Исследования влияния предварительной энергетической обработки на технологические свойства труднообогатимого сырья

Е.А. Кошель

ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТРУДНООБОГАТИМОГО СЫРЬЯ

Приведены результаты исследований по извлечению золота в процессе гидрометаллургической переработки труднообогатимого сырья с исполь-зованием предварительной энергетической обработки.

Ключевые слова: энергетическая обработка, сверхвысокочастотная обработка, магнитно-импульсная обработка, извлечение, золото.

Минерально-сырьевая база золота России характеризуется значительными запасами труднообогатимого золотосодержащего сырья (более 30%), переработка которого малоэффективна с применением традиционной технологии извлечения золота цианированием. В последние годы выявлены и разведываются новые объекты с упорными рудами, лицензионная и инвестиционная привлекательность которых будет во многом определяться качеством сырья и наличием эффективных технологий извлечения драгоценных металлов из руд, поэтому проблема разработки эффективной экологически безопасной технологии извлечения драгоценных металлов из упорного сырья является актуальной.

В России и за рубежом проводится широкий комплекс исследований по разработке и внедрению в промышленность нетрадиционных методов - окислительный обжиг, автоклавное и бактериальное выщелачивание. Однако, все они требуют повышенных расходов электроэнергии. Поэтому весьма перспективны исследования в области использования энергетических воздействий, в частности сверхвысокочастотной и магнитно-импульсной обработок, для разупрочнения и вскрытия сульфидных минералов, характеризующихся низкими затратами электроэнергии.

Работы по использованию СВЧ-полей для разупрочнения горных пород начались еще в 80-х годах прошлого столетия сначала в России, затем и за рубежом [1-3]. Разупрочнение СВЧ-полем основано на наложении мощного электрического поля, при этом на границе раздела фаз (диэлектрик - проводник) возникают сильные термомеханические напряжения, превышающие

Таблица 1

Гранулометрическая характеристика исходного концентрата и распределение золота по классам крупности

Классы, мм Выход, % Содержание золота, г/т Распределение золота, %

-0,4+0,315 39,72 88,3 38,79

-0,315+0,16 26,78 68,6 20,31

-0,16+0,1 21,89 101,7 24,62

-0,1+0,044 9,6 129,8 13,78

-0,044 2,01 111,6 2,48

Итого 100 90,4 100

предел прочности и приводящие к микрорастрескиванию рудных материалов.

С помощью магнитно-импульсной обработки (МИО) эффект разупрочнения руды достигается при малых затратах электроэнергии и высокой ударной мощности электромагнитного импульса [4]. Этот эффект обусловлен тем, что при импульсном магнитном воздействии внешнее электромагнитное поле распространяется по всему объему руды, при этом возникают трещины способствующие раскрытию минералов, а также облегчающие проникновение раствора цианида к частице металла, в случае применения процесса цианирования для извлечения золота из упорного сырья.

В работе изложены результаты сравнительных исследований по извлечению золота в процессе гидрометаллургической переработки упорного арсенопирит-пиритного золотосодержащего концентрата, а также после его предварительной сверхвысокочастотной и магнитноимпульсной обработок. Объектом исследований являлась проба арсе-нопирит-пиритного концентрата содержащего 90,4 г/т золота. По гранулометрическому составу (табл. 1) концентрат представлен довольно крупным материалом и содержит 88,39% класса -0,4+0,1 мм, в котором находится 83,74% золота. Выход класса -0,1 мм составляет 11,61% и в нем находится 16,26% золота, что свидетельствует о небольшом обогащении его золотом по сравнению с исходным концентратом.

По минеральному составу концентрат представлен, в основном, арсенопиритом - 38-39%, пиритом - 36-40%, галенитом - 4%, сфалеритом - 3,5-4,5%, оксидами и гидроксидами железа - 2%, из нерудных минералов присутствует углеродистое вещество, кварц, полевые шпаты и единичные зерна мусковита и биотита.

Таблица 2

Формы нахождения золота в тонкоизмельченном материале

Формы нахождения благородных металлов Содержание, г/т Распределение, %

Планируемое (свободное и в сростках) 47,2 52,30

Ассоциированное с кислоторастворимыми минералами 1,3 1,35

Ассоциированное с сульфидами 40,0 44,55

Ассоциированное с нерудными минералами 1,9 1,80

Итого 90,4 100,00

Таблица 3

Результаты цианирования исходного арсенопирит-пиритного концентрата и с применением энергетических обработок

Способ обработки Содержание Au в хвостах цианирования, г/т Извлечение Au, %

Без обработки 44,1 51,22

СВЧ 20,17 77,69

МИО 11,27 87,53

Фазовый анализ золота, проведенный на концентрате крупностью 95% -0,074мм, показал, что доля цианируемого золота составляет 52,3%, остальное - упорное: в кислоторастворимых минералах

- 1,35%, в сульфидах - 44,55% и породообразующих минералах -1,80% (табл. 2).

В работе изучали влияние предварительной сверхвысокочастотной* обработки в непрерывном режиме (при Т=4000С, Р=600Вт, время обработки 5 минут) и магнитно-импульсной** обработки (при частоте воздействия 50 Гц, напряженность магнитного поля 0,8 х 104 а/м и при 225 х 106 имп./сек.) на показатели извлечения золота при цианировании. Результаты сорбционного цианирования в течение 48 часов арсенопирит-пиритного концентрата (без обработки), а также после сверхвысокочатотной и магнитноимпульсной обработок представлены в табл. 3. Использование предварительной энергетической обработки золотосодержащего сырья перед цианированием позволяет повысить эффективность процесса растворения золота в цианистом растворе.

* Совместно со специалистами ЗАО «Тантал-наука»

** Совместно со специалистами НП «Центр высоких технологий»

В результате энергетических воздействий в обрабатываемом материале возникают трещины, облегчающие проникновение цианида к тонковкрапленному золоту. За счет вскрытия упорных форм золота и его растворения повышается общее извлечение металла из выщелачиваемого сырья.

Сравнительные результаты проведенных исследований по извлечению золота из арсенопирит-пиритрного концентрата с применением различных обработок показывают, что использование СВЧ позволяет повысить извлечение золота из арсенопирит-пиритного концентрата с 51,22% до 77,69%, МИО обеспечивает получение более высоких показателей по извлечению золота - 87,53%. Учитывая, что применение СВЧ обработки, в непрерывном режиме, сопровождалось достаточно высоким нагревом (4000С) и, как следствие, выделением токсичных газов (SO2 и As2O3), а также более высоким расходом энергозатрат до 3,0 кВт.ч/т, по сравнению сМИО (0,3 кВт/ч на тонну). Дальнейшие исследования проводили с использованием метода МИО.

------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зецер Ю.И. Применение СВЧ-нагрева для рудоподготовки железистых кварцитов Михайловского ГОКа перед их обогащением. /Мат. У1 Всес. Научно-практич. Конф. «Применение СВЧ-энергии в технологических процессах и научных исследованиях». Саратов, 1991. - с.98-100.

2. Колесник В.Г., Басова Е.С., Урусова Е.В., Юлдашев Б.С. Применение СВЧ-поля при измельчении сульфидных золотосодержащих руд. Цветные метал-лы.2003, №2. - с. 16-18.

3. Колесник В.Г., Урусова Е.В., Павлий К.В., Козлов В.В., Панкратьев П.В., Смирнова С.К. Влияние СВЧ-обработки на извлечение золота из минерального сырья. Цветные металлы. 2000. №8. -с. 72-75.

4. Гончаров С.А., Ананьев П.П. Основы технологии электромагнитного разупрочнения железистых кварцитов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000. №6. с. 10-13. ЕШ

Koshel E.A

THE STUDIES ON THE INFLUENCE OF PRELIMINARY ENERGETIC PROCESSING ON THE TECHNOLOGICAL PROPERTIES OF MINERAL RAW MATERIALS WITH POOR PROCESSING CHARACTERISTICS

This paper presents the results of the gold hydrometallurgical extraction from the refractory raw minerals after energetic pre-treatment.

Key words: energy deposition, microwave processing, magnetic and impulse processing, recovery, gold.

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

Кошель Е.А. - ФГУП ЦНИГРИ.