Мария Штайгер,
инженер-лаборант исследовательской лаборатории АО «ЮЖУРАЛЗОЛОТО ГРУППА КОМПАНИЙ», студентка Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова, Институт горного дела и транспорта, кафедра геологии, маркшейдерского дела и обогащения полезных ископаемых, специализация обогащение полезных ископаемых
Сергей Лазарев,
студент группы ОПИ-18, Пластовский технологический филиал ГБПОУ «Копейский политехнический колледж имени С.В. Хохрякова»
Золото можно найти практически в любой точке планеты, и основным ключом к успешному его извлечению является знание того, к какому типу золото относится. Все месторождения золота разделены на два основных типа:
Россыпные месторождения, где золото под действием атмосферных осадков и эрозии находится в свободном виде. Коренные месторождения, где золото все еще находится в сростках и внутри вмещающих пород.
Технологии (методы) извлечения золота для этих двух типов месторождений очень разнообразны: от простого промывания на старательском лотке до сложной технологической схемы, состоящей из операций измельчения, гравитационного обогащения, флотации, выщелачивания и т.д. Установление технологического типа и технологической разновидности руды основано на проведении рационального (фазового) анализа руды на золото с дополнением результатами химического и гранулометрического анализа. Фазовый анализ золота основан на обработке руд и других продуктов растворителями для вскрытия и извлечения золота разных природных форм и количественного определения форм соединений золота.
Схема фазового анализа золота предусматривает последовательное извлечение золота из измельченных руд до крупности с содержанием класса минуc 0,074 мм не менее 80% цианированием, обработкой твердого остатка соляной кислотой с последующим цианистым выщелачиванием и обработкой твердого остатка царской водкой.
Первое цианирование характеризует «стандартные» условия цианирования. Цианирование – это гидрометаллургический метод извлечения золота из руды с низким содержанием золота путем преобразования золота в водорастворимый координационный комплекс.
Химическая реакция растворения золота в цианистом растворе выглядит следующим образом: 2Au + 4NaCN + Н2О + 0,5О2 = 2NaAu(CN)2 + 2NaOH. В этом окислительно-восстановительном процессе кислород удаляет посредством двухступенчатой реакции по одному электрону от каждого атома золота с образованием комплекса Au (CN)–.
Хвосты первого цианирования после обрабатывают раствором соляной кислоты HCl с добавлением хлористого олова SnCl2 и направляют на второе цианирование. При этом растворяется золото, ассоциированное с оксидами и гидроксидами железа, карбонатами – извлекаемое цианированием после обработки соляной кислотой.
Рис. 1. Схема рационального (фазового) анализа руд на золото
Хвосты второго цианирования обрабатывают царской водкой. Обработкой царской водкой вскрывают тонко вкрапленное золото, заключенное в породообразующие минералы пирит, арсенопирит, галенит, халькопирит.
Целью проведения исследовательской работы является установление технологического типа и технологической разновидности представленных руд и определение руды, наиболее пригодной для извлечения золота «стандартным» цианированием.
Для проведения рационального анализа были взяты несколько пробных образцов руд разных месторождений, которые были пронумерованы в следующем порядке (см. табл. 1).
Таблица 1
Далее по тексту соответственно таблице 1 указываются номера проб.
Все представленные образцы проб согласно методике проведения рационального анализа были измельчены при одинаковых условиях в шаровой мельнице.
Измельченные пробы руды массой 1000 г выщелачивали во вращающихся открытых бутылях раствором NaCN (0,1%) непрерывно в течение 48 ч при Ж:Т=2:1. Для того, чтобы предотвратить создание токсичного цианистого водорода, в процессе обработки добавляли к раствору экстрагента гашеную известь (гидроксид кальция), чтобы гарантировать кислотность во время цианирования в пределах рН 9-11,5 (сильно щелочные). Известь добавляли из расчета 2-3 кг на 1 т руды. При проведении эксперимента первого цианистого выщелачивания в ходе рационального анализа осуществляют одновременный оперативный контроль за содержанием растворенного золота (атомно-абсорбционный анализ), изменением концентрации свободного цианида и его расходом в процессе цианирования. Продолжительность цианирования (48 ч) гарантирует растворение крупного золота.
Гранулометрический состав проб представлен на рис. 2.
Рис. 2. Гранулометрический состав проб
Полученные результаты по расходу реагентов представлены на рис. 3. Из полученных данных по расходу реагентов следует, что при проведении первого цианирования рН среды для всех проб в пределах 11,3-12,5, что соответствует нормам. Самый большой расход цианида характерен для пробы № 5, при этом составил 2 кг/т руды, для пробы № 2 расход 0,14 кг/т руды.
Рис. 3. рН среды. Расход реагентов первого цианирования
Как видно из данных, представленных на рис. 4, наиболее перспективным для извлечения золота цианированием является проба № 2, при общем содержании золота в исходной руде 0,8 г/т , в раствор переведено 0,7 г с одной тонны руды. При этом извлечение золота составило 83,3%, для остальных проб, представленных на испытание, извлечение составило18,2-56,1% (рис. 5).
Рис. 4. Распределение золота по продуктам при проведении первого цианирования
Рис. 5. Извлечение золота при первом цианировании
Хвосты после тщательной отмывки от цианида и выделения пробы для пробирного анализа были обработаны раствором соляной кислоты HCl с добавлением хлористого олова SnCl2. Обработку проводят в стаканах вначале на холоде, потом с подогревом до 40-50°С в течение 1-2 ч. Тщательно промытый остаток взвешивают и подвергают вторичному цианированию в режиме первого цианирования, длительность выщелачивания 24 ч, концентрация NaCN 0.1%. Расход регентов при проведении второго цианирования для обеспечения необходимой кислотности растворов представлен на рис. 6.
Рис. 6. рН среды второго цианирования. Расход реагентов
Как видно из результатов анализов, представленных на графике, рН среды при проведении второго цианирования в пределах нормы. Максимальный расход реагентов (NaCN) характерен для пробы № 3.
Рис. 7. Распределение золота в продуктах второго цианирования
Рис. 8. Извлечение золота в раствор при втором цианировании
Анализируя распределение золота после проведения второго цианирования, можно сделать вывод, что наилучшие результаты характерны для пробы № 3. При этом извлечение золота в пробе № 3 составило 75,9%. Наименьший результат по извлечению золота процессом цианирования получен в пробе № 4.
Следуя методике проведения рационального анализа, хвосты цианирования обработаны царской водкой (3 части HCl + 1 часть HNO3) с подогреванием и периодическим перемешиванием стеклянной палочкой. Температура 80-90°С, Ж:Т=4:1, длительность не менее 2 ч.
После растворения сульфидов содержимое стаканов разбавили водой и фильтрованием жидкую фазу отделили от твердой. Многократно промытый водой кек высушили, взвесили и проанализировали на золото. Минимальное содержание золота в хвостах обработки царской водкой в пробе № 2 (рис. 9).
Рис. 9. Содержание золота в хвостах обработки царской водкой
Массу золота, ассоциированного с сульфидами, по методике проведения рационального анализа рассчитывают по массе золота в хвостах второй стадии цианирования за вычетом золота в кварце.
Полученные данные при проведении рационального анализа руд сведены в единую таблицу (табл. 2) и представлены на диаграмме (рис. 10).
Таблица 2 Сводная таблица результатов фазового анализа золота
Результаты фазового анализа свидетельствуют о том, что в исследуемых пробах наиболее перспективными для применения при обогащении стандартного цианирования руд являются проба № 2 руды месторождения Наилы, так как 84,3% от общего содержания золота содержится в сростках, которое легко извлекается цианированием, и проба № 3, материал, взятый с отвалов эфельных песков, в ней золота в сростках содержится 60%. В пробе руды Березняковского месторождения золота в сростках всего лишь 27,78%, поэтому для данной руды нерационально применять метод цианирования, в данной руде 44,4% золота связано с сульфидами, для данной руды необходимо применять другие методы обогащения, например, флотацию.
Рис. 10. Результаты фазового анализа золота в исследуемых пробах
