УДК: 622.343;349

Джумабаев Е.И.

Институт геологических наук им. К.И. Сатпаева

Корректировка основных параметров технологической операции интенсивного кучного выщелачивания

Для сооружения штабеля при инновационной технологии интенсивного кучного выщелачивания будут рассматриваться следующие геологические особенности месторождений Акжал: общее описание расположения месторождения, общие размеры и морфология рудных тел, содержание полезных компонентов, минеральный состав и структура руд, типы руд, наличие в рудах глинистой или иной тонкозернистой минеральной составляющей, способной оказывать влияние на процесс выщелачивания; природно-геологический обзор месторождения, первоначальный подсчет общих запасов и среднего содержания полезного компонента.

При этом месторасположение каждой площадки выбирается таким образом, чтобы свести к минимуму объем земельных работ. С точки зрения выбора площадки для выщелачивания только определенная часть ее профиля может идеально подходить для размещения штабеля. Участки профиля могут быть либо слишком плоскими (требующими усиленного дренажа раствора в штабеле или же требующими проведения земельных работ для увеличения наклона площадки), либо слишком крутыми (требующими специального

проектного решения для того, чтобы разместить на склоне соответствующие технологические объекты, или же проведения земельных работ для его выполаживания). Выбор места размещения рудного штабеля, резервуара-коллектора или установок для извлечения металлов не представляет сложности, особенно если подходящие земельные участки имеются недалеко от рудника (рис. 1) [1].

Успешное применение кучного выщелачивания предполагает высокую проницаемость руд после того, как они будут подвергнуты дроблению или другим видам обработки и сложены в штабель. При этом ставится цель обеспечить равномерное распределение цианидного выщелачивающего раствора при его просачивании через штабель. Необходимо учитывать, что одним из факторов, влияющих на эффективность процесса выщелачивания, является плотность орошения поверхности штабеля, поскольку этот параметр поддается регулировке, тогда как другие параметры (гранулометрический состав в различных частях штабеля, растворимость и т.д.) недоступны для управления после укладки руды в штабель. Поэтому методом математического моделирования определяется баланс между извлечением золота из штабеля и его содержанием в продуктивном растворе.

Рисунок 1 – Основные узлы рабочей площадки кучного выщелачивания

Для эффективного использования кучного выщелачивания при освоении ресурсов низкосортных золотосодержащих руд, находящихся на грани кондиционности, обеспечения более равномерного распределения рудного материала по крупности в пределах штабеля при его формировании и надежного контроля за поведением шламов во время выщелачивания возможно применение предварительного окомкования руд. В некоторых случаях схема «окомкование - кучное выщелачивание» представляет собой единственное разумное решение проблемы исходного сырья для переработки. Учитывая гранулометрический состав руды Акжалского месторождения (выше 50% тонкой фракции), представляется целесообразным оценить эффективность метода окомкования для этой руды.

Следует учитывать, что агломерационные системы достаточно капиталоемкие, поэтому они должны включаться в схему промышленной переработки только в том случае, если это является абсолютно необходимым.

Основной целью окомкования руд благородных металлов, подготавливаемых к кучному выщелачиванию, является получение пористого продукта, устойчивого к механическим нагрузкам при перевалках, загрузке в штабель и просачивании через него выщелачивающего агента. При этом различные связующие могут характеризоваться различной эффективностью применения в зависимости от типа руд и конкретных целей применения каждой агломерационной системы.

Для руд цветных и благородных металлов могут быть определены два основных пути успешного проведения операции предварительного агрегирования:

- окомкование тонкой фракции дробленых руд или отходов с получением кусков более крупной размерности;

- окомкование тонкой фракции с получением прочных окатышей.

На рисунке 2 представлена схема процесса окомкования. Для окомкования рудной мелочи и хвостов в прочные окатыши требуется умеренное или несколько повышенное количество связующего [2].

Факторы, учитываемые при окомкования, включают размер частиц сырья, направляемого на окомкование, и наличие в них трещиноватости. Зависимость между t – временем, необходимым для достижения заданного извлечения, и D – диаметром частиц, может быть выражена формулой:

t = С_к D², (1)

где С_к – константа.

Как видно из рисунка 2, предварительное окомкование руд доказало свою эффективность при переработке кучным выщелачиванием низкосортного материала с низким фильтрационными свойствами. Именно окомкование позволяет разрешить дилемму: для обеспечения быстрого извлечения золота и высокого качества технологического раствора необходимо как можно более тонкое дробление исходной руды.

Однако тонкое измельчение приходит в противоречие с требованиями обеспечения высокой проницаемости массива для растворов при кучном выщелачивании.

Большинство руд цветных металлов и отходов горного производства требуют перед окомкованием дробления до размера минус один дюйм (минус 25,4 мм). При этом высвобождаются заключенные в руде частички металлов, что повышает их общую извлекаемость.

Обычно окомкование дробленых руд включает смешивание их с портланд-цементом из расчета 2,5-5 кг на тонну сухого исходного материала, добавку 8-15% влаги, механическе разминание увлажненной смеси и выдержку окомкованного сырья в течение выполняемых операций по формированию штабеля.

До окомкования а) Крупноразмерный материал с высоким содержанием фракции	После окомкования Тонкая фракция распределилась по поверхности крупных частиц. Использовались связующие типа портланд-цемента
б) Тонкоизмельченный материал не содержащий, либо в малых количествах глины	Окатыши образуются вследствие связывания частиц тонкой фракции с использованием связующего типа портланд-цемента
в) Глинистый материал содержащий металлы «заблокированные» в малопроницаемой среде	Окатыши образуются вследствие связывания частиц тонкой фракции после модифицирования свойств глин. Могут использоваться известь и портланд-цемент.
Рисунок 2 – Схемы процесса окомкования

После окомкования сырья и формирования штабеля проводится выщелачивание выбранными методами.

В процессе окомкования глина и другие тонкоразмерные частицы, содержащие в руде, прилипают к более крупным обломкам, создавая вокруг их оболочку. После выдержки произведенный агломерат обладает достаточной прочностью, чтобы практически полностью сохранять свои свойства при перевалках и увлажнении цианидным раствором. Создавая пористую, легко проницаемую среду, окомкование позволяет решить все основные проблемы, связанные с возможным разделением частиц по крупности при формировании штабеля, миграцией тонкой фракции и канализированием просачивания растворов при выщелачивании.

Проницаемость исходного материала, уложенного в штабель, позволяет обеспечить просачивание однородного потока выщелачивающего раствора и его контакт со вскрытыми частицами цветных металлов, сокращает время выщелачивания, необходимое для достижения заданного извлечения металлов.

Все условия и параметры окомкования, имеющие большое значение для успешного окомкования руд после дробления, столь же важны и для окомкования золотосодержащих хвостов.

Связующие, которые чаще всего используется при окомковании – это известь и цемент, как правило, по 4,5-7,0 кг каждого на одну тонну сухого веса сырья. Вода обычно добавляется в большем количестве, с выходом на 16-25% весовых конечной влажности. Необходимое время выдержки – 72 часа и более. Для нормального окомкования руды весьма важны два механических параметра:

- вода должна вноситься путем нераспыленного впрыскивания, как бы брызгами капель;

- агломератор должен работать так, чтобы частицы руды перекатывались.

Раствор также должен добавляться каплями либо достаточно грубым разбрызгиванием, поскольку капля воды, попадающая на сухой материал, в агломераторе немедленно образует маленький шарик, которой становится ядром роста окатышей.

Таким образом, проведенные исследования показали, что для высокоглинистых золотосодержащих руд основными процессами при применении разработанной технологии кучного выщелачивания являются дробление и агломерация. Планируемые опытно-промышленные испытания позволят уточнить основные параметры по дроблению (оптимальная тонина помола) и провести испытания параметров агломерации золотосодержащих руд месторождения Акжал.

Литература:

1 Бейсембаев Б.Б., Кенжалиев Б.К., Абсалямов Х.К. и др. Теория и практика кучного выщелачивания золота. – Алматы: Faлым, 1998. – 123 с.

2 Минеев Г.Г., Строганов Г.А. Режим кучного выщелачивания забалансовых золотосодержащих руд // Цвет. металлы. – 1977. – №5, – С.80-83.