Технология регенерации цианида в оборотных растворах сорбционного цианирования флотоконцентрата руды Березняковского месторождения

ОБРАБОТКА КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

УДК 669.213.6

ТЕХНОЛОГИЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ЦИАНИДА В ОБОРОТНЫХ РАСТВОРАХ СОРБЦИОННОГО ЦИАНИРОВАНИЯ ФЛОТОКОНЦЕНТРАТА РУДЫ БЕРЕЗНЯКОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

A. Ф. РАЩЕНКО, A. A. ФАЙБЕРГ, А. В. ЕПИФОРОВ,

B. Н. ХВОЙНОВ, С. С. ГУДКОВ

ОАО «Иргиредмет», г. Иркутск, Российская Федерация

В. В. ЕЛШИН

ФГБОУВПО «Иркутский государственный технический

университет», Российская Федерация

Постановка проблемы

Минералы меди взаимодействуют с цианидом, образуя цианидные комплексы -Cu(CN)2-, Cu(CN)32-, Cu(CN)43-, что приводит к значительному увеличению расхода цианида натрия в процессе выщелачивания золота. В результате накопления меди в оборотных растворах значительно снижается извлечение золота, а следовательно, и эффективность технологии в целом.

Анализ последних исследований и публикаций

В настоящее время разработаны процессы и методы регенерации цианида в обогащенных медью выщелачивающих растворах как до, так и после извлечения золота. Эти процессы сочетают в себе возможность выделения меди в виде соответствующего товарного продукта и регенерации цианида, пригодного для извлечения золота с тем, чтобы уменьшить общие производственные затраты. К таким процессам относят: Cutech, MNR, SART, CyanometAuGment, Vitrokele, Hannah, Cyanisorb [1]-[3]. В «Иргиредмете» исследования по регенерации свободного цианида в растворах, содержащих цианистые комплексы меди, начаты в 2004 г. Результаты исследований подробно изложены в публикациях [4]-[9]. На технологию регенерации свободного цианида с одновременным осаждением сульфида меди из растворов перед сорбцией золота получен патент [10].

Цель (задачи) исследования

Настоящая работа выполнена в связи с необходимостью разработки и внедрения технологии регенерации цианида натрия при цианировании флотоконцентратов в пусковой период фабрики по переработке первичных руд месторождения «Березня-ковское» в связи с высоким расходом цианида в процессе цианирования упорных флотационных концентратов.

Представленная в данной статье технология предусматривает извлечение меди в виде высококачественного сульфидного концентрата при одновременной регенерации свободного цианида в оборотном растворе, пригодном для цианирования флото-концетрата. При этом регенерации подвергаются обеззолоченные растворы.

Основной материал исследования

Химический и минералогический состав флотоконцентрата

Испытания проводили с целью сокращения расхода цианистого натрия в процессе цианирования флотоконцентрата, полученного при обогащении руды Березняков-ского месторождения.

Исследования по сорбционному цианированию проводились на коллективном флотоконцентрате, полученном при проведении полупромышленных испытаний по флотационному обогащению и автоклавному выщелачиванию пробы первичной руды в «Иргиредмете». Химический и минералогический состав флотоконцентрата представлен в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Химический состав флотоконцентрата

Компоненты Массовая доля, %

SiO2 41,2

А1203 6,8

ТЮ2 0,24

К20 0,25

СаО 0,24

F еобщ 14,3

Fe А '•'окисл 0,70

^(3) 13,6

Сиобщ 6,85

Си(з) 6,56

Сиокисл 0,29

3 о а\ В 20,7

3(Я) 20,59

^окисл 0,11

As 2,34

3Ь 1,15

2п 0,585

РЬ 0,027

Аи, г/т 54,6

Ag, г/т 92,0

Таблица 2

Минеральный состав флотоконцентрата

Минералы, группы минералов Массовая доля, %

Кварц 30,0

Пирофиллит 18,5

Полевые шпаты 2,0

Серицит 1,7

Кальцит 0,3

Сульфиды, 46,0

в том числе:

пирит 27,7

блеклая руда 16,8

халькопирит 1,5

другие Ед. знаки

Оксиды, гидроксиды железа, вторичные минералы меди 1,5

Итого 100,0

Описание технологии регенерации

Технологические растворы обрабатываются раствором сульфида натрия с последующим введением минеральной кислоты и снижением рН до значений pH < 5.

При этом происходит образование осадка малорастворимых сульфидов металлов и синильной кислоты (НС^, остающейся в растворе:

2[Си(СКМ3- + Я2- + 8Н+ = С^Я| + 8НС^

^(С^]2- + Я2- + 4Н+ = ZnS| + 4HCN;

2^(СКЫ- + Я2- + 4Н+ = Ag2S| + 4НСК

Полученную смесь раствора и осадка разделяют отстаиванием и/или фильтрацией.

Осветленный раствор, содержащий растворенный цианистый водород, подщелачивают до требуемой величины рН = 10,5-11,0 гидроксидом натрия, при этом в растворе образуется цианид натрия:

HCN + ШОН = NaCN + Н2О.

Далее, при необходимости, раствор доукрепляют цианидом натрия и используют в обороте.

Осадок состоит в основном из сульфида меди и представляет собой медный концентрат с содержанием меди более 55 %. Его рекомендуется реализовывать в качестве товарной продукции.

Результаты лабораторных исследований, проведенных на оборотных

растворах сорбционного цианирования флотоконцентрата

Процесс кондиционирования был осуществлен в оптимальных для извлечения меди условиях. Расход сульфида - 1 стехиометрия по отношению к меди, pH = 3,0-4,0. Расход Ш2Я (100%) находился на уровне 3,0 кг/м3 исходного раствора, расход Н2ЯО4 (100 %) - 11,2 кг/м3. Продолжительность обработки раствора сульфидом натрия - 2,5 мин, продолжительность подкисления - 2,5 мин. После отделения осадка путем фильтрования раствор подщелочили до pH = 11,0. Расход №ОН (100 %) составил 5,6 кг/м3. Продолжительность подщелачивания - 2,5 мин. Химический состав раствора до и после кондиционирования приведен в табл. 3.

Таблица 3

Химический состав раствора до и после кондиционирования

Определяемые ингредиенты До кондиционирования После кондиционирования

рН 10,0 11,0

Концентрация, мг/л

Цианиды общие 5300,0 5300,0

Цианиды свободные 360,0 4450,0

Тиоцианаты 1190,0 1550,0

Алюминий 0,34 0,26

Мышьяк 36,8 11,1

Кадмий 0,003 0,003

Кобальт 1,04 0,98

Медь 4874,3 492,6

Железо 14,7 0,5

Серебро 1,14 <0,05

Золото <0,01 <0,01

Марганец 13,8 11,6

Свинец 0,04 0,04

Никель 0,47 0,38

Цинк 37,9 1,56

Как видно из полученных данных (табл. 3), технология позволила снизить содержание меди в оборотном технологическом растворе на 92,8 %, возврат цианида в процентах, от связанного медью, составил 91,4 %. Из 1 м3 раствора было регенерировано 7,7 кг цианида натрия, в медный концентрат извлечено 4,38 кг меди.

Химический состав образующегося осадка приведен в табл. 4.

Таблица 4

Химический состав полученного осадка

Компонент Массовая доля компоненты, %

Си 57,5

о ^общ 28,7

0і02 5,4

Ті02 0,017

АІ203 3,2

СаО 0,59

К2О 0,36

МпО 0,16

щ б о 0,27

2п 1,4

РЬ 0,06

As 0,23

№ <0,001

Со <0,001

Cd 0,005

100 г/т

Как видно из полученных данных, содержание меди в осадке 57,5 %. Масса образовавшегося осадка 7,6 кг/м3.

Лабораторно-укрупненные испытания, проведенные на оборотных растворах сорбционного цианирования флотоконцентрата

Технология регенерации цианида предполагает наличие системы оборотного водоснабжения. Для определения возможности многократного использования оборотного раствора после сульфидного осаждения меди и регенерации цианида было осуществлено четыре цикла операций «Цианирование-Регенерация» (табл. 5).

Таблица 5

Данные четырех циклов «Цианирование-Регенерация» оборотного технологического раствора концентратов

Номер цикла До кондиционирования Загрузка сульфида натрия,% стехиометрии После кондиционирования Извлечение золота, % Расход свежего ШС^ кг/т

.4 - Л 1з и и .4 - 3 «О О £ О и .4 - «О О а о ¡? О и .4 - м, о (Л и .4 - Н о О 1з и и Выведено Си в медный концентрат, % .4 - 3 «О О г и и* .4 - «О О а о г и и Возврат цианида, от связанного с медью, % .4 - м, о ся и

1 4667 4830 500 1400 60 2097 55,1 4830 3110 60,2 1430 63,9 9,3

2 4874 5300 360 1190 100 492 89,9 5300 4450 82,6 1550 62,9 8,5

3 5139 6620 1070 2780 100 699 86,4 6620 5910 87,2 2900 67,9 5,6

4 5076 5720 570 3400 100 175 96,5 5720 5540 96,5 2700 63,5 5,8

Цианирование осуществляли в следующих режимах: отношение Ж : Т = 2 : 1, концентрация NaCN - 3,5 г/л, загрузка активированного угля 10 %об, продолжительность процесса - 24 ч, рН 10,5-11, крупность материала - 90 % класса минус 0,074 мм. Полученную пульпу фильтровали, кек анализировали на содержание золота, а раствор поступал на осаждение меди сульфидом натрия с одновременным подкислением раствора до pH = 3,0-4,0 и регенерацией №СМ Далее технологический оборотный раствор подщелачивали (pH = 10,5-11), анализировали на содержание свободного цианида, при необходимости доукрепляли, а затем его снова подавали в процесс извлечения золота.

В ходе проведения четырех циклов «Цианирование-Регенерация» при стехиометрическом расходе сульфида из раствора в медный концентрат было выведено 86-96 % меди, возврат цианида в процентах от связанного медью составил 82-96 %.

3

Из 1м раствора регенерировано в среднем 9,9 кг цианида натрия, в медный концентрат извлечено 4,6 кг меди.

В ходе многоцикловых испытаний при 100%-ной загрузке сульфида натрия (от стехиометрии) установлено, что после операции кондиционирования наблюдается незначительное увеличение концентрации тиоцианатов в растворах. В циклах 3 и 4 концентрация тиоцианатов стабилизируется практически на одном уровне. При необходимости концентрация тиоцианатов в растворах легко снижается за счет уменьшения расхода сульфида натрия (90 % от стехиометрического).

Как видно из полученных данных, в среднем за 4 цикла «Цианирование-Регенерация» расход цианида натрия сократился с 25,0 кг/т до 7,3 кг/т. В четвертом цикле цианирования расход свежего NaCN составил 5,8 кг/т.

Извлечение золота в раствор за 4 цикла цианирования оборотных растворов с предварительным их кондиционированием практически не изменилось и составило около 62,9-67,9 %.

Принципиальная схема лабораторных исследований приведена на рис. 1.

ЦканиФоввнне

Анализ на Аи. Ад

Теге нерадая иимткда

Рис. 1. Принципиальная технологическая схема лабораторных исследований

Заключение

Технология регенерации цианида в оборотных растворах сорбционного цианирования флотоконцентрата позволяет в среднем за четыре цикла «Цианирование-Регенерация» снизить расход цианида натрия с 25,0 до 7,3 кг/т.

В ходе проведения четырех циклов «Цианирование-Регенерация» при стехиометрическом расходе сульфида из раствора в медный концентрат было выведено 86-96 % меди, возврат цианида в процентах от связанного медью составил 82-96 %. Из 1м раствора регенерировано в среднем 9,9 кг цианида натрия, в медный концентрат извлечено 4,6 кг меди.

Результаты исследований рекомендуется использовать для разработки технологического регламента для проектирования предприятия по переработке флотокон-центрата Березняковского месторождения ОАО «ЮГК».

Литература

1. Mike D. Adams. Advances in gold ore processing. - Mutis Liber Pty Ltd., Guildford, Western Australia: Elsevier Science & Technology, 2001. - 1076 p.

2. Lorosch, J. Process and Environmental chemistry of cyanidation. - Frankfurt am Main: Degussa AG, 2001. - 504 p.

3. Patent 4587110 US. Process of recovering copper and of optionally recovering silver and gold by a leaching of oxide- and sulfide-containing materials with water-soluble cyanides // Potter G. M., Bergmann A., and Haidlen U. 06.05.1986. - 6 p.

4. Файберг, А. А. Селективное кондиционирование оборотных растворов кучного выщелачивания с повышенным содержанием меди / А. А. Файберг, В. Ф. Петров, Г. И. Войлошников // Экология и пром. России. - 2010. - Июнь. - С. 51-53.

5. Файберг, А. А. Перспективы использования сульфидной технологии кондиционирования оборотных растворов с повышенным содержанием меди / А. А. Файберг, В. Ф. Петров, Г. И. Войлошников // Рециклинг, переработка отходов и чистые технологии : материалы 5-й Междунар. науч.-практ. конф. WASMA, 2009. - М. : Гинцветмет, 2009. - С. 57-60.

6. Файберг, А. А.Технология селективного кондиционирования оборотных растворов кучного выщелачивания с повышенным содержанием меди / А. А. Файберг, В. Ф. Петров, Г. И. Войлошников // Рециклинг, переработка отходов и чистые технологии : материалы 4-й Междунар. науч.-практ. конф. WASMA, 2008. - М. : Гинцветмет, 2008. - С. 49-50.

7. Файберг, А. А. Перспективы использования сульфидной технологии кондиционирования оборотных растворов с повышенным содержанием меди / А. А. Файберг, В. Ф. Петров, Г. И. Войлошников // Инновационные процессы в технологиях комплексной, экологически безопасной переработки минерального и нетрадиционного сырья : материалы междунар. совещ. (Плаксинские чтения). - Новосибирск : Ин-т гор. дела СО РАН, 2009. - С. 292-293.

8. Файберг, А. А. Технология сульфидного кондиционирования цианидных и амми-ачно-цианидных оборотных растворов с повышенным содержанием меди / А. А. Файберг, В. Ф. Петров, Г. И. Войлошников // VII Конгресс обогатителей стран СНГ. - М. : МИСиС, 2009. - С. 345-348.

9. Файберг, А. А. Технология кондиционирования оборотных растворов, образующихся при переработке руд с повышенным содержанием меди / А. А. Файберг // Вестн. ИрГТУ. - 2010. - № 4. - С. 163-165.

10. Способ кондиционирования циансодержащих оборотных растворов переработки золотомедистых руд с извлечением золота и меди и регенерацией цианида : патент 2443791 С1 РФ, С22В11/08, С22В15/00 / В. Ф. Петров, А. А. Файберг, С. В. Петров, Г. И. Войлошников ; заявитель ОАО «Иргиредмет». - № 2010129019/02, заявл. 13.07.2010; опубл. 27.02.2012.

Получено 23.10.2013 г.