Управление интенсивностью выщелачивания в многоярусном штабеле

11.06.2019
Управление интенсивностью выщелачивания в многоярусном штабеле базируется на изучении роли кислорода и pH растворов в растворении золота.

В процессе растворения золота цианистыми растворами в реакции участвует кислород:

4Au + 8 NaCN + О2 + H O = 4 NaAu(CN)2 + 4 NaOH.


При этом установлено, что скорость растворения золота цианистыми растворами прямо пропорциональна парциальному давлению кислорода в растворах.

Влияние кислорода на скорость растворения золота цианистыми растворами представлено в табл. 5.3. Как установлено, кислород - важнейший компонент при выщелачивании золота. Из практики известно, что растворимость кислорода в растворах зависит от температуры и химического состава растворов, а также от парциального давления кислорода.

Основной способ обеспечения процесса растворения золота при выщелачивании кислородом заложен в процессе подготовки руды перед её укладкой в штабель. Этот способ окомкования или агломерации основан на перемешивании дробленой руды с водой, цементом, известью и цианистыми растворами на стадиях пересыпки рудной массы с конвейера на конвейер непосредственно перед укладкой её в штабель.

В процессе орошения свежеуложенной руды идет реакция растворения золота, где участвует кислород, присутствовавший в окомкованной руде и пришедший с растворами цианистого натрия. По мере выщелачивания кислород расходуется не только на реакцию растворения золота, но и на окисление сульфидов железа и других легко окисляемых элементов. В процессе просачивания растворов по штабелю растворы вытесняют кислород из рудных агломератов, обедняя их по содержанию кислорода. Первоначальный процесс орошения рудного штабеля ведется при большой плотности орошения, поэтому доступ кислорода к месту реакции внутри штабеля извне отсутствует. Реакции растворения золота замедляется или прекращается совсем. Для восстановления реакции растворения золота требуется насыщение штабеля кислородом. Принудительная подача кислорода в раствор, кроме дополнительных затрат, пользы не приносит, поскольку при выходе раствора из магистральных и орошающих трубопроводов избыток кислорода из раствора переходит в атмосферу. В растворе остается содержание кислорода такое, каким оно может быть при данной температуре и парциальном давлении. Второй вариант - насыщать штабель кислородом воздуха. Этот процесс можно осуществить только при прекращении подачи растворов на орошение. По мере фильтрации или просачивания растворов через штабель поры рудных или агломерированных частиц освобождаются от растворов и заполняются воздухом. Чем больше пауза в подаче растворов, тем больший слой рудного штабеля насыщается воздухом. Причем процесс растворения золота начинает протекать сразу при поступлении кислорода к границе двух фаз «металл - цианистый раствор». Реакция растворения золота протекает до тех пор, пока позволяет концентрация цианистого натрия в приграничной зоне металла и цианистого натрия.

При подаче новой порции выщелачивающих растворов концентрация золота в них заметно возрастает за счет придания растворенному золоту транспортной способности.

В насыщенном кислородом рудном штабеле идет процесс растворения имеющегося золота, конечно, с меньшей интенсивностью, так как площадь золотин, доступных для цианирования, заметно снижается в процессе его растворения.

Таким образом, периодическая подача раствора выщелачивания способствует интенсификации растворения золота за счет насыщения слоя рудного штабеля кислородом золота.

На графике (рис. 5,12) представлено изменение концентрации золота в продуктивном растворе при его периодической подаче. На участке A-B - период основного выщелачивания золота при максимальной плотности орошения. На участке B-C - пауза в подаче выщелачивающих растворов. На участке C-D - изменение концентрации золота в растворе после паузы в подаче растворов.

Соотношение основной подачи растворов, паузы в подаче растворов и последующей подачи растворов как 3:1:2.

Для обеспечения требуемых технологических показателей процесса кучного выщелачивания дробленая руда с содержанием более 97 % класса - 3,35 мм смешивается с цементом для связывания мелких классов с целью окомкования дробленой известью с целью создания щелочной среды и смачивается отработанным раствором, содержащим цианистый натрий для подготовки к выщелачиванию золота.

В процессе орошения уложенного в штабель композита идут различные реакции:

1. Растворение золота и примесей цианистым натрием

2. Растворение сульфатных солей и минералов, дающих кислую реакцию в растворах.

3. Гашение извести растворами по реакции CaCHH2O = Ca(OH)2 + t° С.

Гидроокись кальция Ca(OH) с растворимостью 2,3 г/л переходит в раствор, создавая щелочную среду. Щелочная среда растворов снижает гидролиз цианистого натрия и выделение синильной кислоты. Выщелачивающие растворы, проходя через слой руды, растворяют и сульфаты, которые при взаимодействии с гидроокисью кальция образуют малорастворимый сульфат кальция (гипс). При взаимодействии гидроксида кальция с углекислым газом образуется также малорастворимый карбонат кальция.

Таким образом, в процессе выщелачивания известь расходуется на побочные реакции со снижением содержания свободной гидроокиси кальция в растворах. При этом одновременно идет снижение pH раствора, величина которого находится в обратной зависимости с длительностью процесса выщелачивания (табл.5.4, рис. 5.13). Установлено изменение pH раствора в зависимости от времени орошения одного яруса.

На графике (рис. 5.14) представлена зависимость pH растворов от времени выщелачивания. Чем толще слой, через который проходят растворы, тем ниже pH в выходящих из штабеля растворах.

В табл. 5.5 представлен pH растворов при разном количестве орошаемых ярусов, на графике (рис. 5.14) - pH раствора от количества орошаемых ярусов.

Следует отметить, что чем больше слоев орошается, тем больше среднее время выщелачивания золота из слоя штабеля. Поэтому кажется очевидным при снижении pH в растворах необходимо увеличить расход извести в верхней части панели штабеля. На практике установлено:

- чем ближе pH раствора подходит к 12, тем ниже скорость растворения золота;

- скорость растворения золота максимальна при pH = 10,0-11,0, а при pH =11,2 скорость растворения золота уже значительно снижается;

- снижение скорости растворения золота связано с образованием кальциевых пленок на поверхности золотин, которые препятствуют доступу цианистого натрия к их поверхности.

Для поддержания необходимого уровня pH в выщелачивающих растворах установили плановый удельный расход извести 2,65 кг/т распределить следующим образом:

- при формировании композита рудной массы держать на уровне 2,21 кг/т;

- укладка извести на поверхность отработанной панели 0,44 кг/т.

Таким образом, скорость растворения золота в свежеуложенной панели сохраняется, процесс изоляции поверхности золотин кальцидной пленкой сводится к минимуму, а pH растворов после прохождения нового яруса повышается за счет гашения и растворения извести, уложенной на поверхности нижележащего яруса. В результате расход цианистого натрия из-за уменьшения его разложения снизился с 500 до 450 г/т.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: