Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ СБРОСНЫХ ПУЛЬП ЗОЛОИЗВЛЕКАТЕЛЬНЫХ ФАБРИК

Изобретение относится к области горнорудной промышленности и может быть использовано для утилизации сбросных пульп золотоизвлекательных фабрик, в том числе хвостов обогащения.

Задачей изобретения является усовершенствование процесса извлечения благородных металлов и промышленно ценных элементов из сбросных пульп и сточных вод для доизвлечения благородных металлов и сопутствующих элементов, снижение антропогенной нагрузки на природные экосистемы.

Техническим результатом изобретения является утилизация сбросных пульп золотоизвлекательных фабрик.

Результат достигается тем, что способ утилизации сбросных пульп золотоизвлекательных фабрик заключается в том, что сбросные пульпы золотоизвлекательных фабрик в отводящем трубопроводе насыщают электролитическими газами и полученную суспензию подвергают электрофлотации в электрофлотационных колоннах, в которые дополнительно закачивают диспергированный воздух, полученные пенные продукты, содержащие шламовые частицы сульфидных минералов с промышленно ценными элементами, направляют на переработку гидрометаллургическими методами, а насыщенные кислородом и активированные при электрофлотации обедненные вторичные хвосты, содержащие недоокисленные взвешенные минеральные частицы, подвергают отстаиванию, а образованные после отстаивания и доокисления сульфидных минералов стоки хвостохранилища подвергают электросорбции в две стадии: первоначально выделяют промышленно ценные металлы и токсичные для биоты элементы, на второй стадии сорбируют высвобожденное при окислении сульфидных минералов коллоидное золото при помощи анионитов, подготовленных в CN^- и ОН^- формах, конечный раствор, полученный после электросорбции, кондиционируют по рН и, после добавления соответствующих комплексообразователей, направляют на шахтное и/или кучное выщелачивание.

Работа способа осуществляется следующим образом.

Сбросную пульпу золотоизвлекательных фабрик подают по трубопроводу в хвостохранилище. В процессе гидротранспортирования пульпы, содержащиеся в ней частицы сульфидных минералов, включающие в свой состав благородные металлы и другие промышленно ценные компоненты, а также поллютанты для окружающей среды, такие как мышьяк, частично истираются при контакте со стенками трубопровода. Для доулавливания этих минеральных частиц, перед сбросом в хвостохранилище, пульпу подвергают электрофлотации, предпочтительно во флотоколоннах. Для повышения флотоэффекта, через распылители, расположенные в подводящей во флотоколонны трубы, в пульпу подают диспергированный воздух. Далее пульпа, содержащая пузырьки воздуха, проходит через электродные блоки флотоколонны. На катодах происходит электрохимическое выделение мелких пузырьков водорода, которые сцепляются с мелкими шламовыми частицами сульфидных минералов и мелкими частицами «свободного» золота и более крупными пузырьками воздуха, концентрирующими оставшиеся в пульпе реагенты - собиратели с ЗИФ. Таким образом, формируются агломераты, которые выносятся в поверхностный слой пульпы - условный флотоконцентрат. Выделяющийся на аноде кислород, после участия в процессе электрофлотации, остается частично в обедненной пульпе, в которой осуществляет продолжение окисления частиц сульфидных минералов.

Получившиеся обедненные хвосты, содержащие труднофлотирумые сростки сульфидных минералов с кварцем и другими жильными минералами, отводят в первую секцию хвостохранилища, где минеральные частицы подвергаются отстаиванию и доокислению, под действием растворенного кислорода и кислорода воздуха с естественным сезонным участием тионовых бактерий.

В ходе отстаивания в первой секции хвостохранилища, в результате процессов окисления оставшихся сульфидных минералов, образуется сульфатный комплекс и происходит растворение железа, промышленно ценных металлов, находящихся преимущественно в форме катионов, высвобождается в виде коллоидных частиц инкапсулированное и дисперсное золото. Жидкая фаза декантированной и окисленной пульпы, с растворенными в ходе окисления металлами, подвергается стадийной электродиалитической обработке. На первой стадии, в прикатодной зоне, осуществляется ионобменная сорбция катионов цветных металлов (меди, цинка, свинца), ионоселективными катионитами в прианодной зоне производят электросорбцию анионов молибденовой и вольфрамой кислот, аниона гидрида мышьяка (HAs^-)-соответствующими анионитами. Извлечение коллоидного золота осуществляют на второй стадии электросорбции ионоселективным по золоту анионитом, подготовленным в форме CN^- и ОН^- в прикатодных зонах. При контакте с микропористым, селективным по золоту анионитом, содержащим циан-анионы, атомы верхнего слоя коллоидных частиц золота образуют золото-циановые комплексы (Au(CN)₂)^-, которые, образуя связи с ионогенными группами анионита, обеспечивают удержание в его порах коллоидных частиц золота. Поскольку при регенерации анионита используется щелочной раствор цианида, то гидроксил-ионы в гелевой фазе анионита позволяют регулировать рН при контакте с кислотной средой и вести сорбцию в оптимальном режиме. Так как анионит будет находиться в прикатодной зоне, то образующиеся при электродиссоциации золото-циановых анионов метастабильные катионы золота пленочной фазы, с внешней от катода стороны, по поровому пространству будут переходить вглубь гелевой фазы анионита. Полученный в анодной камере сернокислотный анолит накапливают во второй секции хвостохранилища и, после доукрепления серной кислотой, используют в качестве рабочего раствора для шахтного выщелачивания, а полученный после электросорбции католит кондиционируют по рН щелочью и, после добавления соответствующих комплексообразователей, направляют на кучное выщелачивание золота.

Твердую минеральную фазу пульп можно использовать в качестве материала закладки на подземном руднике.

Процесс извлечения золота и сопутствующих элементов позволяет утилизировать сбросные пульпы и активные выщелачивающие растворы.

Пример конкретного осуществления способа.

Способ опробован на сбросной пульпе с Дарасунской ЗИФ, в которой обнаруживается значительное количество недоизвлеченного дисперсного и мелкого «свободного» золота. Кроме того, в ней присутствуют сопутствующие промышленно ценные сульфидные минералы, содержащие медь, серебро, кадмий, недоизвлеченные в ходе обогащения, и оставшиеся флотореагенты, в первую очередь собиратели. Содержание золота 1.1-1.3 г/т в сбросной пульпе этой ЗИФ исключают применение для их переработки известных гидрометаллургических методов, поэтому необходимо использование нестандартных технологических решений.

Сбросная хвостовая пульпа с ЗИФ направляется по трубе, в конце которой установлена электрофлотационная колонна.

Способ был реализован с помощью комплекса устройств, изображенных на чертеже, где: 1 - подводящая труба, 2 - горизонтальные электроды, 3 - вертикальные электроды, 4 - электрофлотационные колонны, 5 - первая секция хвостохранилища, 6 - вторая секция хвостохранилища, 7 - дамба, 8, 9 - электродиалитические аппараты, 10 - скважины, 11 - отводящий патрубок.

В подводящей трубе установлены электродные блоки с вертикальными 3 и горизонтальными 2 электродами. Пульпу на входе в хвостохранилище насыщают диспергированными пузырьками воздуха и пропускают через электрофлотационные колонны 4. Полученный флотоконцентрат отправляют на переработку, а обедненные хвосты отводят на хвостохранилище, состоящее из двух секций 5 и 6, между секциями хвостохранилища отсыпается дамба 7. В районе дамбы устанавливается система электродиалитических аппаратов 8, 9 с параллельно расположенными катодами и анодами. Гранулы ионообменного сорбента размещаются предварительно в электродиалитических аппаратах до подачи пульпы

В первом электродиалитическом аппарате отделяют промышленно ценные металлы: медь, серебро (в ионной форме) и кадмий, и токсичный для биоты мышьяк, а во втором - коллоидное золото (в коллоидной форме), выделяющееся при разрушении сульфидных минералов, в первую очередь халькопирита. Используют ионоселективный по золоту сорбент марки типа А-100, в размере 10-ти % от объема. Данный сорбент селективный и износостойкий.

Оставшийся кислотный анолит из электросорберов, насыщенный электролизными газами, доукрепляют серной кислотой и направляют на шахтное выщелачивание. Католиты доукрепляют щелочью до рН=10.5, вводят цианид натрия и направляют на кучное выщелачивание из некондиционных руд, добытых на Талатуйском карьере. Твердую фазу хвостов используют для закладки камер Дарсунского подземного рудника.

Для доказательства работоспособности данной технологической схемы был проведен эксперимент по электрофлотации золота и халькопирита из хвостов флотации и электросорбции этих элементов из вторичных хвостов. Во флотоконцентрат при электрофлотации доизвлечено 32% меди и 45% от общего количества золота. На стадии электросорбции на катионит извлечено 38% меди и 35% от исходного количества золота. Таким образом, доизвлечено 80% золота из^: хвостов флотации Дарасунской фабрики. Для элюирования золота с анионита, в эксперименте использовался цианистый натрий в виде однопроцентного горячего раствора. Его пропускали при температуре 150°C и давлении 10 Атм. Процесс элюирования золота заканчивался при этом через 1-2 часа. При добавлении в раствор элюента однопроцентного едкого натра процесс элюирования ускорялся.

Из полученных данных по кинетике сорбции следует, что продолжительность контакта до достижения равновесного насыщения пульпы с ионитом А-100 составляет 2 часа. При сорбции золота из пульпы сложного состава, содержащего значительные количества меди и железа, емкость ионита по золоту ниже, чем в случае сорбции из монокомпонентного раствора, а необходимая продолжительность контакта возрастает до 5 часов. Тем не менее, и в этом случае общий ход равновесной кривой и значение емкости анионита А-100, полученные при сорбции в равновесных условиях из растворов различных концентраций, позволяет сделать вывод о том, что сорбция золота на анионите А-100 и сопутствующих элементов проходит эффективно.

Доизвлечение золота из сбросной пульпы Дарасунской ЗИФ составило 70%.

Таким образом, представленный способ позволяет решить проблему накопления отходов горнорудной отрасли и утилизировать сбросную пульпу золоизвлекательных фабрик, снизить антропогенную нагрузку на природные экосистемы.