ipolytechiPolytech JournaliPolytech Journal2782-40042782-6341Irkutsk National Research Technical University10.21285/1814-3520-2023-1-174-187ipolytech-687Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯMETALLURGYИсследования по перколяционному выщелачиванию меди и серебра из лежалых хвостовResearch into percolation leaching of copper and silver from aged tailingshttps://orcid.org/0000-0001-6205-6585КаримоваЛ. М.KarimovaL. M.

Каримова Люция Монировна, д.т.н., доцент, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории

ул. Бухар-Жырау, 48, Казахстан

Lyutsiya M. Karimova, Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor, Leading Researcher of the Research Laboratory

48, Bukhar-Zhyrau St., Karaganda 100000, Kazakhstan

lutsia.08@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4616-5436КайралаповЕ. Т.KairalapovYe. T.

Кайралапов Ерлан Токпаевич, к.т.н., старший научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории

100000, г. Караганда, ул. Бухар-Жырау, 48, Казахстан

Yerlan T. Kairalapov, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher of the Research Laboratory

48, Bukhar-Zhyrau St., Karaganda 100000, Kazakhstan

kairalapov.e@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1741-0028МансуровБ. Е.MansurovB. E.

Мансуров Берик Елубаевич ведущий научный сотрудник

100000, г. Караганда, ул. Московская, 4, Казахстан

Berik E. Mansurov, Leading Researcher

4, Moskovskaya St., Karaganda 100000, Kazakhstan

b.mansurov@kazgidromed.kzТОО «КазГидроМедь»КазахстанKazHydroMed LLPKazakhstan202308042023271174187Copyright © Каримова Л.М., Кайралапов Е.Т., Мансуров Б.Е., 20232023Каримова Л.М., Кайралапов Е.Т., Мансуров Б.Е.Karimova L.M., Kairalapov Y.T., Mansurov B.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/687

Цель – проведение исследований по извлечению серебра методом перколяционного выщелачивания на окомкованной пробе лежалых хвостов с органическим связующим реагентом Alcotac® СВ6. Для проведения лабораторных испытаний по перколяционному выщелачиванию использовалась колонна высотой 0,5 м и внутренним диаметром 56 мм. Окомкование проводили в грануляторе барабанного типа при расходе реагента Alcotac® СВ6 (фирма BASF, Германия) 800 г/т, влажность гранул составляла 8–10% при крупности 8–10 мм. Определение состава проб определяли с учетом данных оптических и электронномикроскопических исследований, рентгеноструктурного, локального рентгеноспектрального, рентгенофлуоресцентного и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Объектом исследований явились лежалые хвосты Жезказганской обогатительной фабрики (Улытауская область, Республика Казахстан), в которой основная часть меди представлена окисленными минералами – 78,47%, в сульфидных минералах содержится 21,53%. Продемонстрированы результаты физико-химических исследований с определением вещественного состава пробы и наблюдения по перколяционному выщелачиванию меди и серебра из лежалых хвостов Жезказгана. Исследования по выщелачиванию меди осуществляли в два этапа с использованием в качестве растворителя раствора серной кислоты. Последующей стадией являлся перевод серебра в раствор цианированием. Извлечение меди в раствор составило 88,55% с расходом серной кислоты 80,0 кг/т хвостов, серебра – 75,31% с расходом цианида натрия 0,55 кг/т. Проведенные исследования по выщелачиванию в два этапа показали эффективность применения предварительного окомкования лежалых хвостов с реагентом Alcotac® СВ6. В процессе выщелачивания окомкованный материал обладает достаточной пористостью и проницаемостью и обеспечивает доступ цианистых растворов к поверхности благородных металлов.

This paper investigates the extraction of silver by percolation leaching of a pelletized sample of aged tailings with organic binder Alcotac® CB6. Laboratory studies of percolation leaching were conducted using a column with a height of 0.5 m and an internal diameter of 56 mm. Pelletization was performed in a drum-type pelletizer with the consumption of Alcotac® CB6 (BASF, Germany) of 800 g/t and the pellet moisture content of 8–10% and size of 8–10 mm. The sample composition was analyzed taking into account the data obtained by optical tests, electron microscopy, X-ray diffraction, local X-ray spectrometry, X-ray fluorescence analysis, and inductively coupled plasma mass spectrometry. The research object was aged tailings of the Zhezkazgan processing plant (Ulytau region, the Republic of Kazakhstan), where copper is mostly represented by oxidized minerals (78.47%) and sulfide minerals (21.53%). The results of physical and chemical analyses conducted to determine the material composition of samples are presented, along with observations over percolation leaching of copper and silver from Zhezkazgan aged tailings. The copper leaching studies included two stages using a sulfuric acid solution as a solvent. The subsequent stage was silver dissolution by cyanide leaching. Copper extraction into the solution comprised 88.55% with a sulfuric acid consumption of 80.0 kg/t; silver extraction comprised 75.31% with a sodium cyanide consumption of 0.55 kg/t. The conducted studies showed the efficiency of using Alcotac® CB6 for percolation leaching of pre-pelletized aged tailings. During leaching, the pelletized material exhibits sufficient porosity and permeability, thus providing access of cyanic solutions to the surface of precious metals.

окомкованиевыщелачиваниеколоннарастворизвлечениецианированиеpelletizingleachingcolumnsolutionrecoverycyanidationReferencesЧантурия В.А., Седельников Г.В. Развитие золотодобычи и технологии обогащения золотосодержащих руд и россыпей // Горный журнал. 1998. № 5. С. 4–9.Chanturia V.A., Sedelnikov G.V. Development of gold mining and concentration technology of gold ores and placers. Gornyi Zhurnal. 1998;5:4-9. (In Russ.).Сычева Е.А. Особенности переработки упорных золотосодержащих полиметаллических материалов. Благородные и редкие металлы // Благородные и редкие металлы: тр. IV Междунар. конф. «БРМ-2003» (г. Донецк, 22–26 сентября 2003 г.). Донецк, 2003. С. 204–206.Sycheva E.A. Processing features of refractory gold-bearing polymetallic materials. Blagorodnye i redkie metally: trudy IV Mezhdunarodnoj konferencii. 22–26 September 2003, Donetsk. Donetsk; 2003, р. 204-206. (In Russ.).Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд. Т. 1. Иркутск: Иргиредмет, 1999. 342 с.Lodejshchikov V.V. Gold and silver recovery technology from refractory ores. Vol. 1. Irkutsk: Irgiredmet; 1999, 342 р. (In Russ.).Бескровная В.П., Коган Д.И., Панченко Г.М. Усовершенствованные технологические схемы для золотосодержащих руд // Горный журнал. 2001. № 5. С. 66–68.Beskrovnaya V.P., Kogan D.I., Panchenko G.M. Improved technological schemes for gold-bearing ores. Gornyj zhurnal. 2001;5:66-68. (In Russ.).Пат. 2624751, Российская Федерация, C22B 11/08 C1. Способ цианистого выщелачивания золота и серебра / В.Г. Лобанов, Е.И. Тимофеев, Ф.М. Набиуллин, В.Б. Начаров, А.В. Третьяков, Н.А. Филонов, С.В. Миков, В.Н. Горбут, О.Ю. Маковская, А.М. Старков; заявитель и патентообладатель Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, ООО «Березовский рудник». Заявл. 11.04.2016; опубл. 06.07.2017. Бюл. № 19.Lobanov V.G., Timofeev E.I., Nabiullin F.M., Nacharov V.B., Tretiakov A.V., Filonov N.A., Mikov S.V., Gorbut V.N., Makovskaya O.Yu., Starkov A.M. Method of cyanide leaching of gold and silver. Patent RF, no. 2624751; 2017. (In Russ.).Пат. 2361076C1, Российская Федерация, E21B 43/28 C1. Способ кучного выщелачивания золота из окисленных и смешанных руд / Л.В. Шумилова, Ю.Н. Резник, Н.В. Зыков, Ю.П. Добромыслов, Т.Г. Конарева; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ). Заявл. 06.12.2007; опубл. 10.07.2009. Бюл. № 19.Shumilova L.V., Reznik Yu.N., Zykov N.V., Dobromys-lov Yu.P., Konareva T.G. Method of gold heap leaching from oxidized and complex ores. Patent RF, no. 2361076C1; 2009. (In Russ.).Пат. 9446, Республика Казахстан, C22B 11/00. Способ кучного выщелачивания золотосодержащих руд / Б.Б. Бейсембаев, Б.К. Кенжалиев, Х.К. Абсалямов, О.Ю. Говядовская, М.К. Копенов, А.К. Турсунбаева. Заявл. 17.08.1999; опубл. 15.09.2000. Бюл. № 9.Beisembaev B.B., Kenzhaliev B.K., Absalyamov Kh.K., Govyadovskaya O.Yu., Kopenov M.K., Tursunbaeva A.K. Method of gold ore heap leaching. Patent RK, no. 9446; 2000. (In Russ.).Пат. 2522921, Российская Федерация, C22B 11/08. Способ извлечения золота из руд и концентратов / Л.С. Стрижко, И.Р. Бобоев, К.К. Гурин, Е.Е. Трещетенков, Я.Р. Саруханова, И.Л. Трещентикова, О.А. Чурикова, А.В. Алексахин; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский технологический университет МИСиС. Заявл. 2021.01.13; опубл. 20.07.2014.Strizhko L.S., Boboev I.R., Gurin K.K., Treshchetenkov E.E., Sarukhanova Ya.R., Treshchentikova I.L., Churikova O.A., Aleksakhin A.V. Method for gold recovery from ores and concentrates. Patent RF, no. 2522921; 2014. (In Russ.).Фазлуллин М.И. Подземное и кучное выщелачивание урана, золота и других металлов. В 2 т., т. 2: Золото. М.: Руда и металлы, 2005. 328 с.Fazlullin M.I. Underground and heap leaching of uranium, gold and other metals. In 2 vol., vol. 2: Zoloto. Mos-cow: Ruda i metally; 2005, 328 р. (In Russ.).Дружинина Г.Я., Строганов Г.А., Зырянов М.Н. Кучное выщелачивание золота из предварительно окомкованных руд // Цветные металлы. 1997. № 9. С. 17–19.Druzhinina G.Ya., Stroganov G.A., Zyryanov M.N. Heap leaching of gold from pre-pelletized ores. Tsvetnye metally. 1997;9:17-19. (In Russ.).Рашкин А.В., Авдеев П.Б., Яшкин И.А. Классификация способов управления процессами кучного выщелачивания руд // Вестник Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ). 2006. Т. 11. № 5. С. 166–169.Rashkin A.V., Avdeev I.A., Yashkin I.A. Classification of ore heap leaching control methods. Vestnik Mezhdunarodnoj akademii nauk ekologii i bezopasnosti zhizned-eyatel'nosti (MANEB) = Vestnik IAELPS. 2006;11(5):166-169. (In Russ.).Рашкин А.В., Авдеев П.Б., Яшкин И.А. Рациональное формирование рудного штабеля при кучном выщелачивании руд // Горный информационноаналитический бюллетень. 2005. № 11. С. 252–254.Rashkin A.V., Avdeev P.B., Yashkin I.A. Rational formation of ore piles during heap leaching of ores. Gornyj informacionno-analiticheskij byulleten' = Mining informational and analytical bulletin. 2005;11:252-254. (In Russ.).Волощук С.Н. Кучное и подземное выщелачивание металлов. М.: Недра, 1982. 113 c.Voloschuk S.N. Heap and underground leaching of metals. Moscow: Nedra; 1982, 113 р. (In Russ.).Водолазов Л.И., Дробаденко В.П., Лобанов Д.П., Малухин Н.Г. Геотехнология. Кучное выщелачивание бедного минерального сырья. М.: Из-во МГГРУ им. C. Орджоникидзе, 2000. 300 с.Vodolazov L.I., Drobadenko V.P., Lobanov D.P., Maluhin N.G. Geotechnology. Heap leaching of lean mineral raw materials. Moscow: Moscow State Geological Exploration Institute; 2000, 300 р. (In Russ.).Фазлуллин М.И. Кучное выщелачивание благородных металлов: монография. М.: Из-во АГН, 2001. 647 с.Fazlullin M.I. Heap leaching of precious metals: monograph. Moscow: Academy of Mining Sciences; 2001, 647 p. (In Russ.).Bouffard S.C. Agglomeration for heap leaching: equipment design, agglomerate quality control, and impact on the heap leaching process // Minerals Engineering. 2008. Vol. 21. Iss. 15. Р. 1115–1125. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2008.02.010.Bouffard S.C. Agglomeration for heap leaching: equipment design, agglomerate quality control, and im-pact on the heap leaching process. Minerals Engineering. 2008;21(15):1115-1125. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2008.02.010.Татаринов А.П., Гудков С.С., Дементьев В.Е. Основные аспекты технологии кучного выщелачивания из золотосодержащего сырья // Золотодобыча. 2001. [Электронный ресурс]. URL: https://zolotodb.ru/article/373 (25.03.2022).Tatarinov A.P., Gudkov S.S., Dementiev V.E. Main aspects of gold-bearing raw material heap leaching technology. Zolotodobycha. 2001. Available from: https://zolotodb.ru/article/373 [Accessed 25th March 2022]. (In Russ.).Есенгараев Е.К., Баимбетов Б.С., Болотова Л.С., Каналы Е.С., Акжаркенов М.Д. Влияние способа подготовки руды на показатели кучного выщелачивания золота // Интенсификация гидрометаллургических процессов переработки природного и техногенного сырья. Технологии и оборудование: матер. Междунар. науч.-практ. конф. (г. Санкт-Петербург, 28 мая – 1 июня 2018 г.). Санкт-Петербург: СПбГТИ, 2018. С. 297–299.Esengaraev E.K., Baimbetov B.S., Bolotova L.S., Kanaly E.S., Akzharkenov M.D. Influence of the ore preparation method on heap leaching indicators of gold. In: Intensifikaciya gidrometallurgicheskih processov pere-rabotki prirodnogo i tekhnogennogo syr'ya. Tekhnologii i oborudovanie: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii = Intensification of hydrometal-lurgical processing of natural and technogenic raw materials. Technologies and equipment: materials of the International scientific and practical conference. St-Peterburg, 28 May – 1 June, St-Peterburg: Saint-Petersburg State Institute of Technology; 2018, р. 297-299. (In Russ.).Addai-Mensah J., Quaicoe L., Nosrati A., Robinson D.J. Understanding lateritic ore agglomeration behaviour as a precursor to enhanced heap leaching // Ghana Mining Journal. 2013. Vol. 14. P. 41–50.Addai-Mensah J., Quaicoe L., Nosrati A., Robinson D.J. Understanding lateritic ore agglomeration behaviour as a precursor to enhanced heap leaching. Ghana Mining Journal. 2013;14:41-50. (In Russ.).Lowandowski K.A., Kawatra S.K. Development of experimental procedures to analyze copper agglomeration stability // Minerals and Metallurgical Processing. 2005. Vol. 25. No. 2. Р. 110–116. https://doi.org/10.1007/BF03403395.Lowandowski K.A., Kawatra S.K. Development of experimental procedures to analyze copper agglomeration stability. Minerals and Metallurgical Processing. 2005;25(2):110-116. https://doi.org/10.1007/BF03403395.Arun Kumar P., Vengatasalam R. Mineral beneficiation by heap leaching technique in mining // Procedia Earth and Planetary Science. 2015. Vol. 11. Р. 140–148. https://doi.org/10.1016/j.proeps.2015.06.018.Arun Kumar P., Vengatasalam R. Mineral beneficiation by heap leaching technique in mining. Procedia Earth and Planetary Science. 2015;11:140-148. https://doi.org/10.1016/j.proeps.2015.06.018Velarde G. Agglomeration control for heap leaching processes // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2005. Vol. 26. Iss. 3-4. Р. 219–231. https://doi.org/10.1080/08827500590943974.Velarde G. Agglomeration control for heap leaching processes. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2005;26(3-4):219-231. https://doi.org/10.1080/08827500590943974.McNab B. Exploring HPGR technology for heap leaching of fresh rock gold ores // IIR Crushing & Grinding Conference (Townsville, 29–30 March, 2006). Townsville, 2006. P. 1–26.McNab B. Exploring HPGR technology for heap leach-ing of fresh rock gold ores. In: IIR Crushing & Grinding Conference. 29–30 March, 2006, Townsville. Townsville; 2006, р. 1-26.Дружинина Г.Я., Строганов Г.А., Зырянов М.Н. Кучное выщелачивание золота предварительно окомкованных руд // Цветные металлы. 1997. № 9. С. 17–19.Druzhinina G.Ya., Stroganov G.A., Zyryanov M.N. Heap leaching of gold from pre-pelletized ores. Tsvetnye metally. 1997;9:17-19. (In Russ.).Sánchez-Chacón A.E. Lapidus G.T. Model for heap leaching of gold ores by cyanidation // Hydrometallurgy. 1997. Vol. 44. Iss. 1-2. P. 1–20. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(96)00052-7.Sánchez-Chacón A.E. Lapidus G.T. Model for heap leaching of gold ores by cyanidation. Hydrometallurgy. 1997;44(1-2):1-20. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(96)00052-7.Магад Е., Койжанова А.К., Игнатьев М.М., Камалов Э.М., Зенкова Г.А. Интенсификация извлечения золота методом кучного выщелачивания из руды месторождения Бестобе // Комплексное использование минерального сырья. 2015. № 1. С. 46–52.Magad E., Kojzhanova A.K., Ignat'ev M.M., Kamalov E.M., Zenkova G.A. Gold recovery intensification by Bestobe ore heap leaching. Kompleksnoe ispol'zovanie mineral'nogo syr'ya = Complex Use of Mineral Resourses. 2015;1:46-52. (In Russ.).Захарьян С.В., Юн А.Б., Серикбай А.У., Каримова Л.М. Исследование и разработка условий эксплуатации ионитов в гидрометаллургических схемах // Актуальные вопросы получения и применения РЗМ и РМ- 2017: матер. Междунар. науч.-практ. конф. (г. Москва, 21–22 июня 2017 г.). М., 2017. С. 197–202.Zahar'yan S.V., Yun A.B., Serikbaj A.U., Karimova L.M. Research and development of operating conditions for ion exchangers in hydrometallurgical schemes. In: Aktual'nye voprosy polucheniya i primeneniya RZM i RM-2017: materialy Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii = Actual issues of production and use of rare earth metals and rare metals-2017: materials of the Inter-national scientific and practical conference 21–22 June 2017, Moscow. Moscow: 2017, р. 197-202. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.