Промышленная установка окислительного обжига хвостов сорбционного выщелачивания золота

А. Доберсек (к.т.н.), Н. Вотцка, О. Мишина (к.т.н.) — Engineering Dobersek GmbH
К.С. Санакулов (профессор, д.т.н.), У.А. Эргашев (д.т.н.) — ГП «Навоийский горно-металлургический комбинат»

Наблюдающаяся тенденция роста мировых цен на золото наряду с заметным снижением запасов богатого и легкоперерабатываемого сырья в последнее время обуславливает возрастающий интерес к вовлечению в переработку так называемых упорных золотосодержащих руд, извлечение золота из которых при применении стандартных операций (прямое цианирование) не отвечает современным требованиям. Кроме того, постепенно становится актуальной проблема вовлечения в переработку техногенных образований [1].

При этом золотодобывающая промышленность в ближайшем будущем будет вынуждена столкнуться с проблемой сохранения уровня производства, и тем самым возрастающую роль в изменении и переосмыслении методов добычи и производства золота станут играть экологические, социальные и государственные факторы.

В основном известными методами кондиционирования являются автоклавное и бактериальное окисление, сверхтонкое измельчение с последующим окислением сульфидов в атмосферных условиях, а также окислительный обжиг и другие методы, применяющиеся в переработке упорных руд и руд двойной упорности.

Большинство вышеперечисленных методов позволяют вскрыть прежде всего золото, находящееся в тонковкрапленном состоянии в сульфидных минералах, например, в пирите или арсенопирите.

Золото, связанное с углеродистым веществом, при этом не вкрывается из-за тесной ассоциации по типу «взаимопрорастания» сульфидов и углистого вещества. Углеродистые образования, по данным рентгеноструктурных испытаний, представляют собой агрегаты тонкодисперсных частиц в рассеянном состоянии, которые пигментируют поверхность других минералов и цементируют их [2–3]. 

Установлено, что наличие в рудах рассеянных углеродистых образований оказывает блокирующее действие на золото и сульфиды при определенных технологических операциях. Это обусловлено тесной природной ассоциацией углеродистого вещества с золотом и сульфидами, а также образованием вторичных (техногенных) покрытий на поверхности минералов.

Окислительный обжиг обеспечивает практически полное окисление углистого вещества, которое при наличии у него выраженной сорбционной активности является причиной значительных потерь металла с твердой фазой хвостов цианирования. Часто имеют место оба фактора упорности — нераскрытость золота и сорбционная активность рудных минералов, обуславливающие их особую упорность [4].

К такому типу относятся сульфидные руды месторождений Кокпатас и Даугызтау. Специалисты НГМК по результатам детальных научных исследований и производственных экспериментов обосновали целесообразность применения комбинированных технологий для переработки особо упорных золото-сульфидных руд [5–8].

Для исследования комбинированной схемы перереботки в НГМК была разработана, построена и запущена в работу опытно-промышленная установка (ОПУ) по обжигу хвостов сорбции с использованием трубчато-вращающейся печи, которая позволила доказать очень высокую эффективность комбинированной схемы. Недостатком установки была ее низкая производительность. Перед НГМК встал вопрос повышения производительности обжиговой печи.

Рис. 1. Установка обжига хвостов сорбции после ввода в эксплуатацию. Установка обжига состоит из следующих основных узлов: узел фильтрации исходной суспензии; промежуточный склад фильтр-кека; узел сушки фильтр-кека; узел грануляции фильтр-кека; узел обжига гранулированного материала; узел сухого пылеулавливания; узел мокрой газоочистки; узел измельчения огарка; система водоохлаждения.

В частных случаях переработки особо упорного золотосодержащего сырья добиться глубокого извлечения золота возможно только за счет применения комбинации вышеперечисленных методов кондиционирования. Для переработки данных руд на Навоийском горно-металлургическом комбинате учёными Навоийского горно-металлургического комбината была разработана и внедрена, при участии компании «Инжиниринг Доберсек» (Германия), комбинированная технологическая схема.

В результате поиска в направлении повышения производительности и эффективности в качестве агрегата обжига выбор был сделан в пользу печи с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС). 

Рис. 3. 3D-модель печи обжига с циркулирующим кипящим слоем

Данный тип оборудования обеспечивает высокую произв одительность процесса обжига наряду с отличными показателями по удалению вышеупомянутых элементов, являющихся причиной упорности материала к процессу цианирования.

Последовательность технологического процесса: вначале проводится процесс биокисления флотоконцентрата. В результате вскрывается золото, ассоциированное с сульфидными минералами, которое извлекается на последующей стадии сорбционного цианирования, а основная часть мышьяка растворяется и затем переводится в твёрдое состояние в виде нерастворимого скородита (FeAsO4). Далее твердый продукт сорбционного выщелачивания с низким содержанием мышьяка подвергается окислительному обжигу, при котором удаляется углеродистое вещество и остаточные концентрации сульфидной серы и (частично) мышьяка, что приводит к тому, что на заключительной стадии сорбционного цианирования из обожжённого материала (огарка) извлекается значительная доля золота.

Также особенного внимания заслуживает узел мокрой очистки, в котором был реализован многостадийный процесс охлаждения и промывки газа, обеспечивающий соблюдение требований по остаточным содержаниям вредных примесей отходящего газа, таких как мышьяк и сера, на выходе из установки

.

Рис. 2. 3D-модель установки обжига хвостов сорбции

Перед принятием решения о строительстве установки обжига была проведена многостадийная исследовательская работа, включающая в себя как лабораторные, так и полупромышленные испытания. Кроме собственно испытаний по обжигу, были проработаны все подготовительные операции, которые необходимо провести перед обжигом, такие как обезвоживание хвостов с отмывкой фильтр-кека от цианидов, сушка фильтр-кека, грануляция высушенного фильтр-кека в условиях, максимально приближенных к реальным условиям промышленной установки. На основании полученных в результате испытаний данных был произведен расчет компонентов основного технологического оборудования промышленной установки окислительного обжига хвостов сорбции. Запуск установки в эксплуатацию состоялся в авгус те 2019 года. 

Рис. 4. Установка обжига хвостов сорбции. Узел грануляции и обжига

Результаты вышеописанных работ обеспечены обширной патентной защитой. За счет внедрения процесса окислительного обжига в печи ЦКС на ГМЗ-3 «Навоийского горно-металлургического комбината» удалось достичь поставленной цели по увеличению продукции на заводе примерно на 10 %.

119002, Москва, Арбат 19, корп. 1. Тел. +7 (495) 697-74-78. Факс +7 (495) 697-20-75.
E-mail: info.ru@dobersek.com   www.dobersek.com

Опубликовано в журнале “Золото и технологии”, № 1 (51)/март 2021 г.