авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |

Комбинированные методы кюветного и кучного выщелачивания упорного золотосодержащего сырья на основе направленных фотоэлектрохимических воздействий

-- [ Страница 2 ] --

- сульфидно-углистых руд – хлоридно-пероксидной подготовкой с целью глубокого окисления как минеральной матрицы, так и органической составляющей активными хлор- и кислородсодержащими пероксидно-гидроксидными и пероксидно-гидроксильными комплексами, с последующим доокислением бактериями Acidithiobacillus ferrooxidans и Acidithiobacillus thiooxidans. В процессе фотоэлектрохимического окисления сульфидно-углистых руд содержание органического углерода в твердой фазе снижается, содержание хлора в жидкой фазе пульпы увеличивается, снижается сорбционная активность углистых включений, что свидетельствует о вскрытии золотосодержащей матрицы;

-техногенного сырья, образованного в процессе обогащения россыпей с ультрадисперсными включениями золота в шлихах – хлоридно-пероксидной подготовкой с последующей обработкой растворами с активным кислородом;

- окисленных золото-кварцевых руд и техногенного сырья – предварительной подготовкой пероксидом водорода с последующей обработкой кислородом воздуха, сопровождающим процесс выщелачивания цианидами щелочных металлов.

5. Экспериментально подтверждена эффективность переработки упорного золотосодержащего сырья комбинированными методами кюветного и кучного выщелачивания на основе направленных фотоэлектрохимических воздействий за счет повышения сквозного извлечения благородных металлов в зависимости от вещественного состава на 15,3-28,0 %.

Достоверность результатов работы обоснована корректностью поставленных задач, подтверждением правильности разработанной теоретической модели двухстадийного окисления результатами, полученными при экспериментальном изучении и исследовании влияния фотоэлектрохимических воздействий и биоокисления на процесс химического вскрытия сульфидных минералов, а также данными, полученными в процессе технологического тестирования, лабораторных исследований, укрупненных лабораторных и полупромышленных испытаний.

Личный вклад автора состоит в постановке задач и их решении, участии в проведении экспериментальных исследований, в разработке теоретических основ методов интенсификации процессов подготовки упорных руд и техногенного минерального сырья к извлечению ультрадисперсного золота, технологических схем извлечения золота наноразмерного уровня из труднообогатимого минерального сырья, методологии выбора рациональных схем переработки упорных золотосодержащих руд и техногенного сырья, обобщении полученных результатов и обосновании выводов.

Практическая значимость работы

1. Разработаны патентозащищенные комбинированные методы кюветного и кучного выщелачивания упорного минерального сырья на основе использования фотоэлектрохимических воздействий, заключающиеся в том, что подготовку упорных руд, полученных из них продуктов обогащения или техногенного сырья осуществляют дифференцированно с учетом технологических типов, выделяемых по вещественному составу и формам нахождения золота. Это позволило повысить извлечение ценного компонента при переработке бедного пирит-арсено-пиритового золотосодержащего концентрата на 18 %, сульфидно-углистой руды с включениями золотосодержащих углистых веществ на 28 %, окисленной руды с включениями золота наноразмерного уровня на 15,3 %, техногенного сырья с ультрадисперсным золотом: лежалых огарков на 16,6 %, техногенных россыпей гале-эфельных отвалов на 27,6 %.

2. Предложены перспективные направления использования метода кучного выщелачивания золота из упорных руд, позволяющие увеличить извлечение металла на 5-10 % за счет переработки техногенных отходов с низким содержанием золота – 0,5 г/т и более (забалансовая руда и лежалые хвосты в соотношении 1:1) при совместном окомковании в процессе рудоподготовки; глубокой диффузии концентрированных выщелачивающих растворов в штабеле фракционированной по крупности руды; увеличения скорости процесса в результате снижения негативного эффекта кольматации и повышения температуры в штабеле руды, а также уменьшения выбросов загрязняющих веществ.

3. Предложена методология выбора рациональных технологических схем переработки упорного золотосодержащего минерального сырья. Обоснована возможность расширения сырьевой базы золотодобычи Забайкальского края за счет вовлечения в переработку ранее нерентабельного труднообогатимого и бедного минерального сырья, некондиционных руд, техногенного сырья, которые эффективно перерабатываются комбинированными методами кюветного и кучного выщелачивания.

4. Результаты научной работы используются в учебном процессе высших и среднеспециальных учебных заведений по специальности «Обогащение полезных ископаемых» направления подготовки «Горное дело» (акты внедрения: № 27-16/2879 от 10.10.2006 г.; № 63 от 21.05.2008 г.; № 01 от 29.01.2009 г.).

Практическая значимость и приоритет новых технологических решений подтверждены шестью патентами Российской Федерации: 1) на способы подготовки к выщелачиванию упорных сульфидных руд и концентратов, содержащих ультрадисперсное золото, а также бедного золоторудного сырья, включая низкосортные руды, рудные отвалы, лежалые хвосты золотоизвлекательных фабрик и других техногенных отходов (№ 2361937); 2) на способ кюветного и кучного выщелачивания металлов, в том числе благородных, из минеральной массы (№ 2350665); 3) на способы интенсификации кучного выщелачивания золота из минерального сырья (№ 2283883, № 2283879, № 2351664, № 2361076).

Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены на объектах золотодобычи ООО «Руссдрагмет» (ООО НПО «Экопромтехнология») для извлечения золота из лежалых огарков, Au=92,2 % (протокол № 25 от 15.06.2010 г.) и ООО «Артель старателей «Бальджа», Au=91,7 % (протокол № 5 от 12.01.2010 г.); рекомендованы к использованию при разработке технологических регламентов: ООО «ЗабНИИ-технология» на переработку золотосодержащих руд Кондуякского месторождения и Петровской техногенной россыпи (акт внедрения от 12.09.2008 г.), а также ОАО «Ново-Широкинский рудник» и ООО «Тасеевское» на переработку техногенных отходов (лежалых хвостов) обогащения руд Балейского и Тасеевского месторождений Балейской золотоизвлекательной фабрики (акт внедрения от 16.11.2009 г.).

Апробация диссертации. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждены на международных, всероссийских и региональных конференциях, в том числе на Международных совещаниях «Неделя горняка»: Москва, 2002-2009 гг., «Плаксинские чтения»: Москва-Чита, 2002 г., Красноярск, 2006 г., Владивосток, 2008 г., Новосибирск, 2009 г., Пятой Международной научно-практической конференции «Наука и новейшие технологии при поисках, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых» (Москва, 2006 г.), Седьмой, Восьмой Международных конференциях «Новые идеи в науке о земле» (Москва, 2007 г.), Третьей Международной научно-практической конференции, посвященной году планеты Земля и 85-летию Республики Бурятия «Приоритеты и особенности развития Байкальского региона» (Улан-Удэ, 2008 г.), Пятой Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI в. глазами молодых» (Москва, 2008 г.); Международной научно-технической конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья» (Екатеринбург, 2009 г.); Первой международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии и охраны труда» (Курск, 2009 г.); Пятой, Шестой, Седьмой, Восьмой Всероссийских научно-практических конференциях «Кулагинские чтения» (Чита, 2005 г., 2006 г., 2007 г., 2008 г.), Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Анализ состояния и развития Байкальской природной территории: минерально-сырьевой комплекс» (Улан-Удэ, 2006 г.); Третьей межрегиональной научно-практической конференции ЧитГУ (Чита, 2003 г.), Межрегиональных научно-практических конференциях «Перспективы развития золотодобычи в Забайкалье» (Чита, 2003 г.), Молодежном академическом форуме «Молодежь и наука Сибири» (Чита, 2003); Третьей, Четвертой, Пятой научно-практических конференциях горного института ЧитГУ (Чита, 2003 г., 2004 г.); научной конференции, посвященной 25-летию Института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН и памяти члена-корреспондента АН СССР Федора Петровича Кренделева «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований» (Чита, 2006 г.), Седьмой, Восьмой Межрегиональных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и преподавателей образовательных учреждений среднего и высшего профессионального образования (в рамках празднования 90-летия Забайкальского горного колледжа) (Чита, 2007 г.). Работа заслушивалась на расширенном научно-техническом совете ЧитГУ и ИГД СО РАН (Чита, 2009 г.), на ученом совете ОАО «Иргиредмет» (Иркутск, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 70 работ, в том числе 15 работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, а также монография и соответствующие разделы в двух монографиях, 6 патентов, 2 учебных пособия, 10 отчетов по НИР.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 360 страницах машинописного текста, содержит 126 рис., 55 табл., библиографический список из 384 наименований и 15 приложений.

Автор глубоко признателен Заслуженному деятелю науки РФ, д-ру техн. наук Ю.Н. Резнику за консультации при выполнении диссертационной работы.

Автор выражает благодарность за поддержку и методическую помощь д-ру техн. наук Г.В. Седельниковой, д-ру техн. наук В.Ж. Аренсу, д-ру техн. наук А.Г. Секисову, д-ру техн. наук В.П. Мязину, д-ру техн. наук Е.Т. Воронову, д-ру геол.-минер. наук А.И. Трубачеву, д-ру техн. наук А.В. Рашкину, д-ру геол.-минер. наук Л.Ф. Наркелюну; за плодотворную совместную научную работу канд. техн. наук Н.В. Зыкову, канд. техн. наук А.Ю. Лаврову, канд. геол.-минер. наук Д.В. Манзыреву, директору представительства ООО «Руссдрагмет» в г. Чита С.М. Жирякову, генеральному директору ООО «Артель старателей «Бальджа» Л.Х. Гуревичу, инженеру-химику Т.Г. Конаревой, а также другим участникам совместных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Эффективность процесса подготовки упорных руд и техногенного сырья к выщелачиванию достигается путем окисления технологических продуктов, содержащих ультрадисперсное золото, в две стадии: первичное окисление поверхности сульфидных минералов физико-химическим методом с развитием контактной поверхности, концентрированием растворенного кислорода, ионов водорода и двухвалентного железа в пленочной воде, контактирующей с минеральными частицами, и формированием микроучастков с элементной серой; последующее доокисление кислород- и (или) хлорсодержащими реагентами, синтезируемыми в электрохимическом и (или) фотоэлектрохимическом реакторах, и (или) бактериями Acidithiobacillus ferrooxidans и Acidithiobacillus thiooxidans, интенсивно развивающимися на подготовленной поверхности.

Наличие в рудах ультрадисперсного золота является одной из главных причин технологической упорности золоторудного сырья. Под ультрадисперсным золотом понимаются его выделения, рассеянные в кристаллах минералов или в углистом (органическом) веществе, не обнаруживаемые современными электронно-микроскопическими методами исследования. Выделения золота имеют относительно широкий диапазон дискретности распределения в минералах-носителях – от отдельных атомов в составе микроминералов, природных сплавов, органических соединений до моноэлементных кластеров размерами порядка нанометров.

При переработке упорных руд большое практическое значение имеет система технологической типизации золотосодержащих руд, основанная на компонентном критерии – причинности упорности этих руд в цианистом процессе, разработанная д-ром техн. наук В.В. Лодейщиковым с участием К.Д. Игнатьевой (Иргиредмет, 1973-1979 гг.).

Особое место в упорном золотосодержащем минеральном сырье занимают сульфидные руды, в том числе золотопиритные, золотомышьяковые (по оценке экспертов, доля этих руд составляет 30 % мировых запасов золота в недрах). Помимо высокой дисперсности золота в таких сульфидах, причинами их технологической упорности является также наличие органического углерода. Проведённый анализ минерально-сырьевых объектов золоторудных месторождений показал, что руды черносланцевой формации прожилково-вкрапленного типа с тонкодисперсным золотом в сульфидах и углеродистым веществом в количестве 3-5 % представляют наибольший интерес. В России относительное количество таких месторождений составляет около 50 % (Нежданинское, Наталкинское, Советское, Олимпиадинское, Сухой Лог, Майское, Воронцовское, Светлинское, Куранахское, Дарасунское, Новоширокинское, Ара-Илинское, Дыбыксинское, Балейское, Тасеевское, Итакинское, Апрелковский рудный узел, Карийское золоторудное поле, Любавинское и др.).

При переработке упорного сырья с нановключениями золота к основным причинам потерь ценного компонента можно отнести: 1) способы механической дезинтеграции матрицы твердого сырья, не позволяющие измельчить материал размером частиц менее 0,001 см, что не обеспечивает вскрытие микронных включений золота; 2) гидрометаллургические и пирометаллургические процессы, протекающие при низком окислительно-восстановительном потенциале, уровень которого не обеспечивает окисления упорной части матрицы сырья; 3) поглощение растворенного золота из жидкой фазы пульпы при стандартном цианировании глинистыми минералами и углистым веществом, активированными в ходе рудоподготовки, без дополнительных способов, подавляющих сорбционные свойства комплексов.

Основными проблемами извлечения ультрадисперсного золота из руд, концентратов и техногенного сырья при использовании химических способов обогащения являются обеспечение доступа к ценному компоненту выщелачивающего раствора за счет формирования в кристаллах минералов-носителей достаточно развитой системы подводящих микротрещин и пор; выбор эффективной системы окислителей и комплексообразователей, нарушающих первичные химические связи между атомами золота и минералообразующими атомами, а также формирующих с ним более устойчивые связи в сравнении с теми элементами, с которыми оно связано изначально в минеральной матрице; решение вопросов о последовательном и продолжительном выходе золота в жидкую фазу, обусловленных различными формами его нахождения, а соответственно, различными условиями его растворения и переосаждением части растворенного в первые минуты металла на минералы-сорбенты.

Повысить эффективность процесса извлечения ультрадисперсного золота в этом случае можно, увеличив активность кислород-, хлор- и водородсодержащих комплексов в растворе (жидкой фазе). Это связано, в первую очередь, с тем, что в минералах, обладающих повышенной микротрещиноватостью (капиллярностью) и пористостью (слоистой микроструктурой), определяющую роль играет диффузия активных компонентов раствора вглубь минерального каркаса. Во-вторых, нарушение связей между золотом и соответствующими элементами в поверхностных слоях минералов-сорбентов будет зависеть от окисляющей способности содержащих кислород свободных радикалов. В-третьих, например, монтмориллонит, активированный в ходе рудоподготовки при стандартном цианировании, т.е. без дополнительных, подавляющих его сорбционные свойства комплексов, может поглощать уже растворенное золото из жидкой фазы пульп.

В качестве объектов исследований выбраны различные типы руд месторождений Дарасунского, Кокпатасского рудных полей и техногенное сырье Дарасунского (лежалые хвосты, хвосты флотации ЗИФ, забалансовая руда, лежалые огарки) и Ново-Широкинского (хвосты обогащения) рудников, техногенные россыпи гале-эфельных отвалов ООО «Артель старателей «Бальджа».

Отличительной чертой руд Дарасунского рудного поля (Дарасунское, Теремкинское, Талатуйское золоторудные месторождения) является высокое (15-60 %) содержание сульфидов (пирит, арсенопирит, халькопирит, галенит, сфалерит, пирротин и др.) и сульфосолей. Руды сложного вещественного состава (присутствует около 100 минеральных видов) относятся к сульфидно-сульфосолевому минеральному типу и содержат в среднем 14,6-15,4 г/т золота. Полезными компонентами являются золото, серебро, медь, свинец, цинк. Характерна высокая мышьяковистость руд, усложняющая технологический процесс их обогащения и переработки. Золото самородное ультрадисперсное (невидимое), субмикроскопическое и мелкое от 0,06-1,5 мкм до 2 мм. Основными носителями золота Дарасунского месторождения являются пирит (55,6 г/т), арсенопирит (65,5 г/т), халькопирит (193 г/т), сульфосоли (139 г/т), галенит (19,4 г/т), поэтому техногенные отходы, полученные из сырья Дарасунского рудного поля, в процессе добычи, обогащения и переработки концентрата имеют сложный вещественный состав (Au=0,36-7,0 г/т). Техногенное сырье Ново-Широкинского рудника также характеризуется наличием упорного золота (Au=0,8-1,2 г/т).

Кокпатасское рудное поле (месторождения Кокпатас и Даугызтау) представлено окисленными и сульфидными рудами. В настоящее время окисленные руды в основном отработаны и в эксплуатацию все больше вовлекаются первичные сульфидные руды глубоких горизонтов. Железо присутствует в сульфидной и оксидной формах. Рудные минералы сульфидной зоны – пирит, арсенопирит. В форме микроминералов присутствуют халькопирит и сфалерит, редко – галенит, пирротин; нерудные – плагиоклазы, хлориты, слюды, амфиболы, кварц, кальцит. Углистое вещество проявляется в глинистых сланцах на отдельных горизонтах и локализуется преимущественно в межзерновом пространстве, иногда в виде микровключений в пирите и арсенопирите. Пирит присутствует в двух генерациях. Пирит I содержится в переменных количествах от 0,n до 10 %, (в среднем 1-3 %) и представлен неравномерной мелкой и крупной вкрапленностью. Главные рудные минералы комплекса – пирит II и арсенопирит занимают 3-10 %, а на участках с высокими концентрациями золота – не менее 7-10 % объема пород, отношение пирит-арсенопирит меняется от 20:1 до 1:3. Самородное золото и висмут присутствуют в малых количествах и образуют ультрадисперсные включения в арсенопирите, пирите и редко в минералах породы. Арсенопирит в рудных зонах составляет не более 8 % и образует мелкую и тонкую неравномерную вкрапленность.

Химический состав сырья изучался с применением полуколичественного атомно-эмиссионного спектрального анализа и количественного рентгенофлуоресцентного анализа. Массовая доля общего органического углерода определялась по методу Тюрина. Выделение битумоидной фазы исследуемого минерального сырья проводилось спирто-бензолом (СББ) в соотношении (2:1) по классической схеме, принятой в органической химии. Массовая доля СББ и содержание золота в нем определялись атомно-абсорбционным методом анализа. В пробах сульфидно-углистой руды месторождения Кокпатас, хвостов флотации, лежалых хвостов и лежалых огарков Дарасунской ЗИФ массовая доля СББ составила 0,004 %, 0,001 %, 0,001 % и 0,001 %; содержание золота в СББ 1,8 г/т, 0,5 г/т, 0,81 г/т и 0,08 г/т соответственно. Следовательно, в пробах нерастворимый компонент кероген составляет основную массу углеродистого вещества (более 99 %).



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.