Разработка месторождений методами выщелачивания
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
щий раствор обязательно добавляется щелочь (гидроксид натрия или кальция) для предотвращения выделения из него цианистого водорода.
Главными типами руд, пригодных для цианирования и цианидного кучного выщелачивания, являются:
окисленные вкрапленные руды;
сульфидные руды, в которых благородные металлы не являются тесно ассоциированными с сульфидными минералами;
руды коренных месторождений и россыпи, содержащие тонкое золото или частицы с высоким отношением площади поверхности к весу.
Ниже приводятся более детальные характеристики свойств руд, с точки зрения их пригодности для кучного выщелачивания цианидными растворами:
наличие благородных металлов, поддающихся растворению цианидами;
нахождение золота в форме очень тонких или же уплощенных частиц;
высокая пористость и проницаемость пород, заключающих орудинение;
отсутствие в руде углистого материала и других сорбентов - вызывающих преждевременную адсорбцию либо осаждение золота и серебра из выщелачивающего раствора;
низкое содержание в руде цианисидов, металлоцианидных комплексов, оттягивающих на себя цианиды и нарушающих ход реакции растворения;
низкое содержание в руде глинистого компонента и других тонких фракций, препятствующих равномерной циркуляции выщелачивающего раствора (если в исходном материале для штабеля чрезмерно много такого материала, необходима его предварительная агломерация);
отсутствие в руде кислотообразующих ингредиентов, обуславливающих повышенное потребление цианида и материалов подстилки.
Следовательно, кучному выщелачиванию подвергают легкообогатимые руды, в которых золото и серебро находятся преимущественно в цианируемой форме, т.е. свободное (самородное) или в сростках в основной своей массе. К такому виду сырья можно отнести окисленные руды или коры выветривания коренных месторождений, отработка которых возможна открытым способом, а также смешанные руды без четкого разграничения между окисленными и первичными их разновидностями, забалансовые рудные отвалы, техногенное сырье (лежалые хвосты золотоизвлекательных фабрик и обогатительных фабрик) и текущие хвосты переработки золотосодержащих руд.
Не подлежат переработке методом кучного выщелачивания первичные руды, в которых золото или серебро тонко вкраплено в сульфиды, руды, в которых присутствует углеродистое вещество, сорбционноактивное к цианидному комплексу.
Важным фактором, ограничивающим использование технологии кучного выщелачивания является наличие глинистого материала в руде. Глины, обладая низкими фильтрационными свойствами и способностью к набуханию, препятствуют проницаемости продуктивных растворов, замедляя процесс выщелачивания и снижая извлечение золота. В этом случае действенным способом является предварительное окомкование или агломерация.
Основной принцип процесса цианирования состоит в том, что цианидные ионы образуют весьма устойчивые комплексы с золотом, серебром и другими металлами. Слабощелочные цианидные растворы вызывают растворение в первую очередь находящихся в рудах золота и серебра. Ионная реакция (известна как уравнение Эльсенера), которая обычно используется как основной способ перевода золота в раствор с помощью цианида, выглядит следующим образом:
4Au+8CN+O2+2H2O=4Au(CN) 2+4OH (1)
Более поздние исследования механизма растворения указывают на то, что растворение протекает в две стадии. Основная часть золота растворяется в соответствии с реакцией:
2Au+4CN+O2+2H2O=2Au(CN) 2+H2O+2OH (2)
а меньшая, но все-таки заметная его часть в соответствии с реакцией (1) - уравнением Эльсенера. Скорость растворения зависит от концентрации цианида натрия (NaCN) и щелочности раствора, причем оптимальное значение pH - 10,3.
Исторически первые проекты кучного выщелачивания благородных металлов в США начали реализовываться в западных штатах, и, прежде всего, в Неваде. Предпочтение в территориальном размещении рудников обуславливалось несколькими факторами. Безусловно, первостепенное значение имело наличие крупных золоторудных месторождений с бедными рудами, поддающимися выщелачиванию. На второе место можно поставить такие факторы, как рельеф и климатические условия местности, которые могли способствовать реализации простого проекта кучного выщелачивания при ограниченном использовании земельных площадей и минимальных правовых ограничениях. Более поздние проекты с использованием технологий кучного выщелачивания реализовывались уже по всей гористой местности, низких температур и повышенной влажности. Несмотря на то, что использование метода в этих условиях требует специальных конструкторских решений, многие проекты были успешно выполнены и продолжают осуществляться в районах, традиционно считавшихся неподходящими для использования рассматриваемых технологий. Тем не менее, следует сказать, что использование метода кучного выщелачивания часто ограничивается рамками территорий с более или менее умеренными климатическими условиями. Низкие температуры ограничивают эксплуатационную активность не столько из-за того, что они угнетают химическую реакцию выщелачивания, сколько из-за образования льда.
Гидрогеологический режим территории, где расположен объект кучного выщелачивания, связан с режимом выпадения осадков в данном районе и имеет отчетливо выраженное влияние на технологический процесс. Для того, чтобы эффективно выщелачивать благородные металлы и делать эт