СОВРЕМЕННЫЕ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ УПОРНОГО ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

Россия, наряду с ЮАР, является мировым лидером по количеству запасов золота, пригодных для промышленной отработки. Многолетней не только производственной, но и социальной проблемой в России является снижение добычи золота из россыпей, в то время как рост производства металла из руд коренных месторождений идет довольно медленно. Одной из причин сложившейся тенденции, соответствующей общемировому тренду, является нарастание в структуре золотых минерально-сырьевых запасов России упорных руд, переработка которых при традиционных условиях цианидного выщелачивания характеризуются недостаточным извлечением золота.. Доля отечественных руд, содержащих упорное золото, весьма значительна и в настоящее время достигает 30%. Причинами низкой вскрываемости упорного золотосодержащего сырья, в первую очередь, являются тонкая диспергация золота в сульфидных минералах, чаще всего в пирите и арсенопирите, и наличие в некоторых из руд «активного» углерода», сорбирующего золото на стадии цианирования (это явление получило название «прег-роббинг»).Одной из важных проблем переработки упорных руд является вывод содержащегося в них мышьяка в относительно безвредных и пригодных для складирования и захоронения формах. Переработка упорных руд для повышения извлечения на цианировании предполагает предварительную обработку. Традиционный метод извлечения золота из упорных руд заключается во флотационном обогащении, обжиге и последующем цианировании огарка.С конца восьмидесятых годов прошлого века произошло внедрение гидрометаллургических технологий, включающих автоклавное и бактериальное вскрытие руд и концентратов в кислой среде с последующим цианированием твердых остатков.В меньшем масштабе применяют процессы Albion, Leachox, Nitrox, Arseno и др. К перспективным способам переработки упорного золотосодержащего сырья относятся различные виды гидрохлорирования. Н аиболее изученным и широко распространенным в промышленности методом подготовки золотых сульфидных руд к цианидному вскрытию является окислительный обжиг. Для обжига золотосодержащих руд и концентратов применяют многоподовые печи, печи кипящего слоя, печи с циркулирующим кипящим слоем. В процессе обжига железо, содержащееся в сульфидах, превращается в гематит, а сера и мышьяк переходят в газовую фазу в форме триоксида мышьяка и диоксида серы. Из полученного огарка, представляющего собой пористую, хорошо проницаемую для растворов массу оксида железа, золото легко извлекается цианированием. Обжиговый метод достаточно прост, хорошо освоен и до сих пор применяется в Канаде, ЮАР, Австралии и других странах. Основное количество мышьяка переводят в малотоксичные соединения для складирования в хвостохранилищах. Г азы содержат достаточное количество сернистого ангидрида для производства серной кислоты; также могут быть сброшены в атмосферу или обработаны щелочью для образования сульфата кальция. Обжиг позволяет удалить природный уголь (имеющий эффект «прег-роббинга»), содержащийся в топливе, за счет его окисления (горения). Однако имеются примеры, когда обжиг способствует активации ранее неактивного угля (например, добавка угля для повышения температуры в обжиговой печи). Обжиг является экономичным способом переработки упорных золотосодержащих руд, однако его эффективность снижается при необходимости жесткого контроля за выбросами SO2 и As2O3. В последние годы наметилась устойчивая тенденция сокращения применения обжига для предварительной обработки упорного золотосодержащего сырья в связи с его серьезными недостатками: невысоким извлечением золота, обусловленным образованием на вскрываемых золотинах пленок легкоплавких соединений и уносом части золота в мышьяковистые возгоны; неизбежным загрязнением окружающей среды выбросами мышьяка и серы; необходимостью дорогостоящего захоронения высокотоксичного триоксида мышьяка. Б актериальное окисление применяется в течение многих веков и уже эффективно превратило миллионы тонн упорной руды в материал, требующий только цианидного выщелачивания для извлечения золота.. Процесс биоокисления для переработки упорных золотосодержащих руд и концентратов был промышленно внедрен в 1986 году, когда технология биоокисления BIOX® была успешно применена на золотом руднике">золотом руднике Fairview в Южной Африке .Процесс показал высокую надежность, и в настоящее время в мире существует 19 подобных производств.Общая производительность по концентрату 7500 т/день. В процессе используется смесь разных групп бактерий для окисления сульфидной минеральной матрицы при температурах около 40-50ºC. Типичный цех биологического окисления для переработки флотационного концентрата включает в себя следующие операции: непосредственно процесс в реакторе с баком-смесителем, подача воздуха в реакторы, охлаждение раствора реактора, промывка противоточной декантацией и нейтрализация стоков . Базовая химия процесса биоокисления в целом сходна с автоклавным окислением, но есть ряд важных отличий. Бактерии являются и катализаторами, и непосредственными участниками реакций окисления. Это живые организмы, поэтому для их жизни и роста важны стабильная температура и соответствующее питание (углерод и питательная среда, в том числе, такие микроэлементы как фосфат, азот, калий). Рабочая температура зависит от используемой бактериальной культуры. Важный фактор в конструкции реактора - создание возможностей для роста бактерий вдвое на первой стадии, что предотвратит бактериальное вымывание. В мышьяковистых флотационных концентратах железо, сера и мышьяк растворяются в процессе биологического окисления до сульфата железа, серной кислоты и мышьяковой кислоты. Для обеспечения достаточной скорости окисления в биологический реактор должно быть введено большое количество воздуха. Во многих цехах окисления флотоконцентрат измельчают для повышения кинетики выщелачивания. Тепло, выделившееся в процессе окисления, имеет большое значение. Важно, чтобы оно было эффективно рассеяно, так как бактерии перестают успешно функционировать при температурах, выходящих за пределы рабочего диапазона. Аккумуляция тепла происходит с помощью внутренних охлаждающих змеевиков, вставленных в реакторы биоокисления, далее тепло выводится в атмосферу через башенные охладители . Основные факторы, оказывающие наибольшее влияние на капитальные затраты - это производительность по сырью, время выдержки при биоокислении, система подачи воздуха (дутье), смесители для распределения воздуха и поддержания частиц во взвешенном состоянии и конструкция реактора (конструкционные материалы). Продолжительность обработки концентрата в реакторе обычно составляет 4-6 дней. Сущность автоклавного метода вскрытия упорного золота заключается в окислении золотосодержащих сульфидных концентратов в водной среде под действием кислорода при повышенных температурах. Ассоциированное с сульфидами субмикроскопическое и твердорастворимое золото освобождается и делается доступным выщелачиванию цианистым раствором.