Кучное выщелачивание золота

     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.

Формула изобретения:

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.

     Первое  предприятие кучного выщелачивания  промышленного масштаба (использовавшее метод угольной адсорбции) было запущено в Кортезе, штат Невада в 1974 г. Исходным сырьем являлись складированные на руднике  бедные руды с содержанием золота менее 2,5 г/т. В США кучное цианирование для переработки бедных руд быстро развивалось, так как цены на золото в середине 1970-х годов стали расти. В 1980-е годы метод получил глобальное распространение, эффективность его возросла после реализации в 1979 году разработок Горного Бюро США по окомкованию (агломерации) руд. Многие из открытых в те годы месторождений не могли быть освоены с использованием традиционных методов кучного выщелачивания из-за того, что глинистые частицы (либо другая тонкая фракция, возникающая в результате дробления) препятствовали равномерному просачиванию раствора через рудный штабель. Технология агломерационного кучного выщелачивания оказалась пригодной для переработки большинства руд, отходов, хвостов гравитационного и флотационного обогащения и привела к резкому увеличению объемов производства золота.

     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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 3. Технология кучного выщелачивания золота 

     3.1. Общие сведения  о технологии 

     Технология  добычи золота методом кучного выщелачивания (КВ) известна на протяжении порядка  ста лет. Во второй половине XX века эта  технология стала широко применяться  при добыче драгоценных металлов из рудных месторождений в Соединенных Штатах. Сейчас  КВ занимает лидирующее место в Америке среди других технологий добычи золота из руд.

     Технология  основывается на гидрометаллургических  процессах, которые по сути своей  состоят из различного рода химических реакций и электрофизических процессов. Драгоценный металл извлекается из породы, растворяясь в растворе цианистого натрия, в процессе орошения руды. Затем раствор проходит очистку (сорбция-десорбция) в специальных фильтрах. И далее, очищенный раствор отправляется на электролиз — непосредственно сам процесс извлечения металла.

     Специалистами выделяются основные преимущества КВ:

- возможность  отработки малых рудных месторождений,  тех, которые экономически -нецелесообразно  отрабатывать традиционным фабричным методом;

- низкие капитальные  затраты на освоение;

- относительно  малая себестоимость конечного  продукта;

- быстрая окупаемость  проектов.

     Так же, существуют некоторые особенности  этой технологии:

- технологичность  руды (т. е. руда должна поддаваться цианированию);

- некоторые сложности  в организации производственного  процесса в условиях нашей  климатической зоны. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3.2. Основные определения  и термины 

     Выщелачивание, извлечение отдельных компонентов  твердого вещества с помощью водного или органического растворителя (например, металлургическое выщелачивание - извлечение металлов из руд, щелочное выщелачивание - извлечение лигнина из древесины, бактериальное выщелачивание урана из руд). Выщелачивание называют так же экстрагированием. Выщелачивание - извлечение отдельных составляющих твердого материала с помощью растворителя. Выщелачивание основано на способности извлекаемого вещества растворяться лучше, чем остальные составляющие материала, подвергаемого выщелачиванию. Выщелачивание применяют в горном деле (например, для добычи соли), гидрометаллургии, химической промышленности, сахарном производстве, для извлечения дубильных и других полезных веществ из растительного сырья.

     Выщелачиваемость - способность различных элементов, содержащихся в минералах и породах переходить в растворы (как ювенильные, так и вадозные) без нарушения целостности кристаллической решетки минерала. Степень выщелачивания (выщелачиваемость) того или иного элемента зависит от его физико-химических свойств, положения в кристаллической решетке, температуры и давления воздействующих растворов и от продолжительности их воздействия. Из минералов выщелачиваются в основном элементы, находящиеся не в узлах кристаллической решетки, а расположенные в промежутках между ними, в микротрещинах и капиллярах. Выщелачиваемость является одним из критериев сохранности минерала, так как большой процент выщелачиваемости указывает на плохую сохранность образца.

     Золото - химический элемент, символ Au (латынь Aurum), атомный номер 79, атомная масса 196,9665. Золото - металл красивого желтого цвета, тяжелый, мягкий и очень пластичный; плотность 19320 кг/м3, температура плавления 1064о С. Химически золото, как и другие благородные металлы, весьма инертно. В природе встречается главным образом самородное золото. Промышленный интерес представляют как коренные месторождения золота, так и его россыпи (в коренных месторождениях мелкие частицы золота вкраплены в твердые горные породы; при их разрушении золото вместе с песком и глиной уносится водой в русла рек, где и образуются россыпи). При извлечении золота важное значение имеют процессы амальгамации и цианирования. В технике золото применяют в виде сплавов с другими металлами, что повышает прочность и твердость золота и позволяет экономить его. Содержание золота в ювелирных изделиях, монетах, медалях, полуфабрикатах зубопротезного производства выражают пробой; обычно добавкой служит медь. В сплавах с платиной золото используют в производстве химически стойкой аппаратуры, в сплавах с платиной и серебром - в электротехнике. Золото в условиях товарного производства выполняет функцию всеобщего эквивалента стоимости.

     Золото  в экономических отношениях - специфический  товар, естественные свойства которого - однородность, делимость, сохраняемость, портативность (большая стоимость при небольшом объеме и массе) сделали золото наиболее подходящим для роли всеобщего эквивалента, т.е. денег. Золото, товар, потребительская стоимость которого - способность выражать и измерять стоимость всех других товаров. Золото обращалось в форме слитков и монет в докапиталистических формациях и при золотом стандарте в период капитализма. Золото сохраняет свою роль и в условиях социализма.

     Золотые руды содержат золото, главным образом  в самородном виде теллуридов. Коренные месторождения золота - гидротермальные. Выделяют золото-сульфидно-кварцевые золотые руды (с содержанием золота 10-50 до 1000 г/т), существенно сульфидные золотые руды (обычно 1-2 г/т). Последние извлекаются попутно с другими металлами. В россыпных месторождениях содержание золота от десятков мг/м3 до кг/м3. Особый тип месторождений золота - метаморфизованные россыпи. Общие запасы золота (без социалистических стран) около 70 тысяч тонн, из них свыше половины в Южно-Африканской республике. Главные добывающие страны: Южно-Африканская республика, Канада, США, Ганна, Гвинея. Мировое производство (без социалистических стран) около 0,95 тысяч тонн (1978г.)