ГЛАВНОЕ МЕНЮ
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите Ctrl + Enter

Переработка упорных руд: технология атмосферного окисления

20.06.2023

Балансовые запасы коренных золоторудных месторождений в России включают в себя около 9,8 тыс. тонн золота — таковы данные «Иргиредмета». При этом, по оценкам Союза золотопромышленников, количество упорных руд в этих запасах приближается к 3 тыс. тонн, то есть на данный вид сырья приходится примерно треть.

Всё это говорит о том, что российским промышленникам придётся осваивать технологии переработки такой руды. Сегодня отечественные компании уже применяют окислительный обжиг, автоклавное и бактериальное окисление. А что насчёт атмосферного окисления? Возможности этой технологии изучают специалисты «Иргиредмета».

руды

Технологический вопрос

По данным института, 69% золотых руд сегодня по-прежнему перерабатывают по традиционным технологиям, но треть сырья уже подвергается другим методам обработки. Самым популярным из них является автоклавное окисление — на него приходится 18%. 7% руды перерабатывают с помощью обжига, по 3% приходится на био- и атмосферное окисление.

В России автоклавы пока запустили только две компании: «Полиметалл» (подробнее об этом вы можете прочитать в № 1, 2023 и на портале dprom.online) и «Петропавловск», причём обе перерабатывают таким образом не руду, а концентрат. Эта технология обеспечивает самое высокое извлечение золота за счёт полного окисления продукта, она сопряжена с низким расходом цианида. Но при этом автоклав — это очень высокие капитальные и эксплуатационные затраты, ведение процесса при высоком делении и температуре и необходимость привлечения высококвалифицированного персонала.

Обжиг для переработки сульфидной руды в нашей стране применяет «Селигдар»: эту технологию компания внедрила на месторождении Самолазовское (подробнее — в № 2, 2023). Такая технология позволяет перерабатывать даже продукты с высокой сорбционной активностью, но требует организации сложных схем пыле- и газоочистки.

Наименование компанииПАО «Полюс»АО «ЮГК»ГК «Петропавловск»ПАО
«Селигдар»
АО «Полиметалл»АО «Полиметалл»
Наименование предприятияОлимпиадинский ГОКБерезняковская ЗИФПокровский АГКГРК «Самолазовский »Амурский ГМК 1Амурский ГМК 2
Год ввода200120172018202020122023
Применяемая технологияBIOXАОXPOXТермообработка
+CIP
POXPOX
МестоположениеКрасноярский крайЧелябинская областьАмурская
область
Республика Саха
(Якутия)
Хабаровский крайХабаровский край
МесторожденияОлимпиадинскоеБерезняковскоеМаламыр, Пионер, Албын, стороннее сырьёСамолазовскоеАлбазино, Майское, Кызыл, стороннее сырьёКызыл, Нежданинское, Майское, Воронцовское, стороннее сырьё
Тип сырьяПирит-арсенопиритные рудыПирит-тенаннтитовые рудыПирит-арсенопиритные рудыПирит-арсенопиритные рудыПиритные,
пирит-арсенопиритные руды
двойной упорности
Пиритные, пирит-
арсенопиритные руды двойной упорности
Мощность переработки, ед./год13,9 млн тонн руды1,0 млн тонн руды500 тыс. тонн концентрата100 тыс. тонн руды225 тыс. тонн
концентрата
300 тыс. тонн
концентрата
Извлечение Au, %8262909394н.д.
Таблица 1. Российские компании, перерабатывающие упорное золотосодержащее сырьё

Технологию бактериального окисления освоил «Полюс», она внедрена на Олимпиадинском ГОКе. Преимущество её в том, что процесс не требует высоких температур и давления, а в качестве КВС используется обычный воздух. Но это решение, опять же, требует высоких капитальных и эксплуатационных затрат, процесс идёт долго и при большом расходе цианида. К тому же технология весьма чувствительна к составу сырья.

Атмосферное окисление в России в настоящий момент не применяется, однако есть опыт внедрения технологии в других странах. Он показывает, что для запуска процесса не требуется ни высокотехнологичное оборудование уровня автоклавов, ни значительные затраты, ни специализированный персонал. Но для атмосферного окисления руда должна пройти ультратонкий помол, к тому же это решение подразумевает высокий расход цианида.

КритерийОбжигБиоокислениеАвтоклавное окислениеАтмосферное окисление
Форма упорности золотаЛюбаяКроме прег-роббингаКроме прег-роббингаКроме прег-роббинга
Извлечение золота, %80-9380-9580-9770-95
Тонина помола D80, мкм80-9320-4040-80<10
Время пребывания, ч.2-4120-2400,2-1,024-72
Температура, °C400-90030-55180-22580-95
Расход цианида, кг/т1-22-100,5-1,5-10
Образование элементной серыОтсутствуетПрисутствуетОтсутствуетПрисутствует
Интенсивность процессаВысокаяНизкаяВысокаяНизкая
ЭкологичностьНизкаяВысокаяВысокаяВысокая
КапиталоёмкостьВысокаяВысокаяВысокаяНизкая
Таблица 2. Сравнение технологий переработки упорных золотосодержащих руд и концентратов

Опыт автоклавного окисления

Сегодня, по данным АО «Иргиредмет», в мире работают шесть предприятий которые применяют процесс атмосферного окисления. В Испании, Германии и Австралии таким образом получают цинк, в Доминикане и Армении — золото, а в Африке — медь (таблица 3).

Наименование компанииGeoProMiningPanterraн.д.GlencoreGlencoreGlencore
МестоположениеАрменияДоминиканская республикаАфрикаИспанияГерманияАвстралия
Год запуска201320122017201020112014
Товарный продуктЗолото лигатурноеЗолото лигатурноеКатодная МедьКатодный цинкКатодный цинкКатодный цинк
Тип сырьяАрсенопиритные рудыАрсенопиритные рудыХалькопиритСфалеритСфалеритСфалерит
% извлечения938099999999
Масса получаемой продукции120 000 унц./год80 000 унц./год10 000 т/год4 000 т/год35 000 т/год150 000 т/год
Таблица 3. Компании, использующие технологию атмосферного окисления

Окислительное выщелачивание может происходить в широком диапазоне pH: от менее 1 до 9 в зависимости от минерального состава исходного сырья. Если основным упорным золотосодержащими минералом в концентрате является пирит и арсенопирит, то применяется щелочное окислительное выщелачивание.

При окислении обеспечивается образование гетита в качестве основного продукта реакции железа. Щелочная среда повышает скорость выщелачивания пирита за счёт постоянной нейтрализации кислоты, образующейся при окислении пирита.

Кислотное окислительное выщелачивание используют, когда сырьё содержит значительное количество извлекаемых металлов, таких как медь, цинк, никель, кобальт, в форме сульфидных минералов. В этом случае основным окисляющим объектом служат ионы трёхвалентного железа. Поскольку выщелачивание осуществляется при атмосферном давлении, то сульфиды окисляются с преимущественным образованием элементарной серы.

Технологии и оборудование

Как мы и говорили, ключевой стадией технологии является ультратонкое измельчение 80% минус 5 мкм. Именно этот процесс позволяет увеличить удельную поверхность частиц сульфида, что улучшает протекание химических реакции и приводит к деформации кристаллической решётки. Благодаря этому и возрастает глубина выщелачивания.

Для организации такого процесса необходимо специфическое оборудование, где измельчающей средой будет керамический бисер. Из присутствующих на рынке решений с задачей справятся горизонтальные мельницы IsaMill и вертикальные мельницы Vertimill и SMD. Сложность же состоит в том, что поставщики этих технологических решений сегодня не работают на российском рынке.

Сам процесс атмосферного окисления проходит в реакторе с механическим перемешиванием, изготовленном из коррозионностойкой легированной стали. Процесс идёт с выделением тепла, поэтому внешний нагрев не требуется. Отходящие газы инертны, так что пары из реактора выбрасываются непосредственно в атмосферу по трубе на безопасную высоту.

И всё было бы замечательно, если бы ключевой поставщик такого оборудования также не покинул российский рынок. Таким образом, одно из преимуществ атмосферного окисления — использование передовых технологических процессов — в текущих условиях превращается в проблему.

Впрочем, специалисты «Иргиредмета» видят и друге плюсы этого решения. Так, описываемую технологию отличает возможность быстрого запуска и остановки процесса, чего не скажешь об BIOX и POX. Да и потребление кислорода ниже, чем у POX, за счёт неполного окисления. С помощью автоклавного окисления можно перерабатывать все виды упорных концентратов: сульфидные мышьяковистые и карбонатные.

Технологию в целом можно назвать экологичной, ведь токсичные металлы, такие как мышьяк, будут переходить в остаток от выщелачивания в экологически стабильной форме арсената железа. И, что очень важно, атмосферное окисление демонстрирует высокие показатели извлечения.

По золоту они сопоставимы с показателями, которых удаётся достигнуть при использовании других решений, эффективнее себя показывает только POX. Последний факт подтверждает не только опыт зарубежных компаний, но и испытания «Иргиретмета» с различными типами сырья, результаты которых представлены в таблице 4.

Тип сырьяСодержание
сульфидов, %
Извлечение золота при прямом цианированииРежим окисления (кислый/щелочной)Продолжительность, ч.Извлечение золота, %Извлечение цветных металлов, %
Пиритный концентратFeS — 48,0 %
FeAsS — 0, 3%
30Щелочной5693,6
Пирит-арсенопиритный концентратFeS — 66,0 %;
FeAsS — 12,0 %;
ZnS — 5 %;
PbS—5 %
67Кислый
Щелочной
72
96
96,5
93,4
98% (Zn)
Пирит-тенаннтитовый конценратFeS — 21,0%
Cu12As3S13—5%
36Кислый2490-9589% (Cu)
Халькопиритовый
концентрат
FeS — 6,0 %
CuFeS2— 80,0 %
ZnS — 4,0 %
25Кислый4893,391% (Cu)
99% (Zn)
Таблица 4. Применение технологии атмосферного окисления для различных типов сырья. Исследования АО «Иргиредмет»

Подготовила Кира Истратова по материалам «Иргиредмета»


Поделиться:
Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №3, 2023
Еще по теме

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
Уголь России и Майнинг 2024
«Уголь России и Майнинг 2024». Обзор выставки
Одна из крупнейших отраслевых выставок «Уголь России и Майнинг 2024» состоится 4-7 июня в...
Mining World Russia 2024
23–25 апреля в Москве пройдёт одно из главных отраслевых событий — MiningWorld Russia. В этом году выставка выросла вдвое, а это значит, что...
Рудник. Урал 2023 | Обзор выставки
Главные события выставки «Рудник. Урал — 2023» в рамках спецпроекта dprom.online. Представляем «живые» материалы об участниках и о новых решениях:...
В помощь шахтёру | Путеводитель по технике и технологиям 2023
Путеводитель для шахтёра: актуальные решения для добывающих и перерабатывающих предприятий в одном месте. Рассказываем про современные технологии в...
Уголь России и Майнинг 2023 | Обзор выставки
«Уголь России и Майнинг 2023» - международная выставка техники и оборудования для добычи и обогащения полезных ископаемых. Главный интернет-партнёр...
MiningWorld Russia 2023
25 апреля 2023 года в Москве стартует одна из главных выставок в добывающей отрасли – MiningWorld Russia.

Спецпроект «MWR-2023: Обзор выставки» –...

Уголь России и Майнинг 2022 | Обзор выставки
Проект «Уголь России и Майнинг – 2022» глазами dprom.online. Обзор XXX Международной специализированной выставки в Новокузнецке: обзоры техники,...
MiningWorld Russia 2022 | Обзор выставки
Обзор технических решений для добычи, обогащения и транспортировки полезных ископаемых, представленных на площадке МВЦ «Крокус Экспо» в Москве....
Рудник Урала | Обзор выставки
Главные события выставки «Рудник Урала» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их решениях -...
В помощь шахтёру | Путеводитель по технике и технологиям
Путеводитель по технике и технологиям, которые делают работу предприятий эффективной и безопасной.
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,...
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей...
День Шахтёра 2020 | Взгляд изнутри
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019 | Добывающая отрасль в режиме карантина
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте
Обзор выставки Mining World Russia 2024. Анонсы участников, репортажи с места событий. Читайте по ссылке Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.