Сравнение способов повышения извлечения золота из золотосодержащих концентратов двойной упорности в технологии автоклавного окисления

Цель исследования заключалась в поиске наиболее универсальной и оптимальной технологии, которая позволит значительно минимизировать влияние органического углерода на извлечение золота из дважды упорного сырья. В работе были протестированы 3 дважды упорных золотосульфидных концентрата различных месторождений с содержанием золота от 23,5 до 40,9 г/т и с содержанием общего углерода в материале от 1,2 до 9,5% масс. Термическая обработка проводилась в трубчатой вращающейся печи, обеспечивающей постоянное поддержание заданной температуры в реакторе и скорости вращения. Измельчение исходного концентрата проводили в виде пульпы в планетарной мельнице Pulverisette 6 «Fritsch». Автоклавное окисление – в титановых автоклавах Premex и Büchi.  Установлено, что наиболее эффективной является технология автоклавного окисления с добавкой вторичного окислителя, поскольку с ее помощью возможно добиться увеличения извлечения золота до 97%. Также технология высокотемпературного автоклавного окисления продемонстрировала высокие показатели, однако для их достижения необходимо значительное увеличение времени пребывания материала в автоклаве (до 120 мин) при повышенных температурах. Показано, что термическая обработка в целом позволяет добиться небольшого прироста в извлечении золота (до 4%), и ее можно рассматривать как дополнительный передел совместно с другой технологией из проанализированных в данной работе, но не в качестве самодостаточного технологического решения. Проведенные исследования выявили, что предварительная термическая обработка концентратов, поступающих на автоклавное окисление, показывает положительный эффект; высокотемпературное автоклавное окисление концентратов с различным содержанием углерода позволяет обеспечить высокое извлечение золота для высокоуглеродистых концентратов; использование вторичного окислителя (в виде азотной кислоты) также оказывает положительное влияние на извлечение золота. Высокая эффективность технологии применительно к концентратам с различным содержанием углеродистого вещества позволяет рекомендовать ее для проведения дальнейших исследований.

1. Захаров Б.А., Меретуков М.А. Золото: упорные руды. М.: Руда и металлы, 2013. 452 с.

2. Васильева А.А., Бодуэн А.Я. Минералогические особенности и способы переработки медных цинксодержащих концентратов (Учалинский горно-обогатительный комбинат) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334. № 3. С. 61–72. https://doi.org/10.18799/24131830/2023/3/3956.

3. Васильева А.А., Бодуэн А.Я., Васильев Р.Е. Анализ возможности применения гидрометаллургических методов с целью улучшения переработки медных концентратов // iPolytech Journal. 2022. Т. 26. № 2. С. 320–335. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2022-2-320-335.

4. Бодуэн А.Я., Поперечникова О.Ю., Залесов М.В., Григорьева В.А. Экспериментальное опробование технологий переработки упорного золотосодержащего сырья // Цветные металлы. 2022. № 7. С. 24–33. https://doi.org/10.17580/tsm.2022.07.02.

5. Меретуков М.А., Рудаков В.В., Злобин М.Н. Геотехнологические исследования для извлечения золота из минерального и техногенного сырья. М.: Горная книга, 2011. 438 р.

6. Федотов П.К., Сенченко А.Е., Федотов К.В., Бурдонов А.Е. Исследования обогатимости сульфидных и окисленных руд золоторудных месторождений Алданского щита // Записки Горного института. 2020. Т. 242. С. 218. https://doi.org/10.31897/pmi.2020.2.218.

7. Aleksandrova T., Nikolaeva N., Afanasova A., Romashev A., Aburova V., Prokhorova E. Extraction of low-dimensional structures of noble and rare metals from carbonaceous ores using low-temperature and energy impacts at succeeding stages of raw material transformation // Minerals. 2023. Vol. 13. Iss. 1. Р. 84. https://doi.org/10.3390/min13010084.

8. Chryssoulis S.L., McMullen J. Mineralogical investigation of gold ores // Developments in Mineral Processing. 2005. Vol. 15. P. 21–72. https://doi.org/10.1016/S0167-4528(05)15002-9.

9. Артемьев Д.С., Крымский Р.Ш., Беляцкий Б.В., Ашихмин Д.С. Возраст оруденения Майского золоторудного месторождения (Центральная Чукотка): результаты Re-Os изотопного датирования. Записки Горного института. 2020. Т. 243. С. 266–278. https://doi.org/10.31897/pmi.2020.3.266.

10. Marsden J.O., House C.I. The chemistry of gold extraction // Pyrometallurgical Oxidation. Littleton, Colorado: SME, 2006. Vol. 39. Iss. 3. Р. 138. https://doi.org/10.1007/BF03215543.

11. Матвеев А.И., Лебедев И.Ф., Винокуров В.Р., Львов Е.С. Научно-экспериментальные основы сухого обогащения руд полезных ископаемых // Записки Горного института. 2022. Т. 256. С. 613–622. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.90.

12. Жмурова В.В., Немчинова Н.В. Опыт комплексного использования золотосодержащего сырья при производстве драгоценных металлов // Записки Горного института. 2018. Т. 233. С. 506–511. https://doi.org/10.31897/pmi.2018.5.506.

13. Afenya P.M. Treatment of carbonaceous refractory gold ores // Minerals Engineering. 1991. Vol. 4. Iss. 7-11. P. 1043–1055. https://doi.org/10.1016/0892-6875(91)90082-7.

14. Miller J.D., Wan R.-Y., Díaz X. Preg-robbing gold ores // Gold Ore Processing: Project Development and Operations / ed. M.D. Adams. Singapore: Ltd, 2016. Chapt. 49. Р. 885–907. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63658-4.00049-9.

15. Воробьев-Десятовский Н.В., Епифанов А.В. Автоклавное окисление дважды упорных золотосодержащих руд. Проблемы и пути решения // Минерально-сырьевой комплекс России – новые рубежи и вызовы: 10 Горнопромышленный форум. 2014. Режим доступа: https://studylib.ru/doc/2335298/avtoklavnoe-okislenie-dvazhdy-upornyh-zolotosoderzhashhih-rud?ysclid=lopog3go4l424674494 (дата обращения: 15.06.2023).

16. Selley R.C., Sonnenberg S.A. Elements of petroleum geology // Elements of Petroleum Geology. 2023. 622 р. https://doi.org/10.1016/C2019-0-04461-5.

17. Selley R.C. Sedimentary rocks: mineralogy and classification // Encyclopedia of Geology. 2004. P. 25–37. https://doi.org/10.1016/B0-12-369396-9/00304-X.

18. Van Vuuren C.P.J., Snyman C.P., Boshoff A.J. Gold losses from cyanide solutions part II: the influence of the carbonaceous materials present in the shale material // Minerals Engineering. 2000. Vol. 13. Iss. 10-11. Р. 1177–1181. https://doi.org/10.1016/S0892-6875(00)00100-X.

19. Гордеев Д.В., Петров Г.В., Хасанов А.В., Северинова О.В. Обзор современных технологий переработки упорных золотосодержащих руд и концентратов с применением азотной кислоты // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 1. С. 214–224. https://doi.org/10.18799/24131830/2022/1/3228.

20. Naboychenko S.S., Shneerson Ya.M., Kalashnikova M.I., Chugaev L.V. Autoclave hydrometallurgy of non-ferrous metals. Yekaterinburg: GOU VPO USTU-UPI, 2009. Vol. 2. 939 p.

21. Aleksandrova T.N., Heide G., Afanasova A.V. Assessment of refractory gold-bearing ores based of interpretation of thermal analysis data // Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 235. Iss. 1. Р. 30–37. https://doi.org/10.31897/pmi.2019.1.30.

22. Ракишев К. «Золото» за упорство // Интерфакс. 2018. Режим доступа: https://www.interfax.ru/business/643474 (дата обращения: 15.06.2023).

23. Zalesov M.V., Grigoreva V.A., Trubilov V.S., Boduen A.Ya. Designing of engineering solutions to enhance efficiency of high-copper gold-bearing ore processing // Горная промышленность. 2021. № 5. С. 51–56. https://doi.org/10.30686/16099192-2021-5-51-56.

24. Simmons G.L., Baughman D.R., Gathje J.C., Oberg K.C. Pressure oxidation problems and solutions: treating carbonaceous gold ores containing trace amounts of chlorine (halogens) // Mining Engineering. 1998. Vol. 50. Iss. 1. P. 69–73.

25. Шнеерсон Я.М., Чугаев Л.В. Особенности автоклавного окисления сульфидных золотосодержащих концентратов двойной упорности // Цветные металлы. 2019. № 8. С. 55–66. https://doi.org/10.17580/tsm.2019.08.06.

26. Zaytsev P., Fomenko I., Shneerson Ya., Polezhaev S., Pleshkov M. Special aspects of continuous pressure oxidation of double refractory concentrates // Conference: ALTA. 2014. Р. 226–234.

27. Helm M., Vaughan J., Staunton, W.P., Avraamides J. An investigation of the carbonaceous component of preg-robbing gold ores // World Gold Conference. The Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2009.

28. Edahbi M., Mermillod-Blondin R., Plante B., Benzaazoua M. CIL gold loss characterization within oxidized leach tails: creating a synergistic approach between mineralogical characterization, diagnostic leach tests, and preg-robbing tests // Minerals. 2019. Vol. 9. Iss. 9. P. 557. https://doi.org/10.3390/min9090557.

29. Simmons G.L. Pressure oxidation process development for treating carbonaceous ores at Twin Creeks // Randol Gold Forum. Golden, 1996. P. 199–208.

30. Chan T., Collins M., Dennett J., Stiksma J., Ji J., Kalanchey R., Berezowsky R. Pilot plant pressure oxidation of refractory gold-silver concentrate from Eldorado Gold Corporation's Certej Project in Romania // Canadian Metallurgical Quarterly. 2015. Vol. 54. Iss. 3. Р. 252–260. https://doi.org/10.1179/1879139515Y.0000000018.

31. Aleksandrova T.N., Heide G., Afanasova A.V. Assessment of refractory gold-bearing ores based of interpretation of thermal analysis data // Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 235. Iss. 1. P. 30–37. https://doi.org/10.31897/pmi.2019.1.30.

32. Rusalev R.E., Rogozhnikov D.A., Naboichenko S.S. Nitric acid treatment of Olympiada deposit refractory gold-bearing concentrate // Materials Science Forum. 2019. Vol. 946. P. 541–546. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.946.541. EDN: HARCAW.

33. Anderson C.G. Applications of NSC pressure leaching // Pressure Hydrometallurgy. Montreal: The Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum, 2004. P. 855–886.

34. Ackerman J.B., Anderson C.G., Nordwick S.M., Krys L.E. Hydrometallurgy at the Sunshine metallurgical complex // Proceedings of the Fourth International Symposium on Hydrometallurgy. Litleton, Colorado, SME, 1993.

35. Anderson C.G. The application and economics of industrial NSC pressure leaching to copper ores and concentrates. COBRE 2003. Santiago, 2003.

36. Anderson C.G. Nitrogen species catalyzed pressure leaching of copper ores and concentrates // ALTA Copper 2000. Adelaide, 2000.

37. Anderson C.G., Rosenberg E. Single step separation and recovery of palladium using nitrogen species catalyzed pressure leaching and silica polyamine composites // Hydrometallurgy: Conference. Vancouver, 2003.

38. Фоменко И.В., Плешков М.А., Лях С.И., Лаевский С.И. Высокотемпературное автоклавное окисление сырья двойной упорности // Цветные металлы. 2020. № 9. С. 110–116. https://doi.org/10.17580/tsm.2020.09.11.

39. Лаевский С.И., Лях С.И., Маркелов А.В. Высокотемпературное автоклавное окисление золотосодержащего сырья двойной упорности // Металлургия цветных, редких и благородных металлов: сб. тез. докл. XIV Международной конф., посвящ. 40-летию Института химии и химической технологии Сибирского отделения РАН (г. Красноярск, 6–9 сентября 2021 г.). Красноярск: Научно-инновационный центр, 2021. С. 54–56. EDN: RTKBTE.

40. Полежаев С.Ю., Черемисина О.В. Комплексная технология переработки золотосодержащих концентратов: автоклавное выщелачивание с последующим обжигом // Известия вузов. Цветная металлургия. 2015. № 3. С. 34–39. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2015-3-34-39.

41. Пат. № 2636775, Российская Федерация, C2. C22B 11/00, C22B 3/06. Способ переработки золотосодержащих концентратов двойной упорности / Л.В. Чугаев, Я.М. Шнеерсон, М.А. Плешков, И.В. Фоменко, А.В. Маркелов. Заявл. 20.02.2016; опубл. 28.11.2017.

42. Пат. № 2732819, Российская Федерация, C1, C22B 11/00, C22B 3/00. Способ автоклавной переработки углистых золотосодержащих концентратов с использованием дополнительного реагента-окислителя / Д.В. Гордеев, И.В. Фоменко, Л.В. Чугаев, Я.М. Шнеерсон; Заявл. 01.11.2019; опубл. 22.09.2020.

43. Набойченко С.С., Шнеерсон Я.М., Калашникова М.И., Чугаев Л.В. Автоклавная гидрометаллургия цветных металлов. 2009. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2009. Т. 2. 939 с.