Ресурсосберегающие технологии переработки хвостов обогащения и металлургии

нением прибора ПГШОК-50-2 представляется экономически выгодной.

Для извлечения золота из текущих хвостов промприбора разработана, изготовлена и испытана на промучастке с/а "Восточная" Амурской обл. трехмодульная обогатительная установка, включающая операции выделения из шлюзовых хвостов класса менее 6 мм с помощью виброгрохота, трехстадиальную отсадку этого материала с получением подрешетного концентрата крупностью менее 3 мм и перечистку его на концентрационном столе СКО-2 и центробежном сепараторе "ИТОМАК-1". Установка отработала около 200 часов с производительностью 8-15 м3/час. При этом было получено 200 л шли-

хов, из которых с помощью амальгамации, магнитной и МЖ-сепарации извлечено 280 г шлихового золота. Расчеты показали, что потери золота на шлюзах промприбора составляют 15-20%. Извлечение металла на установке из текущих шлюзовых хвостов находятся на уровне 50%. Переработка годового объема текущих хвостов с помощью разработанной технологии позволила бы дополнительно получить 12-18 кг металла в сезон. Однако для этого необходимо, как показали испытания, увеличить производительность установки в 3-4 раза. Именно в этом направлении продолжаются работы на данном объекте.

— Коротко об авторах ------------------------------

Евдокимов С.И. - доцент, кандидат технических наук, СКГТУ. Солоденко А.Б. - профессор, доктор технических наук, СКГТУ. Бдайциев П.Э. - аспирант СКГТУ.

------------------------------------ © В.Б. Заалишеили, А.М. Сатцаее,

М. А. Болотова, А. Ф. Еналдиев, 2004

УДК 504.55.054:662.470.6

В.Б. Заалишеили, А.М. Сатцаее, М.А. Болотова,

А. Ф. Еналдиев

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ И МЕТАЛЛУРГИИ

Семинар № 19

Для утилизации отходов обогащения и металлургии применяют электромагнитную сепарацию, флотацию, гравитацию и другие процессы. Флотацию медноникелиевого фанштейна применяют на многих заводах, пневматическое обогащение клинкера - на некоторых отечественных заводах, гравитаци-

онные методы обогащения - на большинстве гидрометаллургических заводов, флотацию кислых кеков от выщелачивания огарка - на цинковых заводах Австралия, Япония и Канады; отсадку - в ФРГ.

Кучным выщелачиванием металлов из хвостов обогащения и металлургии в промыш-

ленных масштабах извлекаются золото, медь, уран и редко другие металлы. Например, на месторождении Маныбай (Северный Казахстан) более 15 лет кислыми растворами перерабатывается отвал хвостов гидрометаллургического завода объемом 1,5 млн т.

Процесс моделируется с позиций электрохимического растворения металлов. Хвосты представляют собой систему из нескольких минералов. Ионы каждого металла имеют индивидуальный электродный потенциал выхода из кристаллической решетки минерала, обусловленный его стандартным электродным потенциалом, кислотностью раствора, потенциалом окислителя. Под воздействием электрохимических реакций растворяется наиболее электро- отрицательный минерал системы. Чем положительнее потенциал сульфидов, тем труднее происходит реакция их электрохимического окисления.

Технико-экономические показатели кучного выщелачивания зависят от степени извлечения металлов из руд, расхода реагентов и интенсивности выщелачивания. Эти факторы связаны с крупностью сырья, высотой и порядком укладки штабеля, видом реагента, режимами подачи реагентов и геотехнологи-ческими свойствами.

Для условий садонских месторождений обоснован механизм извлечения металлов при переработке хвостов обогащения упорных сульфидных руд и шахтных стоков комбинированными методами выщелачивания и предложена технология интенсификации процессов кучного выщелачивания упорных сульфидных руд на основе электрохимической активации шахтных стоков. Технология включает в себя электрохимическое вскрытие минералов анолитом и глубокое обессо-ливание продуктивных растворов в электродиализаторах, позволяет извлечь из хвостов 50-70% металлов и сделать их экологически безопасными для утилизации.

Несмотря на существенные усовершенствования, кучное выщелачивание не находит широкого применения ввиду длительности сроков выщелачивания, необходимости строительства сложных технологических объектов и отсутствия гарантии полного извлечения металлов по завершению процесса.

В основу перспективных для садонских месторождений технологий переработки

хвостов обогащения положены методы магнитного, гравитационного и электрохимического разделения и обогащения сульфидного сырья. Они позволяют выделить методом магнитной сепарации и дробной классификации в селективные товарные продукты железо, марганец, титан, серу и кремнезем -основные составляющие отходов, обеспечивая высокую эффективность разделения и обогащения оставшейся части отходов гравитационными методами.

В экологическом плане разработанная технология безопасна, т.к. не имеет выбросов в окружающую среду. В качестве транспортирующего агента используется техническая вода хвостохранилища, которая после гравитационного обогащения сульфидного сырья через дренажные сливы сбрасывается обратно в хвостохранилище по системе замкнутого оборота.

Запасы хвостохранилища Мизурской фабрики обогащения (РСО-Алания) составляют около 4 млн т отходов, что позволит обеспечивать сырьем перерабатывающий комплекс до 1000 т в сутки в течение 10-15 лет. В качестве источников сульфидного сырья в регионе РСО-Алания рассматриваются хвостохранилище Фиагдонской обогатительной фабрики и старое хвостохранилище ССЦК с запасами более 3 млн т.

Химический состав и количество хвостов обогащения в районе п. Унал:

кварц - 69,5% - 278000 т; карбонаты 10,5%; углерод - 1,5 %; железо общее - 6,2%

- 248000 т; оксид алюминия 5,0% - 200000 т; сера общая - 3,8% - 152000 т; марганец -0,16% - 64000 т; титан - 0,18% - 72000 т; свинец -0,21% - 84000 т; цинк -0,32% -128000 т; медь - 0,10% - 4000 т; серебро -4,2 г/т - 16,8 т; золото - следы; прочие 2,53 % .

Пределы изменения содержания основных металлов: медь от 0,05 до 0,6 %; цинк от 0,05 до 1,2 %; свинец от 0,05 до 0,8 %. Технология позволяет получать из хвостов обогащения товарные продукты:

- промпродукты цинка и свинца с содержанием металлов от 3 до 10;

- концентраты цинка и свинца с содержанием металлов более 20%;

- пиритный концентрат с содержанием серы более 30 %;

- титаномагниевый концентрат с содержанием оксидов титана более 30 %;

- железомарганцевый концентрат с содержанием марганца более 20 %;

- кварцевый флюс с содержанием меди от 0,3 до 2,0 %;

- кварцевый песок для изготовления белого силикатного кирпича, а также изделий с применением низкотемпературного каменного литья;

- кварцево-полевошпатный песок для изделий из стекла;

- иловую фракцию для изготовления паст и использования при буровых работах.

За многие годы работы завода «Электроцинк» в отвале накопилось более 3 млн м3 клинкера. Химический состав клинкера: 2,7% 7и; 1,3% РЬ; 0,9% Си; 0,007% Са; 19% С; 3,9 % Б; 26,8% БЮ2; 29,8% Ее О; 6,1 СаО; 1,1% А12О3; 1 г/т Аи; 140 г/т Ag. Клинкер содержит сильно изменившиеся первичные сульфиды меди, цинка и свинца, а также сульфиды типа штейна. Отличительная особенность лежалого клинкера по сравнению со свежим - ниже содержание меди, серы и благородных металлов и выше содержание окисленных соединений.

Отсадкой извлекают 86% углерода в кок-сиковый концентрат. Медь и другие металлы переходят в концентрат отсадки. Отсадкой и магнитной сепарацией выделяют коксик и более богатый магнитный концентрат (2% Си; 2,2 г/т Аи; 393 г/т Ag). Извлечение меди, благородных и редких металлов в магнитный концентрат - от 70 до 82 % . Отсадка в комбинации с флотацией позволяет получить коксик и более богатый концентрат клинкера

без перечистки (3-3,5 %Си). Однако извлечение металлов в концентрат невысокое - 6570 %.

Переработка клинкеров металлургическими методами нерентабельна вследствие высокого содержания коксика и примесей, а также низкого содержания меди, благородных и редких металлов.

Обогащение клинкера позволяет извлечь основные компоненты в концентраты и решает проблему комплексной переработки сырья. Отсадка позволяет извлечь более 90% углерода (в коксиковый продукт примерно 80-82% С), а также получить обогащенный клинкер, в котором концентрируются медь, благородные и редкие металлы.

Магнитная сепарация или флотация клинкера, обогащенного отсадкой, позволяют получать концентраты, в которые извлекается по 80-85% меди и благородных металлов. Редкие металлы выделяются в магнитный концентрат с извлечением 75-92%.

Комбинированная схема обогащения бедных клинкеров по сравнению со схемой прямой магнитной сепарации сложнее, но позволяет извлекать и использовать коксик, а также получать магнитный концентрат лучшего качества. Магнитный концентрат клинкера, обогащенный металлами, используют для извлечения меди, благородных и редких металлов.

Развитие технологий извлечения полезных компонентов из отходов обогащения и металлургии рассматриваются сегодня как приоритетное направление снижения ущерба окружающей среде.

— Коротко об авторах ------------------------------------------------

Заалишвили В.Б. - доктор физико-математических наук,

Сатцаев А.М. — аспирант,

Болатова М.А. - аспирант,

ЕналдиевА.Ф. - аспирант,

Северо-Кавказский государственный технический университет (СКГТУ).