Цианидное выщелачивание с перемешиванием

5.5.1 Принципиальная блок-схема цианистого выщелачивания с перемешиванием

Цианидное выщелачивание с перемешиванием обычно подходит для золотосодержащих материалов с размером мелющих частиц менее 0,3 мм. Принципиальная схема показана на рисунке 5-15. По сравнению с перколяционным цианидным выщелачиванием цианидное выщелачивание с перемешиванием имеет такие преимущества, как меньшая площадь установки, более короткое время выщелачивания, более высокая степень механизации, более высокая скорость выщелачивания золота и более высокая адаптируемость к сырью.

Рисунок 5-15, Блок-схема цианистого выщелачивания с перемешиванием

Для повышения извлечения золота и сокращения времени цианистого выщелачивания часто используют амальгамацию, гравитационное разделение или флотацию для извлечения крупных частиц золота перед цианистым выщелачиванием. Гравитационная сепарация или флотация также обычно используются для удаления большого количества посторонних и вредных примесей, препятствующих цианистому выщелачиванию, с получением золотого концентрата. Затем золотой концентрат подвергается повторному измельчению перед цианистым выщелачиванием. Если золотоносная руда содержит большое количество глины, охры, сланца и имеет высокое содержание мелких частиц золота, индекс флотации будет низким. В таких случаях золотоносная руда может быть измельчена в растворе, удаляющем золото (тощий раствор), а затем подвергнута цианидному выщелачиванию с целым шламом. Таким образом, золотосодержащий материал, полученный в результате агитационного цианидного выщелачивания, может быть сырой рудой, хвостами амальгамации, хвостами гравитационного разделения, флотационным золотым концентратом, золотомедным смешанным концентратом, выделенным в результате флотации, концентратом золотосодержащей железной руды, шлаком золотосодержащей железной руды и т.д.

Резервуар для выщелачивания цианидов с перемешиванием

При цианидном выщелачивании с перемешиванием для извлечения золота тонко измельченный золотосодержащий материал и цианистый выщелачивающий агент непрерывно перемешиваются и аэрируются в резервуаре с перемешиванием для завершения выщелачивания золота. По принципу и методу перемешивания резервуары для выщелачивания с мешалкой можно разделить на три типа: резервуары для выщелачивания с механическим перемешиванием, резервуары для выщелачивания с воздушным перемешиванием и комбинированные резервуары для выщелачивания с воздушно-механическим перемешиванием.

5.5.2.1 Выщелачивающий резервуар с механическим перемешиванием

В резервуаре для выщелачивания с механическим перемешиванием перемешивание суспензии осуществляется с помощью высокоскоростной вращающейся механической мешалки. Механическая мешалка может быть пропеллерной, импеллерной или турбинной. Резервуар для выщелачивания с мешалкой пропеллерного типа, показанный на рисунке 5-16, является широко используемым в производстве типом резервуара для выщелачивания с механическим перемешиванием. В основном он состоит из корпуса, вертикального вала с пропеллером, центральной трубы 1 для приема суспензии, циркуляционной трубы, крышки 6, трубы 8 для подачи суспензии и выгрузной трубы 9. При быстром вращении пропеллера суспензия, находящаяся в резервуаре, поступает в центральную суспензионную трубу через патрубки, образуя вихрь. Воздух втягивается в вихрь, доводя содержание кислорода в суспензии до насыщения. При вращении пропеллер выталкивает суспензию, поступающую в приемную трубу, на дно резервуара, затем возвращается со дна и поднимается вдоль стенки резервуара, снова поступая в центральную приемную трубу через циркуляционную трубу, таким образом достигается многократная циркуляция суспензии и непрерывное втягивание воздуха в суспензию.

1-Пульпоприемная труба; 2-Разветвленная труба;

3-Вертикальный вал; 4-Пропеллер; 5-Опора; 6-Крышка;

7-Поточный канал; 8-Подающая труба; 9-Разгрузочная труба

Емкости для выщелачивания с механическим перемешиванием обеспечивают равномерное и интенсивное перемешивание суспензии, непрерывно втягивая в нее воздух для увеличения содержания кислорода. Это облегчает повторный запуск после остановки, предотвращая засорение шламом пропеллера.

В производственной практике в резервуар иногда вставляют несколько вертикальных труб со сжатым воздухом или устанавливают на внутренней (внешней) стенке резервуара пневмоподъемники для дополнительного увеличения содержания кислорода и интенсивности перемешивания.

Кроме резервуаров для выщелачивания с мешалкой пропеллерного типа, в производстве также используются резервуары для выщелачивания с крыльчаткой и другие резервуары с механической мешалкой.

5.5.2.2 Резервуар для выщелачивания с воздушной заслонкой

В резервуарах для выщелачивания с пневматическим приводом достигается равномерное и интенсивное перемешивание суспензии за счет пневматического воздействия сжатого воздуха. Структурная схема резервуара для выщелачивания с воздушной заслонкой показана на Рисунке 5-17. На международном уровне этот тип резервуара часто называют резервуаром для выщелачивания с воздушной заслонкой Pachuca или Brown. Верхняя часть резервуара для выщелачивания представляет собой высокий цилиндр, а дно - 60-градусный конус. В основном он состоит из корпуса резервуара, центральной трубы, трубы сжатого воздуха, подающей трубы и разгрузочной трубы. Во время работы суспензия поступает в резервуар через подающую трубу. Труба сжатого воздуха ведет непосредственно в нижнюю часть центральной трубы. Сжатый воздух поднимается в виде пузырьков внутри центральной трубы, в результате чего плотность суспензии внутри центральной трубы становится ниже, чем в кольцевом пространстве снаружи центральной трубы. В результате суспензия непрерывно поднимается внутри центральной трубы и непрерывно опускается в кольцевом пространстве снаружи центральной трубы, обеспечивая циркуляцию суспензии. Регулировка давления и расхода сжатого воздуха регулирует интенсивность перемешивания суспензии.

Резервуар для выщелачивания с воздушной заслонкой может работать в прерывистом или непрерывном режиме. При периодической работе суспензия выгружается через нижнюю разгрузочную трубу по окончании выщелачивания. При непрерывном режиме работы суспензия выгружается через верхнюю разгрузочную трубу и поступает в следующий резервуар для выщелачивания.

Резервуар для выщелачивания со сжатым воздухом обеспечивает очень сильное перемешивание суспензии, приближая содержание кислорода в суспензии к насыщению.

Рисунок 5-17 Резервуар для выщелачивания с воздушной заслонкой (башня)

1 - центральная труба; 2 - подающая труба; 3 - труба сжатого воздуха; 4 - нижняя выпускная труба; 5 - верхняя выпускная труба; 6 - корпус бака

Резервуар для выщелачивания со смешанной агитацией - это круглый резервуар, оснащенный воздушным лифтом и механическими граблями в центре, или с воздушными лифтами по периметру, трубой для циркуляции шлама и спиральной мешалкой в центре. Поэтому его также называют выщелачивающим резервуаром с грабельной мешалкой. За рубежом грабельные мешалки используются в различных типах, включая модели Dow, Denver и Worman. На рисунке 5-18 показан резервуар для выщелачивания со смешанной агитацией, широко используемый на золотоперерабатывающих заводах. В основном он состоит из корпуса резервуара, воздухоподъемной трубы, граблин, вертикального вала, проточного канала и передаточного устройства. Суспензия поступает в резервуар через входное отверстие, расположенное в верхней части. Внутри резервуара она оседает слоями по направлению ко дну. Концентрированная суспензия на дне под действием вращения граблей (1-4 об/мин) собирается к входу в полую подъемную трубу. Под действием сжатого воздуха концентрированная суспензия поднимается по подъемной трубе и переливается в два перфорированных канала. Затем она стекает обратно в резервуар через перфорацию каналов, которые вращаются вокруг вертикальной оси, обеспечивая равномерное распределение шлама в резервуаре. Выщелоченная суспензия непрерывно выгружается из выпускного отверстия, расположенного напротив входного отверстия, что обеспечивает непрерывную работу.

Этот тип мешаное выщелачивание Резервуар имеет низкий профиль, отсутствие осадка на дне, высокую скорость выщелачивания золота и низкий расход цианида.

Рисунок 5-18 Резервуар для выщелачивания с грабельным смесителем

1-Воздухоподъемная труба; 2-Рейка; 3-Поточный канал; 4-Вертикальный вал; 5-Горизонтальная рама; 6-Передаточное устройство

В настоящее время в нашей стране в основном используется двухкрыльчатый резервуар для выщелачивания типа SJ, который представляет собой механический резервуар для выщелачивания с воздушной смесью. Скорость вращения крыльчатки относительно низкая, воздух низкого давления подается через полый вал, что обеспечивает равномерную аэрацию, стабильный поток руды, хороший эффект смешивания, низкое энергопотребление и резиновые крыльчатки для длительного срока службы.

5.5.3 Метод смешанного выщелачивания

По методу работы смешанное выщелачивание можно разделить на цианидное выщелачивание с непрерывным перемешиванием и цианидное выщелачивание с прерывистым перемешиванием. При непрерывном выщелачивании с перемешиванием суспензия проходит через несколько последовательно соединенных резервуаров для выщелачивания с перемешиванием. Если суспензия не может течь под действием силы тяжести, ее можно перекачивать насосом. Как правило, суспензия должна течь самотеком, чтобы минимизировать количество операций по перекачке и снизить потребление электроэнергии. При выщелачивании с периодическим перемешиванием суспензия подается в несколько параллельных резервуаров для выщелачивания с перемешиванием. По окончании выщелачивания суспензия сливается в резервуар для хранения, а другая партия суспензии подается в резервуары для выщелачивания с мешалкой.

Непрерывное цианидное выщелачивание с перемешиванием чаще всего используется на золотоизвлекательных фабриках. Прерывистое цианидное выщелачивание с перемешиванием используется только на некоторых небольших обогатительных фабриках, при переработке некоторых тугоплавких золотых руд или когда для каждой стадии выщелачивания требуется свежий цианистый раствор.

Непрерывное цианидное выщелачивание с перемешиванием обычно проводится в 3-6 последовательно соединенных резервуарах для выщелачивания с перемешиванием.

Как правило, резервуары для выщелачивания устанавливаются в ступенчатой конфигурации, что позволяет суспензии проходить через каждый резервуар равномерно и непрерывно. Время прохождения суспензии через каждый резервуар для выщелачивания должно быть равно или немного больше, чем время выщелачивания, необходимое для данных условий выщелачивания. По сравнению с периодическим выщелачиванием непрерывное выщелачивание с перемешиванием (CSL) сокращает время загрузки и выгрузки, имеет большую производительность оборудования, обеспечивает непрерывное разделение твердой и жидкой фаз выщелачиваемой суспензии, устраняет необходимость в резервуарах для хранения, уменьшает площадь установки и потребление электроэнергии, способствует автоматизации процесса и улучшению условий труда. Этот метод может быть использован на большинстве золотоизвлекательных фабрик.

Выщелачивание с периодическим перемешиванием обычно используется на золотоизвлекательных фабриках с производительностью менее 100 тонн в сутки. Для крупных обогатительных фабрик часто требуется несколько или даже дюжина параллельно работающих резервуаров для выщелачивания. Выщелоченная суспензия направляется в накопитель для порционного разделения твердой и жидкой фаз. Суспензию в накопителе необходимо постоянно перемешивать, чтобы предотвратить оседание минеральных частиц.

Соотношение жидкости и твердого вещества при цианидном выщелачивании с перемешиванием обычно составляет 1:1. Если выщелачивание и промывка проводятся в одном резервуаре для выщелачивания, в конце выщелачивания можно добавить промывочную воду, чтобы разбавить суспензию до соотношения жидкости и твердого вещества 3:1.

5.5.4 Разделение твердой и жидкой фаз и промывка суспензии выщелачивания Перемешиваемая суспензия цианистого выщелачивания требует разделения твердой и жидкой фаз для получения прозрачного, ценного раствора для осаждения золота. Чтобы улучшить извлечение золота, твердая фракция после разделения твердой и жидкой фаз должна быть промыта, чтобы извлечь как можно больше золотосодержащего раствора. В производстве для разделения твердой и жидкой фаз и промывки суспензии выщелачивания могут использоваться методы декантации, фильтрации и псевдоожиженного слоя.

5.5.4.1 Метод декантации Большинство золотоизвлекательных фабрик в нашей стране используют декантацию для разделения твердой и жидкой фаз и промывки суспензии выщелачивания. За рубежом этот метод используется в основном в Северной Америке. Декантация подразделяется на прерывистую и непрерывную.

A. Метод прерывистой декантации

Прерывистое декантирование обычно используется для разделения твердой и жидкой части пульпы прерывистого цианистого выщелачивания и может осуществляться в отстойнике или сгустителе. При использовании отстойника, после осветления пульпы выщелачивания, осветленный золотосодержащий раствор сливается с помощью сифона с поплавком и направляется на осаждение золота. Оставшаяся концентрированная пульпа возвращается в резервуар выщелачивания с мешалкой для промывки разбавленным раствором цианида натрия. Затем пульпа возвращается в отстойник для осветления. Этот процесс повторяется несколько раз, пока содержание золота в промывочной жидкости не станет следовым. При использовании сгустителя для разделения твердой и жидкой фаз пульпа выщелачивания направляется в сгуститель для осветления. Перелив направляется на осаждение золота, а нижний поток возвращается в резервуар выщелачивания с мешалкой для промывки разбавленным раствором цианида натрия. Затем пульпа возвращается в сгуститель для осветления. Этот процесс повторяется несколько раз, пока содержание золота в переливе не станет следовым. Содержание золота в промывочном растворе обычно невелико, поэтому для промывки можно использовать метод поэтапного концентрирования. Первый промывочный раствор, после регулировки концентрации цианида натрия и pH, используется в качестве выщелачивающего агента для следующей партии золотосодержащего материала. Второй промывочный раствор используется в качестве первого промывочного агента для следующей партии суспензии для выщелачивания сырья, и так далее, постепенно увеличивая концентрацию. В последнем промывочном растворе в качестве промывочного агента используется чистая вода.

Прерывистая декантация занимает много времени, требует большого объема раствора и занимает большую площадь. В настоящее время он редко используется в промышленности, только на цианистых заводах с небольшой мощностью переработки.

B. Метод непрерывной противоточной декантации

Промышленно используемые методы непрерывного декантирования в основном представляют собой противоточные методы декантирования (так называемый процесс CCD), при которых выщелачивающая суспензия и промывочный раствор движутся в противоположных направлениях. Операция осуществляется в нескольких однослойных или многослойных сгустителях, соединенных последовательно.

a. Однослойный сгуститель Непрерывная противоточная промывка

Несколько однослойных сгустителей, соединенных последовательно, можно использовать для разделения твердой и жидкой фаз и непрерывной противоточной промывки перемешиваемой суспензии выщелачивания. Типичный процесс показан на рисунке 5-19. Преимуществами метода непрерывной противоточной промывки с однослойным сгустителем являются простота эксплуатации, высокая скорость промывки растворенного золота и простота автоматизации. Однако оборудование занимает большую площадь, а суспензию необходимо перекачивать несколько раз.

Рисунок 5-19 Типичная блок-схема непрерывной противоточной опрокидывающейся мойки

Поэтому на многих цианистых заводах применяется непрерывный противоточный процесс промывки с использованием многоступенчатых сгустителей.

Для повышения эффективности обогащения и сокращения площади оборудования в конце 1970-х годов на золотодобывающем руднике Эландсранд в ЮАР, а также на рудниках Silver King Mining и Houston International Minerals в Неваде, США, был последовательно внедрен новый тип высокоэффективного сгустителя. На руднике Elandsrand он использовался для сгущения перелива гидроциклона, а на Silver King и Houston - для противоточной промывки деканта суспензии выщелачивания. Перед поступлением в сгуститель суспензия сначала дегазируется, а затем перемешивается (Рисунок 5-20). Флокулянт добавляется в смеситель как минимум в три этапа для смешивания со шламом. Смеситель оснащен крыльчаткой для обеспечения равномерного распределения флокулянта в суспензии. Суспензия, смешанная с флокулянтом, поступает в нижний резервуар смесителя. Нижний бак смесителя оснащен радиальными наклонными пластинами для увеличения площади концентрации. Концентрированный нижний поток выгребается грабельным механизмом. Осажденный раствор фильтруется через флокулы в слое сжатия и выгружается через верхний переливной желоб. Высокоэффективный сгуститель имеет небольшие размеры и высокую производительность, в 10 раз превышающую производительность обычных сгустителей, и требует меньших инвестиций. Однако он более чувствителен к изменениям размера и свойств частиц руды.

Рисунок 5-20 Схематическое поперечное сечение высокоэффективного сгустителя

1-Приводной рычаг; 2-Приводное устройство смесителя; 3-Труба для добавления флокулянта;

4-Миксер; 5-Рейкер; 6-Подающая труба; 7-Переливной желоб; 8-Подающая труба для выгрузки песка; 9-Система дегазации

b. Многослойный сгуститель непрерывной противоточной промывки

Структура многослойного сгустителя во многом схожа со структурой однослойного сгустителя с центральным приводом, за исключением того, что несколько (обычно 2-5) однослойных сгустителей укладываются друг на друга. Для предотвращения попадания перелива (осветленной жидкости) из нижнего слоя в верхний используется межслойное уплотнительное устройство (межслойный затвор).

В нашей стране на золотообогатительных фабриках часто используются двухслойные или трехслойные сгустители. На рисунке 5-21 показан принцип непрерывной противоточной промывки для трехслойного сгустителя. Рамы каждого сгустителя закреплены на одном вертикальном валу, который приводится во вращение электродвигателем. Между слоями установлены межслойные затворы, а переливные трубы каждого слоя соединены с резервуаром для промывочной жидкости. При медленном вращении граблей верхний нижний слой может плавно перетекать в следующий слой, но осветленная жидкость из нижнего слоя не может попасть в верхний слой. Суспензии между слоями взаимосвязаны и могут поддерживать относительную стабильность за счет гидростатического равновесия. Поэтому отверстие перелива нижнего слоя осветленной жидкости в промывочном резервуаре должно быть выше поверхности жидкости верхнего слоя. Пусть разность высот равна Δh, а ее значение можно рассчитать по следующей формуле:

Межэтажные ворота (поперечное сечение)

Рисунок 5-21 Схема принципа непрерывной противоточной промывки трехслойного сгустителя

1 - центральный вал; 2 - рама граблей; 3 - впускное отверстие; 4 - выпускное отверстие;

5-Труба для промывочной жидкости; 6-Переливная труба; 7-Труба для промывочной жидкости; 8-Переливная труба; 9-Труба для промывочной жидкости; 10-Переливной бак; 11-Бак для промывочной жидкости

В формуле △h - высота нижнего переливного отверстия над верхней поверхностью жидкости;

h - высота верхнего подпотолка;

p - плотность концентрированного нижнего потока;

По - плотность осветленной жидкости.

Во время работы суспензия выщелачивания поступает в верхний слой многослойного сгустителя через загрузочную трубу. Нижняя часть шлама последовательно проходит через каждый слой и, наконец, выгружается через нижний выход. Промывочная жидкость (обычно золотоулавливающий раствор) поступает в нижний слой сгустителя через трубу для промывочной жидкости, чтобы промыть нижний поток, выходящий из верхнего слоя. Ее перелив поступает в отсек II резервуара для промывочной жидкости по переливной трубе, а затем через трубу 7 поступает во второй сгуститель для промывки недолива, выводимого из первого сгустителя. Перелив второго сгустителя поступает в I отсек бака для промывочной жидкости по переливной трубе, затем поступает в первый сгуститель по трубе 9 для промывки суспензии. Перелив, выходящий из первого сгустителя, представляет собой золотосодержащий драгоценный раствор. На рисунке 5-22 показана диаграмма равновесия раствора при непрерывной противоточной промывке с использованием трехслойного сгустителя на цианистом заводе в моей стране. Золотосодержащий материал был измельчен до 88%-0,037 мм, концентрация сырья составляла 27,8%, концентрация выгрузки - 57,72%, а скорость промывки растворенного золота - 98,86%.

Рисунок 5-22 Процесс непрерывной противоточной промывки трехслойного сгустителя на цианистой установке

Метод фильтрации

Разделение твердой и жидкой фаз и промывка при фильтрации могут осуществляться непрерывно или периодически. В непрерывном режиме обычно используются цилиндрические и дисковые вакуумные фильтры, а в периодическом - рамные вакуумные фильтры и фильтр-прессы. Непрерывная фильтрация чаще всего применяется в золотых концентраторах.

Прерывистая фильтрация обычно используется для разделения твердой и жидкой фаз труднофильтруемых цианистых суспензий, позволяя дольше промывать фильтровальную лепешку. Однако его производительность ниже, и он требует большей площади, обычно используется на золотоизвлекательных фабриках с меньшей производительностью.

Концентрация перемешиваемой суспензии цианистого выщелачивания относительно низкая, обычно около 30%. Чтобы повысить производительность и эффективность фильтрации, суспензию цианистого выщелачивания обычно сначала концентрируют и обезвоживают, а затем концентрированный нижний поток направляют на фильтр. В процессе концентрирования могут быть добавлены флокулянты для достижения концентрации нижнего потока более 55% перед фильтрацией. Отфильтрованный кек должен быть многократно промыт для извлечения механически удерживаемого золотосодержащего раствора. Как правило, сначала его промывают разбавленным раствором цианида натрия, а затем чистой водой. Для промывки фильтровального кека обычно используется двухступенчатый метод фильтрации и промывки. На рисунке 5-23 показан процесс фильтрации и промывки на цианистой фабрике с использованием концентратора и двух фильтров.

Рисунок 5-23 Трехступенчатый процесс фильтрации и промывки на цианистом заводе

Коэффициент промывки растворенного золота на этой фабрике составляет 98,27%.

На некоторых заводах по переработке цианидов в Южной Африке используются вакуумные ленточные фильтры площадью 60 и 120 м². Вакуумный ленточный фильтр в основном состоит из рамы, приводного колеса, хвостового колеса, кольцевой ленты, прокладочной ленты, вакуумной камеры и воздушного короба (рис. 5-24). Кольцевая лента имеет множество поперечных дренажных канавок, дно которых наклонено с обеих сторон к середине. В середине ленты имеются продольные сквозные отверстия, по одному отверстию в каждой дренажной канавке для сбора и отвода фильтрата. Фильтрат стекает в вакуумную камеру под лентой. Фильтровальная ткань укладывается на ленту, которая приводится в движение передаточным устройством через приводное и хвостовое колеса. Верхняя рабочая часть ленты движется по воздушной подушке, прижимаясь к неподвижной вакуумной камере только в диапазоне вакуума, и волочится по вакуумной камере. Во избежание износа под ремень помещен узкий полированный прокладочный ремень. Прокладочная лента движется вместе с кольцевой лентой и может быть быстро заменена при износе. Суспензия подается сверху с помощью распределителя на фильтровальную ткань, плотно прилегающую к ленте. При вакуумной фильтрации раствор проходит по дренажным канавкам ленты и через дренажные отверстия попадает в вакуумную камеру, а затем в резервуар для хранения. Ленточный фильтр можно разделить на три зоны: зону всасывающей фильтрации, зону промывки и зону сушки. После прохождения через зону сушки и приводное колесо фильтровальная ткань отделяется от конвейерной ленты. Фильтровальная лепешка выгружается разгрузочным валом. Лента фильтровальной ткани проходит через струйный промыватель, натяжное колесо и систему автоматической регулировки расстояния, выравниваясь с конвейерной лентой на хвостовом шкиве для непрерывной автоматизированной работы. Для измерения мутности фильтрата установлен турбидиметр, позволяющий в режиме реального времени контролировать состояние фильтровальной ткани. Ленточные фильтры могут осуществлять многоступенчатую фильтрацию и промывку, не требуют суспензии фильтровального кека, обладают высокой производительностью и эффективностью, а также позволяют легко заменять фильтровальную ткань. Однако они требуют значительных первоначальных инвестиций, имеют высокие эксплуатационные расходы и относительно сложны в эксплуатации.

Рисунок 5-24 Схема конструкции ленточного фильтра

1 - цилиндр и распределитель шлама; 2 - распределитель промывочной воды; 3 - приводное колесо;

4-Континуальная лента; 5-Континуальная фильтровальная ткань; 6-Хвостовое колесо

Для периодической фильтрации обычно используются пластинчатые и рамные фильтр-прессы, но автоматические пластинчатые и рамные фильтр-прессы также могут использоваться для разделения твердой и жидкой фаз и промывки цианистой суспензии.

5.5.4.3 Метод псевдоожиженного слоя

Разделение и промывка твердой и жидкой фаз в псевдоожиженном слое часто проводятся в промывочной колонне (башне) с псевдоожиженным слоем. Промывочная колонна с псевдоожиженным слоем (башня) представляет собой высокий тонкий полый цилиндр (Рисунок 5-25). В основном она используется для удаления минеральных песков из суспензии выщелачивания и для промывки минеральных песков. Он состоит из трех частей: расширительной камеры, корпуса колонны и конического днища. В центре расширительной камеры расположен загрузочный цилиндр, позволяющий суспензии выщелачивания плавно и равномерно поступать в расширительную камеру. Промывочная жидкость подается через границу между секцией промывки и секцией сжатия и равномерно распределяется по сечению колонны с помощью распределительного устройства. В секции промывки руда и промывочная жидкость движутся противотоком. Золотосодержащий раствор и мелкие минеральные частицы в суспензии выгружаются из верхнего водосливного отверстия вместе с промывочной водой, а затем фильтруются для получения чистого золотосодержащего раствора. Руда оседает вниз через расширительную камеру и подвергается противоточной промывке в промывочной секции, образуя псевдоожиженный слой с более тонким верхним слоем и более толстым нижним слоем. Промытая руда оседает в секции сжатия. В секции сжатия руда сжимается и концентрируется, опускается вниз в состоянии движущегося слоя и, наконец, выгружается из нижней части колонны.

Рисунок 5-25 Принцип действия и структура промывочной колонны

Уточнение золотосодержащих растворов

Для повышения эффективности процесса и снижения расхода реагентов золотосодержащие растворы должны быть осветлены до начала процесса осаждения золота вытеснением.

Золотосодержащий раствор, полученный из суспензии выщелачивания после разделения твердой и жидкой фаз и промывки, содержит небольшое количество осадка и трудноосаждаемых взвешенных частиц. Эти примеси, попадая в процесс вытесняющего осаждения золота, загрязняют поверхность цинка, снижают скорость осаждения золота и расходуют цианид в растворе. В настоящее время для осветления золотосодержащих растворов широко используются рамные осветлители, а затем фильтр-прессы. На небольших рудниках могут использоваться песчаные фильтры и отстойники.

Песчаный фильтр состоит из фильтрующего материала (фильтровальной ткани, холста или рогожных мешков), уложенного на фальш-дно. Поверх фильтрующего материала укладывается слой гравия толщиной 120-150 мм и слой мелкого песка толщиной 60 мм. Как правило, для периодической замены используются два песчаных фильтра. Мелкий песок следует заменять при очистке песчаного фильтра. Как и отстойники, песчаные фильтры имеют низкую эффективность производства и слабый эффект осветления, но их простая конструкция часто позволяет использовать их в сочетании с рамными осветлителями.

Фильтровальные ткани, используемые для осветления золотосодержащего раствора, часто забиваются карбонатами, сульфидами или минеральным осадком. Для устранения этих вредных эффектов между фильтрацией и осветлением обычно не устанавливают промежуточный накопитель, чтобы сократить время контакта золотосодержащего раствора с воздухом и уменьшить количество растворенного в растворе углекислого газа. Оборудование для осветления следует регулярно чистить, а фильтровальную ткань промывать соляной кислотой 1%-1,5% для удаления осадков карбоната кальция.

Рисунок 5-26 Воздушный смесительный бак с плоским дном

1 - защита от брызг; 2 - затворный клапан; 3 - труба центрального воздушного лифта;

4-Опорная труба из нержавеющей стали; 5-Коническая труба для впуска воздуха; 6-Бетонное основание; 7-Обзорное отверстие; 8-Подающий желоб; 9-Разгрузочный желоб; 10-Переливная труба; 11-Дренажная труба

Пример применения агитационного цианидного извлечения золота: Старая цианистая установка на золотом руднике Синт-Хелена, которая начала работать в 1951 году, была реконструирована в связи с увеличением объема руды, сильной коррозией установки, устаревшим оборудованием и снижением извлечения золота. В проекте новой фабрики были учтены методы измельчения, применявшиеся на старой фабрике с 1956 года и на золотом руднике Лесли с 1963 года, а также опыт работы на обогатительной фабрике Kinross с 1967 года, что позволило снизить производственные затраты и сэкономить рабочую силу. Новая фабрика была завершена и введена в эксплуатацию в сентябре 1976 года, ее месячная производительность составляет 300 000 тонн руды. Новая фабрика исключает операции по сортировке и дроблению пустой породы; руда хрупкая, и руда из шахты напрямую подается в автогенную мельницу или заполняется 100-миллиметровыми стальными шарами. Система замкнутого цикла, состоящая из автогенной мельницы и гидроциклона-измельчителя Кребса, используется для измельчения руды до -200 меш. Затем суспензия подается в десять плоскодонных резервуаров с воздушным перемешиванием (Рисунок 5-26) для цианирования. Суспензия циркулирует через воздушный лифт в центре резервуара, окруженный шестью воздушными соплами высокого давления для перемешивания суспензии и предотвращения образования осадка. Выщелоченная суспензия фильтруется с помощью вакуумного фильтра. Драгоценный щелок осветляется с помощью песчаного фильтра с восходящим потоком и раскисляется с помощью дегазационной башни Клауса. Золотой шлам, полученный в результате вытеснительного выщелачивания цинкового порошка, обезвоживается с помощью горизонтального ленточного фильтра, а затем обжигается в туннельной печи. После обжига и сушки золотой шлам выплавляется в большой электродуговой печи для сокращения времени плавки. Пыль собирается с помощью рукавного пылеуловителя.

На золотом руднике Нью-Оксидентал добывают мелкозернистые золотосодержащие силицированные сланцы и песчаники, содержащие 8,7 г/т золота, около 1% халькопирита и 1-2% пирротина. Для снижения расхода цианида и повышения извлечения золота в процессе цианистого выщелачивания добавляется оксид свинца, а также тщательно контролируется щелочность выщелачивания. Технологический процесс показан на рисунке 5-27, мощность переработки составляет 8000 тонн в месяц. Руда дробится до 9,5 мм, а затем измельчается до 90%-200 меш с использованием извести, цианида и оксида свинца в двухстадийном замкнутом процессе измельчения. Перелив из суспензии выщелачивания концентрируется и направляется в четыре последовательно соединенных резервуара с мешалкой Девероу для цианирования в течение 30 часов. Перелив из концентрированной суспензии выщелачивания и промывочная жидкость из нижнего потока возвращаются в процесс измельчения. Перелив во время выщелачивания содержит 0,06% NaCN и 0,007% CaO. Расход реагентов составил: NaCN 1,14 кг/тонна, CaO 1,4 кг/тонна, PbO 300 г/тонна. Перелив (золотосодержащий раствор) из концентрированной рудной пульпы был осветлен, раскислен и подвергнут вытеснению цинковым порошком для получения золотосодержащего осадка. После обжига добавляли окислитель для плавки, получая слитки золота из высокомедного сплава. Затем эти слитки переплавлялись с серой для удаления части меди, в результате чего получался сплавной золотой слиток, содержащий 86% золота, 4% серебра и 10% цветных металлов (в основном меди). Коэффициент извлечения золота составил 91%. Несмотря на то, что завод прекратил производство, его производственный опыт имеет определенное практическое значение.

Рисунок 5-27 Блок-схема нового золотого рудника Окситонтал

Через 30 часов перелив от концентрации суспензии выщелачивания и промывочная жидкость из нижнего потока возвращаются в процесс измельчения. В переливе при выщелачивании содержится 0,06% NaCN и 0,007% CaO. Расход реагентов составляет: NaCN 1,14 кг/тонна, CaO 1,4 кг/тонна, PbO 300 г/тонна. Перелив (золотосодержащий раствор), полученный в результате концентрирования шликера, осветляют, раскисляют и подвергают замене цинкового порошка для получения золотосодержащего осадка. После обжига добавляется окислитель для плавки с целью получения золотых слитков из высокомедного сплава. Затем эти слитки переплавляют с серой для удаления части меди, получая сплавные золотые слитки, содержащие 86% золота, 4% серебра и 10% цветных металлов (в основном меди). Коэффициент извлечения золота составляет 91%. Несмотря на то, что завод прекратил производство, его производственный опыт имеет определенное практическое значение. 5.5.6.2 Флотация и цианистое извлечение золота

Золотоизвлекательная фабрика в моей стране перерабатывает пиритсодержащую кварцевую руду. Основными металлическими минералами являются пирит, пирротин, сфалерит, галенит, халькопирит, магнетит, аргентит и самородное золото. Ганговые минералы представлены в основном кварцем, серицитом, плагиоклазом, доломитом, амфиболом и каолином. Самородное золото распределено в округлых, удлиненных и неправильных формах в халькопирите, пирите и кварце. Необработанная руда содержит около 10 г/т золота и 0,1% меди.

На фабрике используется комбинированный процесс флотации и цианистого извлечения золота. После смешанной и раздельной флотации из руды получают золотомедный концентрат и золотосерный концентрат. Золотомедный концентрат содержит 500-1000 г/т золота и 4% меди, при этом коэффициент извлечения золота составляет примерно 50%, а меди - примерно 50%. Золотосодержащий серный концентрат содержит 80-100 г/т золота, менее 0,1% меди и 35-40% серы, с коэффициентом извлечения золота около 40%. Золотомедный концентрат отправляется на медеплавильный завод для дальнейшей переработки, а золотосодержащий серный концентрат используется для производства золота на месте с помощью цианирования с перемешиванием, как показано на рисунке 5-28. Золотосодержащий серный концентрат повторно измельчается до 98%-0,074 мм и имеет рН 11. После концентрирования (с добавлением коагулянта № 3) удаляются ксантат, масло № 2 и растворимые соли, в результате чего концентрация недолива составляет 25%-30%. Затем нижний поток направляется в пять тандемно соединенных резервуаров с механическим перемешиванием для цианистого выщелачивания. В резервуары также вводится несколько труб со сжатым воздухом для аэрации. Концентрация цианида натрия во время выщелачивания составляет 0,1%-0,12%, pH - 10, и после 24 часов выщелачивания скорость выщелачивания золота составляет 94,2%. Выщелоченная суспензия направляется в трехслойный сгуститель для разделения твердой и жидкой фаз и непрерывной противоточной промывки. Цианистые хвосты содержат около 2 граммов золота на тонну и 35%-40% серы. После естественной сушки в хвостохранилище они продаются как серный концентрат. Перелив (драгоценный раствор) из трехслойного сгустителя содержит более 10 граммов золота на кубический метр. После осветления на песчаном фильтре он направляется в ванну вытеснения цинковой проволоки для осаждения золота. В процессе вытеснения добавляется ацетат свинца, что позволяет достичь степени осаждения золота 99,5%. Свободный от золота раствор (тощий раствор) содержит 0,1-0,05 грамма золота на кубический метр. Часть этого раствора возвращается в нижний слой трехслойного сгустителя для промывки, а оставшаяся часть обрабатывается отбеливающим порошком и выбрасывается.

Рисунок 5-28 Золотосодержащий серный концентрат с обогатительной фабрики в Китае

Технологический процесс цианирования с перемешиванием

Золотой шлам, полученный при осаждении золота, содержит 2%~5% золота. После промывки серной кислотой, сушки и прокаливания в качестве флюса добавляют нитраты и буру и выплавляют в конвертере для получения золотого сплава, содержащего 40%~50% золота. Коэффициент извлечения золота при плавке достигает 98%, а общий коэффициент извлечения золота составляет 85%. Расход материалов (кг/тонна) для переработки золотосодержащего серного концентрата на этом заводе составляет: цианид натрия 7,22, ацетат свинца 0,36, цинковая проволока 5,17, отбеливающий порошок 6,95. В связи с низким содержанием меди в сырой руде на фабрике отказались от флотационного разделения. Смешанный флотационный концентрат подвергается повторному измельчению, а затем прямому цианированию для извлечения золота с использованием процесса двухкратного выщелачивания и двухкратной промывки. Суспензия цианистого выщелачивания со второй стадии направляется в трехслойный сгуститель для разделения твердой и жидкой фаз и противоточной промывки. Перелив возвращается на первую стадию цианистого выщелачивания, а нижний поток подвергается вакуумной фильтрации для получения серного концентрата на продажу. На первой стадии цианистый шлам подвергается твердо-жидкостному разделению и противоточной промывке в трехступенчатом сгустителе. Полученный драгоценный щелок после осветления в рамном осветлителе направляется на процесс осаждения золота из цинкового порошка. Полученный золотой шлам высушивается и направляется в конвертер для переплавки. Тощий щелок, полученный в результате вытеснения, и фильтрат, полученный в результате вакуумной фильтрации нижнего потока трехступенчатого сгустителя второй ступени, за исключением части, возвращенной для использования в качестве промывочной жидкости, регенерируются с помощью сернокислотного подкисления для извлечения цианида. После поглощения раствором гидроксида натрия получается щелочной раствор цианида натрия, содержащий 20,35% цианида натрия и 0,67% гидроксида натрия, который возвращается в процесс цианистого выщелачивания, что позволяет сэкономить значительное количество цианида натрия.

Другой завод по обогащению золота в моей стране перерабатывает кварцевую руду, содержащую золото и пирит. Основными металлическими минералами являются пирит, магнетит, лимонит, молибденит и самородное золото, в то время как гангниевые минералы представлены в основном кварцем, карбонатами, плагиоклазом и серицитом. Сырая руда содержит 6 граммов золота на тонну, причем мелкие зерна золота тесно связаны с пиритом. Для извлечения золота на фабрике используется комбинированный процесс флотации и цианирования с перемешиванием (Рисунок 5-29). Руда флотируется для получения золотосодержащего серного концентрата, содержащего 117,5 г/т золота, 43,17 г/т серебра, 0,18% меди, 0,05% молибдена, 25,26% серы и 1,54% углерода, при этом коэффициент извлечения золота составляет 96%. После концентрирования, фильтрации и удаления реагентов золотосодержащий серный концентрат непрерывно измельчается в две стадии до размера частиц 98%-0,044 мм, а затем подается в четыре выщелачивающих резервуара с механическим перемешиванием, оборудованных аэрационными устройствами, для цианирующего выщелачивания. В качестве защитной щелочи используется известь, которая добавляется в мельницу первого этапа измельчения. pH выщелачивания составляет 10, концентрация цианида натрия - 0,1%, время выщелачивания - 36 часов, концентрация пульпы - 25%-30%, а скорость выщелачивания золота достигает 94%-96%. Суспензия выщелачивания подвергается твердо-жидкостному разделению и непрерывной противоточной промывке с использованием двухслойного сгустителя и фильтра, что позволяет достичь скорости промывки золота более 98%. Золотосодержащий раствор с содержанием золота 20 г/м³ осветляется на песчаном фильтре с добавлением ацетата свинца, а затем направляется на вытеснительное осаждение цинковой проволокой. Время вытеснения осадка составляет 90 минут, при этом скорость вытеснения золота составляет более 99%. Золотосодержащий шлам переплавляют и разливают в слитки для получения легированного золота. Золотоизвлекающий раствор содержит около 0,06 г/м³ золота и обычно выбрасывается после обработки отбеливающим порошком или хлорным газом. Фильтровальный кек (цианистые хвосты) после фильтрации и промывки направляется в систему молибденовой флотации, где добавляется 8000 г/т водяного стекла, 80 г/т керосина и 60 г/т масла № 2 для получения молибденового мидлинга, содержащего 13% молибдена. После окислительного обжига молибденовый миддинг подвергается химической обработке с получением молибдата аммония и хвостов. Хвосты содержат около 300 граммов золота на тонну, в основном за счет потери золота в результате адсорбции части углеродистых веществ в золотосодержащем серном концентрате. Хвосты были возвращены вместе с золотосодержащим серным концентратом на цианистое выщелачивание для извлечения золота. Хвосты молибденовой флотации содержали около 25%-30% серы и были проданы на сернокислотный завод. Расход материалов (кг/т) на переработку золотосодержащего серного концентрата составил: цианистый натрий - 8; известь - 12; ацетат свинца - 3; цинковая проволока - 2-3. Позднее на заводе была проведена техническая модернизация: цинковая проволока, заменяющая осаждение золота, была заменена на цинковый порошок, заменяющий осаждение золота. После осветления золотосодержащий раствор направлялся в деаэратор для раскисления, а затем осаждался цинковым порошком, заменяющим золото. Это позволило увеличить содержание золота в золотом шламе, снизить расход цинка и флюса, а также повысить общий коэффициент извлечения золота.

Рисунок 5-29 Блок-схема обогатительной фабрики в моей стране для извлечения золота методом цианирования с перемешиванием