из [4] с разрешения Elsevier B.V., 2016 г. Диапазон pH CN ⁻ Au(CN) ²⁻ −0,57 75 > 900 90 S ₂ O ₃ ²⁻ Au(S ₂ O ₃ ) ₂ ³⁻ 0.17 28.7 8 to 10 CS(NH ₂ ) ₂ Au(NH ₂ CSNH ₂ ) ₂ ⁺ 0. 38 23.3 <3 Cl ⁻ AuCl ₂ ⁻ , AuCl ₄ ⁻ 1.11,1 9.1, 25.3 <3 Br ⁻ AuBr ₂ ⁻ , AuBr ₄ ⁻ 0.98,0.97 12,32.8 5 to 8 I ⁻ AuI ₂ ⁻ , AuI ₄ ⁻ 0. 58,0.69 18.6, 47.7 от 5 до 9 HS ⁻ Au(HS) ₂ ⁻ −0.25 29.9 <9 NH ₃ Au(NH ₃ ) ₂ ⁺ 0.57 26.5 >9 Glycinate Au(NH ₂ CH ₂ COO) ₂ ⁻ 0.632 18 9 SCN ⁻ Au(SCN) ₂ ⁻ , Au SCN) ₄ ⁻ 0. 66,0.66 17.1,43.9 <3 SO ₃ ²⁻ AU (SO ₃ ) ₂ ^3- 0,77 15,4> 49189189189189189189189189189189189181891891891891891891891891891891891891891891891891818> 4 9> 4. Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Безопасное и эффективное использование цианида

Целью данного брифинга является предоставление общего обзора использования цианида и его применения для извлечения золота из руды. Хотя использование цианида имеет важное значение для современной золотодобывающей промышленности, МСП признает озабоченность общественности по поводу использования этого реагента и посредством этого обсуждения представляет информацию для информирования и участия в содержательном диалоге о безопасности и передовых методах, используемых горнодобывающей промышленностью для извлечение золота из руды. Технические ссылки, касающиеся использования цианида при переработке золотой руды, приведены в конце этого брифинга.

Выпуск

Семейство химикатов, содержащих «цианид», комбинацию углерода и азота, безопасно и эффективно используется более 130 лет для эффективного извлечения и извлечения золота и серебра из руды. Цианид также используется для множества других применений как в горнодобывающей промышленности, так и за ее пределами. Хотя цианид является остро токсичным химическим веществом при определенных условиях и в достаточно высоких концентрациях, при надлежащем управлении и контроле его использования цианид использовался и продолжает использоваться безопасно и без вреда для людей или окружающей среды.

 

Фон

Цианид используется для изготовления многих вещей, которые мы используем каждый день. Более 1,1 миллиона тонн его ежегодно используется в производстве пластмасс, клеев, антипиренов, косметики, фармацевтики, пищевой промышленности, металлообработки, производства органических химикатов, фотографии, инсектицидов и в добавках против слеживания как для столовых (пищевых ) и дорожные соли. Горнодобывающая промышленность использует около 6% всего производимого цианида. ^1,2

Низкие концентрации цианида также присутствуют в повседневной среде, включая более 110 различных семейств растений, таких как маниока, лимская фасоль и миндаль. Косточки и семена обычных фруктов, таких как абрикосы, яблоки и персики, могут содержать до 700 частей на миллион (ppm) цианида. ³

 

Роль цианида в переработке руды

Процесс, называемый «цианированием» или выщелачиванием цианидом, был доминирующей технологией извлечения золота с 19 века. 70-е годы. В этом процессе цианид натрия в разбавленном растворе с концентрацией от 100 до 500 частей на миллион или от 0,01% до 0,05% цианида используется для селективного растворения золота из руды. Двумя наиболее распространенными процессами, в которых используется цианид для извлечения золота, являются кучное выщелачивание и измельчение, также известное как угольное выщелачивание (CIL).

Несмотря на то, что за многие годы были проведены значительные научные исследования, не было найдено ни одного другого химического реагента, который бы продемонстрировал превосходные экономические и экологические качества цианида при извлечении драгоценных металлов.

В рамках передовой практики шахты используют как можно меньше цианида по экологическим, безопасным и экономическим причинам. Цианидное выщелачивание часто осуществляется после других физических процессов, таких как дробление и измельчение. Как только золото растворяется, растворы подвергаются дальнейшей обработке для извлечения золота, которое затем переплавляется в золотые слитки.

Шламы и растворы хвостов, содержащие выщелоченный материал, воду и остаточный цианид, обрабатываются различными химическими и физическими методами для уменьшения или удаления цианида, оставшегося в процессе растворения золота, перед сбросом в хвостохранилище. Кроме того, используются различные технологии для извлечения и повторного использования остаточного цианида в вышеупомянутых технологических схемах.

Растворы, которые собираются в хвостохранилище, обычно имеют концентрацию цианида, которая не вредна для людей, птиц или животных. В то время как концентрация цианида менее 50 частей на миллион требуется для соблюдения Международного кодекса обращения с цианидами для защиты дикой природы, многие горнодобывающие предприятия достигают концентрации цианида менее 10 частей на миллион в своих хвостохранилищах.

После сброса остаточный цианид быстро разбавляется и разрушается в результате естественных процессов, таких как окисление и катализ ультрафиолетовым излучением (солнечным светом). Местные, государственные и национальные правила ограничивают количество и концентрацию цианида, который может сбрасываться в хвостохранилище. Эти правила различаются в зависимости от юрисдикции.

 

Токсичность цианидов и обращение с ними

Цианид представляет собой остродействующий токсин, который может привести к летальному исходу. Однако он не вызывает рак, не накапливается и не «биомагнифицируется» в пищевой цепи. ⁴ Не сохраняется в окружающей среде и быстро разлагается на аммиак и углекислый газ под действием солнечного света и воздуха. ⁵

Серьезной проблемой для здоровья является то, что персонал шахты может подвергаться воздействию токсичных уровней цианида. Для защиты работников принимается ряд мер предосторожности, таких как ограничение воздействия на рабочих с помощью автоматизации, защитной одежды и респираторов.

Самая большая угроза окружающей среде от цианида в горнодобывающей промышленности представляет собой водную флору и фауну из-за непреднамеренных сбросов в поверхностные воды. Вторичные удерживающие пруды и другие меры спроектированы как часть горнодобывающего предприятия для защиты от случайного разлива.

Выбросы в окружающую среду обычно сводятся к минимуму при использовании цианида. Хвостохранилища часто закрываются непроницаемой оболочкой, однако выбросы из хвостохранилищ могут иметь место и часто планируются и разрешаются. Растворы, содержащие цианид, часто обрабатывают для снижения уровня присутствующего цианида. Опять же, местные, государственные и национальные правила ограничивают количество и концентрацию цианида, который может присутствовать в этих растворах. Эти правила различаются в зависимости от юрисдикции, но обычно сбрасываемые растворы содержат цианид в концентрациях от 0,2 до 0,5 частей на миллион или от 0,00002% до 0,00005% цианида.

 

Управление цианидами в золотодобывающей промышленности

Промышленность способствовала соблюдению добровольного «Международного кодекса обращения с цианидами при производстве, транспортировке и использовании цианидов в производстве золота» (Цианидный кодекс), целью которого является помощь в защите здоровья человека и снижении воздействия на окружающую среду путем внедрения передовой практики обращения с цианидами и проверки с помощью аудитов третьей стороны. Цианидный кодекс был разработан Руководящим комитетом с участием многих заинтересованных сторон под эгидой Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде и Международного совета по металлам и окружающей среде (теперь известного как Международный совет по металлам и горнодобывающей промышленности или ICMM). Цианидный кодекс направлен исключительно на безопасное обращение с реагентом цианидом натрия на всех этапах, включая производство, транспортировку, хранение, смешивание, выщелачивание золота, разрушение цианида и следы цианистых хвостов, управление растворами, реагирование на чрезвычайные ситуации, обучение и вывод из эксплуатации цианистых производств. .

Компании, принявшие Кодекс по цианидам, подлежат проверке своих горнодобывающих предприятий каждые три года независимыми сторонними специалистами в области охраны труда, техники безопасности и охраны окружающей среды, обладающими техническими знаниями для определения соответствия требованиям программы. Те операции, которые соответствуют требованиям Cyanide Code, сертифицированы и имеют право отображать уникальный символ торговой марки, представляющий это достижение. Результаты аудита обнародуются для информирования заинтересованных сторон о состоянии практики обращения с цианидами на сертифицированном предприятии.

 

 

Федеральная нормативно-правовая база

Добыча полезных ископаемых также регулируется всеобъемлющими государственными и федеральными нормами, регулирующими использование химических реагентов, включая цианид. В ответ на запрос Конгресса Национальная академия наук, инженерии и медицины (NAS) провела обширное исследование, изучив основы добычи твердых полезных ископаемых, таких как золото, серебро, медь и уран, на более чем 350 миллионах акров земли. управляется Бюро землепользования США при Министерстве внутренних дел и Лесной службой при Министерстве сельского хозяйства. Практически все эти земли также подлежат регулированию со стороны отдельных штатов. Комитет пришел к выводу, что «сложная сеть государственных и федеральных законов, регулирующих добычу твердых пород на федеральных землях, в целом эффективна для обеспечения защиты окружающей среды». (Исследование NAS на 3, 6). ⁶

Еще совсем недавно Агентство по охране окружающей среды процитировало исследование природоохранного законодательства штатов, занимающихся добычей полезных ископаемых, и пришло к выводу, что они работают в тандеме с федеральными экологическими законами и правилами для обеспечения надлежащего проектирования, эксплуатации, управления и закрытия рудников. . ⁷

 

Заявление о технической позиции МСП

• Цианид

  эффективно и безопасно используется более 130 лет для извлечения золота и серебра в горнодобывающей промышленности;

• Горнодобывающая промышленность потребляет всего 6% от общего количества производимого в мире цианида;

• Цианид обычно не является стойким в окружающей среде и разлагается до продуктов, существующих в природе, включая двуокись углерода, аммиак и нитраты;

• Предприятия горнодобывающей промышленности, использующие цианид, предназначены для хранения и обработки растворов таким образом, чтобы оказывать минимальное воздействие на окружающую среду;

• Выброс цианида в окружающую среду регулируется местными, государственными и национальными нормами; и

• Горнодобывающие компании, использующие цианид, подчиняются комплексным правилам, и им рекомендуется пройти сертификацию в соответствии с «Международным кодексом обращения с цианидами для производства, транспортировки и использования цианида в производстве золота», чтобы обеспечить безопасные методы работы и прозрачные отношения с общественностью.