Технологическая схема кучного выщелачивания с применением взрывного рыхления

Эффективность выщелачивания руды существенно зависит от условия доступа реагента и окислителя, а также от контакта растворителя с минералами внутри рудной массы. Большое значение имеют способ и режим орошения, концентрация и вид реагента, скорость и равномерность просачивания раствора, а также возможность управления в процессе выщелачивания коэффициентами фильтрации и разрыхления горной массы.

Анализ практических данных и результаты опытно-промышленных исследований по выщелачиванию показывают, что основными препятствиями на пути развития метода кучного выщелачивания являются: низкая скорость растворения, обусловленная нахождением металлов в труднорастворимых соединениях; снижение концентрации кислорода в растворе: кольматация, заполнение поровых каналов и пустот рудной массы; выщелачивание руд некондиционных кусков.

Для кучного выщелачивания руд характерна относительно высокая продолжительность технологического процесса, обусловленная медленным проникновением раствора в рудный кусок и горную массу из-за постепенного заиливания. В целях улучшения фильтрации рудной массы предложен эффективный способ, позволяющий многократно и экономично проводить ее рыхление с помощью воздействия взрывов низкоплотных ВВ (джезполитов) с управляемыми взрывчатыми характеристиками.

Технологическая схема кучного выщелачивания золотосодержащих руд по комплексному использованию окисленных и сульфидных руд включает следующие операции: 1) дробление руды; 2) формирование штабеля; 3) выщелачивание рудной массы цианистым раствором; 4) заряжение и периодические взрывы ВВ с управляемой энергией; 5) сбор продуктивного раствора в пруд с гидронепроницаемым основанием; перекачка продуктивных растворов в комплекс обогащения; получение сплава золота до 95−98%.

Руды в месторождении Эссакане имеют следующий состав, %: мусковит 30−40, кварц 22−38, каолинит 25−43. В руде присутствует также оксиды железа 0,1−1,1%. Скорость фильтрации 0.06−0.08 м/сут.

Золото в рудах свободное самородное, но очень мелкое, преимущественно тонкопластинчатое, игольчатое. Большая часть имеет размер 0.05×0.05 мм, 0.1×0.075, 0.025×0.02, 0.5×0.25 и даже 0.8×0.7 мм, среднее содержание глинистой фракции 0.2 мм до 30%. Среднее содержание золота в руде 1.48 — 1,8 г/т.

Характеристика данных руд — вкрапленность минералов, способность к декрипитации и самообразованию при обработке кислотами. Высокая кислотопоглощающая способность определила основной способ при разработке технологии — выщелачивание в малых кучах высотой не более 3 м с воздействием на кучу сотрясательным взрывом низкоплотных ВВ на основе пенополистирола. Такая технология в отличие от общеизвестного кучного выщелачивания позволяет за короткий срок достигнуть высокого уровня извлечения полезных компонентов при сравнительно низком расходе кислоты.

Для кучного выщелачивания рудной массы на подготовленном участке формируется гидронепроницаемое основание. Основание штабеля составляет слой из уплотненной глины, полиэтиленовой пленки толщиной 0.8−1.0 мм, защитный слой песка и дренажный слой, выполненный из крупнокусковой руды (100 мм). Высота отсыпаемого штабеля 3 м, угол бортов штабеля к горизонту не более 43°.

Формирование кучи производится по крупности фракции пород. Крупные фракции располагаются в основании, сверху укладывают фракции по степени их уменьшения. Параметры кучи составляет 80*55*3 м (по нижней части кучи). При формировании кучи на расстоянии 8 м друг от друга устанавливаются перфорированные полиэтиленовые трубы (рис. 5.2) диаметром 150 мм одноразового использования для заряжания низкоплотными ВВ. Длина труб должна быть больше на 300 мм высоты кучи.

После отсыпки на поверхности кучи монтируется оросительная сеть, посредством которой проводят орошение кучи выщелачивающим раствором. Полиэтиленовые трубы укладываются из расчета, что каждое отверстие должно орошать рудную массу на участке размером 1.5*1.5 м, а вся поверхность штабеля покрыта равноудаленными друг от друга отверстиями.

При орошении часть раствора при контакте с кислородом может окисляться с образованием коллоидной соли. Наличие коллоидной соли в растворе может привести к образованию внутри кучи гелеобразного изолирующего слоя, способного полностью прекратить доступ раствора к кускам руды. Кроме того, в глинистых породах при орошении может возникнуть эффект кольматации. По этим причинам снижается содержание полезного компонента в продуктивном растворе, затрачивается больше времени на выщелачивание. Образуемый в процессе выщелачивания продуктивный раствор собирают и анализируют на содержание в нем полезного компонента.

Выщелачивание золота осуществляется 0.1% аэрированным раствором цианида натрия, подаваемым через оросительную систему на штабель руды. Извлечение золота кучным выщелачиванием цианистыми растворами основано на взаимодействии цианида натрия с минералами.

Степень этого взаимодействия зависит от ряда факторов: вещественного и минералогического состава руды, ее физических и химических свойств, внутренней и внешней поверхности рудных кусков, свойств и концентрации реагента и динамики его движения в рудных кусках.

Реакция растворения золота в цианистом растворе выглядит следующим образом:

4Аu+8NaCN + 02 + 2Н20 > 4NаАu (СN)2 + 4NаОН.

С повышением концентрации цианида скорость растворения золота возрастает и достигает максимума (при концентрации около 0.1%), дальнейшее повышение концентрации цианида не увеличивает скорости и даже, наоборот, вызывает некоторое замедление процесса. Уменьшение скорости растворения при высоких концентрациях цианида объясняется падением pH раствора в результате протекающего гидролиза.

Однако высокая щелочность снижает скорость растворения золота, причем в области pH=12−14 это снижение наиболее существенно.