Биовыщелачивание, как один из методов экономического стимулирования извлечения золота из упорных руд

УДК 65.011.12

Н.А. Зуборева

БИОВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ, КАК ОДИН ИЗ МЕТОДОВ ЭКОНОМИЧЕСКОГО СТИМУЛИРОВАНИЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ УПОРНЫХ РУД

Семинар № 9

Еще несколько лет назад в нашей стране до 90 % золота добывалось из россыпей. В России имелись богатые аллювиальные месторождения россыпей, которые добывались и осваивались в первую очередь по простым технологиям, с малыми капитальными затратами и высокими показателями. Но сегодня эти россыпи в основном отработаны, а спрос на золото, а соответственно и спрос к производству продукции золотодобывающих и золотоперерабатывающих предприятий постоянно увеличивается, в связи с этим, возникла необходимость вовлечения в переработку все большего количества рудных золотосодержащих месторождений.

Основной современный способ извлечения золота из коренных руд -цианидное выщелачивание, однако большинство рудных месторождений содержат труднообогатимое бедное минеральное сырье, обладающее слабой способностью к цианированию и требующее значительных капитальных и эксплуатационных затрат при извлечении золота из них. Необходимость освоения бедных и труднообо-гатимых руд требует внедрения новых технологий, позволяющих рентабельно извлекать золото.

В последние годы значительно усовершенствованы традиционные способы металлургической переработки упорных золотосодержащих

руд и концентратов: окислительный обжиг, сорбционное цианирование, различные варианты плавки, а также разработаны и внедряются в промышленность новые технологические процессы, такие как автоклавное, гидрохимическое и бактериальное вскрытие золотосодержащих руд и бесцианидные способы гидрометаллургического извлечения золота и серебра.

Технология биовыщелачивания получила в последнее время широкое развитие как наиболее эффективная.

Биовыщелачивание, по сравнению с другими способами переработки упорных сульфидных руд и концентратов, обладает существенными преимуществами: обеспечивает увеличение извлечения золота, уменьшение капитальных и эксплуатационных затрат, характеризуется простотой технологической схемы, отсутствием высоких температур и давлений, экологической безопасностью.

Применение процесса бактериального выщелачивания позволяет добиться высокой степени растворения золота во время цианирования. Опытно промышленные испытания показали, что извлечение золота из руд с помощью технологии БВ достигает величины 95-98 % , а серебра -более 90 %. Это значительно превышает показатели извлечения по сравнению с другими способами. Важный момент, свидетельствующий о пер-

спективности биогидрометаллургиче-ской технологии, является ее экологичность. Функционирование технологического процесса по замкнутому циклу обеспечивает экологическую безопасность производства, позволяет избежать образования и выделения ядовитых летучих форм мышьяка.

Метод бактериально-химического вскрытия упорных золотосодержащих руд и концентратов основан на присутствии микроорганизмов, в частности, автотрофных бактерий типа "Тиобациллус феррооксиденс"

(ТЫБаеШиэ ferrooxidans, Т.!.) при которых, золотосодержащие сульфиды железа окисляются до конечных химических соединений (сульфат и арсенат железа, серная кислота) без применения высоких давлений и температур. Освобождающееся при этом золото становится доступным для выщелачивания цианистыми растворами.

Из данных табл. 1 следует, что предварительная бактериальная обработка концентратов существенно улучшает показатели цианирования.

С точки зрения извлечения золота технология БВ равноценна автоклавным методам вскрытия (превосходя по этому показателю процесс окислительного обжига), однако с экономических позиций она имеет существенные преимущества перед автоклавной технологией. Об этом свидетельствуют представленные в табл. 2 результаты экономического сопоставления вариантов металлургической переработки упорных золотомышьяковых концентратов и руд, проведенного зарубежными фирмами.

Основными стадиями биогидроме-таллургической переработки золотосодержащих руд и концентратов являются: бактериальное вскрытие

сульфидов (включая адаптацию бактерий) и цианирование остатков БВ с

получением товарной золотосодержащей продукции.

Основные факторы, определяющие благоприятные условия жизнедеятельности бактерий для активного протекания процесса БВ:

1. Физико-химические факторы: рН среды от 2 до 4 (при окислении железа эта величина равна 2,5); ОВП (в условиях выщелачивания сульфидных минералов величина в пределах 600-700 мВ); температура (для выщелачивания оптимальна 25-45гр.С -при более высоких температурах эффективность бактерий снижается. Температуру регулируют с помощью простого контура водяного охлаждения.); степень аэрации, содержание кислорода (необходима подача воздуха, превышающая его расход на перемешивание и аэрацию в 1,5-2,5 раза) и углекислого газа (более чем на 30% возрастает активность микроорганизмов при содержании углекислого газа в воздушной смеси до 0,1 -0,2%); время пребывания в реакторе процесса биоокисления (определяется минералогическим составом рудной массы, распределение золота и степенью окисления серы, необходимой для высвобождения золота. Суммарное время пребывания в реакторе обычно составляет 4-5 суток.

2. Биологические факторы: концентрация бактерий и возраст культуры (при окислении железа концентрация биомассы может быть достигнута 2,5 г/л), минеральный состав питательной среды, адаптация культуры, применение смеси культур и пр.

Извлечение золота из продуктов бактериального вскрытия концентратов возможен цианистыми способами извлечения и нецианистыми способами металлургической переработки (тиокарбамидными, тиосульфатными, сульфитными, хлорным выщелачиванием благородных металлов, а также

149

Таблица 1

Результаты цианирования концентратов и кеков БВ

Концентраты Содержание металлов в исходных концентратах, г/т Содержание металлов в хвостах цианирования кеков БВ, г/т Извлечение схеме БВ -ние металлов по цианирова- , % Извлечение металлов при прямом цианировании концентратов, %

Аи Ад Аи Ад Аи Ад Аи Ад

Ключевской 24,0 17,2 5,0 7,5 79,2 56,4 79,2 49,4

Тасеевский 35,6 56,3 1,2 8,5 96,6 84,9 75,3 65,4

Дарасунский 45,0 46,2 2,2 18,0 95,1 61,0 89,7 70,1

Жолымбетский 105,0 40,4 2,2 3,3 97,9 91,8 94,8 88,9

Аксусский 40,3 60,1 1,2 3,3 97,0 94,5 81,6 93,3

Бестюбинский 270 0 139,0 6,8 95,0 97,5 93,4 92,3

Акжальский 32,2 3,7 11,0 - 65,8 - 19,9 45,9

Ангренский 55,0 307,0 0,9 14,0 98,4 95,4 93,8 81,6

Зармитанский 27,6 247,0 2,9 5,6 89,5 97,7 66,7 62,7

Араратский 50,0 39,1 1,2 3,1 97,6 92,1 90,2 82,6

Бакырчикский 24,2 1,0 9,4 - 61,2 - 10-15 -

Олимпиадинский Смесь Ключевского, Тасеев- 49,0 40,1 4,0 92,0 62,6

ского и Дарасун-ского концентратов Смесь аксусско-го, жолымбет- 33,0 38,7 2,5 11,8 92,4 69,5

ского и бестю-бинского концентратов 88,0 68,0 2,2 3,6 97,5 94,7

Таблица 2

Экономическое сопоставление вариантов металлургической переработки упорных золотомышьяковых концентратов и руд1

Виды затрат Технологические варианты

Бактериальное вскрытие - цианирование Автоклавное вскрытие - цианирование Окислительный обжиг - цианирование

Инвестиции, % Корпорация «Дженкор» (ЮАР), 1986г. Концентрат с содержанием серы 24%, мышьяка - 14%. Р=240 т/сут 100 165 123

Инвестиции: Тыс. долл. США % Эксплуатационные расходы: Долл./т % Фирма «Райт Енджинирс» (Канада), 1986г. Концентрат с содержанием серы 20%, мышьяка - 10%. Р=100 т/сут 3778* 7481 4889 100 198 129 43,1 42,8 55,9 100 99 130

Инвестиции: Тыс. долл. США % Эксплуатационные расходы: Долл./т % Фирма «Райт Енджинирс» (Канада), 1987г. Концентрат с содержанием серы 0,95%, мышьяка - 0,75%. Р=900 т/сут 23140 33880 26170 100 146 113 18,7 20,3 19,4 100 109 104

*) При Р=50т/сут - 2081 тыс. долл.; при Р=200 т/сут - 5704 тыс. долл.

Таблица 3

Показатели извлечения благородных металлов из концентратов по различным вариантам металлургической обработки

Концентраты Варианты обработки

Прямое цианирование БВ - цианирование БВ - ТКВ Окислительный обжиг -

цианирование

Извлечение металлов , %

Аи Ад Аи Ад Аи Ад Аи Ад

Олимпиадинский 42,7 - 94,4 77,0 93,6 96,9 86,6 52,3

Тасеевский 72,0 46,7 96,8 85,5 95,0 86,0 - -

Нежданинский - - 95,4 71,0 94,0 54,7 82,7 81,6

Делита 36,6 11,3 96,0 82,7 95,1 93,4 86,0 93,9

Сальсинь - - 83,4 84,4 94,0 93,0 - -

различными пирометаллургическими процессами, такими как плавка, высокотемпературное хлорирование и др.).

Из гидрометаллургических методов, наибольший интерес представляют такие, которые позволяют осу-

ществлять извлечение благородных металлов из кислых пульп БВ без их предварительной нейтрализации. К таким методам, прежде всего, относиться тиокарбамидное выщелачивание (ТКВ).

Из сопоставления приведенных в табл. 3 технологических показателей видно, что тиокарбамидное выщелачивание кеков БВ обеспечивает практически равнозначное с цианированием извлечение золота и, как правило, более высокое извлечение серебра. При этом, оба гидрометаллургических варианта (БВ - ТКВ и БВ -цианирование) характеризуются лучшими показателями извлечения золота, а также лучшими экологическими показателями по сравнению с комбинированной пиро-гидрометаллурги-ческой переработкой концентрата (обжиг - цианирование). В отличие от окислительного обжига, осуществле-

1. Лодейщиков В. В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд: В 2х томах. - Иркутск: ОАО «Иргиредмет», 1999.

2. Бочаров В.А., Игнаткина В.А. Технология обогащения золотосодержащего сырья: М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2003.

3. Золотодобывающая промышленность России. Сосотояние и перспективы

ние БВ не связано с выделением значительного количества токсичных газов и поэтому не требует создания развитых систем пыле- и газоочистки, хотя в плане комплексного использования сырья (утилизация серы и мышьяка) процесс обжига по сравнению с БВ обладает большими возможностями.

Практически для каждого месторождения необходимо искать индивидуальные варианты обогащения, учитывая свойства руды и экономические факторы. Технология извлечения золота из упорных руд должна обеспечивать хорошие экономический и экологический показатели.

--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

развития. Горный журнал - 2002. - №6, с. 79-84.

4. Золотодобывающая промышленность России и будущее российского рынка драгоценных металлов. Горный журнал -2003. - №10, с. 72-74.

5. шш. 1гд1гес1те1:.ги ШИЗ

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

Зуборева Наталья Алексеевна - аспирант кафедры ЭПГП, Московский государственный горный университет.

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 9 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. М.Х. Пешкова.