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 ||

Технология извлечения золота из бедных руд в условиях удаленного расположения месторождений

-- [ Страница 2 ] --

Определено, что энергетические воздействия, реализуемые перед циклом выщелачивания в течение 10 мин., приводят к повышению технологических показателей: достигается прирост извлечения золота в раствор от 4,2 до 6,3 % при одновременном уменьшении содержания золота в хвостах цианирования в среднем на 57% и повышении содержания в золотосодержащих растворах более чем на 54% (относительных).

Для объяснения технологического эффекта, полученного после ультразвуковой обработки, с применением современного метода растровой электронной микроскопии изучена морфология поверхности сульфидных образцов (зерен природного пирита) до начала ультразвуковой обработки и после акустических воздействий соответственно (рис. 1).

В табл. 2 приведены результаты микроанализа поверхности зерна природного пирита до ультразвуковой обработки (положение участков указано цифрами на рис.1 б).

Обнаружено, что в результате ультразвуковой обработки с поверхности полностью удаляются любые загрязнения, присутствовавшие на природном пирите (рис. 1в), а также тонкие корки кварца и глинистые примазки. На чистой поверхности обнажилась грубая штриховка, характерная для пирита и невидимая ранее.

Помимо вышеуказанного, выявлены значительные изменения в морфологии поверхности, связанные с образованием дефектов в виде многочисленных каналов разного размера и кратеров, образовавшихся после ультразвуковой обработки (рис. 1г).

Табл. 2. Результаты микроанализа различных участков поверхности исследуемого зерна пирита

№ участка Элемент, %
Na Al Si S K Ca Fe Cu
1 7,6 16,3 48,3 14,2 1,2 1,0 10,6 0,6
2 - 20,0 25,3 14,5 16,9 - 23,0 0,4
3 - 3,3 - 51,7 - - 45,0 -

Для определения изменений состава поверхности золотосодержащих сульфидов на глубину 2 нм после ультразвуковой обработки проведены исследования методом рентгенофотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) на микроанализаторе SPECS. Рентгеноэлектронные спектры 2p-линий S и Fe до и после обработки ультразвуком приведены на рис.2.

 Рентгеноэлектронные спектры 2p-линий S и Fe до и после обработки ультразвуком -2

Рис. 2. Рентгеноэлектронные спектры 2p-линий S и Fe до и после обработки ультразвуком

Результаты показали, что в исходном образце, в пределах анализируемого слоя, основная часть железа находится в низкоспиновом состоянии Fe2+, характерном для пирита (узкий пик с энергией связи Есв=707,2 эВ), но после ультразвуковой обработки интенсивность полосы низкоспинового железа Fe2+ падает и растет максимум окисленного железа Fe3+ при Есв=711 эВ.

На пирите происходит разупорядочение поверхностного слоя, что приводит к разрыву связей сера-сера в дисульфидных группах с образованием моносульфидных ионов, а Fe2+ переходит из низкоспинового состояния в высокоспиновое или (и) окисленную форму. В результате ультразвуковой обработки возрастает интенсивность линий моносульфидных и полисульфидных ионов, количество которых меняется с 38% до 60 % и с 11% до 13% соответственно. Кроме того, после ультразвуковой обработки количество углерод- и кислородсодержащих загрязнений снижается.

Таким образом, установлено, что ультразвуковое воздействие способствует, с одной стороны, разупорядочению, окислению и растворению (коррозии) поверхности минералов, а с другой стороны удаляет с поверхности различные загрязнения. Обнаружено, что халькопирит под действием ультразвука корродирует сильнее, чем пирит, с образованием железодефицитной поверхности (ионы железа вымываются в первую очередь), происходит образование сульфидов меди Cu1-xS.

Полученные результаты позволили объяснить технологический эффект интенсификации процесса выщелачивания после ультразвукового воздействия:

-окисление поверхностного двухвалентного железа до трехвалентного с образованием оксигидроксидов оказывает благоприятное воздействие, поскольку эти соединения не позволяют цианиду связываться в железисто-синеродистые соединения;

-эффект отслаивания поверхностных соединений и образования микродефектов вызывает увеличение площади контакта золотосодержащих сульфидов с выщелачивающими агентами, а, следовательно, и эффективности процессов цианирования.

Для определения влияния сорбированного на поверхности сульфидов ксантогената на показатели цианирования проведены исследования методом рентгенофотоэлектронной микроскопии при флотационном (100 г/т) и повышенном расходе (300 г/т) реагента.Для этого с помощью спектрофотометра SPECS были записаны спектры линии S 2p и Fe 2p исходного рудного образца, представленного пиритом с халькопиритом, а также после обработки ксантогенатом при различных расходах.

Обнаружено, что при обработке образца 300 г/т ксантогената в спектре 2p-линии Fe возрастает интенсивность пика при Eсв=711 эВ, то есть растет доля Fe2+, что говорит о снижении процессов окисления. При расходе 100 г/т не наблюдается аналогичной зависимости, следовательно, не происходит существенного замедления процесса окисления.

2. Вовлечение в переработку бедных золотосодержащих руд в условиях удаленного расположения месторождений с получением конкурентноспособных технологических показателей обеспечивается за счет предконцентрации металла на месторождении методом гравитационно-центробежной сепарации (отсадки), совершенствования реагентного режима при флотационном доизвлечении металла из хвостов доводки тяжёлой фракции, предварительного обогащения и ультразвуковой обработки черновых концентратов перед цианированием на золотоизвлекательной фабрике.

Эксперименты по возможности предконцентрации исследуемого материала гравитационным методом выполнены при крупности обогащаемого материала -0,5+0 мм, -0,2+0 мм и -0,071+0 мм по двух- и трехстадиальной схемам. В качестве аппаратов для гравитационного обогащения использовались центробежные концентраторы Итомак KH-0,1, Falkon L40, а также центробежно-отсадочная машина Kelsey J200 CJ.

В результате проведения исследований по двухстадиальной схеме определено, что суммарное извлечение металла в концентраты при реализации экспериментов варьировало от 45,64 % до 66,84%, степень концентрации при этом изменялась от 4,2 до 15, однако содержание в хвостах составило не ниже 0,45-0,68 г/т. Результаты обогащения по трехстадиальной схеме приведены в табл. 3.

Табл.3. Результаты исследований по предконцентрации металла гравитационным методом

Продукты Выход, % Содержание, г/т Извлечение, %
FALCON L40
Гравиоконцентрат 6,74 14,74 75,84
Хвосты 93,26 0,34 24,16
Исходная руда 100,00 1,31 100,00
ИТОМАК KH-0,1
Гравиоконцентрат 15,24 5,62 66,00
Хвосты 84,76 0,52 34,00
Исходная руда 100,00 1,30 100,00
Kelsey J200 CJ
Гравиоконцентрат 27,29 4,88 92,90
Хвосты 72,71 0,14 7,10
Исходная руда 100,00 1,43 100,00

Определено, что отсадочная машина Kelsey J200 CJ обеспечивает самое высокое извлечение металла в концентрат 92,9%, при этом получен продукт с отвальным содержанием в нем золота 0,14 г/т.

C целью повышения содержания золота и учитывая повышенный выход тяжелой фракции Kelsey, ее перечищали на концентрационных столах Gemeni GT60 и СКО-0,5. Определена возможность выделения «золотой головки».

По данным фазового анализа, более 26% всего золота в руде ассоциировано с сульфидами. Учитывая, что основная масса золота находится в классах флотационной крупности, а также разнообразные формы его выделений, в работе исследовалась возможность эффективного доизвлечения золота из хвостов цикла доводки тяжелой фракции предварительного обогащения.

Исследования флотационным методом осуществлялись в лабораторной флотационной машине механического типа 240 ФЛ, при этом агитацию, основную и контрольную операции проводили в камере объемом 3 л. Для раскрытия зерен ценного компонента необходимая тонина помола исследуемого материала составляла 80% класса -0,074 мм, масса навески - 1,5 кг, процесс флотации реализован в щелочной среде при рН~8,5 до истощения пены. Процесс оценивали по эффективности обогащения (критерию Хенкока-Люйкена):

,%, (1)

где – извлечение ценного компонента в концентрат, %; -выход концентрата, %; - содержание ценного компонента в исходной руде, г/т.

При изучении влияния медного купороса на процесс активации поверхности сульфидных минералов, его расход его варьировал от 20 до 100 г/т (рис. 3). Установлено, что при подаче реагента в количестве 40 г/т достигнуты более высокие технологические показатели: потери золота с хвостами уменьшились с 32 % до 12 % при одновременном снижении содержания золота в них с 0,51 г/т до 0,2 г/т.

Поскольку флотируемость золота можно существенно улучшить, применяя ксантогенат в сочетании с таким реагентом как карбамид, проведены эксперименты с различным его расходом, который варьировал в пределах от 10 до 50 г/т с шагом 10 г/т. Результаты воздействия карбамида на технологические показатели обогащения представлены на рис. 4.

Расход карбамида, равный 30 г/т, дает возможность получения концентрата с выходом 7% и содержанием 17,78 г/т, при извлечении золота 87,49 %. Потери металла с хвостами уменьшились с 12% до 10%, при этом содержание золота в них снизилось с 0,2 г/т до 0,16 г/т.

Для эффективного извлечения свободного тонкого золота и сульфидов с измененной поверхностью испытан отечественный аналог реагента R-404 (меркаптобензотиазол) каптакс. Изучено влияние сочетания реагентов-собирателей каптакса и ксантогената на процесс флотации. Суммарный расход реагентов, подаваемых в основную флотацию, составлял 150 г/т при соотношении расходов реагентов основной и контрольной операции 2:1.

Результаты флотации с применением сочетания собирателей приведены на рис. 5.

Определено, что при изменении доли ксантогената в сочетании реагентов от 0,2 до 1 содержание золота в концентрате изменяется с 10 г/т до 15 г/т, извлечение при этом варьирует от 82% до 86%. Для условий, когда доля ксантогената в сочетании с реагентом каптакс составляет 0,4, возможно получение продукта со следующими показателями: содержание золота в концентрате 10 г/т при извлечении 86%. Потери металла с хвостами составили менее 12% с содержанием в них золота 0,19 г/т. Таким образом, имеет место синергетический эффект взаимодействия реагентов, происходит прирост извлечения золота в пенный продукт.

В результате обоснована необходимость флотации хвостов цикла доводки тяжелой фракции предварительного обогащения в режиме, предусматривающем кондиционирование с 40 г/т медного купороса, 30 г/т карбамида, 60 г/т бутилового ксантогената, 90 г/т каптакса в щелочной среде, создаваемой кальцинированной содой при расходе 200 г/т.

На основании результатов диссерта-ционного исследования предлагается комбинированная технология извлечения золота из бедных по содержанию золотосодержащих руд, представленная на рис. 6.

Комбинированная технология включает предконцентрацию металла из руды на месторождении, обогащение полученной тяжелой фракции в условиях ЗИФ. Предусматривается флотационное извлечение золотосодержащих сульфидов с использованием сочетания собирателей и ультразвуковая обработка концентратов перед цианированием.

Экономическая оценка промышленной реализации комбинированной технологии показала ее перспективность и окупаемость вложенных инвестиций уже на первом году использования.

Заключение и выводы

Диссертация является научно-квалификационной работой, на основании результатов которой решена актуальная научно-техническая задача по обоснованию и разработке технологии, позволяющей вовлечь в переработку бедную по содержанию золото-кварцевую руду одного из месторождений Красноярского края. Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Изучен вещественный состав руды месторождения «Золотое» и основные ее характеристики, обуславливающие трудности извлечения золота по традиционной гравитационно-флотационно-гидрометаллургической технологии.

2. Разработана технология обогащения и переработки бедных золотосодержащих руд нового месторождения, предусматривающая предконцентрацию металла на месторождении гравитационным методом, доводку полученной тяжелой фракции, флотацию хвостов доводки в предложенном реагентном режиме, а также ультразвуковую обработку черновых концентратов перед циклом гидрометаллургического извлечения золота.

3. Обоснована и экспериментально подтверждена эффективность использования гравитационно-центробежной сепарации (отсадки) для предконцентрации металла из руды на месторождении, выделения продукта с отвальным содержанием (0,14 г/т) золота и снижения расходов на транспортировку.

4. Предложено сочетание реагентов модификаторов и собирателей, обладающее синергетическим эффектом, и обеспечивающее интенсификацию флотации хвостов доводки тяжелой фракции предварительного обогащения.

5. Обоснована и экспериментально подтверждена эффективность применения ультразвуковой обработки для повышения технологических показателей цианирования черновых золотосодержащих концентратов: в лабораторных условиях получен прирост 8 %, испытаниями на текущих пульпах ЗИФ «Советская» показан прирост на 4,2 %.

6. Выявлены количественные зависимости, характеризующие поведение процесса выщелачивания от продолжительности ультразвуковой обработки (при мощности ультразвука 300 Вт и частоте 35 кГц) и обоснован оптимальный режим предварительной активации черновых концентратов перед цианированием.

7. Обосновано негативное влияние повышенного количества реагента-собирателя, сорбированного на поверхность сульфидов во флотационном цикле, на результаты цианирования черновых концентратов, обработанных ультразвуковыми воздействиями.

8. С применением современного комплекса физико-химических методов исследования показано, что ультразвуковая обработка способствует образованию дефектов в на поверхности сульфидов, очистке поверхности от различных углерод- и кислородсодержащих загрязнений, переводу нежелательных примесей в безопасные для цианида соединения, что повышает эффективность цианирования, учитывая диффузионный характер растворения золота.

9. Выполнена экономическая оценка и показана эффективность от реализации предложенной комбинированной технологии на примере одной из действующих ЗИФ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гроо Е.А. Технологическая оценка обогатимости убогой золото-кварцевой руды флотационным методом / Н.К. Алгебраистова, Е.А. Гроо, А.В. Макшанин, Д.А. Гольсман, К.Е. Ананенко // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2011. № 4. С.223-228.

2. Гроо Е.А. Гравитационные аппараты для предконцентрации металлов из убогих золото-кварцевых руд / Н.К. Алгебраистова, Д.А. Гольсман, К.Е. Ананенко, Е.А. Гроо, А.В. Макшанин // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2011. № 3. С. 210-215.

3. Гроо Е.А. Исследование влияния ультразвуковой обработки для интенсификации процессов извлечения золота из труднообогатимого сырья / Е.А. Гроо, Н.К. Алгебраистова, А.М. Жижаев, А.С. Романченко, А.В. Макшанин // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2012. № 2. С.89-96.

4. Гроо Е.А. К вопросу интенсификации процесса выщелачивания золота / Н.К. Алгебраистова, Е.А. Гроо // Материалы Международного совещания «Плаксинские чтения-2010». г. Казань, 13-18 сентября 2010 г. С.338-341.

5. Гроо Е.А. Изучение вещественного состава и обогатимости малосульфидной золото-кварцевой руды / Н.К. Алгебраистова, В.Г. Михеев, Е.А. Гроо, А.В. Макшанин // VIII Конгресс обогатителей стран СНГ, г. Москва, 28 февраля-02 марта 2011г. Т1. МИСиС. С. 201-203.

6. Гроо Е.А. Способ интенсификации процесса выщелачивания золота / Н.К. Алгебраистова, Е.А. Гроо // Цветные металлы-2010: Сборник докладов второго международного конгресса. Красноярск: ООО «Версо», 2010 г. С.351-353.

7. Гроо Е.А. Об одном из способов интенсификации процесса выщелачивания золота / И.В. Овечкина, Е.А. Гроо // Молодежь и наука: начало XXI века. Сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. МИОЦ ФГОУ ВПО «СФУ». Красноярск, 2010. С.202-205.

8. Гроо Е.А. Интенсификация флотации бокситов / Н.К. Алгебраистова, Н.В. Филенкова, А.А. Кондратьева, Е.А. Гроо, И.И. Шепелев, И.В. Лукьянов // VII Конгресс обогатителей стран СНГ, г. Москва, 28 февраля - 2 марта, 2009. Режим доступа: http://www.minproc.ru/thes/index.html?year=2009&section=1.



Pages:     | 1 ||
 





 
© 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.