Перколяционное выщелачивание золота из первичных руд

Материал проб усредняли по стандартной методике с отбором проб для пробирного, химического, спектрального и ситового анализов (таблица 1).

Рациональным анализом установлено, что 53,85 % золота находится в виде свободного, 28,2 % в виде сростков, 7,69 % – с кислоторастворимым покрытием, а 7,7-10,2 % – ассоциировано с сульфидами (рисунок 1).
Таблица 1 – Химический состав проб первичных руд

Гранулометрический анализ усредненных проб проводили методом рассеивания на классы с помощью сит с различной величиной отверстий, который показал неравномерность распределения золота по классам крупности, также выявили, что мелкий класс в пробах наиболее обогащен: в пробе № 1 – 0,063 мм, № 2 – 1,0 мм, № 3 – 5,0 мм (таблица 2).

Пробирный анализ золота проб проводили по методике, достоинством которой является возможность определения содержания благородных металлов из больших навесок с чувствительностью 0,1 г/тонну руды [2].

Кучное выщелачивание в лабораторных условиях моделировали в перколяторах, которые представляют собой цилиндр диаметром 250 мм и высотой 1500 мм, с коническим перфорированным днищем, переходящим в патрубок с краном, со слоем легкопроницаемой для раствора тканью. Для повышения эффективности процесса перколяционного выщелачивания вначале производили влагонасыщение руды в течение 4 суток [2]. Оптимальные параметры выщелачивания, такие как концентрация растворителя, плотность орошения и пауза между орошениями для первичных руд, были установлены экспериментально. В качестве выщелачивающего реагента в перколятор сверху подавали щелочной раствор цианида натрия (NaCN) в капельном режиме. Растворитель, проходя через массу руды, собирался в специальный сборник для продукционного раствора. Поскольку NaCN в кислой среде быстро разлагается, выделяя синильную кислоту и превращаясь в карбонаты, то рН исходного раствора поддерживался в пределах 10-11, а корректировку его значений осуществляли с помощью рН–метра. В перколяторах происходят эффекты, суть которых состоит в том, что среду, где просачивается раствор, рассматривают как перколяционный кластер, т.е. систему узлов (поры) и связей между ними. Свойства узлов и связей тесно связаны с фрактальной размерностью, характеризующей «сложность» исследуемой среды, причем распределение пор и связей подчиняется степенному закону с дробным показателем и обладает самоподобной структурой [3].

В водных растворах цианидов щелочных металлов имеет место реакция гидролиза с образованием токсичной летучей цианистоводородной кислоты. При высокой щелочности среды рН > 10 равновесие этой реакции практически нацело смещается в сторону образования NaCN, что обеспечивает минимальное загрязнение окружающей среды синильной кислотой и предотвращает образование комплексных солей железа. В качестве защитной щелочи использовали раствор гидроксида натрия (NaОН), содержание которого в цианистых растворах определяли титрованием 0,1 н раствором соляной кислоты в присутствии индикатора 0,5 % раствора фенолфталеина, только после того как в исходной пробе был определен свободный цианид. После каждого орошения образующийся золотосодержащий продукционный раствор анализировали на содержание золота, остаточного цианида и значения рН среды. Определение содержания металлов в растворах проводили методом атомной абсорбции, который обеспечивал чувствительность металла до 0,01 мг/дм.

Перколяционное выщелачивание проводили в течение 60 суток до снижения концентрации золота в продукционных растворах менее 0,1 мг/дм³. В заметных количествах золото обнаруживается в растворах выщелачивания через 4 суток, так как в начальный период происходит смачивание минералов золота и образование комплексных цианидов. Наибольшее извлечение металла в раствор достигается из проб с максимальной крупностью –10,0 + 5,0 мм на 30 сутки, затем прирост золота незначителен (рисунок 2).

Рисунок 2 – Кинетика перколяционного выщелачивания

Результаты ситового анализа кеков цианирования показывают, что наибольшее количество неизвлеченного металла наблюдается в крупных классах руды, в которых сосредоточено тонкодисперсное золото, вкрапленное в сульфидные минералы, или находящиеся в виде сростков (таблица 3).

Рисунок 3 – Зависимость концентрации золота

В результате выщелачивания руды извлечение золота в раствор составило: для пробы № 1 – 51,2 % при содержании в кеке 1,21 г/т; для № 2 – 33,1 % при содержании в кеке 1,94 г/т и для № 3 – 45,4 % при содержании в кеке 2,13 г/т.