שיטה לשטיפה ערימה של זהב. מדענים של חברובסק המציאו דרך חדשה להפיק זהב

מחקרים ניסיוניים של תהליכי שטיפת ערימת הפעלה של זהב במהלך בדיקות גיאוטכנולוגיות של עפרות המרבץ האמזרקן.

א. סקיסוב,

א' לברוב,

סניף צ'יטה

מכון כרייה

SB RAS על בסיס ZabGU

ש' אמליאנוב,

OJSC Zvezda (מוסקבה)

הפיקדון Amazarkanskoye ממוקם במחוז מוגוצ'ינסקי שבטריטוריה טרנס-בייקל וממוקם בצידי העמק של נהר האמאזרקן, היובל השמאלי של הנהר. אמזר, תופסת שטח של 10 קמ"ר בחלק הדרומי של שדה העפרות של אמזרקאן. עבודות חיפוש גיאולוגיות שבוצעו קודם לכן התמקדו בעיקר בחישוב הרזרבות והערכת המאפיינים הטכנולוגיים של עפרות מחומצנות של מרבץ העפרות סברנייה של המרבץ, ובמידה פחותה, הערכת תצורות העפרות של מרבץ העפרות שירוטניה ב. החלק הדרומי של הפיקדון. הסלעים הנושאים עפרות העיקריים של המרבץ האמזרקאן מיוצגים על ידי ביוטיט, פירוקסן-ביוטיט, אמפיבול ביוטיט, גנייס המשולבים בגנייס לויקוקרטי, גרנוליטים עם ביוטיט, לעיתים גרפיט, ושכבות ביניים דקות, עדשות של פירוקסן, ביוטיט-אמפיבולין, לעיתים נדירות פיירוקסן. , שריגים גבישיים וקלציפירים. עפרות גופרתי ראשוניות מהוות את עיקר העתודות המשוערות של הפיקדון (72.5%). לא בוצעו מחקרים טכנולוגיים על עיבוד עפרות ראשוניות לצורך הפקת זהב בתקופת הדו"ח, ובמשך כל תקופת החקר הגיאולוגי במאגר. הרכב החומרים של עפרות הסולפיד הראשוניות של המרבץ קרוב ל- עפרות של אזור החמצון. הם מיוצגים על ידי קוורץ-סריציט, קוורץ-פלדספאר, קוורץ-טורמלין-סריציט, קוורץ-קרבונט סריקיט ו-metasomatites epidote-pyroxene-chlorite שנוצרו לאחר סלעים מארח (שריגים גבישי ארכאיים וגנייס), כמו גם skarns אקטינוליט-דיופסיד. הפרגנזה של העפר עצמו מיוצגת על ידי קומפלקסים של הרכב קוורץ-טורמלין, קוורץ-כלקדוני וקוורץ-קרבונט עם מינרליזציה של קוורץ-סולפיד (פיריט, ארסנופיריט) המופץ בעורקים. העפרות מרוסקות בצורה אינטנסיבית וקאולינית. כמות המינרלים הגופרית בעפרות נעה בין 3-8% ל-30%, לעיתים רחוקות 70% ובממוצע 8-15%. תכולת הזהב בעפרות ראשוניות היא בממוצע 3.0 גרם/ט, כסף - 5.2 גרם/ט. זהב ברובו כתוש ועדין, בגודל מקסימלי של עד 0.5 מ"מ. מינרלים סולפידים של עפרות ראשוניות מכילים זהב מפוזר. . המרבץ פותח בשיטה פתוחה, עיבוד העפרות בוצע על ידי שטיפת ערמות. בשל ירידה חדה בשחזור הזהב במהלך המעבר למיצוי ועיבוד של עפרות עקשן ראשוניות, הופסקה פעולת המרבץ של אמזרקאן. נכון להיום, ההחלטה על המשך פיתוחה קשורה להצדקה של תכנית העדיפות לעיבוד עפרות עקשן: העשרת עפרות חסין-ציף ולאחריה עיבוד הידרופטלורגי של תרכיזים או שמירה על תכנית KV, אך באמצעות הכנת עפרות מתאימה (כולל, אולי , הפרדת חומר גבשושי) ופתרונות חמצון ושטיפה אקטיביים. בהקשר זה, בסניף צ'יטה של המכון לכרייה של הענף הסיבירי של האקדמיה הרוסית למדעים, מחקרים גיאוטכנולוגיים של אפשרויות שונות לתכנית שטיפת ערימת הפעלה של זהב מעפרות ראשוניות עקשן של מרבץ Amazarkanskoye ומסת המינרלים בוצעו ערימות מבוזבזות (מפות KV).

דגימות עפרות לבדיקה גיאוטכנולוגית היו מיוצגות על ידי לפחות 3 סוגים גנטיים: מטאסומטיטים שנוצרו לאחר גרניטואידים לוקוקרטיים (כ-80% מהכלל), סלעים חודרניים שעברו מטאסומטיות מסדרת הדיוריט והגבברו-דיוריט, גנייס שעברו מטסומטיות שנוצרו בעיקר לאחר גרנודיוריטים. שינויים מטאסומטיים מתבטאים בסולפידיזציה, טורמניזציה, סריציזציה וסיליפיקציה. בדגימות נמצאו דיקים מבודדים של פורפירים היברידיים עם גופרה, סיליקיפיקציה וסריקציה פחות בולטת מאשר בסלעים הנושאים מינרליזציה. העדינות הממוצעת של החומר שנלקח ממפת ה-KV המעובדת היא כ-35 מ"מ. דגימות עפרות שנלקחו מהבורר הקולט DSK-1 היו בקוטר ממוצע של חתיכות בטווח של כ-30-350 מ"מ. דגימות ממפת KV, שנלקחו מחלקי הקצה שלה, מאופיינות בתכולת זהב גבוהה יחסית (Amz-К1 = 0.64-0.97 גרם/ט, ממוצע - 0.8 גרם/ט, Amz-К2 = 1.12 1.24, ממוצע 1.2 גרם/ ט). תכולת הזהב בדגימות עפרות DSC נקבעה ב-2 מעבדות מוסמכות: SGS-Vostok ltd ו-LITSiMS (Chita) והתבררה כנמוכה משמעותית מאשר במסת העפרות של כלונסאות שטיפה מבוזבזות. על פי ניתוח ה-assay-atomic-scaping, תכולת הזהב בו הייתה 0.5-0.65 גרם/ט. ככל הנראה, העפרה לא עברה את שלב הריסוק הבינוני עקב ציון נמוך והושארה באתר האחסון לפני השימור. לצורך בדיקה גיאוטכנולוגית, דגימות של מסת העפרות של ערימות שטיפה מבוזבזות (מחלקי קצה שונים), כתושים בנוסף ולא מרוסקות, ותערובת של עפרה דלה של מטסומטיטים לאורך גרניטואידים (עם תכולה מקסימלית של מינרלים גופרתיים, שקובעים בעיקר מראש את עמידותם ) אנחנו מוכנים. בתחילה הוכנו 3 דגימות מקבילות לא מרוסקות של חומר זה. שתיים מהן - דגימות של מסת עפרות שנלקחו מקצוות שונים של הערימה, טופלו מראש במשך 3 ימים (T:L = 2.5:1) בקובטות מעבדה עם תמיסת חמצון פעילה שהוכנה בכור פוטו-אלקטרוכימי (תמונה משמאל ), ולאחר מכן (לאחר ניקוז התמיסה המחמצנת), עם תמיסת ציאניד מימית קונבנציונלית בריכוז של 0.05% (w/w). כור מעבדה פוטו-אלקטרוכימי בקיבולת של 7 ליטר לשעה הוא מבנה דו-חדרי, שבחלקו המרכזי ממוקמות קתודה ואנודה בצורה אנכית (לערבוב גזי אלקטרוליזה), ובעבוע אוויר מיושם בחלקים ההיקפיים של התא. במקרה זה, העברת מסה מתבצעת דרך הקירות המחוררים של החדר הפנימי. לאחר האלקטרוליזה ההכנה, מותקנת מנורת UV על החדר העליון, כאשר היא מופעלת, תהליכי סינתזה פוטו-אלקטרוכימית של חומרים חמצוניים פעילים מאוד מתממשים בתרחיף המים-גז המוכן. שלישית, דגימת בקרה של מסת העפרות שנלקחה מקצה 2 (עם תכולת זהב גבוהה יותר) לא טופלה מראש בתמיסת חמצון פעילה, אלא רק בתמיסת ציאניד מימית קונבנציונלית שריכוזה שווה ל-0.05% (משקל), כלומר. עם אותו הדבר כמו בדגימת הניסוי, עם אותו T:W (1:1) וזמן עיבוד (בתוך 20 שעות). הבועות עבור כל הדגימות בוצעו עם אוויר דרך חומרי פיזור שהונחו בתחתית הכוזבת של קובטות מעבדה. על פי ניתוח התמיסות היצרניות, תכולת הזהב לאחר טיפול חמצוני בהפעלה בתמיסות הניסוי התבררה כגבוהה פי 2.5 מאשר בביקורת (0.5, 0.5 מ"ג/ליטר ממנות הניסוי של דגימות 1 ו-2, מול 0.2 מ"ג. /l מחלק הבקרה של מדגם 3) . ההבדל בתכולת הכסף, שבמקרה זה מהווה סמן בקרה, היה גבוה עוד יותר אצלם (0.5, 0.8 לעומת 0.1 מ"ג/ליטר, בהתאמה). לאחר מכן, חלקי דגימה מחלקי הקצה של ערימת ה-HF שהועברו הועברו למעבדת SGS לטחינה מחדש. בניסויים שבוצעו על פי סכימת הפעלה דומה של שטיפת קובטות שצוינה לעיל, עם אותו, אך נמחץ בנוסף ל-5 מ"מ, החומר של שתי דגימות הדגימות של ערימת ה-CM המושקעת, עם אותם פרמטרי זמן וריכוז, הזהב התכולה בתמיסה שהושגה לאחר שטיפה מדגימות הדגימות של מסת העפרות של הערימה הבוזלת KV-(butt-1) לפי סכימת ההפעלה, הגיעה ל-1 מ"ג/ליטר ול-0.8 מ"ג/ליטר מדגימה של מסת העפרות של המחסנית המושקעת קצה 2 (עם ערך בקרה של 0.5 מ"ג/ליטר).

בתמיסות שעברו בעמודת ספיגה עם פחם פעיל, תכולת הזהב הופחתה בהתאמה ל-0.1, 0.3, 0.2 מ"ג/ליטר, בהתאמה, מה שמוכיח את היעדר השפעות שליליות של תהליך ההפעלה על ספיגת הזהב מהתמיסה היצרנית. לאחר הספיחה, התמיסה הוחזרה לקובטות בשני מחזורים.

ההתאוששות הממוצעת המחושבת של זהב לשלב הנוזלי, עם שטיפה נוספת של זהב ממסת העפרות של שתי הדגימות של הערימות הבוזבזות, על פי נתוני הניתוחים של פתרונות יצרניים שהושגו באמצעות ערכת ההפעלה, הייתה כ-80%. ניתוח השלב המוצק של דגימות הניסוי והביקורת לא אפשר לנו לקבוע את מיצוי הזהב מדגימת מסת העפרות שנלקחה מקצה 1 של ערימת ה-CM המושקעת, שכן תכולתה בחומר לאחר שטיפת ההפעלה הפכה יוצא ל-0.83 גרם/ט, כלומר. נשאר בערך המקורי. יחד עם זאת, על פי נתוני הניתוחים של השלב הנוזלי ואפר הפחם לאחר הספיחה, מיצוי הזהב לתוך התמיסה ועל גבי הסורבנט גבוהה יותר מאשר עבור המוצרים המקבילים של מנות המדגם מהקצה השני של הערימה. כתוצאה מכך, ניתוח הקלט עבור מסת עפרה זו אינו מאפשר, בגישה הסטנדרטית, לזהות את כל צורות הזהב המפוזר בה. . תכולת הזהב במשקל מסת העפר שנלקחה מהקצה השני של הערימה לאחר שטיפה נוספת היא 0.45 גרם/ט. לפיכך, אושרה רמה גבוהה יחסית של שחזור זהב נוסף. . הניסוי השני על שטיפה מחזורית של דגימות מסת עפרות שנלקחו מחסנית ה-CM המושקעת בוצע עם שמירה ארוכה (למשך חודשיים - מפברואר עד אפריל 2014) לאחר השלב הראשון של שטיפה לאחר, כלומר. לאחר שטיפה נוספת ושטיפה מציאנידים בתמיסת חמצון פעילה באוויר הפתוח (מחוץ לחדר המעבדה). הגורם הקריוגני, יחד עם ההשפעה המחמצנת של התמיסה הפעילה, אפשרו להפיק עוד 0.6 מ"ג לכל ק"ג מטען מדגימת ה-KV-2, בעוד 0.2 מ"ג לק"ג הופק מדגימת הביקורת כפולה במהלך הטיפול במים ואחריו ציאנידציה. חשוב גם שבניסוי דומה עם שטיפה נוספת מהעפרה הדלה של מרבץ Amazarkanskoe (כלומר, לאחר שטיפת הפעלת קובטות במעבדה), הושגה שחזור זהב נוסף על פי ערכת הניסוי של 0.44 מ"ג/ק"ג, ורק 0.19 מ"ג. /kg מדגימת הביקורת.

לפיכך, עם אישור של דרגות זהב גבוהות יחסית בערימות (מפות) של עפרות שטופות בסדר גודל של 0.65-1.2 גרם/ט (ממוצע 0.93 גרם/ט), גם כאשר היא נגרסת מחדש ונערמה מחדש, עיבוד משני באמצעות טכנולוגיית ההפעלה המוצעת של HF יכולה להיות כדאית מבחינה כלכלית.

ניסויים על שטיפת זהב מדגימות עפרות בוצעו בסדר הבא. דגימת עפרה ממוצעת מהבורר הקולט DSK-1 במשקל כולל של 12 ק"ג נשלחה לריסוק בדרגה של 10 מ"מ למעבדה SGS-Vostok Limited (Chita), ולאחר מכן חומר העפרה עבר סינון ונשקל ( לפי שברים). כפי שצוין לעיל, ניתוח התשומות הראה ציונים נמוכים עבור דגימות שנלקחו מחלק הארי של כל סוגי עפרות האמזרקן (0.5-0.65 גרם/ט). ניתוח חלקי וניתוח ספיגה אטומית של החומר המסונן אישרו את התכולה הממוצעת הנמוכה של זהב בהם - ממוצע של 0.53 גרם/ט. יחד עם זאת, בשבר העדין (-5 מ"מ), שהתשואה שלו הייתה 1.4%, יש ריכוז של אגרגטים סולפיד-קוורץ ובהתאם לזהב (0.93 גרם/ט), בעוד שב-+5- שבר 10, תכולת הזהב הייתה 0.48 גרם t (תשואה 72.3%), ובשבר +10 מ"מ-0.57 גרם/ט.

(סיים בגיליון הבא)

1) סחף גירני עם חלקיקי זהב תת-מיקרוניים וזיהומים של פיריט, גלנה, צינבר, סטבניט;

2) אבני סחף עם חלקיקי זהב מיקרוניים, הקשורים לעתים קרובות לשאריות תחמוצות ברזל;

3) חול ועפרות דולומיט המכילות זהב בחלל הבין-גרעיני;

4) עפרות קוורץ וריד;

5) סלעי אש עם עורקי קוורץ קטנים עם זהב חופשי.

שטיפת ציאניד

שטיפת ציאניד היא ללא ספק השיטה העיקרית להפקת זהב מעפרות, הן בטכנולוגיה המסורתית והן בכרייה גיאוטכנולוגית. כמגיב משתמשים במלחים של חומצה ציאנית - ציאנידים נתרן או אשלגן בריכוז של 0.02-0.3%. פירוק הזהב מתרחש על פי התגובה 2Au + 4KCN + 0 / 2O 2 + H 2 O \u003d 2KAu (CN) 2 + 2KOH, מה שמרמז על הצורך להכניס חומר מחמצן לתהליך - תוספים לתמיסת העבודה של מי חמצן, אשלגן היפוכלוריטים, נתרן וכו' תמיסות ציאניד, בנוסף, יש להבטיח יצירת אלקלי מגן כביכול, המפחית את הפירוק של מלחי ציאניד. בשטיפה תת קרקעית או ערמה, למניעת תופעות סתימה, עדיף להשתמש באלקליות קאוסטיות (KOH או NaOH), שאינן מביאות לעלייה בתכולת הסידן בתמיסה.

תהליך הציאנידציה של עפרות ותרכיזים נושאות זהב משמש גם בטכנולוגיה המסורתית ובהתאם לכך נחקר באופן מקיף. בפרט, נמצא שניתן לשלוט בקצב הפירוק של זהב על ידי ריכוז של NaCN או חמצן; פסיביות אינטנסיבית של זהב מתרחשת בנוכחות מלחי עופרת; בריכוזים נמוכים (5-25 מ"ג/ליטר), כסף, עופרת וכספית מאיצים את פירוק הזהב; בנוכחות ארסן סולפוסלטים, קצב פירוק הזהב מדוכא בחדות.

התעצמות הציאנידציה יכולה להיות מושגת על ידי החדרה ראשונית של סיד ומלט לגרגיר החומר; השימוש בתמיסות ציאניד מרוכזות, סידן ציאניד, שהוא זול יותר מ-NaCN, ריאגנטים משולבים (במיוחד עבור עפרות טלוריות וזהב-כסף); הכנסת כמה תוספים לתמיסה (מלחים של תליום, מנגן, אלכוהול מקרומולקולרי וכו').

משך השטיפה נע בין 7 ל-30 ימים עבור עפרות מרוסקות (בגודל של פחות מ-20 מ"מ) ועד מספר חודשים עבור עפרות מפוצצות.

עם כל היתרונות של תהליך הציאניד של הפקת זהב מעפרות, יש לו גם חיסרון משמעותי - רעילות גבוהה מאוד של מלחי ציאניד. בעיית סילוק הפסולת עדיין לא נפתרה, לכן, החיפוש אחר ריאגנטים חלופיים לעיבוד הידרו-מטלורגי (כולל גיאוטכנולוגי) של חומרי גלם נושאי זהב כבר מזמן בעיצומו.

שטיפת תיאוריאה (תיוקרבמיד).

תחליף אפשרי לממיסים זהב ציאניד הם תמיסות חומצה של תיאוריאה. לראשונה, הועלו בתחילת שנות הארבעים של המאה העשרים הצעות לשימוש בשטיפה של תיוקרבמיד להפקת זהב מעפרות אנטימון. מחקרים הן בארצנו והן בחו"ל הראו את היתרונות הבאים של פירוק תיאוריאה בהשוואה לציאנידציה: מהירות התהליך גבוהה פי 10 בערך, הוא פחות רגיש ליוני טומאה, הצריכה הספציפית והפעילות הקורוזיבית של המגיב נמוכים יותר. במקביל, צוינו גם היבטים שליליים: תיאוריאה יקרה ב-25% מ-NaCN, היא מתפרקת בתנאי חמצון, ויש קשיים בהפקת זהב מתמיסות תיאוריאה עם פחם פעיל.

טכנולוגיית thiourea מבטיחה לעיבוד של עפרות זהב חרסיתיות נושאות פחמן, כמו גם עפרות נושאות ארסן. בתהליך הציאניד, נוכחות של נחושת גורמת לקשיים חמורים; עם פירוק תיאוריאה, סיבוך זה מוסר חלקית בגלל קצב הפירוק הנמוך משמעותית; הזהב מומס ביעילות בתמיסות חומציות בנוכחות חומר מחמצן. הוכח כי הטוב ביותר מבין הריאגנטים הנחקרים הוא תמיסה של תיאוריאה בתוספת חומצה גופרתית וברזל ברזל. במקרה זה, פוטנציאל החיזור אינו יכול להיות נמוך מ-125-130 mV (עקב משקעי זהב) וגבוה מ-160-165 mV (בשל חמצון של תיאוריאה חופשית). התייצבות שלו במהלך התהליך ברמה מסוימת יכולה להתבצע, למשל, על ידי הוספת דו תחמוצת הגופרית. ניסויים הראו שבמקרה של שטיפת תיאוריאה, זהב מוחזר בשלמות רבה יותר מאשר ציאנידציה: 90-97% לעומת 81-92%. הוכחה האפשרות להשתמש בתמיסות תיאוריאה במחזור סגור עם ריכוז ברזל של לא יותר מ-10-12 גרם/ליטר.

כתוצאה מבדיקות תעשייתיות, נקבע כי תיתכן שטיפת תיאוריאה של זהב, והפקתו שווה או גבוהה מזו בעת התכנון; במקרה של זהב מפוזר דק, לשטיפה כזו אין יתרונות קינטיים על פני ציאנידציה; טכנולוגיית thiourea יכולה להיות חסכונית אפילו עם שטיפה נמוכה (60%) של עפרות פחמניות שלא ניתן לעבד בדרכים אחרות, היא יכולה לשמש לעיבוד מזבלות נושאות זהב בדרגה נמוכה.

בקנה מידה תעשייתי, תיאוריאה משמשת רק בצמחים בעלי תרכיז עשיר מאוד, מה שמצדיק את עלות המגיב. ברוסיה, כתוצאה מבדיקות במפעלי פיילוט, התגלו חסרונות השיטה: משך פעולת ההחמצה, צריכת חומצה גבוהה, העשרת תמיסות יצרניות ביסודות טומאה וכו'.

עלויות התפעול עבור שטיפת תיוקרבמיד נמוכות בדרך כלל בכ-25% מאשר עבור ציאנידציה בשל עלויות נמוכות משמעותית (יותר מפי שלושה) עבור סילוק פסולת תעשייתית.

תיוסולפט ואמוניה-תיוסולפט
שטיפה

התהליכים של שטיפת תיוסולפט ואמוניה-תיוסולפט של זהב מתנהלים לפי התגובות הבאות:

4Au + O 2 + 8S 2 O 3 2- + 4H + → 4Au(S 2 O 3) 2 3- + H 2 O,

Au + 5S 2 O 3 2- + Cu(NH 3) 4 2+ → Au(S 2 O 3) 2 3- + 4NH 3 + Cu(S 2 O 3) 3 5-

קומפלקס תיוסולפט הזהב המתקבל חזק מאוד (קבוע הדיסוציאציה הוא 10 -26).

נוכחותם של נחושת וסולפידים מסיסים יכולה להאט את תהליך פירוק האמוניום תיוסולפט של זהב אם לא יינקטו אמצעים מיוחדים. בפרט, מומלץ לבצע אותו בסביבה מעט מחמצנת.

שטיפת אמוניה-תיוסולפט חלה על עפרות עמידות לציאניד: מנגן וקופרוס. תנאים אופטימליים נשמרים על ידי שמירה על ה-pH בתמיסה ברמה של 7-8 יחידות. זה מבטיח את היציבות של יוני תיוסולפט. נקבע כי בהיעדרם, מיצוי הזהב יורדת בחדות, בנוסף, כדי להגביר את קצב התגובה, מומלץ להכניס למערכת גופרית יסודית. בדיקות שבוצעו עם עפרות ממספר מרבצים בארצות הברית ובמקסיקו הראו כי שטיפה עם מגיב המורכב מתערובת של אמוניום תיוסולפט ואמוניום סולפיט מספקת שחזור זהב בטווח של 50 - 96%. תמיסות אמוניה תיוסולפט יכולות לחלץ זהב וכסף מזנבות שטיפה חמצונית בנוכחות נחושת.

שטיפה חמצונית
חומצות מינרליות ומלחים

שיטה זו מתאימה למיצוי כסף ובמידה פחותה מזהב. קיים פטנט על שטיפת חומצה הידרוכלורית סלקטיבית של זהב, כסף, עופרת, אנטימון וביסמוט מארסנטים. התהליך מתבצע ב-pH = 1 ובנוכחות של ברזל בתמיסה (2-4 גרם/ליטר).

לעיבוד חומרים המכילים מתכות אצילות נשקלת האפשרות להשתמש בהידרוכלורציה, שיש לה כמה יתרונות על פני תהליך הציאניד: ריכוז גבוה של חומר החמצון (כלור מולקולרי) בתמיסה גורם למהירות גבוהה של התהליך; אפשרות להשיג תמיסות חומצה הידרוכלורית, מהן נוח להפיק זהב באלקטרוליזה, עיבוד מספר חומרים המכילים זהב עמידים בפני ציאנידציה, לרבות פחמן, קופרוס, ארסן ואחרים, וכן הפרדת זהב וכסף במהלך המשקעים שלהם. מתמיסות חומצה הידרוכלורית.

שיטה ידידותית לסביבה להפקת מתכות יקרות מעפרות, לרבות קרבונטיות, כוללת טיפול בהן בתמיסה מימית המכילה יוני כלוריד והיפוכלוריד, הפחתת מתכות על ידי צמנטציה, חידוש יוני היפוכלוריט בשיטה אלקטרוכימית ושימוש חוזר ב. פתרון שטיפה. היפוכלוריציה משמשת לטיפול מקדים בעפרות זהב פחמניות לפני הציאנידציה כדי להחזיר זהב מסיגים עשירים באנטימון.

בקנה מידה פיילוט, נחקרה מיצוי זהב וכסף מרפש אנודה של אלקטרוליזה של נחושת באמצעות תערובת של חומצות מרוכזות: נפח 1 של חומצה חנקתית ו-3 נפח חומצה הידרוכלורית.

בנוסף, גרסאות של שטיפת זהב עם יודיד, תמיסות תיאוציאנט, כמו גם תמיסת נחושת כלוריד נחקרות באופן תיאורטי וניסיוני.

לאחרונה נערך מחקר בארצות הברית על מיצוי ספיגה של זהב מעיסה באמצעות פחם פעיל, בעל תכונות מגנטיות. שיטה זו מאפשרת לחלץ זהב באופן סלקטיבי בנוכחות זיהומים כגון As, Sb וכו'. בשל העובדה שרוב העפרות מכילות מגנטיט בכמות של 0.2-3%, יש צורך בהפרדה מגנטית ראשונית של העפרה.

רבות מהשיטות המפורטות של שחזור כימי של זהב משמשות רק עבור שטיפת מיכל, מכיוון שהן דורשות כמה פעולות נוספות.

שטיפת חיידקים

העצמה משמעותית של תהליך השטיפה מושגת בנוכחות חיידקים. לדוגמה, ניתן להשתמש בחיידק התיוני Thiobacillus ferrooxidans כדי לשטוף נחושת, ניקל, אבץ, ארסן, קדמיום, זהב ומתכות אחרות. ברוסיה ובקנדה, מפותחות טכנולוגיות לשטיפה חיידקית של ארסן ופתיחה של זהב מפוזר דק מתרכיזים נושאי זהב עקשן לפני הציאנידציה שלהם. זה מבטל את תהליך הקלייה היקר, שמזהם את האטמוספירה בתרכובות ארסן רעילות.

עפרות עקשן מתאפיינות בזהב מפוזר דק (תת-מיקרוסקופי) קשה לפתיחה, נוכחות של אנטימון, נחושת, ארסן, מינרלים של ברזל ברזל, כמו גם סולפידים ופצלי פחמן. הם אינם מעובדים על ידי ציאנידציה קונבנציונלית. עבור עפרות פיררוטיט, קופרו ואנטימון, מומלצות תוספות PbO 2 או Pb(NO 3) 2, אוורור אינטנסיבי וריכוז נמוך יחסית של תמיסת שטיפת NaCN; עבור עפרות פחמניות - תוכניות ציאנידציה רב-שלביות עם הפרדה מהירה של פתרונות יצרניים מהחלק המוצק של העיסה; עבור עפרות סולפיד וארסן - קלייה חמצונית, כתוצאה מכך הופכים גרגירים צפופים של סולפידים להמטיט נקבובי

2FeS 2 + 5/2O 2 = Fe 2 O 3 + 4SO 2,

2FeAsS + 5O 2 \u003d Fe 2 O 3 + As 2 O 3 + 2SO 2.

שטיפת חיידקים מאפשרת לפתור את בעיית עיבוד עפרות עקשן.

מתבצע חיפוש אחר סוגים חדשים של מיקרואורגניזמים המסוגלים לתפקד לא רק בסביבות חומציות, אלא גם בסביבות ניטרליות ובסיסיות. כפי שהוכח מניסויים שבוצעו בברית המועצות ובהודו, אין צורך בהחדרה מיוחדת של חיידקים למסת העפר. באמצעות הסתגלות באמצעות גורמים מוטגנים שונים, ניתן לקבל תרבית בעלת התכונות הנחוצות לשימוש התעשייתי שלה.

חלוצי המחקר על שטיפת חיידקים של זהב היו מכון פסטר (צרפת) ואוניברסיטת דקאר (סנגל). מידע על יצירות אלה הופיע בעיתונות בשנות ה -60 של המאה העשרים.

שיטות חיידקיות להפקת זהב מעפרות מבוססות על תוצאות חקר המיקרופלורה של מרבצי זהב גדולים, שאפשרה לבודד תרבויות של המינים הדומיננטיים של חיידקים ופטריות. הוכח כי לנציגי הסוגים Bacillus, Bacterium, Chromobacterium, כמו גם זנים של חיידקי Bac המתקבלים על בסיס מוטגנזה מושרה, יש פעילות מוגברת בתהליך המסת הזהב. mesentericus niger 12 ו-129.

פטריות מיקרוסקופיות, בניגוד לחיידקים, מסוגלות לצבור זהב מתמיסות. נציגי הסוג Aspergillus niger ו- Aspergillus oryzae הם היעילים ביותר.

בתהליכי שטיפת חיידקים של זהב, התפקיד המכריע שייך לתוצרים של סינתזה מיקרוביאלית: חומצות אמינו, פפטידים, חלבונים וחומצות גרעין. פחמימות אינן משתתפות בפירוק הזהב. הוכח בניסוי שחלבונים מזרזים זהב בסביבה חומצית, ומתמוססים בסביבה בסיסית. לחלבונים מסיסים במלח של סינתזה מיקרוביאלית יש השפעה טובה יותר באופן משמעותי על זהב מאשר גלובולין ממקור מן החי. התגובתיות של פפטידים תלויה במשקל המולקולרי שלהם: ככל שהוא קטן יותר, כך מסיסותו של הזהב גבוהה יותר.

כתוצאה ממחקרים על הגורמים המווסתים שטיפת זהב על ידי מוצרים מטבוליים של מיקרואורגניזמים הטרוטרופיים, נקבע כי השלב הראשוני של התהליך הוא הביוסינתזה של תרכובות ממיסות זהב, המומלץ להתבצע במשך 2-3 ימים בשעה pH של 5.5-6.5, טמפרטורה של 30-35 מעלות צלזיוס ועומס של חיסון של 3-4 ימים בכמות של 4-5%. תהליך שטיפת הזהב העיקרי צריך להתבצע ב-pH 9-10 בנוכחות מחמצן מתכת.

נחקרו המנגנון והקינטיקה של פירוק זהב בתערובות מימיות-אלקליות של malononitrile. הוכח כי היעילות הגדולה ביותר שלו באה לידי ביטוי בטווח ה-pH 10-11, ריכוז הזהב יכול להגיע ל-65-70 מ"ג/ליטר, אך כבר ב-pH > 11.5, מסיסותו של הזהב יורדת בחדות, והיא למעשה אינה מתרחשת. במדיום חומצי.

פירוק הזהב עולה באופן משמעותי כאשר משתמשים בחומצות הומיות מותאמות המתקבלות על ידי חנקה וסולפפון של חומטים טבעיים, והריכוז מגיע ל-48-50 מ"ג/ליטר, שהוא פי 15-16 מאשר בחומצות הומיות טבעיות.

לצורך שטיפת ערימה של זהב עם חומצות אמינו של מיקרואורגניזמים, הותקנה יחידה ונבדקה על עפרות חוליות (0.75 גרם/ט Au) בגודל של –300 + 0 מ"מ. ריכוז הזהב בתמיסות יצרניות הגיע לערכו הגבוה ביותר ב-5-6 הימים הראשונים. עם קצב סינון ממוצע של 12-15 ליטר/ט* יום, 46.7% מהזהב הופצו ב-12 ימים ונצרכו 0.6 ק"ג חומצות אמינו, 0.4 ק"ג אשלגן פרמנגנט ו-4 ק"ג נתרן הידרוקסיד לטון עפרה.

אחד הפעילים ביותר ביחס לקבוצת חיידקי הזהב הוא זן השייך למין Aeromonas. I. פארס, שחקר את שטיפת החיידקים של זהב, הגיע למסקנות הבאות: לחיידקים שנבחרו מהמרבצים נושאי הזהב עצמם יש את כוח ההמסה החזק ביותר; פירוק ה-Au מתבצע במספר שלבים (שלב סמוי, שלב של הגברת עוצמת השטיפה ושלב יציב), לאחר כ-12 חודשים, עוצמת השטיפה פוחתת בחדות; חיידקים הפועלים באופן פעיל על זהב נהרסים על ידי מיקרואורגניזמים רגילים החיים באוויר; להרכב המדיום התזונתי, בין היתר, יש השפעה רבה על פירוק הזהב.

ניסויים על שטיפת חיידקים של זהב מעפרות של מרבצים שונים בוצעו במכון הממלכתי של אירקוטסק למתכות נדירות. הרכב מי המכרות והסלעים נחקר על מנת להשיג יבולים המסוגלים להעצים את תהליך שטיפת הזהב. המיקרואורגניזמים הבאים זוהו: Bacillus, Bacterium, Chromobacterium, Pseudomonas, Micrococcus, Sarcina, Thiobacillus. הוכח שהשטיפה מתקדמת מהר יותר (פי 2-4) בנוכחות מוצרים מטבוליים חיידקיים. פירוק הזהב עולה משמעותית עם נוכחות חומר מחמצן ועם שימוש במוטנטים חדשים המתקבלים כתוצאה מחשיפת חיידקים לקרינה אולטרה סגולה בשילוב עם מוטגן כימי, אתילןאימין: 1.5-2 לעומת 0.4 מ"ג/ליטר ללא מוטנטים . מסיסות גדולה עוד יותר של זהב יכולה להיות מושגת על ידי הרס קרומי התא עם ריאגנטים שונים (עד 10-18 מ"ג/ליטר).

תופעות חילופי יונים משניות בתהליכים
שטיפת זהב

שטיפת הזהב עם ממסים שונים מלווה בכמה תופעות לוואי המפחיתות את מיצוי המתכת או מחמירות את הפרמטרים הקינטיים. נושא זה עדיין לא נחקר מספיק. תופעות פני השטח כמו ספיגה, חילופי יונים ועוד ממלאות תפקיד משמעותי בתהליכים המתרחשים במערכות מסוג "סלע מים". ידוע שלזהב יש את היכולת להיספג באופן פעיל למדי על ידי מינרלים שונים, במיוחד מינרלים גופרתי וחמר. בהתאם לכך, יש להעריך גם את הרכב המינרלים של סלעים נושאי זהב מתוך עמדות אלה.

התנאים המקדמים ומעכבים את ספיגת הזהב על ידי מינרלים שונים נחקרו, למשל, בעבודה, שבה התקבלו המסקנות הבאות: ניתן להפחית את הירידה בהחזרת הזהב עקב הספיגה על ידי ביצוע שטיפה בתנאים קשים יותר; השימוש המוגבל בממסים חלופיים לציאנידים, אך יצירת קומפלקסים פחות יציבים עם זהב מאשר ציאנידים, קשור לתחרות בין תהליכי שטיפה וספיגה; בנוכחות מינרלים חימריים פעילים בספיגה בעפרה, אין זה ראוי לשאוף לעלייה מופרזת בריכוז הזהב בתמיסה, שכן הדבר יביא לעלייה בהפסדיו עקב ספיגה.

שיטות להפקת זהב מתמיסות
ובזבוז מים

התקדמות בהידרומטלורגיה של מתכות יקרות קשורה במידה רבה לשיפור שיטות להפקתן מפתרונות תעשייתיים ומי שפכים. האפקטיביות של השקעתן מאמצעי תקשורת שונים תלויה בזמינותן של מגוון רחב של שיטות מוכחות בתנאים תעשייתיים. בהקשר זה, במדינות רבות, כולל רוסיה, מוקדשת תשומת לב רבה לפיתוח נושאים אלה.

השיטה הסטנדרטית (המסורתית) של משקעי זהב מתמיסות היא צמנטציה עם אבץ מתכתי. בנוכחות ארסן, Au מושקע על ידי ספיגה על פחמן. בארצנו תועשתה שיטת הציאנידציה בספיגה, מה שהוביל לפיתוח שיטות חדשות ביסודו להפקת זהב וכסף מתמיסות תיאוריאה. לרוסיה יש עדיפות גם בפיתוח שיטות להפקת מתכות יקרות באמצעות אלקטרודות פחמן-גרפיט.

ספיגה של מתכות אצילות על ידי פחמנים פעילים

בעולם נוצרה מגמה לשימוש נרחב בפחמים פעילים כמשקעי מתכות. נכון לעכשיו, רק ספיגה מתמיסות ציאניד היא בעלת חשיבות מעשית; תהליך זה מועדף. בחו"ל שרפים לחילופי יונים לא זכו ליישום תעשייתי כמשקעים של מתכות אצילות מעיסות ציאניד, זאת בשל הספיגה והתכונות הקינטיות הטובות יותר של פחמנים פעילים וסלקטיביות גבוהה יותר שלהם ביחס לקומפלקס הזהב-ציאניד, כמו גם שלהם. עלות נמוכה (פי 7-12 נמוך מהמחיר של שרפים לחילופי יונים).

ישנם שני סוגים של פחמן פעיל: מפורק (-0.1 מ"מ) וגרגיר (0.2 מ"מ). ספיגת זהב על ידי פחמנים פעילים מלווה בתהליכי חיזור. יוני הדיציאנואורטים המצויים בתמיסה על פני הפחם מומרים לציאנוקרבונילים ואז מצטמצמים לזהב מתכתי.

היתרונות של פחמים מפורקים הם עלותם הנמוכה, המאפיינים הקינטיים והקיבוליים הגבוהים שלהם, והאפשרות של אי הכללה של התחדשות. על מנת לצמצם את אובדן הזהב עם חלקיקי פחם עדינים ולהפריד אותו במהירות מהתמיסה על ידי דקנטציה, פותחה שיטה לקרישת פחם בנוכחות אלומיניום גופרתי. יחד עם זאת, הציוד להפקת מתכות יקרות מתמיסות ציאניד עם פחמן פעיל מפוזר טרם פותח במלואו. השימוש בסורבנטים מפורקים להפקת זהב מעיסות פחות נפוץ, בשל הקושי להפריד את הסורבנט מהעיסה. מיצוי הזהב לתרכיז במקרה זה הוא 88-92%, בעוד שהאחרון מכיל עד 60-80% בוצה. כמעט בלתי אפשרי להפריד את הבוצה מפחם מפוזר.

מבטיח יותר כיום הוא השימוש בפחמנים פעילים כדוריים, המתאפיינים במבנה נקבובי מפותח, אחיד בכל נפח הגרגירים. עם זאת, ההפסדים שלהם עקב שחיקה גבוהים פי 2-2.5 מההפסדים של שרפים לחילופי יונים. יחד עם זאת, לפחמנים פעילים יש סלקטיביות גבוהה משמעותית כלפי זהב מאשר שרפים אלו. כאשר פחם AU-50 רווי, יכולת הספיגה שלו מתחלקת רק בין זהב לכסף ביחס של 4:1, מקדם הסלקטיביות שווה לאחדות, ועבור מחליף אניונים AM-2B בתנאים דומים לפחם, הוא 0.19.

ספיגה של משקעי זהב מתמיסות ציאניד עם פחם פעיל התבררה כשיטה האופטימלית ביותר לשטיפה ערימה של עפרות נושאות זהב ממספר מרבצים בארה"ב. לתוכניות טכנולוגיות בכל תחום יש כמובן מאפיינים משלהם.

מיצוי מתכות יקרות על ידי חילופי יונים
שרפים וחומרי מיצוי

השימוש בחילופי יונים להפקת זהב מתמיסות קשור להתקדמות בסינתזה של מחליפי יונים ספציפיים. במספר מפעלי ריכוז בחבר המדינות, הוטמעה טכנולוגיית ספיגה להפקת זהב וכסף מעיסות ציאניד בהרכבים שונים באמצעות מחליף אניונים מאקרו-נקבי AM-2B. הוכח כי ההרכב המורכב של השלב הנוזלי של העיסות פוגע בתהליך: ניתן להפחית את קיבולת מחליף האניונים לזהב בפקטור של שלושה. העבודה להגברת המיצוי של זהב מעיסות ציאניד מורכבות מתבצעת בעיקר בשני כיוונים: סינתזה של סופגים סלקטיביים חדשים ופיתוח תוכניות יעילות להתחדשותם.

להפקת מתכות יקרות מתמיסות חומצה הידרוכלורית, יעיל להשתמש בשרף מסוג צ'לט בעל קיבולת זהב של עד 660 גרם/ק"ג בנוכחות נחושת, ברזל, ניקל, קובלט, אלומיניום, סידן ומתכות נוספות. שרף דיסולפיד מסוג ניטרלי מחלץ זהב באופן סלקטיבי מתמיסות כלוריד מורכבות. מחקר מבטיח הוא פיתוח של סופחים סיביים, שהם הרבה יותר זולים ממחליפי יונים ובעלי מאפיינים קינטיים וקיבוליים טובים. פותחה ספיחה של זהב מתמיסות תיאוריאה על ידי סיבי חילופי אלקטרו המבוססים על אלכוהול פוליוויניל. עלות סיב אלקטרו-חילופין היא 0.22 גרם לכל 1 גרם זהב. זהב מוסר לחלוטין מהתמיסה, לאחר שריפת הסיבים מתקבל אפר המכיל עד 48% מזהב. מפתחים רוסים השיגו גם פתרונות טכנולוגיים אחרים לבעיה זו.

שימוש מוצלח במחלפי יונים במחזור אפשרי בתנאי שהנקבוביות והמאפיינים המקוריים שלהם ישוחזרו במלואם לאחר הספיחה. בארצנו ומחוצה לה, קיימות מספר תוכניות לחידוש מחליפי אניונים. הנפוצה ביותר היא הטכנולוגיה שפותחה על ידי חוקרים רוסים בשנות ה -70 של המאה העשרים. הסכימה מקובלת להפחתת מחליפי אניונים דמויי ג'ל ונקבוביים בעלי בסיסיות וסלקטיביות שונות (AM, AM-2B, AP-2 וכו') ומבטיחה את איכותו הגבוהה. תכנית יעילה נטולת חמצן להתחדשות סלקטיבית של מחליפי אניונים עם תמיסות של אלקלי ואמוניום תיוציאנאט, המאפשרת למנוע את השימוש בכלוריד, נתרן ציאניד, להפחית את מספר פעולות השטיפה, להאיץ את תהליך ההתאוששות ב-3-4 פעמים, ולהפחית את צריכת הריאגנטים. מתמיסות תיוציאנאט, ניתן לזרז זהב על ידי אלקטרוליזה, אבץ או אלומיניום, פחמן פעיל וגופרית דו חמצנית.

שימוש בחומרי ספיגה מופריים

שיטה טכנולוגית חדשה להפקת מתכות יקרות מעיסות היא שימוש בחומרי ספיגה מופריים בשדה מגנטי. היתרונות של שיטה זו הם האפשרות לבצע ספיגה במהירויות גבוהות וקלות הפרדת סופגים מפתרונות תעשייתיים. לדוגמה, ניתן להגדיל את קצב הזרימה של תמיסה בפקטור של 15-17. סוגיות רבות של יישום מעשי של סופגים מפוזרים עדיין לא נפתרו, עם זאת, הסיכויים של השיטה קובעים מראש את הרלוונטיות של מחקר בכיוון זה.

מיצוי אלקטרוליטי של זהב מתמיסות

אלקטרוליזה במכשירים עם קתודות נקבוביות נפחיות זורמות היא אחת השיטות החסכוניות ביותר להפקת זהב מתמיסות. טכנולוגיה זו מבוססת על מחקר שבוצע במכון לכימיה של מצב מוצק ומכאנוכימיה של הענף הסיבירי של האקדמיה הרוסית למדעים. יתרונות השיטה הם שהמתכת מתקבלת בצורה מספיק מרוכזת וטהורה, אין צורך בשימוש בריאגנטים, פתרון בעיית מחזור הפתרונות ואוטומציה של ייצור מפושטים. השימוש בקתודות בעלות משטח מפותח, בהשוואה לקתודות שטוחות, אפשר להעצים את התהליך ב-15-20. ניתן להפיק זהב באופן אלקטרוליטי מתמיסות תיאוריאה, ציאניד, היפוכלוריד. עם זאת, היבטים רבים של שיטה זו עדיין דורשים מחקר נוסף.

יש צורך להזכיר שיטה אחת נוספת למשקעים של זהב מתמיסות כלוריד חומציות על ידי פטריית העובש Aspergillus oryzae VKM-56 ו- Aspergillus niger, שפותחה במכון הממלכתי של אירקוטסק למתכות נדירות. בעת העמסת הפטרייה בכמות של 40 גרם לליטר, 100% זהב, 96% כסף, 84% פלטינה ו-92% פלדיום מושקעים מתמיסות חומצה הידרוכלורית תוך 4 ימים. בדיקות תעשייתיות הראו את הקבילות של שיטה זו לתמיסות גרועות של זהב (עד 0.1 מ"ג/ליטר).

קיימים פתרונות טכנולוגיים נוספים להפקת זהב מתמיסות, אולם הם דורשים ציוד מיוחד, ניתנים לביצוע רק במפעל, ולכן לא ניתן להשתמש בהם בכריית זהב גיאוגרפית.

למעשה, תהליך שטיפת הערימה קרוב לתהליך שטיפת החלחול. זה מורכב מהעובדה שהעפרה, המונחה בצורה של ערימה (ערימה) על בסיס מיוחד עמיד למים (פלטפורמה), מושקה מלמעלה בתמיסת ציאניד. כשהתמיסה מחלחלת לאט דרך שכבת העפרות, זהב וכסף שוטפים. התמיסה הזורמת מלמטה משמשת לזירוז מתכות יקרות.

כמו שטיפת חלחול, שטיפת ערמות מתאימה לעיבוד עפרות נקבוביות החדירות לתמיסת ציאניד, וכן לאותם עפרות בהן היא מרוכזת בעיקר על פני השטח הפנימיים של סדקים ולכן נגישה לתמיסת ציאניד. בעפרה צריך להיות די קטן.

בדרך כלל, העפר נתון לשטיפה של ערימה לאחר ריסוק לגודל חלקיקים של 5-20 מ"מ. עם זאת, לפעמים עפרה לא כתושה בגודל של חתיכות של עד 100 מ"מ או יותר היא שטיפה. נוכחותם של חומרי חימר מפחיתה את חדירות הערימה, מאטה את השטיפה ומפחיתה את התאוששות הזהב. במקרים כאלה, מומלץ לגלוש מראש את העפרה בתוספת קטנה של מלט, ציאניד ואלקלי.

שטיפת ערמות מתבצעת בחוץ באתרים שהוכנו במיוחד. כדי להפוך את האתר לעמיד למים, הוא מכוסה בשכבת בטון, אספלט או חימר ארוז.

לפעמים משתמשים בסרטים סינתטיים למטרה זו.חומרים. כדי להקל על זרימת הפתרונות, האתר מקבל בדרך כלל שיפוע קל (2-4 מעלות).

באתר המוכן מושלכים ערימות. פעולה זו היא החלק הקריטי ביותר בכל הטכנולוגיה. מילוי חוזר צריך להתבצע בצורה כזו שהעפרה בערימה שוכבת הומוגנית (ללא תעלות), רופפת וחדירה למסה של תמיסות ציאניד. בדרך כלל ההשלכה מתבצעת על ידי מעמיסים קדמיים או דחפורים. צורת הערימה הנפוצה ביותר היא פירמידה קטומה מרובעת. גובה הערמות נע בין 3 ל-10-15 מ', וקיבולת העפרות יכולה להגיע ל-100-200 אלף טון.

ערימות מושקות בתמיסת ציאניד באמצעות התקני ריסוס מיוחדים (חרירים) המותקנים מעליהם. קצב הזרימה של התמיסה תלוי באופי העפרה ויכול להשתנות בטווח רחב - בין 0.15 ל-3 מ'תמיסה ³ לכל 1 מ"ר משטח ערימה ליום. ריכוז תמיסת הציאניד הוא 0.05 - 0.1% NaCN, pH 10-11. סודה קאוסטית משמשת לעתים כאלקלי מגן, שכן סיד גורם לסתימה תכופה של ממטרות.

התמיסה נושאת הזהב הזורמת מבסיס הערימה זורמת לתוך חריצי ניקוז מצופים פלסטיק לאורך הצדדים הארוכים של הערימה ומוזרקת לבריכת האיסוף. משקעים של מתכות אצילות מבוצעות בדרך כלל על ידי ספיגתן בפחמן פעיל. הפתרון הבלתי אישי מחוזק בציאניד ואלקלי ומוחזר לשטיפה.

לאחר השלמת שטיפת הערמה של זהב, מושקים את הערימה במים כדי לשטוף את הזהב המומס, ולאחר ניקוז תמיסת הכביסה, העפר השטוף מועבר למזבלה. משך כל מחזור העיבוד, כולל השלכה, השקיה בתמיסת ציאניד, שטיפה במים, ניקוז תמיסת הכביסה ופריקה, עומד בממוצע על 30-90 ימים. מיצוי זהב וכסף בדרך כלל אינו עולה על 50-70%.

תהליך שטיפת הערימה נבדל בטכנולוגיה הפשוטה שלו ובעלויות ההון והתפעול הנמוכות מאוד. עם זאת, מיצוי הזהב והכסף בשיטה זו נמוכה. בהתחשב בגורמים אלה, שטיפת ערמות משמשת לעיבוד חומרי גלם גרועים המכילים 1-2 גרם/ט של זהב - עפרות מחוץ לאיזון, עומס יתר, מזבלות ישנות של מפעלי שחזור זהב וכו'. השימוש בשטיף ערמות הוא גם עלות- יעיל לכריית עשירים יחסית, אך לא מרבצים של עתודות גדולות, שעבורן בניית מפעלי שחזור זהב אינה מעשית.

מאז תחילת שנות ה-70, נעשה שימוש נרחב בצמחי שטיפת ערמות בחו"ל ובמיוחד בארה"ב. הסיבה לכך היא שבגלל העלייה במחירי הניצול הם החלו לערב חומרי גלם גרועים ומרבצים קטנים במונחי רזרבות, אשר שטיפת ערמות של זהב היא דרך העיבוד הרווחית ביותר עבורם.

אתה קורא מאמר בנושא שטיפת ערמות זהב

על מנת לקבוע את האפשרות של שטיפת מתכות לא ברזליות עם ממסים שאינם ציאנידים, בוצעו ניסויים השוואתיים על חומרים בהרכבי חומרים שונים, הנבדלים בצורת התרחשות מתכת ותכולה. נעשה שימוש בשיטת שטיפת התסיסה. החפצים למחקר היו פסולת מאוחסנת מהעשרת עפרות נחושת-ניקל, היכולות להיחשב כמקורות נוספים למתכות לא ברזליות, ועפרות נושאות זהב של מרבץ שמשון. השטיפה בוצעה עם תמיסות של thiourea, humates, אמוניום יודיד, יוד וליגנין. הוקמה האפשרות של שטיפת תיאוריאה של זהב מהזנב של מפעל נורילסק. נקבע כי תמיסה של משקה סולפיט מתאים ביותר למיצוי פלטינה, ניקל, פלדיום ונחושת. עבור העפרות נושאות הזהב ותרכיז הציפה של מרבץ שמשון, השימוש ביוד וחומטים מספק את ההחלמה הגדולה ביותר. להעשרה זנבות של מרבץ שמשון - יוד, ליקר סולפט.

שטיפת קמפיין

מתכות לא ברזליות

מתרכז

פסולת העשרה

ממיסים שאינם ציאניד

1. Bragin V.I., Usmanova N.F., Merkulova E.N. מורפולוגיה של זהב בקרום הבלייה של אשכול העפרות סמסונובסקי // מתכות אל-ברזליות של הקונגרס הבינלאומי השני - קרסנויארסק, 2010. - עמ' 46–48.

2. Mineev G.G., Panchenko A.F. ממיסים של זהב וכסף בהידרופטלורגיה. – מ.: מטלורגיה. 1994. - 240 עמ'.

3. Mikhailov A.G., Tarabanko V.E., Kharitonova M.Yu., Vashlaev I.I., Sviridova M.L. האפשרויות של תמיסת מים וליקר סולפיט בניידות של מתכות לא ברזליות ומתכות אצילות בזנב ציפה // Journal of the Siberian Federal University. כִּימִיָה. - 2014. - V. 7, No. 2. - S. 271–279.

4. א.ג. מיכאילוב, מ.יו. - 2013. - מס' 3. - עמ' 188-196.

5. Panchenko A.F., Lodeyshchikov V.V., Khmelnitskaya O.D. מחקר של ממיסים לא-ציאניים של זהב וכסף // מתכות לא ברזליות. - 2001. - מס' 5. - עמ' 17–20.

6. פטנט RF מס' 2402620, IPC S22V 3/04, 27/10/2010.

7. Tolstov E.A., Tolstov D.E. גיאוטכנולוגיות פיזיקליות וכימיות לפיתוח מרבצי אורניום וזהב באזור קיז'ילקום. - M .: OOO Geoinformtsentr, 2002. - S. 277.

שטיפה היא שיטה המאפשרת לערב חומרי גלם מינרלים באיכות נמוכה בעיבוד ולפתח ביעילות מרבצים בעלי מאגרים קטנים שאינם משתלמים כלכלית לעיבוד בשיטות אחרות. בתרגול עולמי, נעשה שימוש נרחב בציאנידציה להטיפת זהב מעפרות נושאות זהב. למרות היתרונות על פני ממיסים אחרים, הרעילות הגבוהה של ציאנידים מחייבת לחפש ממיסים זהב חלופיים העומדים בדרישות סביבתיות מחמירות. קבוצה גדולה של ממיסים שאינם ציאנידים - תיאוקרבמיד (תיאוריאה), כלור, ברום, נתרן ואמוניום תיוסולפטים, הידרוסולפידים, מלחים של חומצות הומיות וכו', נחקרה על ידי Irgiredmet. התוצאות מסוכמות במאמרים. במכון לטכנולוגיה כימית של הענף הסיבירי של האקדמיה הרוסית למדעים בוצעו עבודות על חקר התמוססות של מתכות לא ברזליות על ידי ממסים שאינם ציאנידים מעפרות וזנבות. הוכח כי צורות מסיסות של מתכות לא ברזליות ומתכות יקרות נוצרות במהלך בליה של זנב העשרה. היכולת של משקה סולפיט להמיר מתכות לא ברזליות ומתכות אצילות לצורה מסיסים מוצגת ב. התוצאות שהתקבלו היוו את הבסיס לטכנולוגיה של שטיפה נימית עולה.

מטרת המחקר היא לקבוע את הממס האופטימלי להפקת מתכות מעפרות זהב וזנבות. נעשה שימוש בשיטת שטיפת התסיסה. מחקר זה הוא שלב מקדים של מחקר טכנולוגי, מאפשר לך לבחור את מגיב השטיפה האופטימלי על כמות קטנה של חומר ולקבוע את מידת המיצוי המקסימלית האפשרית של מתכת מעפרה מסוימת.

חומרים ושיטות מחקר

השטיפה בוצעה עם תמיסות של thiourea, humates, אמוניום יודיד, יוד וליגנין. צריכת הריאגנטים הייתה: תיאוריאה 30 גרם לליטר, 10 גרם לליטר, הומטים - 100 גרם לליטר, אמוניום יודיד - 5 גרם לליטר, יוד - 25 מ"ל לליטר, ליקר סולפיט (ליגנין) 200 מ"ל.

כמשקאות סולפיטים, פסולת מיצירת ביסולפיט של מפעל העיסה והנייר של Yenisei (Krasnoyarsk) עם תכולת מוצקים של 8.7 wt. % ללא עיבוד נוסף או ריכוז. הרכב חומרים אורגניים של לורית - ליגנוסולפונטים - 65-66%, פחמימות - 16-17%, חומצות אורגניות 16-18%.

החפצים למחקר היו העפרות העיקריות של מרבץ שמשון באזור אנגרה התחתונה והפסולת מהעשרת עפרות פולי-מתכתיות של מרכז התעשייה נורילסק, שנאגרה בעמק הנהר. כִּידוֹן. ניתוח כללי של כרייה ותנאים גיאולוגיים, גורמים טבעיים וטכנולוגיים הראה אפשרות להשתמש בטכנולוגיית שטיפה נימית כלפי מעלה באתרים אלה.

המחקרים בוצעו עבור ארבע דגימות, התוכן של רכיבים שימושיים בהם מובא בטבלה. 1.

שולחן 1


מדגם מס' 1
מדגם מס' 2
מדגם מס' 3
מדגם מס' 4

דגימה מס' 1 נלקחה מדגימה טכנולוגית של זנב מזבלה מעופש של מפעל הריכוז נורילסק, המאוחסן בעמק הנהר. כִּידוֹן. חיצונית, החומר הוא חול אפור בגודל בינוני 2.0 מ"מ. מבין מינרלי העפרות קיימים פיררוטיט וכרומיט; כלקופיריט בכמות כפופה; מדי פעם ברוסיט, פנטלנדיט. לאחר מספר עשורים של אחסון, תכולת המינרלים הגופרית אינה עולה על 10%. בנוסף לזהב, המדגם מכיל מתכות מקבוצת Ni, Cu, Co ומתכות מקבוצת פלטינה. ניתוח מינרלוגי הראה ששיעור הזהב החופשי הוא 10-15% מסך תכולתו ונמצא בצמיחת זהב עם סולפידים. הניתוח המינרלוגי של חומר המקור הראה שסולפידים ממתכת לא ברזלית מהווים 60-70%, ובשלבי תחמוצת - עד 15-20%. זהב (~87%) ופלטינה (~19%) מיוצגים על ידי צורות אורגניות, החלק העיקרי של הפלטינה (45%) קשור לתחמוצות של ברזל ומנגן, פלדיום קשור ב-61% למינרלים גופרתיים.

דגימה מס' 2 נלקחה מדגימה טכנולוגית של קרום הבליה באתר ורכנטלובסקי של מרבץ שמשון. הגידול השולט של זהב הוא עם תחמוצות ברזל, במידה פחותה עם קוורץ. הזהב מתחלק באופן שווה יחסית על כל דרגות הגודל. זהב חופשי קיים בעיקר בעדינות של פחות מ-0.044 מ"מ. כתוצאה מבדיקות כבידה, 40% מהזהב הופק לתוך התרכיז. נכון להיום, פיתוח המרבץ מתבצע באמצעות טכנולוגיית כוח הכבידה. תכולת הזהב בזנבות של ריכוז הכבידה היא 0.74 גרם/ט, מה שמצריך עיבוד נוסף על ידי שטיפה. הזהב מתחלק באופן שווה יחסית בין כיתות גודל; ציונים שהתרוקנו עד הציון הסופי אינם קיימים בעפרה. תכולת הזהב בעפרה, שנקבעה על ידי ניתוח מבחן, היא 2.8 גרם/ט. צורתם של גרגרי זהב מורכבת, ספוגית וקיים זהב נקבובי. פתיחה של זהב מתרחשת בעדינות של פחות מ-0.16 מ"מ.

דגימה מס' 3 היא תרכיז ציפה המתקבל מהעפרה של אתר Verkhnetalovsky של מרבץ שמשון בתנאי מעבדה במכונת הנפה מכנית. מצב מגיב: קסנטאט 150 גרם/ט, IM50 - 50 גרם/ט ושמן אורן 160 גרם/ט. משקל מדגם 300 גרם. נפח תא 3 ליטר. היחס S:W = 1:3. זמן ציפה 10 דקות. לאחר ההצפה, העיסה נשטפה מגיבים. לאחר מכן, התרכיז יובש.

דגימה מס' 4 נלקחה מדגימה טכנולוגית של פסולת מעיבוד כבידה של מרבץ שמשון.

דגימות העפרות נכתשו ל-2 מ"מ, גודל רכז הציפה היה 0.44 מ"מ. משקל הדגימה בכל ניסוי היה 100 גרם, נפח התמיסה היה 200 מ"ל. דגימה מרוסקת עם תמיסת שטיפה ביחס של שלב נוזלי למוצק L:S = 2:1 יצרה אינטראקציה במשך 24 שעות בטמפרטורת החדר תוך ערבוב מדי פעם. כדי לשלוט בתהליך, לאחר 1, 2, 4, 24 שעות, דגימות של התמיסה סוננו לניתוח עבור התוכן של רכיבים שימושיים. בתום הניסוי (24 שעות), נותחה גם הדגימה. מיצוי המתכות חושב מהתכולה בתמיסות הסינון. בשולחן. 2 מציג את ערכי ההתאוששות המקסימליים שהושגו כתוצאה מהניסויים.

תוצאות מחקר ודיון

דגימה מס' 1. כאשר משתמשים ב-3% תיאוריאה כפתרון שטיפה, הושגה שחזור הזהב הגבוה ביותר (53.03%) ב-24 שעות מהניסוי. הגיוני להגדיל את זמן הערבול בעת שימוש בתיאוריאה ואמוניום יודיד. כאשר משתמשים בהומטים, ליגנין ויוד, המיצוי המקסימלי מושג תוך 1-4 שעות של הפעלה.

עבור שטיפת פלטינה, פלדיום, נחושת וניקל, התוצאה הטובה ביותר הוצגה על ידי תמיסה של ליקר סולפיט (איור 1).

דגימה מס' 2. המיצוי המקסימלי נצפתה בניסויים עם משך שטיפה של 2 שעות עם הומט (43.18%), 4 שעות עם יוד (33.25%), שעה עם ליגנין (22.14%). עלייה נוספת של משך הזמן עד 24 שעות מובילה לירידה במעבר המתכת לתמיסה (איור 2).

שולחן 2

תוצאות של שטיפת תסיסה

תיאוריאה, 3%

תיאוריאה, 1%

אמוניום יודיד

משקה סולפט

מיצוי, %

דוגמה מס' 1: Au

מדגם מס' 2

מדגם מס' 3

מדגם מס' 4

אורז. איור 1. קינטיקה של מיצוי מתכות לתמיסה באמצעות ליגנין (דגימה מס' 1)

דגימה מס' 3. המיצוי הטוב ביותר (42.13%) התקבל בטיפול ביוד למשך 24 שעות. בטיפול ב-humates למשך 4 שעות, מושגת מיצוי של 26.39%. ממיסים אחרים אינם פועלים בניסויים עם מדגם זה (איור 3).

מדגם מס' 4. באיור. איור 4 מציג את הקינטיקה של מיצוי זהב מהזנב של משקע שמשון לתמיסה באמצעות ממיסים שונים. כפי שניתן לראות, המיצוי המקסימלי של זהב לתמיסה נצפית כאשר משתמשים ביוד (63.66%) למשך 24 שעות שטיפה. עם שימוש באמוניום יודיד ויוד, ניתן להניח עלייה נוספת בהפקת הזהב לתמיסה כאשר הניסוי נמשך יותר מ-24 שעות. (איור 4). לכן, על מנת להתחקות אחר המשך הכיוון של התהליך, יש צורך להגדיל את זמן הערבול עבור פתרונות אלו.

אורז. איור 2. קינטיקה של מיצוי זהב לתמיסה לממיסים שונים (דגימה מס' 2): 1 - הומטים; 2 - יוד; 3 - ליגנין

אורז. איור 3. קינטיקה של מיצוי זהב לתמיסה עם ממיסים שונים (דגימה מס' 3): 1 - יוד; 2 - הומאטים

סיכום

ניסויים הראו כי הפתרונות היעילים ביותר להטיפת זהב מהחומרים הנלמדים הם: פייק - תמיסת תיאוריאה 3%; לעפרת מרבץ שמשון (בסדר יורד) - חומאטים - יוד - ליקר סולפיט; לרכז מרבצי שמשון - יוד - חומאטים; לזנבות של העשרת כוח הכבידה של מרבץ שמשון - יוד - ליקר סולפט - אמוניום יודיד - חומאטים. להפקה של פלטינה, ניקל, פלדיום ונחושת מהפסולת של מפעל נורילסק, ההחלמה הגבוהה ביותר ניתנת על ידי תמיסה של ליקר סולפיט.

אורז. איור 4. קינטיקה של מיצוי זהב לתמיסה לממיסים שונים (דגימה מס' 4): 1 - יוד; 2 - יודיד אמוניום; 3 - humates; 4 - ליגנין; 5 - תיאוריאה

התוצאות המתקבלות מהוות קו מנחה לבחירת הממסים וריכוזיהם, אשר ישמשו בהמשך לבדיקות מעבדה מוגדלות במצב סינון של שטיפה.

מסקנות עיקריות

1. מוצגת האפשרות העיקרית של העברת מתכות אל-ברזליות לתמיסה במהלך שטיפת הזנב של רכז Norilsk עם משקה סולפיט. המיצוי הוא 30-84%. להפקת זהב אפשר להשתמש בתיאוריאה 3%, ההחלמה גבוהה מזו של ממסים אחרים שנחקרו.

2. מוצגת האפשרות העיקרית של העברת זהב לתמיסה במהלך שטיפת עפרות ותרכיז ציפה ממרבצי שמשון עם יוד וחומטים. מיצוי 26-43%.

3. מוצגת האפשרות העיקרית להעביר את הזנבות המעופשים של ההעשרה הגרביטציונית של מרבצי שמשון ביוד ושיכר סולפיט לתמיסת זהב. מיצוי 64-40%.

4. נראה שראוי להמשיך לערוך מחקר על שטיפת החומרים הנלמדים.

קישור ביבליוגרפי

Mikhailov A.G., Kharitonova M.Yu., Vashlaev I.I., Sviridova M.L. שטיפה של מתכות זהב ומתכות לא ברזליות עם ממיסים שאינם ציאניים // הצלחות של מדעי הטבע המודרניים. - 2016. - מס' 7. - עמ' 132-136;
כתובת אתר: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36018 (תאריך גישה: 24/03/2020). אנו מביאים לידיעתכם את כתבי העת בהוצאת ההוצאה "האקדמיה להיסטוריה של הטבע"

ההמצאה מתייחסת להידרומטלורגיה וניתן להשתמש בה לשטיפה ערימה של זהב מעפרות, תרכיזים וזנב. שיטת שטיפת הערמה של זהב כוללת עיבוד של חומרי גלם מינרלים עם תמיסת שטיפה, פילינג, הנחת עפרות מגולגלות לערימה, ריסוס הערימה והפקת מתכת מהתמיסה היצרנית. הפלטיזציה של העפר מתבצעת בתוספת מחמצן מוצק, שהוא סידן חמצן בקצב של 0.1-0.3 ק"ג/ט. תמיסת ציאניד משמשת כתמיסת לחות בזמן הפילוג בכמות המספקת תכולת לחות סופית של 5-30%. צריכת נתרן ציאניד היא 0.1-1 ק"ג/ט, והעפרה המגולפת עוברת טיפול קולי לפני הערימה, והערימה נשארת לעמוד לפני ההשקיה במשך 2-3 ימים. התוצאה הטכנית של ההמצאה היא העצמת מיצוי הזהב על ידי ציאנידציה. 1 תמונה, 1 pr.

ההמצאה מתייחסת לתחום המטלורגיה של מתכות יקרות וניתן להשתמש בה, במיוחד, להפקת זהב במהלך שטיפת ערימה של עפרות נושאות זהב עם תמיסות ציאניד. שיטה ידועה להטיפת זהב מעפרות (1. M.A. Meretukov, A.M. Orlov. Metallurgy of Precious מתכות (ניסיון זר). M.: Metallurgy. S. 97-113. 1991, 2. Heap leaching of precious metals. / Under the עריכת פרופסור M. I. Fazlullin, M.: Publishing House of the Academy of Mining, 2001, עמ' 153-154). על בסיס אטום למים ותקין לסביבה, התקנת מערכת השקיה ערימה ואספקת תמיסת ציאניד באוויר על ידי ספרינקלרים מכניים.

החסרונות העיקריים של שיטות הערימה המשמשות בפועל הם מידת ההפקה הנמוכה של זהב מהעפרה וככלל, משך התהליך המופרז.

על מנת לזרז את התהליך הנדון, מבוצעת קליפת עפרות או גרגירה לפני הערימה באמצעות תמיסת ציאניד וחומרי חמצון נוספים /2/, בפרט, מסופקת תמיסה מחומצת להשקיה. בשיטה אחרת (RF 2361076), שטיפה עם הכנסת חומר חמצון נוסף למערכת מתבצעת בשני שלבים: בשלב הראשון, בתמיסה המכילה תמיסה מימית של מתכת אלקלית הידרוקסיד או תחמוצת סידן ומי חמצן, בשלב השני, עם תמיסה המכילה את המינרל היצרני המתקבל לאחר עיבוד ראשוני של חומרי גלם מינרליים. תמיסה מחוזקת בתמיסה מימית של מתכת אלקלית הידרוקסיד או תחמוצת סידן ומי חמצן, לתוכה מוכנס נתרן ציאניד לריכוז של 0.1 % בפתרון. הכנסת חומרי חמצון נוספים לתמיסות שטיפה מאיצה את התהליך. עם זאת, בפועל, השפעת החמצון מותנית מאוד. בשטיפה הערימה בלחץ אטמוספרי, עודף חמצן מתפזר מתמיסת השטיפה לאטמוספירה למשך זמן קצר מבלי שיש לו את ההשפעה הצפויה. באופן דומה מוגבלת השפעת החדרת מי חמצן, שגם הוא מתפרק תוך כמה עשרות דקות, במיוחד בתנאים של ריסוס תמיסות.

כאב טיפוס, נבחרה שיטה לשטיפה ערימה של זהב הכוללת ריסוק עפרות, כדורי כדורים בהחדרת מלט ותמיסה מימית של נתרן ציאניד, הנחת ערימה על בסיס אטום למים, התקנת מערכת השקיה, אספקת תמיסה מחומצת ע"י השקיה והשגת תמיסות ייצור, המאופיינת בכך שפלוט העפרות מתבצע בצריכת נתרן ציאניד 0.35-0.5 ק"ג/ט וריכוז של 12-15 גרם/ליטר, לפני ההשקיה, הערימה נשמרת למשך 7-8 ימים. . מאפיין מובהק של אב הטיפוס טמון בעובדה שהפלטיזציה של העפרה מתבצעת בתנאים של יצירת הריכוז הגבוה ביותר האפשרי של נתרן ציאניד בתמיסה שמספיגה את חומר העפרות בלחות אופטימלית. במשך 7-8 ימים של עמידה של חומר עפרה מגולגל (שלב התבגרות) הוא המעבר של זהב לתוך קומפלקס הציאניד המסיס שלו ב-65-70%. נתרן ציאניד, המוכנס לעפרה במהלך הפילוג שלה, נספג בחוזקה בחומר העפרה, בעיקר עקב ספיחה. לאחר מכן, זהב מוחלף מחומר העפרות על ידי השקיה במים או על ידי זרימת תמיסות נטולות זהב שנוצרות בתהליך מבלי להוסיף להן נתרן ציאניד למשך 7-15 ימים. מחזור השטיפה במקרה זה חופף למעשה למחזור שטיפת העפר.

הבדל חשוב של אב הטיפוס הוא השימוש בתמיסות מחומצנות רק בשלב השטיפה, ולכן, באופן כללי, מחזור עיבוד העפרות, כולל כדורי כדורי, הערמה ועיבוד עם תמיסת שטיפה בכללותה נשאר די ארוך. כתוצאה מכך, החיסרון המשמעותי ביותר של אב הטיפוס הוא המהירות הנמוכה של התהליך.

הבעיה הטכנית שיש לפתור בשיטה המוצעת היא הגדלת קצב פירוק הזהב. התוצאה הטכנית מושגת על ידי שינוי סוג המחמצן ותנאי אספקתו.

התוצאה הטכנית מושגת בשיטת שטיפת ערימה של זהב הכוללת כדורי עפרות עם הכנסת קלסרים ותמיסה מימית חזקה של נתרן ציאניד, הנחת הערימה על בסיס אטום למים, העמדת הערימה, אספקת תמיסת השטיפה ע"י השקיה והשגת פתרונות פרודוקטיביים. בשונה מהאב-טיפוס, בעת הפילוג, מוסיפים לעפרה סידן חמצן בקצב של 0.1-0.3 ק"ג/ט ותמיסת ציאניד בכמות המספקת תכולת לחות סופית של 5-30%, בעוד שצריכת נתרן ציאניד היא 0.1-1 ק"ג/ט. ט, והעפרות הגולות לפני הערימה עוברות טיפול קולי, ועמידה של הערימה לפני ההשקיה מתבצעת במשך 2-3 ימים.

מהות ההמצאה מומחשת באיור (טבלה), המציגה את תוצאות הניסויים שבוצעו בתנאים דומים.

עדות להשפעה הקובעת של המאפיינים הייחודיים של השיטה המוצעת על השגת התוצאה הטכנית היא מערכת של יסודות תיאורטיים ותוצאות של מחקרים מיוחדים. המשימה המצוינת בהמצאה הנוכחית היא לצמצם את משך מחזור העיבוד של עפרות זהב במצב ערימה. באופן כללי, המחזור מורכב מגלולה, ערימה ועמידה של הערימה ולבסוף השקיה עם תמיסת שטיפה. בשיטה המוצעת, בדומה לאב הטיפוס, העפר מוקפץ בתמיסות עם ריכוז גבוה של ציאניד. מדד זה מספק הזדמנויות לאינטראקציה של זהב ופתרון שטיפה כבר בשלב הגלולה. אך בניגוד לאב הטיפוס בשיטה המוצעת, האצת תהליך השטיפה מושגת בשתי שיטות נוספות: החדרת חומר מחמצן בשלב הגלולה ושימוש בחומר מחמצן יציב יותר לאורך זמן.

הכנסת חומר מחמצן למערכת "עפר - תמיסת ציאניד חזקה", המתווסף לחמצן מהאוויר, הרוויה של התמיסה המרטיבת לריכוזי שיווי משקל של מקסימום 7-8 מ"ג/ליטר /1/, מאפשרת להעצים את האינטראקציה של זהב עם התמיסה כבר בשלב הגרנולציה וההתבגרות. בשונה מהאב-טיפוס, מוצע להשתמש בסידן חמצן במקום בתמיסה מחומצת כחומר מחמצן, והחומר המחמצן מוכנס בשלב הפילוג וערימת העפרה בערימה. מחקרים הראו שסידן חמצן שומר על תכונות החמצון שלו לאורך זמן ובכך מסייע להאיץ את התהליך. בנוסף, תחמוצת סידן הנוצרת במהלך תגובות מתמשכות תורמת לפילוזציה ומפחיתה את צריכת החומר המקשר העיקרי - מלט. המינון האופטימלי של סידן חמצן הוא 0.1-0.3 ק"ג/ט. בצריכה גבוהה יותר של המחמצן, נצפה חמצון מורגש של ציאניד והיעילות הכוללת של התהליך יורדת.

תפקיד חשוב בהשגת מטרה זו הוא צריכת תמיסת הלחות במהלך הגרנולציה ותכולת הלחות הסופית של הגרגירים. בתהליך שטיפת ערימה בעצמים רבים, לאחר זמן מסוים, נפסק למעשה סינון התמיסות דרך הערימה. כתוצאה מהצטברות של חרסיות וחלקיקי בוצה בתוך אזורים בודדים של הערימה, מה שנקרא סתימה, תעלות הסינון נסתמות, מה שגורם להיווצרות בריכות מלאכותיות על פני הערימה, אשר, בתורן, תרמו ל הופעתם של ערוצי שטיפה מקומיים. התוצאה השלילית של השפעה זו היא הפסקה מוחלטת של פירוק הזהב.

המטרה היחידה של גרנולציה היא לגלול את החימר, הרפש ורכיבים עדינים אחרים של העפרה המוערמת. בתיאור אב הטיפוס מומלץ צריכת מים במהלך גרנולציה בטווח של 2.7-3.5%. יש לציין כי פרמטר זה הוא ספציפי לסוגים שונים של עפרות. בפרט, בנוכחות חול גס ואבנים, קצב הזרימה המצוין מספיק; הרבה יותר מים נדרשים לגרגירה של עפרות חימר. בנוסף, הפרמטר הנתון הוא פרמטר כולל, כולל תכולת הלחות הטבעית של העפרה והמים שנוספו במהלך הגרנולציה. ככלל, העפר המגורען חייב לעמוד בדרישות לשמירה על חדירות מים בעת השקיה של הערימה, כלומר. הגרגירים חייבים לשמור על חוזק מספק, ולא נכללת סתימה.

מאחר שבאב הטיפוס ובשיטה המוצעת, האינטראקציה העיקרית של התמיסה והזהב מתרחשת כבר כאשר העפרה מונחת בערימה ובשלב יישון הגרגירים, רצוי ליצור תנאים שבהם אינטראקציה זו תתנהל. בצורה אינטנסיבית ככל האפשר. מתורת ההידרומטלורגיה עולה שקצב השטיפה המרבי מושג בריכוז גבוה של הריאגנט (NaCN) ועודף ממס, או ביחס L:S גבוה. במקרה של שטיפת ערמות, תכולת הלחות בגרגירים צריכה להיות גבוהה ככל האפשר, אך לא לעלות על הערך שבו הגרגירים רוכשים ושומרים על החוזק הנדרש. מצד שני, ריכוז NaCN בצריכה ספציפית קבועה של מגיב זה יהיה גדול יותר, ככל שתכולת הלחות של העפר המוכן נמוכה יותר.

לפיכך, בבחירת תכולת הלחות האופטימלית, יש לקחת בחשבון שני תנאים סותרים, בעוד שיש לקחת בחשבון את עדינות העפר המגורען ותכולת הלחות הראשונית שלה. תוצאות מחקרים ממוקדים מראות שכדי להשיג את המטרה - להאיץ את התהליך בכללותו - תכולת הלחות הסופית של עפרות מגורען, מוכן, לערום עפרות היא 10-30%, בעוד שריכוז נתרן ציאניד בתמיסת ההשקיה. צריך לספק צריכה ספציפית של 0.1-1 ק"ג של NaCN יבש לכל טון עפרה.

בעפרה שהוכנה בתנאים אלו, חמצון ואינטראקציה של זהב עם ציאניד מתחילה כבר בשלב הפילוג. היות שתכולת הלחות של עפרות מגולפות מוגבלת, העברת המונים ממלאת תפקיד מכריע בקינטיקה ושלמותה של שטיפת זהב. גרסאות מסורתיות של העברת מסה אינטנסיבית, למשל, ערבוב, אינן נכללות והשיטה היעילה ביותר, כפי שמוצגת מתוצאות המחקר, היא עיבוד קולי של עפרות בשלב הפילוג. ניסויים מראים שכאשר מסופקים סט של תנאים ופרמטרים מומלצים, כבר לאחר 2-3 ימים בשלב התבגרות הגרגירים, עיקר הזהב עובר לצורה מסיסה וההשקיה שלאחר מכן מספקת רמה גבוהה של מיצוי.

השיטה מתבצעת כדלקמן. עפרה נושאת זהב כתוש מעורבבת עם חומר חמצון יבש - נתרן מי חמצן. לתערובת המתקבלת מוסיפים תמיסת נתרן ציאניד בריכוז מסוים ובכמות המבטיחה שתכולת הלחות הסופית של העפר המוכן היא 10-30%. לאחר מכן יוצקים את העפרה לערימה לעמידה (הבשלה) באוויר. לאחר עמידה של העפרה המגולפת במשך 2-3 ימים, היא מתחילה להשקות בתמיסות ממוחזרות. זהב מופק מתמיסות פרודוקטיביות בשיטות מוכרות, ותמיסות נטולות זהב מחוזקות בחלקן בציאניד ומשמשות לגלולה, בעוד שעיקר התמיסות משמשות להשקיית הערימה ללא חיזוק ציאניד.

דוגמה ליישום השיטה המוצעת הן תוצאות הניסויים הבאים.

עפרת חרסית מחומצנת מאחד ממרבצי אוראל הכילה 1.8 גרם/ט זהב. העפרה מאופיינת בנוכחות בכמויות משמעותיות של שברים עדינים מאוד ורזים. תכולת הלחות של העפרה המקורית הייתה 12%. מחלק מייצג של עפרה במשקל 300 ק"ג נבחרו ידנית חתיכות עפרה גדולות שנגרסו לגודל חלקיקים של 25 מ"מ. החלק הכתוש אוחד עם עיקר העפרה, הוסיפו סידן חמצן וערבבו במערבל תופים מעבדתי למשך 5 דקות, הוספה תמיסת ציאניד חזקה בכמות הנדרשת וגולגלה באותו אגרגט למשך 5 דקות. העפרה המגולפת נשמרה באוויר הפתוח לצורך הבשלת הגרגירים למשך יומיים. מנות עם מסה עומדת של 20 ק"ג הוכנסו לפרקולטור צינורי מעבדתי בקוטר 20 מ"מ והושקו בתמיסת ציאניד ממוחזרת. במהלך ההשקיה, נלקחו דגימות של התמיסה היצרנית במוצא הפרקולטור ונותחו לגבי תכולת זהב. ההשקיה נמשכה עד להפסקת השטיפה וההחזרה המשולבת של זהב לתמיסה לא הגיעה לערך הגבול.

בניסויים שינינו את צריכת סידן חמצן, את תכולת הלחות של העפרות הגלולות (כולל תכולת הלחות הראשונית), את צריכת הציאניד ומשך ההזדקנות של גרגירי העפרות הגלולות לפני ההשקיה.

לשם השוואה, נערך ניסוי לפי תנאי האב-טיפוס: בצריכת נתרן ציאניד של 0.5 ק"ג/ט וריכוז של 15 גר'/ליטר, עמידה בערימה לפני השקיה במשך 7 ימים. תוצאות הניסויים מסוכמות בטבלה (איור 1).

התוצאות מראות כי בעת עיבוד עפרות עם הפרמטרים המומלצים בשלבי הפילוג וההשקיה, משך התהליך הכולל, לרבות הפילוג, היישון וההשקיה למיצוי המקסימלי האפשרי לשיטה המוצעת, קטן פי 1.5-2 מאשר כאשר באמצעות המצבים המומלצים על ידי אב הטיפוס.

ניתוח השוואתי של פתרונות טכניים ידועים, כולל. השיטה שנבחרה כאב טיפוס, וההמצאה לכאורה מאפשרת לנו להסיק כי מכלול המאפיינים המוצהרים הוא המבטיח את השגת התוצאה הטכנית הנתפסת. יישום הפתרון הטכני המוצע מאפשר להפחית את משך עיבוד העפרות במהלך שטיפת ערימה של זהב ולהגביר את יעילות הטכנולוגיה כולה.

שיטה לשטיפה ערימה של זהב מעפרה, לרבות כדורי עפרה בהחדרת קלסרים ותמיסה מימית חזקה של נתרן ציאניד, הנחת ערימה של עפרה מגולפת על בסיס אטום למים, העמדת הערימה, אספקת תמיסת שטיפה בהשקיה ו קבלת תמיסות פרודוקטיביות, המאופיינת בכך שבמהלך הפילוג מוסיפים עפרות לסידן חמצן בצריכה של 0.1-0.3 ק"ג/ט ותמיסת ציאניד בכמות המספקת תכולת לחות סופית של 10-30%, תוך צריכת נתרן. ציאניד הוא 0.1-1 ק"ג/ט, והעפרות הגולות לפני הערימה עוברות טיפול קולי, והעמידה של הערימה לפני ההשקיה מתבצעת במשך 2-3 ימים.