Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА ИЗ РУД

Изобретение относится к технологии кучного выщелачивания благородных металлов, например золота, из руд и может быть использовано при освоении месторождений упорных руд.

Известен способ кучного выщелачивания золота и серебра из руд щелочным или кислотным раствором, содержащим комплексообразователи: цианиды щелочных металлов, хлориды, гипохлорит натрия и др. (см. Кучное и подземное выщелачивание металлов М.: Недра, 2007, т. 1).

Известный способ кучного выщелачивания характеризуется низким извлечением ценных компонентов из-за снижения проницаемости минеральной массы для выщелачивающих растворов при постепенном заполнении свободного пространства штабеля частицами глинистых минералов и шламами, а также вследствие эффекта переосаждения на них образуемых при выщелачивании комплексных анионов золота и серебра.

Наиболее близким к заявляемому является способ выщелачивания, включающий дробление руды, формирование из дробленой руды штабелей, выщелачивание золота путем подачи раствора реагента в штабель до падения содержания золота в продуктивных растворах ниже технологического предела, бурение скважин, размещение в них взрывчатых веществ (ВВ), взрывание зарядов, довыщелачивание минеральной массы, сбор продуктивных растворов, с последующим извлечением из продуктивных растворов золота (см. а.с. СССР №1168701, Е21В 43/28, опубл. 23.07.1985 г.).

Недостатком известного способа является невысокое извлечение золота и сопутствующего ему серебра из верхней зоны складированной минеральной массы, обусловленное ее низкой проницаемостью для рабочих растворов вследствие кольматации тонкими частицами и глинистыми минералами, а также деструкцией комплексообразователей горячими взрывными газами.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение эффективности выщелачивания за счет увеличения проницаемости всего объема минеральной массы для рабочих растворов, отсутствия деструкции комплексообразователей золота за счет исключения их прямого контакта с горячими взрывными газами, снижения потерь золота из-за его переосаждения на минералы глин и шламы.

Результат достигается тем, что способ кучного выщелачивания золота из руд, включающий дробление руды, формирование из дробленой руды штабелей, выщелачивание золота путем подачи раствора реагента в штабель до падения содержания золота в продуктивных растворах ниже технологического предела, бурение скважин, размещение в них взрывчатых веществ, взрывание зарядов, довыщелачивание минеральной массы, сбор продуктивных растворов с последующим извлечением из продуктивных растворов золота, отличается тем, что осуществляют при бурении скважин опробование минеральной массы, по результатам которого устанавливают контуры зон кольматации с повышенным содержанием шламово-глинистых фракций, закачивают под давлением в эти зоны через скважины концентрированные щелочно-цианидные выщелачивающие растворы, осуществляя с их помощью диффузионное выщелачивание золота, а после выдерживания паузы размещают заряды ВВ, помещенные в ампулы с водой, в частях скважин, расположенных в пределах зон кольматации, производят взрывание зарядов, осуществляя рыхление материала с одновременной взрывоинъекционной обработкой образующейся при взрыве зарядов водно-газовой смесью, после чего производят довыщелачивание минеральной массы путем орошения всего штабеля слабым щелочно-цианидным раствором.

Способ осуществляется следующим образом.

Производят отсыпку дробленой руды или полученной на ее основе агломерированной минеральной массы в штабели, монтируют на их поверхности оросительную систему и осуществляют подачу через нее выщелачивающих щелочно-цианидных растворов в минеральную массу в циркуляционном режиме. При падении в формируемых продуктивных растворах содержания золота на втором этапе временно демонтируют оросительную систему, в штабеле бурят и оборудуют скважины, с помощью которых производят опробование минеральной массы, по результатам которого устанавливают контуры зон с повышенным (от 20% по занимаемому объему) содержанием шламово-глинистых фракций, закачивают под давлением в эти зоны через скважины концентрированные щелочно-цианидные растворы, с концентрацией цианида натрия от 0.5% (весовой) осуществляют с их помощью диффузионное выщелачивание, а после выдерживания паузы продолжительностью 2-5 суток, размещают в соответствующих участках скважин ампулы с водой, внутри которых помещают заряды ВВ, а верхнюю часть скважины заполняют забойкой - мелкой фракцией руды и осуществляют взрывное рыхление материала в этих зонах с одновременной взрывоинъекционной обработкой материала водно-газовой смесью, образующейся при взрыве зарядов ВВ. При взрыве зарядов такой конструкции вода под давлением образующихся взрывных газов проникает в пространство между относительно крупными отдельностями руды, увеличивая расстояние между ними и, соответственно, ослабляя связи их с шламово-глинистыми частицами, что позволяет формируемому при смешении воды и концентрированного раствора рабочему раствору осуществлять выщелачивание золота. Кроме того, существенно возрастает и температура образуемого рабочего раствора, что особенно важно при ведении процесса в осенне-зимний и весенний периоды. После взрывной активации минерально-реагентной смеси в зонах кольматации вторично монтируют оросительную систему и производят орошение всего штабеля низкоконцентрированными (0.02-0.2%-ми по NaCN) щелочно-цианидными растворами, при этом при их подаче в выщелачиваемый материал получают низкоконцентрированный (0.03-0.3%) рабочий раствор выщелачивающих реагентов, который при взаимодействии с минеральной массой штабеля обеспечивает довыщелачивание из него золота с извлечением его из продуктивных растворов на сорбент до экономически оправданного уровня.

Пример конкретного использования способа.

Руды Савкинского золоторудного месторождения представлены преимущественно минерализованными метасоматитами 2-х основных генетических типов (аргеллизированными метаморфическими породами и гидротермально измененными интрузивными породами диоритового ряда с высоким (до 20%) содержанием кварца-тоналита. Основу продуктивного минерального парагенезиса, ассоциированного с золотом, составляют оксидно-гидроксидные минералы железа и марганца. Золото преимущественно тонкое и мелкое (от 1 до 60 мкм), при этом высока вероятность его нахождения в дисперсной форме с кластерным и атомарным уровнем рассеяния в кристаллических решетках оксидно-гидроксидных и сульфидных минералов-носителей, в минералах глин (в последних также возможно его нахождение в форме сорбированных ионов). С позиций применимости технологии кучного выщелачивания при переработке Савкинских руд существует следующий комплекс проблем, обуславливающих низкий уровень извлечения золота:

- сложность обеспечения полноценного контакта рабочих растворов с тонкими частицами и дисперсными включениями золота, диффузии цианидов и кислорода к поверхности его относительно крупных частиц, часто покрытой «рубашками» из оксидов и гидроксидов железа и марганца, углистого вещества;

- высокая шламируемость руд, вызывающих кольматацию в определенных зонах штабелей, даже при использовании их предварительной агломерации;

- в силу наличия в составе руд значительного количества диоксида марганца-пиролюзита, минералов глин и слюд, проявляется паразитарная сорбция растворенного золота;

- оксиды и гидроксиды марганца обуславливают окисление цианидов с переводом их в цианаты.

Предлагаемый способ для условий переработки руд Савкинского месторождения может быть реализован следующим образом.

Руда после дробления подвергается грохочению, причем мелкий класс (- 5 мм) агломерируется с цементом и известью. Крупный класс укладывается в основание штабеля на гидроизолирующее покрытие (глина-песок-глина-полимерная пленка) и в его нижнем слое монтируется система дренажных труб. На поверхности штабеля монтируют оросительную систему, включающую шланги, распределительные патрубки и эммитеры, и осуществляют подачу через них активных щелочно-цианидных выщелачивающих растворов (концентрация цианидов 0.05%) в агломерированную минеральную массу в циркуляционном режиме. При этом растворы из накопительного зумпфа анализируются на содержание золота и остаточных цианидов и при достижении концентрации более 1 мг/л подаются в сорбционные колонны, после которых доукрепляются реагентами и вновь подаются на орошение. При падении содержания золота в продуктивных растворах до уровня менее 1 мг/л временно демонтируют оросительную систему, в штабеле бурят и оборудуют скважины, при этом производят опробование минеральной массы, по результатам которого устанавливают положение верхней и нижней границ зоны с повышенным (от 20% по объему) содержанием шламово-глинистых фракций, образовавшейся при заполнении свободного пространства кусковой фракции переместившимися с выщелачивающими растворами мелкими частицами разрушаемых окатышей из верхней части штабеля. Скважины оборудуют локально перфорированными пластиковыми трубами и подают через них насосом под давлением в сформированные зоны кольматации концентрированные (с содержанием цианида натрия 1%) активные щелочно-цианидные выщелачивающие растворы из расчета 30 л раствора на тонну руды, осуществляют с их помощью диффузионное выщелачивание золота, а после выдерживания паузы продолжительностью 3-е суток размещают в скважинах (в участках кольматации) тонкостенные (толщиной 1.5 мм) ампулы с водой (представляющие собой запаянные с торцов пластиковые трубки с водой) диаметром 100 мм, внутри которых помещают заряды эмульсионного ВВ в пластиковых трубках диаметром 50 мм, и осуществляют взрывное рыхление материала в этих зонах с одновременной взрывоинъекционной обработкой материала водно-газовой смесью. В завершении вторично монтируют оросительную систему и производят орошение всего штабеля низкоконцентрированными (0.02%-ми по NaCN) щелочно-цианидными растворами для формирования в штабеле рабочего раствора с концентрацией 0.05% и довыщелачивания им золота, полученные продуктивные растворы собирают в дренажно-коллекторных выработках (канавках и зумпфах) в основании штабеля и перекачивают насосом в сорбционные колонны, заполненные активированным углем, который по мере насыщения выгружается и направляется на десорбцию с него золота. Обеззолоченные растворы доукрепляют при необходимости цианидом и подают на следующий цикл орошения.

Конечное извлечение золота на уголь из руд Савкинского месторождения по результатам моделирования во взрывных камерах этой схемы составляет 80%.