Причины технологической упорности золотосодержащих руд с нановключениями металла при цианировании

ПРИЧИНЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УПОРНОСТИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД С НАНОВКЛЮЧЕНИЯМИ МЕТАЛЛА ПРИ ЦИАНИРОВАНИИ

Семинар № 26

Т Чрезвычайное разнообразие веще-J. ственного состава слож-ных золотосодержащих руд с дисперсным золотом с большим диапазоном дискретности, типов его химической связи с основными минералообразующими элементами и акцессорными, а также существующие требования максимально эффективного использования минеральных ресурсов вызывают необходимость выделения таких руд в отдельную категорию упорного золотосодержащего сырья.

В зарубежной практике обогащения руд в 1981 г. W.J. Guay [1] предложен очень простой и информативный метод оценки упорности руд. Сущность этого метода заключается в том, что «упорность» руд определяется только показателями извлечения золота по атомноабсорбционному методу анализа при стандартном цианировании.

В соответствии с этой методикой золотосодержащие руды по технологической упорности делятся на два типа: 1) неупорные (цианируемые - извлечение металла 80 % и более); 2) упорные - извлечение металла менее 80 %.

После открытия на севере штата Невада месторождений золота в частично ме-таморфизованных осадочных карбонатно-алюмосиликатных породах с концентрированием его как в сульфидах, так и в углистом веществе (так называемый Кар-линский тип) с преобладающим размером выделений золота менее 5 мкм, стало понятно, что изучение форм его нахождения в рудах должно быть проведено более детально. Характерной особенностью руд карлинского и аналогичных типов является наличие «невидимого» золота.

Классификация причин упорности руд с дисперсным золотом, предложенная американскими геологами, безусловно, является научно обоснованной и практически применимой для руд Карлинского типа. Но, так как существует большое разнообразие генетических типов месторождений руд, содержащих дисперсное золото в различных формах, требуется проведение геолого-технологической

оценки руд, исходя из конкретных условий.

Для эффективной переработки минерального сырья учёные на протяжении более семидесяти лет стремятся создать единую классификацию золотосодержащих руд.

Так В.В. Лодейщиковым, в качестве главного разделительного критерия при технологической классификации золотых и серебряных руд по упорности, принимается коэффициент извлечения Аи и А§ на стадии цианистого выщелачивания К'Ц, выражаемый через коэффициенты физической (ФД), химической депрессии (ХД) и сорбционной активности руды (СА) [2].

В.И. Зеленовым предложена дифференцированная технологическая типизация золотосодержащих руд. Выделение основных типов руд в данном случае рекомендуется производить, исходя из наличия в них, кроме золота, других ценных компонентов [3].

В научных публикациях Г.В. Седель-никой, технология переработки руд рассматривается применительно к их технологическим типам. Приводятся шесть основных технологических типов золотосодержащих руд, которые выделены с учетом промышленной значимости полезных ком-

понентов, форм нахождения и крупности золота, степени окисленности минералов, наличия осложняющих примесей и отличаются различными технологиями переработки руд [4].

Доктор технических наук М.И. Фаз-луллин рассмотрел следующие характерные признаки, определяющие степень их благоприятности для кучного выщелачивания различных промышленных типов месторождений: по минеральному составу; по содержанию сульфидов; по морфологическим типам месторождений. В каждом из перечисленных промышленных типов месторождений возможность пригодности для освоения способом кучного выщелачивания цианированием оценивается степенью благоприятности: весьма благоприятные, благоприятные, малоблагоприятные, неблагоприятные [5].

Приведенные выше примеры наглядно показывает, что разработка единой (универсальной) классификации золотосодержащих руд по упорности, в одинаковой степени удовлетворяющей специалистов различного профиля, является весьма сложной задачей, к решению которой можно подходить с самых различных позиций. Следует отметить, что работы уважаемых и авторитетных отечественных ученых, докторов технических наук - В.В. Лодейщикова (Иргиредмет), Г.В. Седель-никовой (ЦНИГРИ) и В.И. Зеленова, М.И. Фазлуллина (ВНИИХТ) по вопросу классификации золотосодержащих руд по упорности имеют большое практическое значение.

Однако, в настоящее время вовлекаются в переработку упорные золотосодержащие руды крупных близповерхностных месторождений с низким содержанием металла 0,5-2,0 г/т с присутствием дисперсного золота в сульфидах. В связи с тем, что цены на золото увеличились, а запасы богатых легкообогатимых руд истощились, проблема переработки таких

типов руд перешла из ранга незначительных в ранг актуальных.

Анализ результатов, проведенных исследований, сопоставление их с промышленным опытом извлечения золота из руд сложного вещественного состава, практически всех известных в мире разновидностей золоторудного сырья, привели автора к выводу о целесообразности выделения упорных золотосодержащих руд с дисперсными формами золота в отдельную категорию минерального сырья и о необходимости выработки научно-

обоснованных критериев для выбора рациональной технологии их переработки.

В классификации технологические типы выделяются по уровню извлечения при использовании стандартных схем сорбционного цианирования, а подтипы - по химической активности и концентрации, используемых при технологическом тестировании окислителей перед цианированием (от гипохлорита натрия до перекисно-щелочной сети).

Все золотосодержащие руды с дисперсным золотом в зависимости от показателя извлечения в них металла при стандартном цианировании более или менее 80% делятся на два технологических типа по обогатимости: 1) простые - лег-коцианируемые (не упорные или легко- и среднеобогатимые); 2) упорные - трудно-цианируемые (труднообогатимые).

В соответствии с разработанной классификацией руды, у которых извлечение золота в жидкую фазу при использовании атомно-абсорбционного метода анализа составило менее 80%, отнесены к упорным рудам. В свою очередь упорные руды в зависимости от химической активности и концентрации, используемых при технологическом тестировании окислителей перед цианировании, делятся на три группы: руды с физическими причинами

упорности, руды с физико-химичес-кими причинами упорности и руды с химиче-

скими причинами упорности. Каждая из выше указанных групп руд подразделяется на ряд подтипов.

В классификации золотосодержащих руд с дисперсным золотом по технологической упорности автор предлагает выделить в отдельную категорию (подтип) руды с физико-химическими причинами упорности при цианировании. К такой категории относятся руды, которые содержат флотоактивные и сорбционноактивные компоненты - глинистые минералы или углистые вещества, усложняющие получение флотоконцентрата золотосодержащих минералов и/или поглощающие золото из раствора, быстрее, чем технологические сорбенты (активированный уголь или ионообменные смолы). Кроме того, физико-химическая упорность руд определяется и наличием нано- и окто-частиц золота, имеющих химическую связь с органическими элементами, образующими сульфидно-суль-фосолевую

матрицу.

На результаты предварительного обогащения руд с дисперсным золотом флотационным методом большое значение оказывают следующие параметры: размер вкрапленности сульфидных и сульфосо-левых минералов и их типоморфные признаки; соотношение сульфидных и суль-фосолевых минералов; наличие технологически активных жильных минералов, обладающих по отношению к ним абразивными (кварц, турмалины, гранаты) или близкими к ним поверхностно-активными свойствами (минералы глин, гидрослюды).

С целью интенсификации процесса окисления упорных руд, сульфидно-сульфосолевых концентратов и повышения извлечения золота творческим коллективом авторов (ЧФ ИГД СО РАН совместно с Читинским государственным университетом) было предложено осуществлять комбинированное окисление -

предварительное физико-химическое и последующее бактериальное, а для повышения извлечения золота из окисленного концентрата - двухстадийное сорбционное цианирование с использованием электроактивации (или фотоэлектроактивации) пульп и контрольной электросорбцией.

При переработке сульфидно-углистых, сульфидно-сульфосолевых руд с углистыми и органическими включениями наиболее активными естественными сорбентами золота являются углистые сланцы. Кроме графита (и некоторых других углесодержащих минералов) в качестве сорбентов золота в цианистом процессе могут выступать: глинистые минералы, например, пирофиллит.

Извлечь дисперсное золото из сульфидных и сульфосолевых минералов, особенно при тонковкрапленной структуре руд и наличии в рудах глинистого «цемента», теллуридов и органического субстрата наиболее сложно. Но и в этом случае, используя для окисления сульфидной матрицы активный кислород и (или) хлорсодержащие окислители, можно обеспечить достаточно высокие (свыше 90%) показатели извлечения золота при последующем цианировании и, следовательно, перевод золота в жидкую фазу.

Сущность идеи опережающего (до бактериального) физико-химического

окисления, а затем контрольного биоокисления, заключается в том, что на первой (предварительной) стадии электрохимической или фотоэлектрохимической обработки пульп или растворов реагентов осуществляется электросинтез или фотоэлектросинтез окисляющих реагентов (ме-тастабильной перекиси водорода, гидроксил-радикала). В сочетании с серной кислотой эти реагенты производят первичное окисление железа с образований наноскоплений элементной серы, необходимой для

последующего интенсивного развития тионовых бактерий. На второй стадии ведут собственно бактериальное окисление минеральной матрицы в среде Н2Б04 с вводом соответствующих добавок [6].

Для выщелачивания сложных форм дисперсного золота из упорных сульфидных определенного состава и сульфидноуглистых руд (например, месторождения Кокпатас и Даугызтау) и их концентратов эффективно применение полиреагентных хлоридно-кисло-родно-водородных комплексов, образующихся поэтапно путем облучения прианодной зоны в ультрафиолетовом диапазоне. При этом после под-кисления пульпы серной кислотой формируются перекись водорода и метаста-бильные комплексы активных ион-ради-

кальных соединений кислорода и водорода (П.р. по заявке № 2007118333/03 (019956) от 16.05.2007. Секисов А.Г., Резник Ю.Н., Зыков Н.В., Шумилова Л.В., Лавров А.Ю., Манзырев Д.В., Климов

1. Yannopoulos J.C. The extractive metallurgy of gold. - New York: Van Nostrand Reinhold, 1991.

2. Лодейщиков В.В. Основы технологии извлечения золота и серебра из упорных руд: дис. д-ра техн. наук. - Иркутск: 1987. - 457 с.

3. Зеленов В.И. Методика исследования золотосодержащих руд. - М.: Недра, 1990. -254 с.

4. Седельникова Г.В. Опыт применения кучного выщелачивания золота / Мине-

С.С., Королев В.С., Конарева Т.Г.).

Таким образом, для извлечения золота из сульфидно-углистых, сульфидно-

сульсосолевых с углистыми и органическими веществами руд и концентратов, необходимо предварительно (перед цианированием) насыщение жидкой фазы активным кислородом (перекисью, гидроксил-радикалом) для насыщения им пленочной воды, стадийной сорбции для снижения эффекта переосаждения на минералы-сорбенты первично выщелачиваемых форм золота, локализующихся в поверхностных слоях минеральных частиц (в первую очередь РеБ2).

В практике переработки сульфидных руд с дисперсными формами золота такая технология активации растворов эффективна при комбинировании кучного и кю-ветного выщелачивания и позволяет добиться извлечения кластерного золота на уровне 94-96 %.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ральные ресурсы России. Экономика и управление. 1996, № 5. - С.21-25.

5. Фазлуллин М.И. Кучное выщелачивание благородных металлов: ответственный

редактор д-р техн. наук, профессор - М.: Издательство Академии горных наук, 2001. - 646 с.

6. Секисов А.Г. Дисперсное золото. Геологические и технологические аспекты. / А.Г. Секисов. Н.В. Зыков. В.С. Королев. - Чита: ЧитГУ, 2007,- С. 269.1233

— Коротко об авторе ------------------------------------------------------------------

Шумилова Л.В. - кандидат технических наук, доцент, Забайкальский горный колледж, заместитель директора по учебной работе, докторант Читинского государственного университета.

Рецензент д-р техн. наук, проф. А.Г. Секисов, директор Читинского филиала ИГД СО РАН.