Методы добычи золота выщелачивание

Золото востребовано во множестве отраслей: от микроэлектронной до фармацевтической и химической. Популярность золота обусловлена исключительной химической стойкостью. Оно почти не вступает в реакции, а также не окисляется и не коррозирует даже в агрессивной среде. Также в числе достоинств легкоплавкость, простота механической обработки, ковки, штамповки и вытяжки.

Золото востребовано во множестве отраслей: от микроэлектронной до фармацевтической и химической. Популярность золота обусловлена исключительной химической стойкостью. Оно почти не вступает в реакции, а также не окисляется и не коррозирует даже в агрессивной среде. Также в числе достоинств легкоплавкость, простота механической обработки, ковки, штамповки и вытяжки.

Сферы применения

До 10 % извлекаемого золота используется промышленностью, главным образом электротехнической. Металл также востребован в военно-промышленном комплексе, авиакосмической отрасли, медицине (включая фармацевтику), ювелирном деле.

Площадка кучного выщелачивания. АО «Полюс Алдан». п. Нижний Куранах 15 июня 2021 г.

При добыче золота широко применяется технологическое сырье: слабоосновный анионит, кокосовый активированный уголь, каустик, гипохлорит кальция, тиосульфат натрия, кальциевая известь, соляная кислота, азотнокислый свинец и тиомочевина.

Особенности извлечения золота из породы

Наряду с гравитационной дифференциацией для извлечения золота применяются и химические методы, в частности цианирование и выщелачивание. Для получения металла используются:

• флотационные реагенты для обогащения сульфидных руд — бутиловый ксантогенат калия, сульфид, сульфит, полифосфат и тиосульфат натрия, сернокислый магний, кальцинированная сода, медный, железный, цинковый купорос;
• реагенты для пробирного анализа — безводная, пяти- и десятиводная техническая бура, свинцовый сурик и глет, кальцинированная сода.

Для извлечения золота из растворов широко используются аниониты — вещества, отличающиеся высокой селективностью, простотой регенерации, значительной механической и химической прочностью и небольшим расходом. В нашем каталоге представлены высококачественные ионообменные смолы, соответствующие индустриальным стандартам золотодобычи, принятым в России и мире.

Всегда в наличии и другие реагенты для извлечения благородных металлов, в частности кокосовый активированный уголь производства IndoCarb (США), разработанный специально для потребностей золотодобывающей промышленности. Продукт отличается сниженным пылеобразованием, превосходной адсорбцией, продолжительным сроком службы.

Источник: www.chempack.ru

Кучное выщелачивание золота

ВВЕДЕНИЕ3
Глава 1. Основы кучного выщелачивания руд. 4
Глава 2. Основные этапы развития кучного выщелачивания. 8
Глава 3. Технология кучного выщелачивания золота. 11
3.1. Общие сведения о технологии
3.2. Метод цианирования. 15

Вести-Хабаровск. Инновационный метод добычи золота на Колыме

3.4. Окомкование руды при кучном выщелачивании золота. 17
3.5. Месторождения золота, использующие метод кучного выщелачивания. 19
3.6. Доставка руды и формирование штабеля. 21
3.7. Типы руд, пригодные для кучного выщелачивания золота. 22
Факторы, определяющие пригодность технологии КВ. 24
Глава 4. Освоение технологии на территории РФ. 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 27
Литература.

Работа содержит 1 файл

Разделение фракционированной руды на наклонные слои и укладка между слоями перфорированной полимерной пленки предотвращает вынос (вымывание) глинистых и шламовых частиц из верхних слоев в нижние, обеспечивает их вынос по наклонному слою к боковой поверхности штабеля и в то же время создает хорошие условия для равномерного просачивания раствора в нижележащие слои, в результате чего повышается интенсивность выщелачивания металла и полнота его извлечения в продуктивный раствор.

При отсыпке руды в штабель широкую часть его ориентируют на юг, а узкую часть — на север. При этом над системой орошения и питания 3 устанавливают на дуговых опорах 8 водорастворонепроницаемую светопрозрачную пленку 9, а в зимний период поверх пленки укладывают искусственный теплоизолятор 10.

Предложенный способ позволяет повысить эффективность за счет увеличения скорости выщелачивания. При использовании пленки уменьшается испарение выщелачивающего раствора и загрязнение атмосферного воздуха токсичными парами выщелачивающего раствора, что также способствует повышению эффективности предлагаемого способа.

1. Способ кучного выщелачивания руд, включающий дробление руды, окомкование руды, отсыпку штабеля, орошение штабеля руды выщелачивающим раствором, отличающийся тем, что после дробления руду разделяют на фракции, а отсыпку штабеля осуществляют однородными по фракциям слоями с уменьшением крупности руды от нижнего слоя к верхнему с наклоном слоев от центра к боковым поверхностям штабеля слоями с разделением слоев перфорированным геотекстильным материалом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отсыпке штабель руды ориентируют широкой частью на юг.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что орошение осуществляют под водорастворонепроницаемой светопрозрачной пленкой и в зимний период поверх пленки размещают искусственный теплоизолятор.

Глава 2. Основные этапы развития кучного выщелачивания

Современная технология кучного выщелачивания благородных металлов получила свое развитие в основном в последние 20 лет, хотя применение этого метода имеет давнюю историю. Например, на шахтах Венгрии извлекали медь из подотвальных медьсодержащих вод еще в середине XVII века, а испанские горняки делали то же самое, пропуская кислые растворы через крупные кучи окисленных медных руд на берегах Рио Тинго в 1752 году. К 1900 г. уже использовались такие технологии, как циклическое выщелачивание с выстаиванием с целью повышения извлечения металла. С конца 50-х годов кучное выщелачивание как кислыми, так и щелочными растворами практикуется в урановой отрасли.

Извлечение золота методом цианирования превратилось в коммерческий процесс благодаря пионерской работе шотландцев братьев Роберта и Уильямса Форрестов, а также Д.С. Макартура. В 1887 г. они получили британский патент, а в 1889 г. — целую серию американских патентов.

Патенты охватывали процессы агитации пульпы в присутствии воздуха и последующее осаждение золота цинком из выделяемого золотоцианидного раствора. Это стало подлинной вехой в развитии металлургии золота, поскольку был наконец, открыт химический метод переработки золотосодержащих руд. Демонстрационная полупромышленная установка была построена в 1888 году в Равенсвуде, Квинсленд, а первая промышленная установка цианирования рудного золота — на руднике Краун Майн, провинция Окленд в Новой Зеландии. Использование цианида в Витватерсранде впервые произошло на руднике Робинсон в 1890 г. Две первые фабрики в США были пущены в 1891 г. в Меркуре, штат Юта и Калумете, штат Калифорния. Благодаря применению цианирования, производство золота в Южной Африке возросло с 300 унций в 1890 г. до 300000 унций в 1893 г. В период с 1892 по 1905 гг производство золота в США увеличилось с 1,7 млн. унций до 4,6 млн. унций, и это существенно, поскольку большая часть прироста была получена за счет переработки руд, плохо поддававшихся гравитационному обогащению и амальгамации, а так же за счет повторной обработки хвостов, образовавшихся ранее.

Цианирование оказалось настолько дешевым и эффективным методом обработки золотосодержащих руд, что не только стало практически повсеместно применяться для обработки руд и хвостов на новых рудниках, ни и быстро вытеснило и полностью заменило все другие способы выщелачивания. Эволюционное развитие метода на практике шло на протяжении десятилетий, сопровождаясь иногда революционными прорывами, такими как разработанные Горным Бюро США и внедренные в 1952 г. методы извлечения золота из продуктивного раствора угольной адсорбцией и последующего каустического элюирования.

За последние 20 лет около 92% всего произведенного в мире золота получено с использованием цианидов; остальное — это главным образом попутный продукт, извлекаемый из флотационных концентратов основных цветных металлов путем плавки и рафинирования. Кучное выщелачивание руд благородных металлов с использованием цианирования впервые было предложено Горным бюро США в 1967 г. Первое коммерческое применение этого процесса было осуществлено в конце 60-х годов компанией Карлин Голд Майнинг в северной Неваде.

В последующие годы развитие и совершенствование технологии кучного выщелачивания происходило по всем возможным направлениям. Были введены высокопроизводительные способы дробления и подготовки руд к выщелачиванию и укладки руды в штабели, системы регулируемого капельного орошения куч и эффективные режимы фильтрации, способы уменьшения потерь при хранении растворов, контроля и управления химическими реакциями, происходящими в процессе выщелачивания и др. Золотодобывающие компании США и Канады широко используют комплексные заводы по переработке продуктивных растворов кучного выщелачивания, совмещающие в себе традиционный процесс осаждения золота цинковой пылью и современную индукционную плавку цинковых шламов после их сернокислотной обработки и обжига на золотосеребряный сплав.

Кучное выщелачивание, позволившее вовлекать в отработку крупные месторождения с бедными (1-1,5 г/т) рудами, стало главным фактором развития золотодобычи в США, Австралии, Канаде, Мексике, Бразилии, Чили и других странах и дало им возможность за двадцать лет в 2-3 раза увеличить добычу золота. Использование кучного выщелачивания позволило вовлекать в отработку не только крупные месторождения бедных руд, но также и вскрышные породы, техногенное золотосодержащее сырье (хвосты обогащения руд цветных и драгоценных металлов) и небольшие по запасам месторождения (от нескольких десятков килограммов до 1-2 тонн), расположенные в малоосвоенных районах.

В настоящее время примерно половина мировой добычи золота приходится на технологию кучного выщелачивания. Несмотря на довольно большой объем исследований, технология кучного выщелачивания в бывшем СССР долго не была востребована из-за преобладавшего здесь простого и выгодного способа добычи золота из аллювиальных россыпей. Первая установка была запущена в Казахстане на Васильковском ГОКе в 1991 году. Первые установки были запущены на Урале на отвалах ЗИФ ОАО «Южуралзолото» (ООО «Колорадо) в 1993 году и в Хакасии на Майском месторождении (старательская артель «Саяны», позднее ЗДК «Золотая Звезда») в 1994г. В 2000 г. в России действовало 10 установок суммарной производительностью по руде 2 млн.т/год и объемом добычи золота 4000 кг.

Источник: www.stud24.ru

Методы добычи золота выщелачивание

Ключевые слова: золото, гипохлорит натрия, хлор, Альфа-9М хлорное извлечение золота, электролитическое, электролизер, кучное выщелачивание, золотосодержащие концентраты

Технология извлечение золота цианистым способом, предусматривает использование вредного для человека и окружающей среды реагента, цианистого калия, который является ядом 2го класса опасности кумулятивного действия. Таким образом даже ограниченные выбросы существенно сказываются на состоянии окружающей среды. Для нейтрализации цианистого калия используется гипохлорит кальция. Это решает проблему основных выбросов цианистого калия, но не решает проблему капельного уноса и выброса в атмосферу

Известно применение гипохлорита натрия и хлора для извлечения золота. Эти работы находятся в стадии экспериментов и укрупненных лабораторных испытаний. Проблема глубоко исследована, имеются монографии.

Перейти к промышленному масштабному применению новой технологии поможет использование универсального мобильного комплекса Альфа-М. Оборудование этого комплекса может использоваться для решения всех технических задач в технологии хлорного извлечения золота. Одним из перспективных способов выделения золота может оказаться кучное выщелачивание, с использованием комплекса Альфа — М. Электролиз осуществляется на инертных катодах (например, графитовых) и протекает в условиях: плотность тока 50 – 100 А/м2, удельная поверхность катода 10 – 20 м2/м3, продолжительность электролиза до 4 – 12 ч, крупность твердой фазы пульпы 0,05-0,150 мм. Степень восстановления золота при электролизе составляет 98 – 99,3 %, ориентировочный выход по току 0,5 – 1,4 %, удельный расход электроэнергии от 40 до 170 кВт*ч на 1 кг восстановленного золота. Изучено электролитическое выделение золота из пульп гипохлорирования золотосодержащих концентратов различного состава.

Извлечение золота и серебра комплексом Альфа-М осуществляется по технологии, предусматривающей исключение вредных выбросов в окружающую среду, а также воздух рабочей зоны. Целью данной работы является разработка термодинамической, кинетической модели перехода свободного золота в растворимую форму в хлоридных растворах для применения ее в проектировании золотоизвлекательных фабрик.
В данной статье рассматриваются теоретические обоснования перехода технологического процесса извлечения золота из золотосодержащих руд на хлорную технологию. Раствор гипохлорита натрия образуется в результате электролиза насыщенного раствора хлорида натрия. Раствор солей натрия растворяет золото, содержащееся в породе по уравнению химической реакции 1.

2Au + 3NaClO + 5NaCl + 3H2O= 2Na[AuCl4] + 6NaOH (1).

Из уравнения реакции видно, что мольное соотношение количеств свободного золота и золота, перешедшего в комплексную форму в раствор равно стехиометрическому. Поскольку концентрации солей исходных реагентов находится в избытке, равновесие реакции будет сдвигаться в сторону образования продуктов. Таким образом, все золото, содержащееся в породе должно переходить в раствор.

Далее необходимо рассчитать параметры процесса хлорирования золотосодержащего сырья, в том числе концентрацию растворенного золота. Оптимальные затраты энергии в 3­5 кВт обеспечивают заведомо достаточное количество гипохлорита для извлечения золота из руды. Учитывая удельную скорость растворения золота, см. выше, время растворения (которое в соответствии с кинетическими ограничениями и экспериментальными данными составляет не более 2 часов), можно полагать, что модель адекватно отражает процесс выщелачивания и может применяться на практике.

Модель показала, что равновесное значение концентрации растворенного золота находится в диапазоне максимальных значений во всем интервале шкалы кислотности. Учитывая это обстоятельство процесс можно вести в щелочной области. Тогда как ранее в литературе предполагалось, что процесс идет в кислой среде [1]. Уравнения подтвердили то, что реакция протекает и в других условиях.

Щелочная среда является предпочтительней, поскольку балластные металлы остаются в породе в нерастворимой гидрооксидной форме. Экспериментальные данные, полученные при испытании модуля Альфа­-9М (электролизера) первой модификации показали, что в щелочной области может быть использована хлорная технология, извлечение золота, находящегося в песке в виде поверхностной пленки составили 95,1+4,1 %. Разработанная модель может быть основой для дальнейших работ по моделированию скважинных методов добычи других металлов методом кучного выщелачивания, а также для утилизации различных отходов, содержащих металлы в связанном виде. Переход на хлорную технологию с применением стандартного оборудования комплекса Альфа-М способствует значительному сокращению материальных, трудовых, энергетических затрат и времени на проектирование и поставку золотоизвлекательных заводов. Естественно при этом предусмотрен сбор стоков и очистка сточных вод. Кроме того решена задача предотвращения попадания активного хлора в окружающую среду наиболее эффективным способом.

Технология извлечение золота цианистым способом, предусматривает использование вредного для человека и окружающей среды реагента, цианистого калия, который является ядом 2­го класса опасности кумулятивного действия. Т.о. даже ограниченные выбросы существенно сказываются на состоянии окружающей среды. Для нейтрализации цианистого калия используется гипохлорит кальция.

Это решает проблему основных выбросов цианистого калия, но не решает проблему капельного уноса и выброса в атмосферу. Известно применение гипохлорита натрия и хлора для извлечения золота. Эти работы находятся в стадии экспериментов и укрупненных лабораторных испытаний. Проблема глубоко исследована, имеются монографии [1, 2].

Перейти к промышленному применению новой технологии поможет использование универсального комплекса Альфа-М. Оборудование этого комплекса может использоваться для решения всех технических задач в технологии хлорного извлечения золота.Одним из перспективных способов выделениязолота может оказаться кучное выщелачивание, с использованием комплекса Альфа. Электролиз осуществляется на инертных катодах (например, графитовых) и протекает в условиях: плотность тока 50 – 100 А/ м 2 , удельная поверхность катода 10 – 20 м 2 /м 3 , продолжительность электролиза до 4 – 12 ч, крупность твердой фазы пульпы 0,05-0,15 мм. Степень восстановления золота при электролизе составляет 98 – 99,3 %, ориентировочный выход по току 0,5 – 1,4 %, удельный расход электроэнергии от 40 до 170 кВт*ч на 1 кг восстановленного золота.

Изучено электролитическое выделение золота из пульп гипохлорирования золотосодержащих концентратов различного состава.Извлечение золота и серебра комплексом «Альфа» осуществляется по технологии, предусматривающей исключение вредных выбросов в окружающую среду, а также воздух рабочей зоны. Целью данной работы является разработка термодинамической, кинетической модели перехода свободного золота в растворимую форму в хлоридных растворах для применения ее в проектировании золотоизвлекательных фабрик. В данной статье рассматриваются теоретические обоснования перехода технологического процесса извлечения золота из золотосодержащих руд на хлорную технологию.Раствор гипохлорита натрия образуется в результате электролиза насыщенного раствора хлорида натрия. Раствор солей натрия растворяет золото, содержащееся в породе по уравнению химической реакции (1).

2Au + 3NaClO + 5NaCl + 3H2O= 2Na[AuCl4 ] + 6NaOH (1);

Из уравнения реакции видно, что мольное соотношение количеств свободного золота и золота, перешедшего в комплексную форму в раствор равно стехиометрическому. Поскольку концентрации солей исходных реагентов находится в избытке, равновесие реакции будет сдвигаться в сторону образования продуктов.

Таким образом, все золото, содержащееся в породе должно переходить в раствор.Далее необходимо рассчитать параметры процесса хлорирования золотосодержащего сырья, в том числе концентрацию растворенного золота. Математические расчеты выполнены в электронной форме с помощью компьютерной программы Mathcad.

На первом этапе расчетов была рассчитана электропроводность κi насыщенного раствора хлорида натрия с концентрациейCi (NaCl) по уравнению (1). κi = (zk*λk + za *λa )*α*Ci (NaCl) (1), где λk и λa – подвижности катионов и анионов соответственно,zk и za – заряды катионов и анионов соответственно, Λk = 50,14*10 ­4 м 2*См/моль С1 (NaCl) = 10 г/л, Λa= 76,3*10 ­4 м 2*См/моль С2 (NaCl) = 50 г/л, zk= +1 С3 (NaCl) = 100 г/л, za= ­1 С4 (NaCl) = 150 г/л, α= 0,52 С5 (NaCl) = 200 г/л, С6 (NaCl) = 250 г/л, α – степень диссоциации насыщенного раствора хлорида натрия. В качестве исходных данных использована опубликованная в научной литературе информация [3], а также заданы исходные концентрации хлорида натрия:Затем рассчитано количество, образуемого гипохлорита натрия Ci (NaClO) в зависимости от напряжения Ui по уравнению (1,2).

Ci (NaClO)= Ui*S*ά*η/(W(H2O)*ro *Mr (NaClO) ) (2), где S – площадь электрода, S = 2 м 2ά– эмпирический коэффициент, ά = 1,386 г/(А*ч)η – выход по току, η = 0,7W(H2O) – водооборот, W(H2O) = 1 м 3 / чro – удельное сопротивление, ro = 0,044 кг*м 3 /(с 3*А 2 )Mr (NaClO) – молекулярная масса гипохлорита натрия, Mr (NaClO) = 74,5 г/моль Время пребывания раствора хлорида натрия в электрореакторе t i , рассчитано по уравнению (3) [1]. t i=1/Ui*u 0 i (3), где u 0 i – абсолютная скорость движения хлорид­ионов для различных концентраций хлорида натрия.Уравнения (2, 3) предназначены для расчета параметров электролизера. Таким образом, при W(H2O)= 1 м 3 /ч, аппарат должен быть вместимостью 4 м 3 .Скорость образования гипохлорита рассчитана по уравнению (4), Gi = ά*η*I i (4), Константа равновесия реакции растворения золота гипохлоритом натрия рассчитывается по формуле (5) Ke= k*e n*F*(ENaClO+EAu)/R*T (5), где k – коэффициент пропорциональности константы равновесия, k = 1 (моль/м 3 ) ­5n – число электронов, участвующих в реакции, n=6F – число Фарадея, F=96500 Кл/моль [3].

ENaClO – электродный потенциал EclO ­ /Сl ­ = 1,494 В [3].EAu – электродный потенциал Eau 0 /Au +3 = ­1,498 В [3].R – универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж/(моль*К) [3].T – абсолютная температура, Т = 293 К. Константа равновесия увеличивается по мере роста температуры. Диапазон изменения константы равновесия в рамках интервала изменения температуры относительно не велик, следовательно, нет необходимости в подогреве рабочего раствора.Формула для расчета концентрации растворенного золота (6) выведена путем не сложных алгебраических преобразований выведена из уравнения константы равновесия. C (Na[AuCl4]) = 0.5 (6) C (Na[AuCl4]) = 1моль/ м 3Эта концентрация равна заложенной в расчет концентрации металлического золота в руде. Расчет подтверждает возможность полного извлечения золота.Энергозатраты Wi рассчитаны по формуле Wi=I i*Ui (7).

статью полностью можно прочитать здесь.

Расчет энергетических затрат показал, что время пребывания в электрореакторе тем больше, чем меньше энергозатраты. Оптимальные затраты энергии в 3­5 кВт обеспечивают заведомо достаточное количество гипохлорита для извлечения золота из руды.

Учитывая удельную скорость растворения золота, см. выше, время растворения (которое в соответствии с кинетическими ограничениями и экспериментальными данными составляет не более 2 часов), можно полагать, что модель адекватно отражает процесс выщелачивания и может применяться на практике. Модель показала, что равновесное значение концентрации растворенного золота находится в диапазоне максимальных значений во всем интервале шкалы кислотности.

Учитывая это обстоятельство процесс можно вести в щелочной области. Ранее в литературе предполагалось, что процесс идет в кислой среде [1]. Модель показала, что реакция протекает и в других условиях. Щелочная среда является предпочтительней, поскольку балластные металлы остаются в породе в нерастворимой гидрооксидной форме.

Экспериментальные данные, полученные при испытании модуля Альфа-9М (электролизера) первой модификации показали, что в щелочной области может быть использована хлорная технология, извлечение золота, находящегося в песке в виде поверхностной пленки составили 95,1 + 4,1 %.Разработанная модель может быть основой для дальнейших работ по моделированию скважинных методов добычи других металлов методом кучного выщелачивания, а также для утилизации различных отходов, содержащих металлы в связанном виде.Переход на хлорную технологию с применением стандартного оборудования комплекса Альфа способствует значительному сокращению материальных, трудовых, энергетических затрат и времени на проектирование и поставку золотоизвлекательных заводов. Естественно при этом предусмотрен сбор стоков и очистка сточных вод. Кроме того решена задача предотвращения попадания активного хлора в окружающую среду наиболее эффективным способом.

1. Разработана термодинамическая модель перехода свободного золота в растворимую форму в хлоридных растворах в щелочной среде.

2. Проведены расчеты влияния различных факторов на процесс растворения золота обработкой электрохимически активированного раствора хлорида натрия.

4. Исходя из опубликованных в литературе данных, термодинамические расчеты не противоречат экспериментальным данным по растворению золота.

1. Хлоридная металлургия золота. Зырянов М. Н., Леонов С. Б. – М.: «СП ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ», 1997. – 288 с.

2. Электрохимическая очистка сточных вод. Краснобородько И. Г., Светашкова Е. С. – Ленинград, 1978. – 90с.

3. Краткий справочник физико­химических величин. Изд. 8­е, перераб./Под ред. А. А. Равделя и А. М. Пономаревой. – Л.: Химия, 1983. – 232с

Материалы, опубликованные на сайте защищены согласно закону об авторских правах Закон 06.02.2015 РФ от 9 июля 1993 г. N 5351­I «Об авторском праве и смежных правах» (с изменениями от 19 июля 1995 г., 20 июля 2004 г.) и не могут быть использованы без разрешения автора.

Источник: leaching.site