O‘zbеkistоn rеspublikаsi

Лекция №18 – Кучное выщелачивание золота и урана.


1. В ряде случаев кучное выщелачивание золотосодержащих и урановых руд экономически значительно эффективнее, чем дру­гие методы извлечения этих металлов, особенно при разработке месторождений с незначительными запасами руды, а также при переработке старых отвалов или бедных за балансовых руд.
Кучное выщелачивание является наиболее приемлемым ме­тодом для отработки небольших месторождений золота и серебра ввиду низких капитальных и эксплуатационных затрат, возможности эффективного контроля состояния окружающей среды и гибкости управления при эксплуатации. Руда должна быть доступной для цианистых растворов, содержать мало угле­рода, сорбирующего золото - цианистые комплексы, в ней не должно быть избытка тонких фракций руды, препятствующих просачиванию растворов.
Для успешного проведения процесса необходимым условием являются недорогие водонепроницаемые основания, быстро мон­тируемые на месте, и недорогой процесс извлечения Au из
растворов на активированном угле.(смоле) Обычно в США Au выщелачивают из больших куч при содержании в них 2,2 г/т Au. Руду отсыпают непосредственно на водонепро­ницаемую пленку, затем сверху орошают раствором цианида. Извлечение Au ведут в абсорбционных колонках, заполненных древесным углем, с последующей десорбцией золота и ре­генерацией угля. Золото десорбируют в горячих щелочных рас­творах и извлекают электроосаждением. Время выщелачивания составляет 60 дней при извлечении 70 % Au.
Основным фактором, определяющим эффективность процесса, является проницаемость слоя руды. Одним из методов органи­зации проницаемости кучи является отсыпка вначале конусов из руды метровой высоты. Последующие слои руды можно укладывать в форме кучи высотой более 5 м. Основание кучи, по данным практики, более целесообразно готовить из пластмас­совой водонепроницаемой пленки разового пользования, чем на асфальтовом основании толщиной 200 мм многократного поль­зования. Цианистые растворы содержат обычно 0,5—1 г/л NaCN, рН 10—10,5. Скорость подачи растворов на 9100-тонную кучу равна примерно 150 л/мин. Распределяют раствор в тече­ние 8 ч каждый день при скорости фильтрации 6 л/(ч.м²) по­верхности кучи.
На шахте «Эберли» (США) руда дробится до крупности —« 6 мм и складируется в кучи высотой 3,6 м. Выщелачивание про­водится раствором цианида концентрацией 250 г/т, рН 10—11, в течение 40—60 дней. Затем 20 дней руду отмывают от циа­нида водой. Извлечение золота составляет 70%. Общая годо­вая масса руды под выщелачиванием в кучах составляет 30 850 т. Из растворов после выщелачивания вначале извлекают 85 % Аg осаждением его сульфидом натрия. Раствор затем по­следовательно пропускают через четыре колонки, заполненные древесным углем для извлечения Аu, добавляют цианид, известь и вновь подают на орошение.
Золотосодержащий уголь направляют на гидрометаллургиче­ский завод, где вначале десорбируют Аu в растворе щелочи и этанола, доосаждают Аg, а Аu извлекают электроосаждением на катодах из стальной «ваты». В руде содержится в среднем 125 г/т Аg и 2,5 г/т Аu, запасы руды оценены в 272 тыс. т. В течение первых двух лет работы была получена прибыль в 274 тыс. долл. при эксплуатационных затратах около 10долл. на 1 т выщелоченной руды.
В штат Невада более семи лет извлекают золото из бедных золотосодержащих руд кучным выщелачиванием с производи­тельностью по руде 2300 т/сутки и средним содержанием Au около 1,5 г/т руды: Подготовка кучи к выщелачиванию заключается в создании водонепроницаемой подушки, которую отсы­пают из мелкой руды и шламов, укатывают, сверху насыпают крупный гравий, а затем руду. Размеры кучи 107X137 м при высоте 6 м. Количество руды в куче составляет 170 тыс. т. Для выщелачивания используют цианисто-известковые растворы при расходе 300 л/мин, которые затем направляют на сорбцию золота на угле с повторным возвращением в процесс раствора и угля. Расход NaCN на выщелачивание составляет 200 г/т руды. Отмечается, что длительное промышленное применение кучного выщелачивания золота показало его технико-экономи­ческую эффективность, особенно малы эксплуатационные рас­ходы.
Там же, компанией «Роунд Валли Мининг» возобновлены работы по извлечению золота кучным выщелачиванием из бед­ных руд с получением 2,5 т/год сплава Доре (67 % Au и 33 % Ag). Схема переработки включает дробление руды, цианисто-известковое выщелачивание, извлечение золота из раствора на активированном угле, электролиз и рафинирование. Производи­тельность цеха дробления составляет 8000 т/сутки руды, содер­жащей 1,7 г/т Au и 0,6 г/т Ag.
Руду дробят в три стадии с использованием гирационной и стандартных короткоконусных дробилок до крупности на вто­рой стадии 50 мм, из которой отсыпают кучу, и на третьей — до 94 % класса— 10 мм, из которой делают основание подкучу. Автосамосвалами грузоподъемностью 100 т руду распределяют по пяти кучам. Водонепроницаемая подушка в основании кучи делается из руды и слоя асфальта толщиной 18 мм. Руду оро­шают цианистыми растворами в течение 27—35 дней, рН 9,5— 10,5 создают известью.
Из раствора после выщелачивания извлекают золото и се­ребро на активированном угле в адсорбционных аппаратах, рас­твор после подкрепления направляют на выщелачивание, а зо­лотосодержащий уголь на дальнейшую переработку.
Кучное выщелачивание нового месторождения золотосодер­жащей руды в Канаде оказалось наиболее оптимальным мето­дом. В руде содержится 7,2 г/т Au и 19,6 г/т Аg. Запасы руды невелики, месторождение разрабатывается открытым способом. Руда складируется на водонепроницаемом основании (для при­дания водонепроницаемых свойств почва покрывается слоем глины, асфальтом или бетоном) и орошается 0,1 процентным циани­стым раствором с рН 12 (создается с помощью подачи 0,07%-ного раствора NaOH). Продолжительность орошения состав­ляет 20 дней, скорость подачи выщелачивающего раствора — 136,4 л/мин.
Насыщенный золотосодержащий раствор (0,05 частей Au на 1 млн. частей Н₂О) пропускается через серию стальных колонн высотой 3,6 м и диаметром 0,6 м с коническим днищем. Колонны наполнены активированным углем крупностью около 1 мм. Из последней колонны обеззолоченный раствор попадает в чан, куда добавляется цианид до концентрации 0,1 % и NаОН для создания рН 12. Подкрепленный раствор вновь направляется на орошение кучи. Максимальная емкость угля по золоту состав­ляет 9,3 кг/т. По мере насыщения уголь разгружается через днище колонны, а в колонну загружается свежая порция угля. Насыщенный золотом уголь направляется на плавку.
Предварительные исследования этого процесса в лаборато­рных условиях показали возможность извлечения золота до 89,2%, а серебра 71,3%. Расход цианида составил 0,18 кг/т руды
При извлечении золота кучным выщелачиванием из за ба­лансовых руд в CНГ получают вполне удовлетворительные ре­зультаты.
Лабораторно-укрупненные и полупромышленные испытания выщелачивания крупнокусковой руды (—100 мм) показали возможность извлечения золота от 65 до 80 %
В результате проведенных опытно-промышленных испытаний установлено, что технологические показатели кучного выщела­чивания золота зависят от содержания в руде глинистых мине­ралов и золота, от высоты рудного отвала, способа укладки руды и системы орошения. Решающим фактором является, как правило, заиленность руды. Глины при орошении сильно набу­хают, увеличиваются в объеме на 25—30%, при этом умень­шается пористость руды, снижается скорость продвижения филь­тратов.
Многочисленные исследования выявили следующую зависи­мость: с увеличением содержания глинистых минералов в руде с 15 до 60 % скорость фильтрации цианистых растворов сни­жается с 25 до 0,4 см/сутки, а продолжительность кучного вы­щелачивания возрастает с 15 до 120 суток. Наиболее целесооб­разно кучное выщелачивание руд, содержащих менее 30—35 % глины.
2 Совместное предприятие «Зарафшан — Ньюмонт» (СП) создано в феврале 1992 г. компанией «Ньюмонт» (США), Государственным комитетом по геологии и минеральным ресурсам Республики Узбекистан (Госкомгеология) и Навоийс-ким горно-металлургическим комбинатом для переработки методом кучного выщелачивания за балансовой руды, накопленной на складах карьера Мурунтау за 25 лет его существования. Доля иностранного партнера в уставном капитале СП составляет 50 %. Согласно договору, совместному пред-приятию для переработки передано 220 млн. т руды со средним содержанием 1,4 г/т .
Строительство предприятия кучного выщелачивания является элементом адаптации существующей сырьевой базы к новой экономической ситуации. При этом предусмат­ривается часть за балансовой руды переработать кучным выщелачиванием (извлечение золота 50 %), а остальную руду, хвосты кучного выщелачивания и руду от сортировки отвалов вскрышных пород переработать на ГМЗ-2 (извле­чение золота 85—94 %) после окончания горных работ в карьере Мурунтау.
При построении стратегии использования сырьевых ресурсов месторожде­ний Мурунтау применен принцип цикличности производства (см. разд. 2.1), ко­гда отходы карьера (за балансовая руда) используется для кучного выщелачивания золота (СП «Зарафшан — Ньюмонт»), отходы которого, в свою очередь, предусматривается перерабатывать на ГМЗ-2.
Совместное предприятие «Зарафшан—Ньюмонт» является первым пред­приятием по коммерческой добыче золота, проект которого был успешно реали­зован в Республике Узбекистан.
Капитальные затраты по проекту составили 225 миллионов долларов США.
Строительство перерабатывающего завода началось в октябре 1993 года и закончилось в апреле 1995 года, а первое золото было выплавлено в мае 1995 года. За это время было выполнено: земляных работ в объеме 2 200 000 м³; уло­жено 15 300 м³ бетона; проведено 88 000 м трубопроводов и 121 000 м кабель­ных линий энергоснабжения; смонтировано 6 880 т металлоконструкций и 511 единиц механического оборудования; принято 41 000 т различных грузов. Сред­ние затраты труда на строительно-монтажные и пуско-наладочные работы со­ставили 70 чел. ч на 1 т принятого груза.
На совместном предприятии в настоящее время работает около 750 человек, в том числе 34 иностранных специалиста.
Проектная производи­тельность завода по руде составляет 13,8 млн. т/год с ежегодным выпуском зо­лота в количестве 12 и 7 т соответственно.
Упрощенная схема завода кучного выщелачивания представлена на рис. 1, а производственные операции осуществляются сле-дующим образом.