СПОСОБ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ДИСПЕРСНОГО ЗОЛОТА ИЗ УПОРНЫХ РУД

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов, а именно к гидрометаллургической переработке золотосодержащих руд и техногенного минерального сырья, и предназначено для извлечения из них золота.

Известен способ кучного выщелачивания золота из руд, согласно которому руда подвергается дроблению, после которого укладывается в штабели и орошается раствором цианидов щелочных металлов. (Дементьев В.Е. и др. Кучное выщелачивание золота и серебра. Иргиредмет, 2001).

Недостатком данного способа является невысокая эффективность из-за невозможности извлечения дисперсного золота, составляющего основную долю запасов месторождений упорных руд и техногенных образований, что связано с недостаточным доступом комплексообразователей к частицам наноразмерного золота, заключенным в кристаллических решетках минералов-носителей.

Наиболее близким к заявляемому является способ кучного выщелачивания руд, содержащих тонкодисперсное золото, включающий орошение горно-рудной массы растворами цианистого калия, которые подают на штабели руды в количестве, не превышающем внутрипоровый объем горнорудной массы, проводят их выдержку и затем ведут выщелачивание золота бесцианидным раствором едкого кали или едкого натра (см. патент РФ №2009234, МПК C22B 11/08, опуб. 15.03.1994).

Недостатком данного способа является невысокая эффективность вследствие высокого расхода цианида натрия и недостаточно высокого извлечения дисперсного золота, в результате соответственно взаимодействия его на стадии выстаивания (диффузионного выщелачивания), с ассоциирующими с золотом минералообразующими элементами и частичного перехода в роданиды, а также недостаточной структурной трансформации минеральных матриц, содержащих дисперсное золото.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности способа переработки техногенного минерального сырья за счет сокращения расхода комплексообразователя и повышения извлечения дисперсного золота.

Указанный технический результат достигается тем, что способ кучного выщелачивания дисперсного золота из упорных руд, включающий укладку в штабели и стадийное орошение штабеля различными по составу растворами, отличается тем, что перед укладкой руды в штабели, производят дробление и грохочение сырья с разделением на подрешеточный и надрешеточный продукты дробления, подрешеточный продукт дробления агломерируют с использованием раствора, содержащего окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов, укладку минерального сырья в штабели осуществляют слоями: нижний слой отсыпают из надрешеточных (крупнофракционных) классов руды и орошают его раствором, содержащим окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов, после этого на нижний слой производят отсыпку агломерированных подрешеточных продуктов дробления руды, чем формируют верхний слой штабеля, а после выдержки осуществляют орошение всего штабеля первоначально низкоконцентрированным раствором, содержащим окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов или водой, затем верхний слой штабеля пропитывают концентрированным раствором, содержащим окислители и комплексообразователи для золота, выдерживают вторую паузу, а затем осуществляют орошение всего штабеля низкоконцентрированным раствором, содержащим окислители и комплексообразователи для золота или водой.

Отличительными признаками предлагаемого способа является то, что перед укладкой руды в штабели, производят дробление и грохочение сырья с разделением на подрешеточный и надрешеточный продукты дробления, подрешеточный продукт дробления агломерируют с использованием раствора, содержащего окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов, укладку минерального сырья в штабели осуществляют слоями: нижний слой отсыпают из надрешеточных (крупнофракционных) классов руды и орошают его раствором, содержащим окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов, после этого на нижний слой производят отсыпку агломерированных подрешеточных продуктов дробления руды, чем формируют верхний слой штабеля, а после выдержки осуществляют орошение всего штабеля первоначально низкоконцентрированным раствором, содержащим окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов или водой, а затем верхний слой штабеля пропитывают концентрированным раствором, содержащим окислители и комплексообразователи для золота, выдерживают вторую паузу, а затем осуществляют орошение всего штабеля низкоконцентрированным раствором, содержащим окислители и комплексообразователи для золота или водой.

Раствор, содержащий окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов и активный раствор, содержащий окислители для золота (перед вводом в него комплексообразователей для золота), готовят путем барботажа воздухом и последующего электролиза, и/или фотолиза (облучения УФ-светом в диапазоне 180-300 нанометров) водно-газовой суспензии, полученной в процессе электролиза исходного раствора реагентов, продуцирующих при обработке группу пероксидов водорода, включая гидроксил-радикал и/или хлорноватистую кислоту. Полученный раствор, содержащий окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов, используют для агломерационной подготовки мелкой фракции руды к выщелачиванию и при начальном орошении им штабелей. Активный раствор, содержащий окислители для золота, используют для подготовки собственно выщелачивающего раствора (посредством ввода в него комплексообразователей для золота), который, в свою очередь, используют на втором этапе для собственно выщелачивания золота.

Способ осуществляется следующим образом.

В фотоэлектрохимических реакторах готовят активный окисляющий раствор и выщелачивающий раствор путем барботажа воздухом и последующего электролиза раствора исходного реагента, на завершающей стадии которого полученную водно-газовую суспензию облучают УФ-светом в диапазоне 180-300 нанометров, причем в выщелачивающий раствор затем вводят комплексобразователь, либо вещество, образующее его при взаимодействии с продуктами фотоэлектрохимического синтеза. При электролизе раствора ряда легко диссоциирующих щелочей, солей и кислот, на аноде выделяются пузырьки кислорода, хлора (или других галогенов), углекислого газа, содержащие также и пары воды. В ходе последующих фотохимических реакций, в объеме выделяемых на аноде пузырьков, возбужденные в результате поглощения квантов УФ-излучения молекулы воды и электролитического газа, например, двухатомарного кислорода, распадаются на активные атомы и радикалы или ионизируются, а продукты распада, взаимодействуя с другими возбужденными молекулами, образуют вторичные активные радикалы, ионы, ион-радикалы или сильные молекулярные окислители:

При коалесценции пузырьков кислорода и водорода (выделяемого на катоде), происходит взаимная диффузия этих газов, что обеспечивает при УФ-облучении такой водно-газовой суспензии увеличение выхода активных соединений кислорода и водорода. Поскольку пузырьки электролитических газов окружены водой, то полученные в результате фотохимических реакций озон, атомарный кислород, гидроксил-радикал и другие активные соединения до рекомбинации диффундируют в пленочную воду, формируя активные гидратные комплексы. Таким образом, фотоэлектрохимический синтез позволяет с высоким выходом получить в растворе H₂O₂, ОН*, а также при необходимости, используя соответствующие исходные растворимые вещества, и активные соединения с другими элементами, в частности, с серой, углеродом и хлором: , , , , Cl*, HCl*. HClO*, ClO*.

Гидроксил-радикалы, обладая высоким окислительно-восстановительным потенциалом (2300 мВ), присутствующие в любом из трех типов растворов, обеспечивают возможность окисления ими атомов не только железа и серы, но и дисперсных форм золота и платиноидов, а, следовательно, перевод их в ионную форму и рост диффузионной активности в объеме кристаллической решетки минералов.

При подготовке собственно выщелачивающих растворов, активная водно-газовая суспензия, полученная в фотоэлектрохимическом реакторе за счет формирования в ней ион-радикальных кластеров типа Н⁺·nH₂O·НО*^-, обеспечивает ассоциирование цианидных комплексов с образованием сложных кластерных структур, содержащих два и более комплексообразующих аниона CN^-, что обуславливает интенсификацию выщелачивания дисперсного золота вследствие не последовательного, а одновременного взаимодействия атома золота с двумя анионами (или радикалами) CN:

Параллельно с приготовлением растворов осуществляют дробление и грохочение руды с последующей агломерацией подрешеточных продуктов дробления. При этом для агломерации используют цемент, окись кальция и полученный в процессе фотоэлектрохимической обработки раствор, содержащий окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов. После этого производят укладку в нижний слой штабеля надрешеточных (крупнофракционных) классов руды, и отсыпку на него верхнего слоя агломерированных подрешеточных продуктов дробления руды. Перед отсыпкой агломерированного материала, слой крупнофракционной минеральной массы орошают окисляющим раствором. Далее осуществляют выдерживание двух слоев минеральной массы с целью окислительной подготовки ее к выщелачиванию в течение 2-5 дней, после чего осуществляют орошение всего штабеля первоначально низкоконцентрированным раствором, содержащим окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов или водой, а затем верхний слой штабеля пропитывают концентрированным раствором, содержащим окислители и комплексообразователи для золота, выдерживают вторую паузу, а затем осуществляют орошение всего штабеля низкоконцентрированным раствором, содержащим окислители и комплексообразователи для золота или водой.

Пример конкретного осуществления способа.

Способ апробировался на рудах месторождения Амазаркан. Пробы руды были представлены как минимум 3-мя генетическими типами: метасоматитами, образованными по лейкократовым гранитоидам (порядка 80% от общего количества), метасоматизированными интрузивными породами диоритового и габбро-диоритового ряда, метасоматизированными гнейсами, сформированными преимущественно по гранодиоритам. Метасоматические изменения проявлены сульфидизацией, турманилизацией, серицитизацией и окварцеванием. В пробах встречены отдельности даек гибридных порфиров с менее выраженной, чем у несущих оруденение пород, сульфидизацией, окварцеванием и серицитизацией. Пробы, отобранные из приемного бункера ДСК-1. имеют средний диаметр кусков руды в диапазоне порядка 30-350 мм. Содержание золота в усредненных пробах руды, по данным пробирно-атомно-абсорбционного анализа, 0.55-0.65 г/т (предположительно, руда не прошла стадию среднего дробления по причине низкого содержания и была оставлена на месте).

Усредненная проба руды из приемного бункера ДСК-1 общим весом 12 кг была отдана на дробление в лабораторию SGS-восток лимитед (г. Чита), после которого рудный материал был расситован и взвешен (по фракциям). Входной анализ подтвердил низкие содержания по пробам всех типов Амазарканских руд (0.5-0.65 г/т). При этом в мелкой фракции (-5 мм), выход которой составил 1.4%, отмечается концентрация сульфидно-кварцевых агрегатов и соответственно золота (0.93 г/т). Дробленая руда была разделена на три навески по 3 кг, которые были помещены в пластиковые колонны. В первой (контрольной) колонне моделировалось стандартное капельное орошение цианидным раствором, во второй - с предварительной обработкой активным раствором фракции 5-10 мм в кювете в течение 5 суток с последующим капельным орошением цианидами, в третьей - с агломерацией фракции -5 мм с использованием окисляющего пероксидно-карбонатного раствора, полученного в фотоэлектрохимическом реакторе, капельным орошением этим окисляющим раствором основной массы навески. После паузы в 5 суток руда в колонне орошалась слабым раствором окислителя, после чего раствор выпускался из колонны. Далее осуществлялось орошение концентрированным пероксидно-цианидным раствором верхней части колонны с агломерированным материалом. Пауза 3 суток и орошение всего материала колонны слабым раствором цианида в течение 7 суток. При этом извлечение золота в жидкую фазу по этой активационной схеме составило 85% за все время эксперимента, по 2-м другим схемам 43% и 57% соответственно.