Установка окислительного обжига хвостов сорбционного выщелачивания золота

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

---

Наблюдающаяся тенденция роста мировых цен на золото наряду с заметным снижением запасов богатого и легкоперерабатываемого сырья в последнее время обуславливает возрaстающий 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.

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 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 трубчатовращающейся печи, которая позволила доказать очень высокую эффективность комбинированной схемы. Недостатком установки была ее низкая производительность. Перед НГМК встал вопрос повышения производительности обжиговой печи. 

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

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

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

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

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.

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 %.

1. Санакулов К.С. Обзор современного состояния и развития комплексного использования техногенных отходов // Горный вестник Узбекистана, 2016, № 2, с. 6–11.
2. Санакулов К.С. Особенности технологии извлечения металла из упорных золотосульфидномышьяковистых руд // Горный вестник Узбекистана, 2014, №2, с. 33–36.
3. Санакулов К.С., Зимин А.В., Арустамян М.А., Нагаева С.П. Технологические особенности материалов после биологического окисления флотоконцентрата // Горный журнал, 2016, № 11, с. 21–25.
4. Санакулов К.С., Эргашев У.А. Теория и практика освоения переработки золотосодержащих упорных руд Кызылкумов — Ташкент: ГП НИМР, 2014, с. 297.
5. Санакулов К.С., Мустакимов О.М., Эргашев У.А., Ахатов Н.А. О целесообразности применения комбинированных технологий для переработки особо упорных золотосульфидных руд // Цветные металлы, 2016, № 2, с. 9–14.
6. Доберсек А., Вотцка Н., Мишина О., Санакулов К.С., Эргашев У.А. Промышленная установка окислительного обжига хвостов сорбционного выщелачивания золота // Материалы X международного конгресса и выставки на тему «Цветные металлы и минералы», Красноярск, Россия, 2018.
7. Albin Dobersek, Norbert Wotzka, Olga Mishina, K.С. Sanakulov, U.A. Ergashev. A new CIL tailings oxidizing roasting plant // Proceedings of European Metallurgical Conference EMC 2019, Du..sseldorf, Germany, Volume 2, pp. 891–902.
8. Санакулов К.С. Особенности вовлечения в переработку техногенных отходов горнометаллургических производств // Горный вестник Узбекистана, 2016, №1, с. 3–7.

---

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.