Разработка и производство установок для цехов гидрометаллургии кучного выщелачивания и обогатительных фабрик

А.Н. Зубов — директор ООО «АМТ-ПРОМ».

Компания «АМТ-ПРОМ» является приемником АМТ, которая работала на рынке нестандартного оборудования для золотодобывающей промышленности с 2006 г. Основное направление предприятия была разработка и изготовление печей реактивации, а также восстановление сорбционных свойств активированных углей для цехов водоподготовки и цехов гидрометаллургии благородных металлов. Печи термической реактивации угольного сорбента были поставлены на такие предприятия, как «Рудник Валунистый», месторождение Таборное, «Поиск», «Прииск Соловьевский», «Золото Селигдара» и другие золотодобывающие предприятия.

Учитывая спрос на печи реактивации, а также и на другое нестандартное оборудование для цехов гидрометаллургии по переработке золотосодержащих растворов кучного выщелачивания и обогатительных фабрик мы приступили к их разработке и изготовлению.

Так для цехов гидрометаллургии кучного выщелачивания мы разработали модули установок различной производительности, которые можно объединять между собой в полные схемы цехов гидрометаллургии от отделения сорбции до получения кондиционного катодного осадка. Такая схема представлена на рисунке 1.

Рис 1. Схема цепи аппаратов гидрометаллургического цеха по переработке продуктивных растворов кучного выщелачивания. Производительность по растворам КВ — 990 м3/час. Производительность по углю — 12 т за цикл (две установки десорбции по 6 т)

В части изготовления нестандартного оборудования для технологических установок компания «АМТ-ПРОМ» сотрудничает с такими предприятиями, как «НПО «ОПЭКМАШ», «ЭЛТЕКО», «РусАвтоматизация», «Гальванические технологии» и другие предприятия. Установки комплектуются насосным оборудованием, запорной арматурой и шкафами управления, включающими локальные системы автоматизации. Изготавливаемое и поставляемое оборудование имеют паспорта, сертификаты соответствия и инструкции по эксплуатации модульных установок.

Рис. 2. Конструкции сорбционных колонн: слева — СНК-Д (1,6 ÷2,5 м); справа — СКАУ-Д (1,6÷3 м)

Идеальным условием для заказа установок является разработка и предоставление предварительного коммерческого предложения (ТКП) на стадии ТЭО, составления регламента или в крайнем случае проектирования. «АМТ-ПРОМ» работает с такими проектными организациями, как проектный институт «ТОМС», «АкадемГео» (г. Новосибирск), «Геотехпроект» (г. Екатеринбург), ВНИИ Цветмет (Республика Казахстан), «Забайкал-золото проект» (г. Чита), сейчас подразделение ТОМС, ЕМС Майнинг (г. Санкт-Петербург).

Рис 3. Одностадийное и каскадное расположение колонн: слева — отделение сорбции цеха гидрометаллургии СНК-2,2, производительность по растворам — 115 м³/час, преимущество — малая площадь расположения оборудования; справа — отделение сорбции цеха гидрометаллургии двух колонн СНК-2,2 и СКАУ-2,5, производительность по растворам — 100 м³/час, каскад располагается в ЦГМ с ограниченной высотой здания

Так в 2010 г. были заказаны все модули и включены в проект цеха гидрометаллургии ООО «Золото Курьи» (Алтайский край). Проектировщик ООО «Золотопроект» (г. Новосибирск). Мы в кратчайшие сроки изготовили и поставили данное оборудование. «АМТ-ПРОМ» также были поставлены опытно-промышленные установки малой производительности для переработки растворов КВ на месторождении «Февральское» и ООО «Градас» (Уральский регион). Промышленные модульные установки в полном объеме поставлены на «КурилГео» (Курильские острова), «НГК Ресурс» месторождение Полянка (Хабаровский край). В настоящее время на месторождение Полянка было отгружено оборудование всех модулей для второй очереди производства. Таким образом общая производительность продуктивных растворов КВ составит 1400 м³/час. Производительность по десорбции 16 т насыщенного угольного сорбента в сутки.

Рис. 4. Аппаратурная схема отделения сорбции

И так, цеха гидрометаллургии состоят из следующих модульных технологических установок, которые может изготовить и поставить наше предприятие:
1. Установка сорбции золота из продуктивных растворов КВ или ЧВ.
2. Установка десорбции золота и осаждение его на катодах электролизеров.
3. Установка кислотной промывки угольного сорбента.
4. Установка термической реактивации угольного сорбента.

Дополнительно:
5. Установка промывки угольного сорбента от илов с последующей кислотной промывкой соляной кислотой для обогатительных фабрик.
6. Установка холодной десорбции меди.
7. Установка разварки катодного анализа.
8. Установка оборотно-транспортной воды и улавливания мелкого сорбента.

Кратко рассмотрим основные модульные установки.

Рис. 5. Аппаратурно-технологическая схема установок десорбции и электролиза золота (3 т угля за цикл обработки)

Отделение сорбции: процесс CIS — сорбент в растворе
Применяется при переработке осветленных растворов кучного и чанового выщелачивания, сливов с классификаторов и сгустителей, оборотных и сточных растворов. Для модулей сорбционных отделений разработаны колонны безнапорного типа СКАУ и доработаны сорбционные напорные колонны типа СНК под угольный сорбент диаметром от 1 до 2,5 м. Конструкции сорбционных колонн представлены на рисунке 2. В зависимости от типа и размера колонны имеют производительность от 30 до 130 м3/час. Колонны имеют специальную конструкцию нижних и верхних дренажей. Сегменты нижних дренажей изготовлены из нержавеющей стали. Такие колонны работают в основном в одну ступень, что уменьшает площади зданий отделений сорбции по сравнению с каскадным расположением сорбционных колонн. При необходимости уменьшения высоты здания колонны можно поставить в две ступени, при этом на 1 ступени устанавливается напорная колонна СНК, а на 2 ступени безнапорная колонна СКАУ, которая имеет меньшее гидравлическое сопротивление и обеспечивает самотек с 1 ступени. Схемы цепи аппаратов одностадийной сорбции и в каскаде представлены на рисунке 3. Все колонны комплектуются контрольными узлоуловителями. Как видно из рисунка каскад из наших колонн расположен на одном уровне. Перепад высот определен высотой первой колонны. На рисунке 4 представлена аппаратурная схема установки отделения сорбции, только что отправленная заказчику. Все что есть на этой схеме включено в заказ. Комплект труб в заказ не включается. Заказчик обычно сам приобретает трубопроводную и кабельную продукцию согласно спецификации проекта.

Рис. 6. Электролизер колонного типа ЭКТ 9 (площадь катодов 9 м²)

Отделение десорбции
Схема цепи аппаратов представлена на рисунке 5. Мы изучили несколько схем процессов десорбции и пришли к выводу, что самая эффективная схема десорбции — это высокотемпературный процесс Задра. При этом высокотемпературный процесс идет не только в колонне десорбции, но и в электролизере. Для наших установок мы специально разработали электролизер колонного типа, работающего под давлением и при высокой температуре, где движение растворов идет не горизонтально, а вертикально сверху вниз. Катодный осадок накапливается в конусе электролизера, откуда выгружается в нутч-фильтр. В схеме цепи аппаратов предусмотрена промывка конуса электролизера. Также перед вскрытием крышки электролизера для ревизии катодов и анодов предусмотрена продувка электролизера от аммиачно-водородной смеси сжатым воздухом. На рисунке 6 показан электролизер колонного типа. Для стабильной и непрерывной работы установки десорбции и электролиза мы рекомендуем устанавливать по два электролизера. Один электролизер может накапливать катодный осадок от 4 до 6 десорбций. Уровень катодного осадка контролируется специальным датчиком. После вывода электролизера из процесса в работу подключается сразу второй электролизер. Первый электролизер спокойно выгружается и один раз в месяц разбирается для зачистки катодов и ревизии анодов. При зачистке катодов снимается от 3 до 5 кг золота. Зачистка электролизера помогает правильно рассчитывать НЗП и составлять баланс золота. В поставку установки также входят колонна десорбции, электролизер, нагреватели ТЭН-200 или 100 кВт, емкостное оборудование, насосы, запорная арматура, датчики и пробы КИП, а также выпрямители производителя Flex Kraft, и шкафы локальной системы управления оборудованием и процессом. Некоторое оборудование показано на рисунке 7. Оборудование может изготавливаться из обычной стали и по желанию заказчика из нержавеющей стали. Также, учитывая опыт работы некоторых предприятий, рекомендуем делать обвязку установок из труб в нержав-стальном исполнении отдельными сегментами для их снятия и очистки от карбонатных осадков.

Рис. 7. Оборудование установки десорбции и электролиза (слева направо): электролизер с нутч-фильтром; шкаф управления процессом; выпрямители электролизеров 

Установки химической обработки активированного угля
Аппаратурная схема представлена на рисунке 8. В качестве сорбента в процессах гидрометаллургии золота применяется активированный кокосовый уголь. Пройдя несколько циклов процессов сорбции и десорбции, у активированного угля начинают ухудшаться сорбционные свойства, отравляясь и кумулятивно накапливая в себе такие депрессоры, как кальций, магний, некоторые другие цветные металлы, которые не десорбируются вместе с золотом. На рисунке 9 показаны графики сорбционных свойств различных углей и угля CarbGold 207 в разной степени отравления. Для восстановления сорбционных свойств активированного угля его периодически выводят на установку восстановления сорбционных свойств методом химической обработки активированного угля. Для кислотной обработки угля применяют 5–10 % раствор соляной или азотной кислоты. Для кучного выщелачивания рекомендуется применять азотную кислоту, так как химическая обработка проходит после процесса десорбции. При применении азотной кислоты оборудование из нержавеющей стали типа 12Х18Н10Т хорошо работает в этой среде. Для соляной кислоты оборудование необходимо изготавливать из более дорогой стали типа 08Х17Н13М2Т или применять ингибитор. К тому же техническая азотная кислота содержит 55 % HNO3, а соляная 30 % HCl, что значительно уменьшает затраты на грузоперевозку кислоты. Сам процесс кислотной обработки составляет около 4 часов с учетом заполнения и разгрузки колонн сорбентом.

Рис. 8. Установка кислотной промывки сорбента

Установка термической обработки активированного угля
Аппаратурная схема установки представлена на рисунке 10. Активированный уголь в процессе сорбции, кроме ионов кальция, магния и других металлов, отравляется органическими веществами, содержащимися в руде и попавшими в руду в виде масла или топлива от транспортных средств. Для удаления органических примесей из пор активированного угля применяют термическую обработку угля. При температуре 650 °С в паровоздушной среде происходит окисление органической составляющей и вывод ее из углеродной решетки сорбента, высвобождая активные центры для сорбции цианидных комплексов золота. Нашим предприятием изготавливаются несколько печей с различной производительностью, представленные на рисунке 11, а именно печи ЭПР-150 производительностью до 70 кг/ч для опытно-промышленных установок, печь ЭПР 325 производительность 100 кг/ч и печь ЭПР-425 производительностью 150 кг угля в час.

Рис. 9. Графики сорбционных свойств активированных углей: слева — сорбционные свойства различных углей; справа — сорбционные свойства угля CG207

Модуль отделения оборотной воды
Модуль отделения оборотной воды для транспортировки сорбента и улавливания мелкого угля представлен на рисунке 12. Как вы заметили, в нашей схеме практически нет насосов для перекачки угольного сорбента, кроме как из накопительно-промывочной колонны в отделении сорбции. Перекачка угля осуществляется оборотно-транспортной водой под высоким давлением 5 атм. При этом транспортная вода после перекачки сорбента возвращается в емкость для улавливания мелкого сорбента и далее в емкость оборотно-транспортной воды. Это значительно снижает потребление технической воды в производстве, так как перекачка сорбента насосами и водоструйными элеваторами требует значительного количества технической воды. Для внедрения такой системы перекачки сорбента была сделана специальная конструкция колонн десорбции, кислотной колонны промывки и накопительной колонны в модуле термической реактивации.

Рис. 10. Установка термической реактивации активированного угля 

В зависимости от количества содержания в руде меди в цепочки технологических процессов можно вставить модули холодной десорбции меди и модуль разварки катодного осадка азотной кислотой. Эти процессы позволяют повысить содержание золота в катодном осадке и далее в сплаве Доре до 70 % и выше. Это значительно снижает расходы на аффинаж золота.

Рис. 11. Печи для термической реактивации угольного сорбента: слева — ЭПР-150; справа — ЭПР-425

По заказу Русcдрагемета нами разработаны чертежи и изготовлен электролизер для интенсивного цианирования. Корпус электролизера изготовлен из полипропилена. Электролизер представлен на рисунке 13. Электролизер изготовлен взамен электролизера установки интенсивного цианирования Акация производства австралийской компании. Также этот электролизер может применятся и на других установках интенсивного цианирования.

Рис. 12. Отделение оборотно-транспортной воды и улавливание мелкого сорбента

Рис. 13. Электролизер для растворов интенсивного цианирования золота

---

ООО «АМТ-ПРОМ»
606026, Россия, Нижегородская обл.,
г. Дзержинск, ул. Буденного, д. 7г, оф. 71.
Тел. (831) 339-74-00, моб. 910 129 7760.
E-mail: zuboff.andrej@yandex.ru
www.amtprom.ru

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 2 (56)/сентябрь 2022 г.