СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ СБРОСНЫХ ПУЛЬП ЗОЛОИЗВЛЕКАТЕЛЬНЫХ ФАБРИК
RECOVERY METHOD OF GOLD FACTORIES WASTE PULPES

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.
-
-
-
-
2
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)), 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.