Интегрирано използване на злато-уранови руди
Технологията за преработка на сложни злато- и ураносъдържащи руди е интересна преди всичко с това, че е най-яркият пример, когато постиженията на един подотрасъл на цветната металургия "проникват" в друг подотрасъл (в случая уран в златодобив и обратно), като същевременно осигуряват по-голям технологичен и икономически ефект.
Важно е да се отбележи, че златото и уранът в рудите по правило не образуват съвместни минерални асоциации; не са генетично свързани. В сложните злато-уранови руди по-голямата част от урана обикновено е представена от уранинит (UO2), а златото е свързано предимно с пирит, чиято масова част в рудите варира от части от процента до 3–5%. В същото време много често златото в пирита образува тънко и емулсионно разпръскване, което придава на златно-урановите руди "упорит" характер. Според някои доклади този тип руди съдържат злато, свързано с тухолит (смес от уранови минерали с органична материя с неясен състав, която покрива повърхността на златните зърна, предотвратявайки тяхното намокряне и разтваряне в разтвори за излугване). Такива примери обаче са доста редки.
Като се вземат предвид горните особености на материалния състав на сложните руди, съдържащи уран и злато, съвременната технология за тяхното преработване се основава на 4 основни технологични процеса: излугване на уран със сярна киселина, цианиране, флотация и окислително изпичане, които могат да се използват в различни последователности и в различни комбинации, като успешно се допълват. Това дава възможност да се организира производството на злато и уран от сложни руди в рамките на едно и също предприятие, работещо по схема с напълно завършен цикъл на преработка на руда.
Типични примерипредприятия от този род са Vaal Reefs, Buffelsfontein Gold и ERGO, работещи в Южна Африка /1-3/.
Vaal Reefs управлява няколко инсталации за възстановяване на уран и злато с общ капацитет от около 6 милиона тона и годишно производство на злато от повече от 35 тона.Класическата технология за обработка на подземна руда първоначално се състои от следните основни операции: фино смилане, излугване на злато с цианидни разтвори, последвано от адсорбция на метали от нефилтрирани суспензии с гранулиран активен въглен (CIP процес), излугване на уран (H2SO4), производство на неутрализация и съхранение на хвост. В следващите години за това съоръжение е разработена концепцията FUG ("флотация-уран-злато"), според която рудата се обработва по следната схема: грубо смилане; колективна флотация на злато и уран; извличане на уран от концентрата със сярна киселина; неутрализация и цианиране на остатъци от киселинна обработка; повторно смилане и цианиране на отпадък от флотация, CIP.
В Buffelsfontein Gold рудата се преработва съгласно схема, която включва киселинно излугване на уран, цианиране на злато, флотация на пирит от отпадъци от цианидиране, печене на пиритен концентрат (за получаване на H2SO4) и цианиране на сгурия.
Схемата за преработка на застояли отпадъци (след хидравлична ерозия на сметищата), показана на фиг., се състои от следните основни операции: флотация на уран- и златосъдържащ пирит; H2SO4 - излугване на концентрата с екстракционно извличане на уран от разтвори, окислително изпичане на концентрата с цианидиране на сгурията по пълната технология на утайковия процес; преработка на газове от печене в сярна киселина; цианидиране на флотационен хвост по CIL технология (излугване на злато с едновременна адсорбция на метал от пулпа чрез активиранвъглища); утаяване на злато от филтрати от цикъл на сгурия и CIL елуати чрез карбуризиране върху цинков прах; H2SO4 обработка на циментата и претопяването му в златно-сребърна сплав (метал Dore).
Годишният капацитет на комплекса е 20 милиона тона руда, 7,2 тона злато, 160 тона U3O8 и 475 хиляди тона сярна киселина.
Предприятието управлява най-голямата фабрика в света, работеща на базата на технология за сорбция на въглища за добив на злато (90 хиляди тона руда на ден).
Тъй като технологията за извличане на уран и злато от руди се основава на много общи принципи и включва използването на редица идентични процеси, това улеснява ефективното пренасяне на постиженията от един подсектор в друг.
Така например, въз основа на опита на урановия завод (GMZ-1) на минно-металургичния комбинат Navoi в Узбекистан, йонообменната технология за извличане на метали от целулози също беше успешно усвоена в предприятията за добив на злато, които са част от завода, включително GMZ-2, който извършва хидрометалургична обработка на сравнително бедни руди със съдържание на злато от най-голямото находище в света "Murun-Tau". Това послужи като тласък за широкото въвеждане на този технологичен процес в други предприятия от златодобивната индустрия на СССР. В резултат на това се наблюдава рязко покачване на научно-техническото ниво на производството на злато в страната; усвоени са редица нови за индустрията производствени процеси и технологично оборудване (бъркалки с дренажни устройства; сорбционни колони с неподвижен слой от въглища; пулсационно оборудване; електролизатори и др.). Много от тези постижения впоследствие бяха използвани за подобряване на технологията за сорбция на въглища за извличане на злато.
От практиката на злато-урановата индустрияефективен вариант на колективна сорбция на мед и злато от цианидна среда върху активен въглен, последвано от отделно елуиране на метали от наситени въглища и отделна обработка на "медни" и "златни" елуати (съвместно разработени от ERGO (Южна Африка) и AARL (САЩ). Първоначалната цел на процеса е да се намали консумацията на мед, която влиза в CIL процеса в резултат на използването на меден сулфат (пиритен актив ator) по време на флотация.Тази разработка ви позволява да извличате мед от цианогенна чиста среда под формата на подходящ търговски продукт и в същото време да регенерирате цианида, свързан с него, впоследствие беше възприето от предприятията за добив на злато, които обработват медни златни руди, използвайки цианиден процес.
През 1979 г. във фабриката Buffelsfontein Gold е създадена и успешно работи инсталация за допълнително извличане на злато, разтворено в NaCN с прахообразен активен въглен с флотационно отделяне на наситени със злато въглища заедно с пирит в насипен концентрат. След това преработката на пиритния концентрат се извършва по технологията "окислително изпичане и цианиране на сгурия".
Тази версия на сорбционно-флотационната технология, описана още през 1943 г. /4/, изглежда доста обещаваща, особено като се имат предвид научно-техническите разработки на Института Иргиредмет за създаване на модифицирани активни въглени, които осигуряват висока скорост и пълнота на утаяване на златото с производството на наситени въглища с богато метално съдържание /5/.
Важен пример за „сътрудничество“ между уранови и златни технологии е използването на златосъдържащи пирити.
Известно е, че много пирити и пиритни концентрати съдържат капсулирано злато, чието извличане чрез цианидиране е възможно само след предварителното муотваряне по химичен или термохимичен метод. Един такъв метод е автоклавното окисление, което се използва широко в златодобивната индустрия. В тази връзка трябва да се отбележи, че ефектът от киселинното окисляване на пирит под налягане, като фактор, който подобрява ефективността на последващото цианиране на златото, е установен за първи път в урановия завод Vaal Reefs по време на автоклавната обработка на пирит-съдържащ U-Au концентрат. Отбелязва се, че извличането на уран в разтвори при тези условия се засилва поради генерирането на сярна киселина по време на окисляването на пирит, както и разрушаването на някои огнеупорни уранови минерали (бранерит). В същото време се освобождава огнеупорното злато, свързано с пирита, което става достъпно за последващо цианиране.
Към същото предприятие е изградена и пилотна инсталация за бактериално окисляване на сулфиди - BIOX (15 т/ден), предназначена за тестване на технологията за извличане на уран и злато. По това време вече е натрупан известен опит в използването на BIOX върху огнеупорни златосъдържащи концентрати (разработени от Gencer, завод Fairview в Южна Африка и др.), Който несъмнено е използван при изучаването на биохидрометалургичния процес за преработка на сложни U-Au концентрати. В същото време по време на тестове във Vaal Reefs бяха установени редица интересни зависимости между степента на окисление на пирита, коефициента на извличане на уран в разтвори на сярна киселина и степента на отваряне на златото с BIOX. Разкрит е ефектът на флотационните реагенти, CN-, CNS- йони върху ефективността на микробната активност. Тези резултати са много важни и за други предприятия, преработващи огнеупорни златни руди по технологията "флотация-BIOX-цианиране".
Обобщавайки гореизложеното, трябва да се подчертае, че „обществото“ на златната технология с производството на тежки цветни метали, разбира се, не се ограничава до злато-урановите руди. Такива примери са характерни и за други комплексни руди, съдържащи например злато и мед, злато и олово, злато и антимон и др. Този въпрос е разгледан по-подробно в доклада на Irgiredmet на XXIV Международен конгрес в Пекин, (2008) /6/.
1. Иновации в възстановяването на злато и сребро.—Фаза IV/Randol.—Колорадо:Randol Intern. Ltd, 1992.Vol.15-17P.A.1-A.
2. Котляр Ю.А., Меретуков М.А. Металургия на благородни метали. М.: ASMI, 2002. - 466 с.
3. Фабрики за възстановяване на злато в света: Аналитичен преглед / JSC "Irgiredmet", V.V. Лодейщиков. - Иркутск, 2005. -447 с.
4. Плаксин И. Н. Металургия на благородни метали. - М .: Металургиздат, 1943. - 420 с.
5. Противоточна сорбционно-флотационна технология за извличане на злато с помощта на прахообразни модифицирани въглища / N.A. Дементиева, В.К. Чернов, Д.И. Коган, С.Б. Леонов // Анализ, добив и обработка на минерали: сб. научен тр. , посветен 125 години институт "Иргиредмет". - Иркутск: АО "Иргиредмет", 1998. - С. 251-253.