Интенсивное цианирование гравиоконцентрата на новой установке SLR компании Sepro Mineral Systems
Процесс интенсивного цианирования золота разработан сравнительно недавно, в конце прошлого века, и предназначен для извлечения золота из богатых гравитационных концентратов. Процесс интенсивного цианирования основан на использовании высоких концентраций цианида, окислителя (кислород) и щелочи и проводится циклично.
Интенсивному цианированию подвергается гравитационный концентрат, представляющий собой рудный материал крупностью минус 2 мм с содержанием золота от 100 г/т и выше. Обычно на интенсивное цианирование поступает гравитационный концентрат, получаемый в результате гравитационного обогащения руды в центробежных концентраторах, или промпродукт после перечистки на концентрационных столах.
Технология интенсивного цианирования гравитационных золотосодержащих концентратов включает несколько операций: загрузку концентрата в реактор; удаление тонкой взвеси рудных частиц (дешламация) для обеспечения равномерного потока раствора через слой концентрата; добавление реагентов — цианида натрия, щелочи и окислителя; собственно процесс выщелачивания; вывод продуктивного золотосодержащего раствора; промывка водой, осадка и разгрузка выщелоченного кека, после чего начинается новый цикл для следующей партии гравиоконцентрата. Выщелачивающий раствор циркулирует определенное время для достижения необходимого извлечения.
Золото из продуктивного раствора извлекается процессами электролиза или цементации цинковым порошком, либо сорбцией на активированный уголь.
Высокая скорость растворения золота достигается повышенной концентрацией цианистого натрия — 20–25 г/л. В качестве окислителя можно применять сжатый воздух, кислород, перекись водорода, а также реактивы, такие как «Leachaid» или «LeachWellGC».
Для процесса интенсивного цианирования разработано и применяется в основном оборудование трех производителей: установки интенсивного цианирования ACACIA компании Consep, реакторы ILR компании Gekko и конусные реакторы конструкции Иргиредмета. Все они работают по принципу циркуляции выщелачивающего раствора между реактором и емкостью рабочего раствора. После выщелачивания и отстаивания золотосодержащий раствор сливается и направляется на электролиз или цементацию цинком.
К основным недостаткам установок Consep ACACIA и конусных реакторов Иргиредмета можно отнести следующие:
- циркуляция выщелачивающего раствора не заменяет активное перемешивание концентрата с раствором, в результате чего продолжительность процесса растворения золота существенно высока и достигает 24 и более часов;
- забивание картриджа реактора выщелачивания. При засорении картриджа рудными частицами нарушается нормальное распределение восходящего потока раствора по сечению реактора; в выщелачиваемом материале образуются каналы. Вследствие этого часть материала становится недоступной для цианида, что приводит к недоизвлечению металла из концентрата;
- операцией дешламации из концентрата выводятся тонкие шламы, содержащие мелкое золото, которое могло бы успешно цианироваться вместе с основной частью концентрата;
- добавление в процесс выщелачивания химических добавок в некоторых случаях тормозит скорость электролиза золотосодержащего раствора;
- в практике работы установок интенсивного выщелачивания встречаются и другие недостатки: зависание материала в реакторе, тонкие неоседающие шламы в растворе и т.д.
Реакторы ILR компании Gekko представляют из себя барабаны, в которых происходит перемешивание выщелачиваемого материала, что является положительным моментом для процесса растворения золота, однако система имеет достаточно сложную конструкцию для обслуживания: роликовые опоры, цепной привод, уплотнения, что отражается как на стоимости, так и на эксплуатационных затратах. Имеется проблема при полной выгрузке кека из реактора.
Учитывая указанные недостатки, компания Sepro разработала новую установку интенсивного цианирования для извлечения золота из гравиоконцентратов — SLR (Sepro Leach Reactor) (рис. 1).
Рис.1. Общий вид установки интенсивного цианирования концентратов SLR (Sepro Leach Reactor)
Установка SLR имеет относительно простую конструкцию, реализующую технологию интенсивного цианирования, которая используется в золотой отрасли уже многие годы. Она имеет ёмкость сбора гравитационного концентрата (питающий конус), ёмкость выщелачивания с устройством перемешивания (реактор SLR) и перекачивающие насосы. Система полностью автоматизирована и управляется местным ПЛК (программируемый логический контроллер).
Описание принципа работы установки интенсивного выщелачивания SLR
Питающий конус используется для накопления гравитационного концентрата множества циклов центробежного концентратора. Материал в конусе обезвоживается перед каждым циклом разгрузки центробежного концентратора. Моменты времени открытия клапанов рассчитаны таким образом, что у шламовых частиц с золотом есть возможность осесть до момента слива воды. Питающий конус снабжен тензодатчиками, которые позволяют определить количество поступившего концентрата.
Когда в питающем конусе накопилось необходимое количество материала, зумпф-насос перекачивает его в реактор выщелачивания, где вначале происходит дренаж воды, а затем закачивается выщелачивающий раствор цианида требуемой концентрации. Ультразвуковой датчик контролирует уровень заданного объема закачиваемого раствора выщелачивания, после чего подача раствора отключается и включается перемешивающее устройство. Чтобы привести частицы концентрата во взвешенное состояние и не перегружать электропривод, мешалка начинает вращаться с нулевой скорости до требуемой в течение определенного времени, заданного программой на ПЛК.
При достижении взвешенного состояния частиц концентрата и установившегося перемешивания во всем объеме реактора включается подача окислителя — кислорода или перекиси водорода. В процессе выщелачивания датчики отслеживают уровень растворенного кислорода. Если имеется станция подачи кислорода, то устройство барботирования обеспечивает высокий уровень растворенного кислорода. Если же такой станции нет, то может быть использована перекись водорода. Реактор также снабжен датчиком измерения pH для поддержания нужной концентрации гидроксида натрия. В отличие от установок ACACIA и конусов Иргиредмета, процесс растворения золота из гравиоконцентрата в реакторе SLR поддерживается не просто циркуляцией раствора, а за счет активного перемешивания с рабочим раствором цианида в реакторе, оборудованном мешалкой.
После цикла выщелачивания производится дренирование насыщенного золотом раствора. Так как насыщенный раствор дренирует сквозь рудный материал, то он естественным образом отфильтровывается и становится свободным от шламовых частиц. Кроме этого, при фильтрации раствора, содержащего цианид, через слой рудного концентрата происходит процесс дорастворения золота, что увеличивает эффективность цикла выщелачивания.
Затем добавляется вода для промывки кека от остатков цианида и растворенного золота. После завершения дренажа промывочной воды добавляется новая порция воды и включается мешалка, чтобы образовалась пульпа, которую легко можно выкачивать насосом через дисковый клапан, расположенный на дне реактора.
Насыщенный золотосодержащий раствор перекачивается на электролиз, а кек выщелачивания может быть направлен на последующую переработку. Первый промывочный раствор, содержащий цианид и растворенное золото, можно направить в угольную колонну для сорбции золота или использовать для других целей (например, для приготовления выщелачивающего раствора).
Компания Sepro разработала реакторы SLR стандартных типоразмеров, технические характеристики которых приведены в табл. 1.