Méthode de lixiviation en tas de l'or. Les scientifiques de Khabarovsk ont mis au point une nouvelle méthode d'extraction de l'or Ran lixiviation de l'or
07.08.2016
Histoire minière ingrédients sains La méthode de dissolution et de précipitation est connue depuis l'Antiquité. L'extraction industrielle du cuivre à partir des eaux minières acides a commencé au XVIe siècle, au XXe siècle. les métaux ont été lessivés en URSS, aux États-Unis, au Canada, en France, en Australie, au Brésil, etc.
Selon comment composants utiles extraites des minerais, les technologies physiques et chimiques sont divisées en types : fusion, lessivage, dissolution, gazéification, sublimation et lixiviation.
Pendant la fusion, le minerai est transféré à un état mobile et alimenté pour être traité avec une solution chaude. La solution de production dans ce cas est un mélange mécanique de substances mobiles. La méthode a trouvé une application dans l'extraction du soufre, de la paraffine, de l'huile, etc.
Lors du lavage, le jet de la solution de travail détruit le minéral en petites particules qui, à l'état suspendu, sont libérées à la surface, où elles sont séparées de la solution par sédimentation ou filtration.
Une fois dissoutes, les molécules du soluté passent dans des solutions qui sont traitées dans les usines. C'est ainsi que le sel est extrait.
Dans la gazéification par chauffage avec une quantité limitée d'air, le combustible fossile est converti à l'état gazeux et extrait à la surface. La sublimation est un type de gazéification. Cette méthode permet d'élaborer des minéraux capables de passer à l'état gazeux (réalgar, cinabre).
La lixiviation des métaux à l'échelle industrielle a été utilisée pendant la Première Guerre mondiale (1915-1918) pour l'extraction du cuivre aux États-Unis, en Amérique du Sud, au Japon et dans d'autres pays.
L'essence de la lixiviation est le transfert de métaux des minéraux vers des solutions, et de celles-ci vers des sédiments commerciaux par le biais de réactions physico-chimiques.
Les avantages des technologies de lixiviation des métaux par rapport aux technologies traditionnelles peuvent être vus à partir d'une comparaison de leurs schémas technologiques. La lixiviation élimine les processus traditionnels tels que la libération, la livraison et le transport de la masse rocheuse dans le cycle minier, son concassage, son broyage et sa flottation dans l'enrichissement, la torréfaction et d'autres opérations du processus métallurgique. Par conséquent, il nécessite moins de coûts, de main-d'œuvre, matériaux techniques et les ressources énergétiques.
Dans la pratique mondiale, dans la plupart des cas, la lixiviation est utilisée pour extraire les métaux des minéraux oxydés en surface. Les possibilités de lixiviation sont également à l'étude dans l'exploitation minière souterraine des métaux, par exemple en utilisant des explosions massives de BB et des charges nucléaires pour le concassage des minerais. Cela s'explique par le fait qu'avec la profondeur, la teneur en métaux des minerais diminue, la quantité de minerais oxydés diminue et le coût de production des métaux augmente.
À l'avenir, il y a un besoin de lixiviation à partir de minerais sulfurés pauvres. Les minéraux sulfurés sont plus résistants au traitement. Ils nécessitent des réactifs et des modes plus complexes. Cela a conduit au développement de la présente recherche dans cette direction.
Il est généralement admis que les métaux provenant de matières premières minérales pauvres avec des indicateurs économiques acceptables peuvent être obtenus par des méthodes de géotechnologie physique et chimique (K.N. Trubetskoy), de lixiviation souterraine en tas, en mine ou en forage. Ainsi, même un métal aussi passif que l'or provenant de minerais pauvres et déséquilibrés (avec une teneur de 1,2-0,6 g/t) ou des déchets des industries minières et de transformation (avec une teneur de 0,6-0,3 g/t), dans le monde la pratique est lessivée avec une grande efficacité.
Lorsqu'ils expliquent le phénomène de transfert des métaux des minéraux sulfurés vers les solutions, certains chercheurs attribuent le rôle principal aux processus chimiques, d'autres aux processus électromécaniques et bactériens.
Entraine toi lixiviation en tas pas encore nombreux. Un facteur important entravant l'utilisation généralisée de la lixiviation en tas des polymétaux, du cuivre, du tungstène et du molybdène est la misère des matières premières minérales dans la plupart des décharges et des résidus. Dans ce cas, un plus grand nombre de cycles de solutions de lixiviation traversant le massif rocheux est nécessaire jusqu'à y obtenir des concentrations industrielles en métaux.
La lixiviation en tas de l'or est utilisée à grande échelle dans la pratique des entreprises minières aux États-Unis, au Canada, en Afrique du Sud, en Australie, en Chine, au Mexique, etc. Aux États-Unis seulement, il existe plus de 110 usines industrielles et pilotes d'une capacité de 0,1 à 3 à 5 millions de tonnes de masse rocheuse par an.
Les cyanures sont le principal réactif de la lixiviation en tas d'or, mais des solvants moins toxiques sont actuellement testés expérimentalement.
La technologie de lixiviation en tas de l'or dans une commande industrielle pilote est utilisée dans des installations minières en Russie, au Kazakhstan et en Ouzbékistan.
La lixiviation en tas des métaux est le plus souvent utilisée en combinaison avec la lixiviation in situ dans les mines d'or, de cuivre et d'uranium comme une opportunité d'utiliser les roches associées et de trier les résidus.
Depuis plus de 20 ans, sur le gisement d'uranium de Manybai, une décharge de minerais à faible teneur d'un volume de 1,5 million de tonnes est traitée avec des solutions acides.
La technologie de lixiviation en tas a été développée aux États-Unis dans les années 1950 pour traiter les minerais de cuivre déséquilibrés. Il s'est répandu dans les entreprises d'extraction d'uranium de l'URSS, des États-Unis, du Canada et, au cours des 20 dernières années, il a été utilisé dans la pratique de l'extraction de l'or à partir de minerais oxydés à faible teneur.
La lixiviation en tas du cuivre à partir de minerais caractérisés par une prédominance de minéraux oxydés, ainsi que de chalcocite, est largement utilisée dans les entreprises minières aux États-Unis, au Pérou et en Rhodésie. Dans les entreprises Bluebird et Mangula, cette technologie est utilisée pour lixivier le cuivre avec sa teneur en minerais de 0,5 et 1,13 %, respectivement.
En tant que solvant, on utilise des solutions de résidus d'usines de cimentation ou d'extraction, auxquelles on ajoute de l'acide sulfurique à une concentration de 50 g / dm3, et parfois du sulfate d'oxyde de fer. La durée du cycle de lessivage est de 120 jours, dont 75 jours d'irrigation et 45 jours de drainage des solutions productives. La concentration moyenne de cuivre dans ces solutions est de 2,6 g/dm3. L'extraction du cuivre du minerai est d'environ 50%.
La lixiviation en tas de l'uranium à partir de minerais hors bilan à l'échelle industrielle a été maîtrisée par les entreprises de l'ex-URSS Minsredmash (Tselinny Mining and Chemical Combine, Kirghiz Mining and Chemical Combine, Leninabad Mining and Chemical Combine, Lermontovskoe RU, etc.). La teneur en uranium des minerais envoyés pour la lixiviation en tas variait entre 0,03 et 0,04 %. L'extraction de l'uranium dans la solution productive avec de l'acide sulfurique et des alcalis était au niveau de 70-80%.
Analyse d'expérience l'obtention de métaux par lixiviation en tas a conduit aux conclusions suivantes :
la lixiviation en tant que technologie capable d'assurer l'extraction efficace des métaux à partir de minerais de cuivre et d'uranium pauvres et oxydés est au stade de développement industriel, et à partir de minerais oxydés et sulfurés d'autres métaux - uniquement au stade de développement ;
l'expérience de la lixiviation souterraine des métaux, à l'exception de l'uranium, est limitée. Il y a des recherches actives sur la récupération du cuivre et il n'y a absolument pas assez de recherches sur la lixiviation de l'or, ce qui augmente la pertinence de telles recherches.
Les recherches sur les aspects théoriques de la lixiviation des déchets et des minerais pauvres ont commencé il y a plus de 50 ans.
Un certain nombre de scientifiques d'organismes de recherche en Russie (MGGA, VNIPIPromproekt, SKGTU, Unipromed, Université d'État des mines de Moscou, TsNIGRI, etc.) ont travaillé sur la théorie de la lixiviation.
Les scientifiques ont contribué à la théorie et à la pratique : N.P. Laverov, B.N. Laskorin, K.N. Trubetskoï, V.A. Chanturia, M.I. Agoshkov, G.A. Axelrod, V.Zh. Ahrens, V.K. Boubnov, V.I. Golik, TM Joutikov, V.I. Zelenov, N.-B. Korostyshevsky, E.A. Kotenko, V.G. Levin, A.M., Margolin, N.N. Maslenitsky, V.N. Mosinets, I.N., Plaksin, V.V. Rachinsky, M.N. Tedeev, V.A. Lodeyshchikov, V.V. Khabirov, E.I. Shemyakin, P.M. Garrels, R. Griessbach, Ch.L. Christ, G. Schenk, J. Frits et autres.
Les fondements théoriques de l'hydrométallurgie ont été développés par les travaux de I.N. Plaksina, S.B. Leonova, V.A. Chanturia et al.. L'un des composants de la technologie de lixiviation est le processus physico-chimique d'extraction des métaux des sulfures réfractaires. Ils ont été développés comme une alternative aux méthodes existantes d'obtention de métaux, dont l'utilisation est dangereuse et coûteuse pour l'environnement.
Le plus grand succès a été obtenu dans la lixiviation du cuivre, de l'uranium, de l'or et du zinc, auquel A.P. Zefirov, A.I. Kalabin, V.P. Novik-Kachan, B.V. Nevski, V.G. Bakhurov, I.K. Loutsenko, S.G. Vecherkin, L.I. Lunev, I.E. Rudakov, R. P. Petrov, N.N. Khabirov, V.K. Boubnov, M.N. Tedeev, V.I. Golik et autres.
La lixiviation en tas des métaux se déroule en deux étapes. Au premier stade, la dissolution par diffusion du métal se produit ; au deuxième stade, il est transféré en filtrant la solution à travers le minerai dans le tas. Lors de la justification des paramètres géotechnologiques du KB de métaux, la diffusion de substances solides, en particulier de métaux, et la filtration de liquide dans le milieu poreux du minerai sont étudiées.
Dans le domaine de la dissolution par diffusion des métaux, les travaux de P. Schyuman et V.Zh. Arens. Ces travaux fondamentaux sont pris comme base pour le développement de méthodes théoriques de calcul. La théorie de la filtration liquide en milieu poreux fait l'objet des travaux de Maurice Masket, E.I. Rogova, V.G. Yazikov et d'autres scientifiques.
Le traitement de minerais aurifères à faible teneur avec une teneur en or de 0,5 à 2,5-3,0 g/t par lixiviation en tas est effectué dans un certain nombre d'entreprises minières aux États-Unis, au Canada, en Afrique du Sud, en Australie, en Chine, au Mexique, etc. Aux États-Unis seulement, il existe plus de 110 usines industrielles et pilotes KB d'une capacité de 0,1 à 3 à 5 millions de tonnes de masse rocheuse par an.
La technologie de lixiviation en tas d'or est largement utilisée en Russie, au Kazakhstan, au Kirghizistan et en Ouzbékistan.
En Russie, la lixiviation en tas de l'or est utilisée dans les entreprises de la Transbaïkalie orientale (Darasun, Balei, zone minéralisée Aprelkovsko-Peshkovskaya, etc.). Le matériau pour le CB est un minerai commercial de mauvaise qualité, hors bilan et une masse minéralisée de morts-terrains avec une teneur en or de 0,5-0,7 à 3-5 g/t.
Au Kirghizistan, la société Yuzhpolimetall lixivie l'or à partir de minerais de qualité inférieure provenant de gisements de haute montagne.
En Ouzbékistan, une lixiviation en tas à l'échelle industrielle est réalisée à partir des stériles de la carrière de Muruntau. La capacité annuelle de l'entreprise KB en termes de masse traitée dépasse 12 millions de tonnes et la teneur en or des matières premières traitées est de 0,5 à 0,8 g/t. KB se développe sur le champ de Daugystausskoye.
Au Kazakhstan, le plus grand succès dans la maîtrise de la technologie de lixiviation en tas de l'or a été obtenu par Vasilkovsky GOK JSC et AVS-Balkhash.
Vasilkovsky GOK JSC utilise le minerai oxydé du gisement Vasilkovsky pour la lixiviation en tas. Composition minérale du minerai, % en masse : SiO2 - 64,2 ; Al2O3 - 8,1 ; Fe2O3 - 37; CaO - 1,68; MgO-1,61; Comme - 0,22 ; Na2O - 1,33 ; K2O - 5,80 ; Pb - 0,048 ; Zn-0,034; Ni-0,035; Cu - 0,045; Co-0,023; Bi-0,014 ; Total - 0,35 ; Au- 1,58 g/t.
Taille du minerai 250 - 300 mm. Le volume total des cheminées KB est de 1,5 million de tonnes de minerai. La lixiviation est réalisée avec une solution alcaline de cyanure avec une concentration en cyanure de sodium de 0,04-0,08% et une densité d'irrigation de 15-25 dm3/t par jour. La récupération de l'or est de l'ordre de 50 à 55 %,
La société minière AVS-Balkhash utilise des minerais oxydés et semi-oxydés des gisements de Pustynnoe et Karernoe pour la lixiviation en tas de l'or. La teneur en or des minerais oxydés et semi-oxydés destinés à la lixiviation en tas est de 3 à 1,35 g/t.
Le minerai est acheminé vers deux complexes de concassage d'une capacité totale de traitement allant jusqu'à 1 460 000 tonnes par an. Il passe par trois étapes de concassage jusqu'à une finesse de -20 mm, est transporté vers une base préparée, où il est empilé dans une pile de 7 m de haut avec une hauteur de pile de conception de 49 m. Après avoir déversé un volume donné, la surface de la pile est desserrée et un système d'irrigation est posé sur la surface desserrée.
L'eau est utilisée pour préparer les solutions. Balkhash, qui est alimenté par un conduit de 18 km de long. La cheminée est irriguée avec une solution de cyanure de sodium à une concentration de 0,7 g/dm3. Lorsque la solution s'infiltre à travers la pile, l'or se dissout :
4Au + 8NaCN + O2 + H2O → 4NaAu(CN)2 + 4NaOH
La solution productive s'écoule dans le collecteur et, à travers le système de drainage des tuyaux perforés, pénètre dans les réservoirs de stockage, d'où elle est pompée vers l'atelier hydrométallurgique pour la sorption.
Le charbon actif est utilisé comme sorbant. La solution traverse 5 colonnes de sorption successivement installées avec du charbon. Aux fins de l'efficacité de la sorption, le principe du contre-courant est utilisé - le charbon actif se déplace vers la solution productive à l'aide d'éjecteurs.
Le charbon saturé entre dans la colonne de désorption. L'élimination de l'or du charbon est effectuée à une température de 125 ° C et une pression de 4 atm dans une solution concentrée de cyanure (0,2%) et de soude caustique (1%). La solution saturée d'or est acheminée vers les électrolyseurs, où les boues aurifères se déposent sur les grilles cathodiques. Les boues sont éliminées, subissent un traitement acide et entrent dans la fonderie pour obtenir l'alliage Dore or-argent.
En 1995-2001, 2614,7 milliers de tonnes de minerai d'une teneur de 1,35 g/t avec un poids d'or de 3500 kg ont été empilées dans les cheminées n°1 et n°2. La hauteur de la cheminée principale n ° 2 (2431 000 tonnes de minerai) a atteint 35 m, 1050 kg d'or ont été obtenus, tandis que la récupération totale était de 30%.
La productivité annuelle pour le traitement du minerai variait de 204 000 tonnes (1995) à 850 100 tonnes (2000), la moyenne sur 6 ans est de 373 000 tonnes. La production d'or raffiné varie de 75,6 kg en 1995 à 245,1 kg en 2000, moyenne - 150 kg par an.
En 1995-1997 37,2% de l'or a été extrait de la matière première déposée au cours de cette période, puis l'extraction a commencé à diminuer en raison des processus de colmatation.
La pratique consistant à extraire l'or des résidus de flottation du minerai au Kazakhstan est encore limitée. En 1993-1994 LLP "Altyn-Kulager" a construit et mis en service une usine pilote de lixiviation en tas d'or à partir des résidus du concentrateur de Bestobinsk. La lixiviation de l'or a été réalisée en 1995-1996 sur une pile de 100 000 tonnes, la teneur en or de la pile KB était de 2,2 g/t, réserves - 220 kg. Lessivage par technologie alcali-cyanure avec extraction de l'or à partir de solutions productives sur résine AM-2B. En deux ans de travaux, seuls 32 kg d'or (14,4%) ont été récupérés.
Les matières premières aurifères ont des degrés de résistance variables aux transformations géochimiques. Le double comportement de l'or (en tant qu'élément inerte et géochimiquement mobile) s'explique, d'une part, par sa faible solubilité, et, d'autre part, par sa capacité à complexer des formations facilement solubles et à migrer sous forme de formes submicroscopiques. .
Lors de l'oxydation et de la dissolution de sulfures contenant de l'or finement dispersé, ce dernier peut passer directement dans une solution colloïdale. Le stabilisant de l'or colloïdal est la silice colloïdale, ainsi que le carbonate de sodium et le Fe(OH)3. Des solutions colloïdales d'or se forment également par l'action de FeSO4 sur une solution de chlorure d'or.
Le processus de dissolution de l'or peut être décrit par l'équation cinétique générale :
où β est la constante de vitesse de dissolution ; C - teneur en or de la queue ; Cp - teneur initiale en or ; a est la concentration de l'agent actif.
La solubilité de l'or est fonction de la concentration de l'actif (a) dans le solvant et se caractérise par la dépendance
où Г, n - coefficients, et Г = const pour un certain réactif.
L'application de la lixiviation en tas d'or dans chaque cas particulier déterminée par les propriétés géotechnologiques des matières premières aurifères.
L'évaluation des possibilités de développement géotechnologique des objets en minerai d'or est un processus à plusieurs niveaux, car la mise en œuvre de la géotechnologie est associée à la nécessité de prendre en compte des solutions à la fois théoriques et pratiques.
L'évaluation de l'efficacité géotechnologique des matières premières aurifères (minerais, résidus d'enrichissement, etc.) est réalisée en fonction de paramètres géochimiques, minéralogiques, technologiques et opérationnels. Le terme "géotechnologique" fait référence à la propriété qu'ont les matières premières par rapport au transfert de l'or qu'elles contiennent vers un état dissous mobile. Dans ce cas, la classification géotechnologique de l'aptitude des matières premières aurifères à la lixiviation en tas acquiert une signification pratique.
La dissolution de l'or dépend principalement des propriétés minéralogiques des roches hôtes, de leurs caractéristiques structurales et texturales, et des propriétés physicochimiques du milieu. En particulier, plus les particules d'or sont grosses et plus la roche est solide, plus la solubilité de l'or est mauvaise.
Parmi les facteurs internes de la géochimie de l'or, la valence variable de l'élément et la capacité à former des complexes sont importantes. L'or se dissout après la destruction des réseaux cristallins des minéraux accessoires et l'ouverture des intercroissances en formation. La dissolution la plus rapide de l'or se produit en présence d'agents oxydants puissants : dioxyde de manganèse, oxygène, oxyde de fer et cuivre. La dissolution maximale de l'or est facilitée par des valeurs plus élevées des coefficients de fractionnement du calcium avec le magnésium, du silicium avec le fer ou de l'aluminium, du potassium avec le sodium et du vanadium avec le chrome.
En dissolution chimique, les réactifs suivants sont utilisés pour ouvrir les roches aurifères : FeCl, Fe2(SO4)3, CuCl, CuSO4, NaCl, HCl, H2SO4, les alcalis, les cyanures de sodium ou de potassium, les thiourées et l'eau chlorée.
La dissolution de l'or contenu dans les roches de pyrite aurifères se produit sous l'action du sulfate de fer oxydé, et sa précipitation à partir des solutions se produit lorsqu'elles rencontrent des roches sulfurées.
L'or, représenté par des inclusions submicroscopiques dans la pyrite, est le plus soluble. Dans ce cas, la dissolution se produit sous l'action du sulfite de fer oxydé, qui se forme lors de l'oxydation de la pyrite. L'oxydation la plus intense des pyrites et pyrrhotites aurifères se produit à pH 5,5 et Eh = 0,8 V. Parallèlement, dans les solutions minéralisées, le complexe aurifère le plus probable est Au (OH) 2, et dans les solutions fortement minéralisées, avec une forte teneur en or, complexes mixtes chlorohydroxo de substances de type -.
Dans les processus d'oxydation de l'or, la présence d'un ion chlorure est importante, ce qui est nécessaire à la dissolution du film d'oxyde. L'or chlorure, très soluble dans l'eau, est formé par l'action du chlore élémentaire sur de l'or finement dispersé, dont la libération est possible avec la présence simultanée d'ions chlore, d'acide et d'oxydes supérieurs de manganèse.
Pour la lixiviation de l'or des roches or-quartz, l'environnement alcalin le plus favorable est un pH supérieur à 8 et un environnement à forte concentration en ions HCl et thiosulfate.
L'or dissous réagit au moindre changement du champ électrique, se démarquant aux endroits où les lignes de force s'épaississent au sommet, sur les bords et sur les faces des cristaux conducteurs.
La création de bases méthodologiques pour la construction et l'exploitation des sections HF, y compris les dispositions théoriques régissant les paramètres de formation des pieux, l'agglomération des matières premières, la construction de bases hydro-imperméables, les paramètres du système d'irrigation et la collecte des solutions , l'intensification du processus de lixiviation, ainsi que les tâches d'évaluation géotechnologique des matières premières aurifères pour la lixiviation en tas, sont essentielles.
Pour augmenter l'efficacité de l'extraction de l'or, la tâche de créer des bases méthodologiques pour déterminer les conditions aux limites optimales pour l'utilisation de la lixiviation en tas en combinaison avec manières traditionnelles extraction et transformation des matières premières.
Les caractéristiques de conception des sites de lixiviation en tas sont déterminées par un certain nombre de facteurs, dont les principaux sont : le volume annuel de matières premières aurifères traitées ; finesse des matières premières; matériau et paramètres de la base étanche; une partie de l'équipement ; schéma d'organisation du travail.
La lixiviation en tas permet la récupération de l'or à partir de matières premières oxydées à faible coût. Cependant, malgré le coût plus élevé, la technologie d'usine traditionnelle permet une récupération plus élevée. Par conséquent, l'utilisation technologie traditionnelle pour le traitement des minerais riches et la lixiviation en tas pour les minerais pauvres permet une exploitation efficace des gisements.
L'absence de limites économiquement justifiées pour l'utilisation de la lixiviation en tas ne permet pas de déterminer les conditions de cette technologie et de séparer la partie des réserves industrielles des gisements pouvant être traitée par lixiviation en tas.
La technique de détermination des conditions aux limites pour l'utilisation de la lixiviation en tas pour l'extraction de l'or est particulièrement pertinente. Les dispositions méthodologiques devraient inclure le choix d'un critère unique d'évaluation de l'efficacité des réserves minières, la méthodologie d'évaluation de la valeur perdue avec différentes technologies, les règles de révision des conditions et des teneurs de coupure.
Le domaine d'application de la lixiviation en tas en combinaison avec la technologie conventionnelle pour les nouveaux gisements est étudié en tenant compte de l'incertitude des informations géologiques et technologiques initiales.
L'exactitude environnementale des technologies KB est l'une des questions théoriques sous-développées de l'exploitation minière.
L'accumulation et le stockage des déchets de flottation du minerai entraînent l'utilisation de zones importantes pour les cartes de résidus et affectent considérablement l'état de l'environnement.
Les conséquences environnementales, sociales et économiques résultant du stockage à long terme des déchets de traitement du minerai conduisent à une baisse du niveau de rentabilité de l'utilisation du sous-sol et aggravent les conditions de vie des zones peuplées situées dans le parc à résidus. Dans les zones où se trouvent les résidus, un relief technogénique complexe se forme, le milieu naturel évolue.
La gestion des résidus est l'une des principales sources de violation de l'équilibre écologique du milieu. Les résidus de flottation du minerai provoquent une érosion hydrique et éolienne, ils sont sujets au poudrage. La teneur en poussière de l'air peut dépasser les normes sanitaires à une distance allant jusqu'à 2 km ou plus de la source de poussière.
L'évacuation dans l'atmosphère des plus petites particules minérales, réactifs de flottation - poussières à l'état libre et sous forme d'aérosols - pollue durablement l'espace aérien. En se déposant sur le sol et les plans d'eau, les poussières s'accumulent et génèrent des concentrations excessives de métaux lourds et d'éléments toxiques.
Le plus grand danger pour la santé humaine est la poussière contenant du dioxyde de silicium libre dans ses modifications cristallines, la quantité résiduelle de cyanures, de rhodonides, d'acides, d'alcalis, etc., qui est à l'origine de maladies pulmonaires, du développement de tumeurs cancéreuses et d'autres maladies.
D'immenses territoires sont alloués aux résidus, qui représentent par la suite des espaces sans vie et deviennent le centre de processus catastrophiques.
La pénétration d'effluents pollués dans le sol est associée à la violation de l'équilibre écologique des eaux souterraines et souterraines, à leur contamination par des produits chimiques. La violation de la surface de la terre et du régime de l'eau retire la terre de l'équilibre agricole.
En raison de la pollution de l'environnement par des éléments toxiques, le monde animal et végétal en est saturé en quantités dépassant les normes autorisées, ce qui provoque des changements physiologiques et des maladies chez les personnes, les animaux et les plantes.
Selon VIOGEM, la fertilité des terres à une distance de 5 à 10 km des résidus se détériore de 10 à 20 %, et le coût et l'intensité de la main-d'œuvre de la production agricole augmentent de 10 à 15 %.
Une augmentation de la concentration de dioxyde de soufre par 1 mg/m3 d'air réduit le rendement et la qualité des cultures agricoles de 30 à 40 %, la teneur en protéines des céréales diminue de 20 à 30 %, la productivité du bétail diminue et son incidence augmente. Dans la zone d'influence des résidus dans les légumes et les pommes de terre, il y a un excès de plomb, de zinc, de cuivre, d'arsenic et la teneur en vitamines, amidon et sucre est réduite. Ainsi, à proximité des entreprises d'extraction d'or du Kazakhstan, le MPC des polluants atmosphériques dépasse largement les normes établies. Dans la zone de la mine Bestobe de JSC "Kazakhaltyn" à la décharge de résidus, qui occupe 30 hectares de superficie avec une hauteur de décharge de résidus de 6 m et un volume de 896 000 tonnes, les émissions quotidiennes de poussière sont de 6 à 7 mg/ m3 à MPC = 0,15 mg/m3 (SiO2, As, Zn, etc.), ce qui dépasse les normes sanitaires de 40 à 70 fois.
En tableau. 13.1 montre les concentrations maximales admissibles de substances nocives polluant l'atmosphère, typiques de l'exploitation minière.
Les conséquences sociales de l'impact d'un environnement pollué sur la santé humaine sont diverses. Il est difficile de quantifier les conséquences sociales de la pollution de l'environnement en termes monétaires. L'évaluation économique des résultats sociaux n'est pas adéquate aux conséquences, mais ne reflète que leur impact sur l'économie de l'entreprise et de la région.
L'évaluation des dommages résultant de la détérioration de la santé d'un point de vue économique est calculée par le montant du manque à gagner dû à la maladie, due à la mortalité en âge de travailler. En conséquence, le surplus de produit est perdu, le revenu national est réduit.
Les pertes économiques dues à la détérioration de la santé publique due à la pollution de l'environnement peuvent être classées comme suit :
réduction de la production;
augmentation des dépenses d'assurance sociale;
augmentation des prestations d'invalidité et de survivant;
augmentation des dépenses de santé;
une augmentation du coût de la formation du personnel pour remplacer ceux qui sont partis.
Par conséquent, afin de réduire le niveau des conséquences environnementales, sociales et économiques de la formation et du stockage des déchets issus de la production d'enrichissement, il est nécessaire de les réduire, de les traiter, de les recycler et de les éliminer. À cette fin, les schémas et les modes de préparation du minerai sont améliorés, les équipements sont modifiés, des systèmes de contrôle et de surveillance automatisés sont introduits et de nouvelles technologies de traitement des résidus périmés sont créées.
Le développement d'une exploitation aurifère rentable détermine la nécessité de créer des systèmes et des unités technologiques hautement efficaces adaptés à l'environnement pour le développement de gisements dans des conditions minières et géologiques complexes avec une exhaustivité et une qualité d'extraction élevées des minerais aurifères des entrailles.
Il est nécessaire d'améliorer radicalement les technologies existantes et de créer des technologies fondamentalement nouvelles pour le traitement des minerais réfractaires et déséquilibrés, des matières premières de qualité inférieure et technogéniques à forte extraction d'or et d'autres composants utiles.
L'invention concerne l'hydrométallurgie et peut être utilisée pour la lixiviation en tas de l'or à partir de minerais, de concentrés et de résidus. La méthode de lixiviation en tas de l'or comprend le traitement des matières premières minérales avec une solution de lixiviation, la pelletisation, le placement du minerai pelletisé dans une pile, la pulvérisation de la pile et l'extraction du métal de la solution productive. La pelletisation du minerai est réalisée avec l'ajout d'un oxydant solide, qui est le peroxyde de calcium à raison de 0,1-0,3 kg/t. Une solution de cyanure est utilisée comme solution hydratante pendant la granulation en une quantité qui fournit une teneur en humidité finale de 5 à 30 %. La consommation de cyanure de sodium est de 0,1 à 1 kg/t, et le minerai granulé est soumis à un traitement par ultrasons avant l'empilement, et la pile est laissée au repos avant l'irrigation pendant 2 à 3 jours. Le résultat technique de l'invention est l'intensification de l'extraction de l'or par cyanuration. 1 ill., 1 pr.
L'invention concerne le domaine de la métallurgie des métaux précieux et peut être utilisée notamment pour l'extraction de l'or lors de la lixiviation en tas de minerais aurifères avec des solutions de cyanure. Une méthode connue de lixiviation de l'or du minerai (1. M.A. Meretukov, A.M. Orlov. Métallurgie des métaux précieux (expérience étrangère). M.: Métallurgie. S. 97-113. 1991, 2. Lixiviation en tas des métaux précieux. / Sous le rédaction du professeur M. I. Fazlullin, M. : Maison d'édition de l'Académie des sciences minières, 2001, pp. 153-154) sur une base imperméabilisée et respectueuse de l'environnement, installation d'un système d'irrigation en tas et apport d'une solution de cyanure dans l'air par arroseurs mécaniques.
Les principaux inconvénients des méthodes en tas utilisées dans la pratique sont le faible degré d'extraction de l'or du minerai et, en règle générale, la durée excessive du processus.
Afin d'accélérer le procédé considéré, une pelletisation ou granulation du minerai avant empilement est réalisée à l'aide d'une solution de cyanure et d'agents oxydants additionnels /2/, notamment une solution oxygénée est fournie pour l'irrigation. Dans un autre procédé (RF 2361076), la lixiviation avec introduction d'un agent oxydant supplémentaire dans le système est réalisée en deux étapes : à la première étape, avec une solution contenant une solution aqueuse d'hydroxyde de métal alcalin ou d'oxyde de calcium et de peroxyde d'hydrogène, au deuxième stade, avec une solution contenant le minéral productif obtenu après première transformation des matières premières minérales, une solution renforcée par une solution aqueuse d'hydroxyde de métal alcalin ou d'oxyde de calcium et de peroxyde d'hydrogène, dans laquelle on introduit du cyanure de sodium à une concentration de 0,1 % en solution. L'introduction d'agents oxydants supplémentaires dans les solutions de lixiviation accélère le processus. Cependant, en pratique, l'effet de l'oxygénation est très conditionnel. Dans la lixiviation en tas à pression atmosphérique, l'excès d'oxygène diffuse hors de la solution de lixiviation dans l'atmosphère pendant une courte période sans avoir l'effet escompté. De même, l'effet de l'introduction de peroxyde d'hydrogène est limité, qui se décompose également en quelques dizaines de minutes, notamment dans des conditions de pulvérisation de solutions.
Comme prototype, une méthode de lixiviation en tas de l'or a été choisie, comprenant le concassage du minerai, la pelletisation avec l'introduction de ciment et d'une solution aqueuse de cyanure de sodium, la pose d'une cheminée sur une base étanche, l'installation d'un système d'irrigation, l'apport d'une solution oxygénée par irrigation et obtention de solutions de production, caractérisé en ce que la pelletisation du minerai est réalisée avec une consommation de cyanure de sodium de 0,35-0,5 kg/t et une concentration de 12-15 g/l, avant irrigation, la cheminée est conservée pendant 7-8 jours . Une particularité du prototype réside dans le fait que la pelletisation du minerai est réalisée dans les conditions de création de la concentration la plus élevée possible de cyanure de sodium dans une solution qui imprègne le minerai à une humidité optimale. Pendant 7 à 8 jours de minerai pastillé sur pied (stade de maturation), l'or passe à son complexe de cyanure soluble de 65 à 70 %. Le cyanure de sodium, introduit dans le minerai lors de sa pelletisation, est fermement absorbé par le minerai, principalement en raison de l'adsorption. Par la suite, l'or est lixivié du minerai par irrigation avec de l'eau ou en faisant circuler des solutions sans or formées au cours du processus sans y ajouter de cyanure de sodium pendant 7 à 15 jours. Le cycle de lixiviation dans ce cas coïncide en fait avec le cycle de lavage du minerai.
Une différence importante du prototype est l'utilisation de solutions oxygénées uniquement au stade de la lixiviation, donc, en général, le cycle de traitement du minerai, y compris la pelletisation, l'empilement et le traitement avec une solution de lixiviation dans son ensemble reste assez long. En conséquence, l'inconvénient le plus important du prototype est la faible vitesse du processus.
Le problème technique à résoudre par la méthode proposée est d'augmenter la vitesse de dissolution de l'or. Le résultat technique est obtenu en changeant le type de comburant et les conditions de son approvisionnement.
Le résultat technique est obtenu dans la méthode de lixiviation en tas de l'or, qui comprend la pelletisation du minerai avec l'introduction de liants et d'une solution aqueuse forte de cyanure de sodium, la pose de la pile sur une base imperméabilisée, la pose de la pile, l'apport de la solution de lixiviation par l'irrigation et l'obtention de solutions productives. Contrairement au prototype, lors de la pelletisation, du peroxyde de calcium est ajouté au minerai à un taux de 0,1-0,3 kg/t et une solution de cyanure en une quantité qui fournit une teneur en humidité finale de 5-30 %, tandis que la consommation de cyanure de sodium est 0,1-1 kg/t. t, et le minerai granulé avant l'empilement est soumis à un traitement par ultrasons, et le repos de la pile avant l'irrigation est effectué pendant 2-3 jours.
L'essence de l'invention est illustrée par la figure (tableau), qui montre les résultats d'expériences réalisées dans des conditions comparables.
La preuve de l'influence déterminante des caractéristiques distinctives de la méthode proposée sur l'obtention du résultat technique est l'ensemble fondements théoriques et les résultats d'études spéciales. Spécifié dans la présente invention, la tâche consiste à réduire la durée du cycle de traitement du minerai d'or en mode tas. En général, le cycle consiste en une granulation, un empilement et un repos de la pile et, enfin, une irrigation avec une solution de lixiviation. Dans la méthode proposée, similaire au prototype, le minerai est pastillé avec des solutions à forte concentration de cyanure. Cette mesure offre des possibilités d'interaction de l'or et de la solution de lixiviation déjà au stade de la pelletisation. Mais contrairement au prototype de la méthode proposée, l'accélération du processus de lixiviation est obtenue par deux méthodes supplémentaires : l'introduction d'un agent oxydant au stade de pastillage et l'utilisation d'un agent oxydant plus stable dans le temps.
L'introduction d'un comburant dans le système « minerai - solution de cyanure fort », qui s'ajoute à l'oxygène de l'air, sature la solution de mouillage à des concentrations d'équilibre maximales de 7-8 mg/l /1/, permet de intensifient l'interaction de l'or avec la solution déjà au stade de la granulation et de la maturation. Contrairement au prototype, il est proposé d'utiliser du peroxyde de calcium à la place d'une solution oxygénée comme agent oxydant, et l'agent oxydant est introduit au stade de la pelletisation et de l'empilement du minerai en tas. Des études ont montré que le peroxyde de calcium conserve longtemps ses propriétés oxydantes et contribue ainsi à accélérer le processus. De plus, l'oxyde de calcium formé au cours des réactions en cours contribue à la granulation et réduit la consommation du liant principal - le ciment. Le dosage optimal de peroxyde de calcium est de 0,1-0,3 kg/t. A une consommation plus élevée de l'oxydant, une oxydation notable du cyanure est observée et l'efficacité globale du procédé diminue.
Un rôle important dans la réalisation de cet objectif est joué par la consommation de la solution hydratante lors de la granulation et la teneur en humidité finale des granulés. Lors du processus de lixiviation en tas sur de nombreux objets, après un certain temps, la filtration des solutions à travers la pile s'est pratiquement arrêtée. En raison de l'accumulation d'argiles et de particules de boue dans des zones individuelles de la cheminée, ce que l'on appelle le colmatage, les canaux de filtration se bouchent, provoquant la formation de mares artificielles à la surface de la cheminée, ce qui, à son tour, a contribué à l'émergence de canaux de rinçage locaux. Le résultat négatif de cet effet est l'arrêt complet de la dissolution de l'or.
Le seul but de la granulation est de pelletiser l'argile, la boue et d'autres composants fins du minerai empilé. Dans la description du prototype, la consommation d'eau recommandée lors de la granulation est comprise entre 2,7 et 3,5%. Il convient de noter que ce paramètre est spécifique à différents types de minerais. En particulier, en présence de sable grossier et de cailloux, le débit indiqué est suffisant ; beaucoup plus d'eau est nécessaire pour la granulation du minerai d'argile. De plus, le paramètre donné est un paramètre total, comprenant la teneur en humidité naturelle du minerai et l'eau ajoutée lors de la granulation. En général, le minerai granulé doit répondre aux exigences de maintien de la perméabilité à l'eau lorsque le tas est irrigué, c'est-à-dire les granulés doivent conserver une résistance suffisante et le colmatage est exclu.
Étant donné que dans le prototype et dans la méthode proposée, l'interaction principale de la solution et de l'or se produit déjà lors de la pose du minerai en tas et au stade du vieillissement des granulés, il est conseillé de créer des conditions dans lesquelles cette interaction se déroulera comme intensivement que possible. De la théorie de l'hydrométallurgie, il s'ensuit que le taux de lixiviation maximal est atteint à une concentration élevée du réactif (NaCN) et un excès de solvant, ou à un rapport L:S élevé. Dans le cas de la lixiviation en tas, la teneur en humidité des granulés doit être aussi élevée que possible, mais sans dépasser la valeur à laquelle les granulés acquièrent et conservent la résistance requise. En revanche, la concentration en NaCN à consommation spécifique constante de ce réactif sera d'autant plus grande que le taux d'humidité du minerai préparé sera faible.
Ainsi, lors du choix de la teneur en humidité optimale, deux conditions contradictoires doivent être prises en compte, tandis que la finesse du minerai granulé et sa teneur en humidité initiale doivent être prises en compte. Les résultats d'études ciblées montrent que pour atteindre l'objectif - accélérer le processus dans son ensemble - la teneur en humidité finale du minerai granulé, préparé pour l'empilement est de 10 à 30%, tandis que la concentration de cyanure de sodium dans l'irrigation devrait fournir une consommation spécifique de 0,1 à 1 kg de NaCN sec pour 1 tonne de minerai.
Dans le minerai préparé dans ces conditions, l'oxydation et l'interaction de l'or avec le cyanure commencent dès l'étape de bouletage. La teneur en humidité du minerai bouleté étant limitée, le transfert de masse joue un rôle déterminant dans la cinétique et la complétude de la lixiviation de l'or. Les variantes traditionnelles du transfert de masse intensif, par exemple le mélange, sont exclues et la méthode la plus efficace, comme le montrent les résultats des études, est le traitement par ultrasons du minerai au stade de la granulation. Les expériences montrent que lorsqu'un ensemble de conditions et de paramètres recommandés est fourni, déjà après 2-3 jours au stade de la maturation des granules, la majeure partie de l'or passe sous une forme soluble et l'irrigation ultérieure fournit un degré élevé d'extraction.
La méthode se déroule comme suit. Le minerai aurifère broyé est mélangé avec un agent oxydant sec - le peroxyde de sodium. Une solution de cyanure de sodium d'une certaine concentration et en une quantité garantissant que la teneur en humidité finale du minerai préparé est de 10 à 30% est ajoutée au mélange résultant. Après cela, le minerai est versé dans un tas pour rester (mûrir) dans l'air. Après avoir laissé reposer le minerai granulé pendant 2 à 3 jours, il commence à être irrigué avec des solutions recyclées. L'or est extrait des solutions productives par des procédés connus, et les solutions sans or sont partiellement renforcées avec du cyanure et utilisées pour la pelletisation, tandis que la majeure partie des solutions est utilisée pour irriguer le tas sans renforcement de cyanure.
Un exemple de la mise en œuvre de la méthode proposée sont les résultats des expériences suivantes.
Le minerai d'argile oxydé de l'un des gisements de l'Oural contenait 1,8 g/t d'or. Le minerai se caractérise par la présence en quantités importantes de fractions visqueuses très fines. La teneur en humidité du minerai d'origine était de 12 %. À partir d'une portion représentative de minerai pesant 300 kg, de gros morceaux de minerai ont été sélectionnés manuellement et concassés à une taille de particules de 25 mm. La partie broyée a été combinée avec la majeure partie du minerai, du peroxyde de calcium a été ajouté et mélangé dans un mélangeur à tambour de laboratoire pendant 5 minutes, une solution de cyanure forte a été ajoutée dans la quantité requise et pastillée dans le même agrégat pendant 5 minutes. Le minerai pastillé a été maintenu à l'air libre pour la maturation des granulés pendant 2 jours. Des portions d'une masse sur pied de 20 kg ont été chargées dans un percolateur tubulaire de laboratoire d'un diamètre de 20 mm et irriguées avec une solution de cyanure recyclée. Au cours de l'irrigation, des échantillons de la solution productive ont été prélevés à la sortie du percolateur et analysés pour la teneur en or. L'irrigation a été poursuivie jusqu'à ce que la lixiviation s'arrête et que la récupération intégrée de l'or dans la solution n'atteigne pas la limite.
Dans les expériences, nous avons fait varier la consommation de peroxyde de calcium, l'humidité du minerai granulé (y compris la teneur en humidité initiale), la consommation de cyanure et la durée de maturation des granules de minerai granulé avant irrigation.
A titre de comparaison, une expérience a été menée selon les conditions du prototype : avec une consommation de cyanure de sodium de 0,5 kg/t et une concentration de 15 g/l, repos de la cheminée avant irrigation pendant 7 jours. Les résultats des expériences sont résumés dans le tableau (Fig. 1).
Les résultats montrent que lors du traitement du minerai avec les paramètres recommandés aux étapes de bouletage et d'irrigation, la durée totale du processus, y compris le bouletage, le vieillissement et l'irrigation jusqu'à l'extraction maximale possible pour la méthode proposée, est 1,5 à 2 fois inférieure à celle lorsque en utilisant les modes préconisés par le prototype.
Analyse comparative des solutions techniques connues, incl. méthode choisie comme prototype, et l'invention alléguée permet de conclure que c'est l'ensemble des caractéristiques déclarées qui assure l'obtention du résultat technique perçu. La mise en œuvre de la solution technique proposée permet de réduire la durée de traitement du minerai lors de la lixiviation en tas de l'or et d'augmenter l'efficacité de la technologie dans son ensemble.
Procédé de lixiviation en tas d'or à partir de minerai, comprenant la pelletisation du minerai avec l'introduction de liants et d'une solution aqueuse concentrée de cyanure de sodium, la pose d'une pile de minerai pastillé sur une base imperméabilisée, la pose de la pile, l'apport d'une solution de lixiviation par irrigation et l'obtention de solutions productives, caractérisée en ce que, pendant la pelletisation, du minerai est ajouté au peroxyde de calcium avec une consommation de 0,1-0,3 kg/t et une solution de cyanure en une quantité qui fournit une teneur en humidité finale de 10-30 %, tandis que la consommation de sodium le cyanure est de 0,1 à 1 kg/t, et le minerai granulé avant l'empilement est soumis à un traitement par ultrasons, et le repos de la pile avant l'irrigation est effectué pendant 2 à 3 jours.
Études expérimentales des processus d'activation de la lixiviation en tas de l'or lors d'essais géotechnologiques des minerais du gisement d'Amazarkan.
A. Sekisov,
A.Lavrov,
Branche de Tchita
Institut des Mines
SB RAS sur la base de ZabGU
S. Emelianov,
OJSC Zvezda (Moscou)
Le gisement d'Amazarkanskoye est situé dans le district de Mogochinsky du territoire transbaïkal et est localisé sur les côtés de la vallée de la rivière Amazarkan, l'affluent gauche de la rivière. Amazar, occupant une superficie de 10 km² dans la partie sud du gisement de minerai d'Amazarkan. Les travaux d'exploration géologique effectués antérieurement étaient principalement axés sur le calcul des réserves et l'évaluation des propriétés technologiques des minerais oxydés du gisement de minerai de Severnaya du gisement et, dans une moindre mesure, sur l'évaluation des formations minéralisées du gisement de minerai de Shirotnaya en la partie sud du gisement. Les principales roches minéralisées du gisement d'Amazarkan sont représentées par de la biotite, du pyroxène-biotite, de l'amphibole-biotite, des gneiss interstratifiés avec des gneiss leucocrates, des granulites avec de la biotite, occasionnellement du graphite, et des intercalaires minces, des lentilles de pyroxène, du pyroxène biotite-amphibole, rarement graphite, schistes cristallins et calciphyres. Les minerais sulfurés primaires constituent l'essentiel (72,5 %) des réserves estimées du gisement. Les études technologiques sur le traitement des minerais primaires en vue d'extraire l'or au cours de la période considérée et pour toute la période d'exploration géologique du gisement n'ont pas été réalisées. La composition matérielle des minerais sulfurés primaires du gisement est proche de la minerais de la zone d'oxydation. Elles sont représentées par des métasomatites à quartz-séricite, quartz-feldspath, quartz-tourmaline-séricite, quartz-carbonate-séricite et épidote-pyroxène-chlorite formées après des roches hôtes (schistes cristallins archéens et gneiss), ainsi que des skarns à actinolite-diopside. La paragenèse du minerai elle-même est représentée par des complexes de composition de quartz-tourmaline, de quartz-calcédoine et de quartz-carbonate avec une minéralisation de quartz-sulfure (pyrite, arsénopyrite) disséminée par des veines. Les minerais sont intensément cataclasés et kaolinisés. La quantité de minéraux sulfurés dans les minerais varie de 3-8% à 30%, rarement 70% et en moyenne 8-15%. La teneur en or dans les minerais primaires est en moyenne de 3,0 g/t, argent - 5,2 g/t. L'or est principalement pulvérisé et fin, avec une taille maximale allant jusqu'à 0,5 mm. Les minéraux sulfurés des minerais primaires contiennent de l'or dispersé. . Le gisement a été développé par une méthode ouverte, le traitement des minerais a été réalisé par lixiviation en tas. En raison d'une forte baisse de la récupération de l'or lors de la transition vers l'extraction et le traitement des minerais réfractaires primaires, l'exploitation du gisement d'Amazarkan a été suspendue. A l'heure actuelle, la décision de poursuivre son développement est liée à la justification du schéma prioritaire de traitement des minerais réfractaires : flottation-enrichissement gravimétrique suivi du traitement hydrométallurgique des concentrés ou du maintien du schéma KV, mais avec l'utilisation de préparation appropriée du minerai (y compris, éventuellement, séparation du matériau en morceaux) et solutions actives d'oxydation et de lixiviation. À cet égard, des études géotechnologiques ont été menées dans la branche de Chita de l'Institut des mines de la branche sibérienne de l'Académie russe des sciences. diverses options schémas d'activation de la lixiviation en tas de l'or à partir de minerais primaires réfractaires du gisement d'Amazarkan et de la masse minérale des tas de déchets (cartes KV).
Les échantillons de minerai pour les tests géotechnologiques étaient représentés par au moins 3 types génétiques : les métasomatites formées après les granitoïdes leucocratiques (environ 80 % du total), les roches intrusives métasomatisées de la série diorite et gabbro-diorite, les gneiss métasomatisés formés principalement après les granodiorites. Les changements métasomatiques se manifestent par la sulfuration, la tourmanilisation, la séricitisation et la silicification. Dans les échantillons, des dykes isolés de porphyres hybrides ont été trouvés avec une sulfuration, une silicification et une séricitisation moins prononcées que dans les roches minéralisées. La finesse moyenne du matériau extrait de la carte KV élaborée est d'environ 35 mm. Les échantillons de minerai prélevés dans la trémie de réception DSK-1 avaient un diamètre moyen de morceaux de l'ordre d'environ 30 à 350 mm. Les échantillons de la carte KV, prélevés dans ses extrémités, sont caractérisés par une teneur en or relativement élevée (Amz-К1 = 0,64-0,97 g/t, moyenne - 0,8 g/t, Amz-К2 = 1,12 1,24, moyenne 1,2 g/ t). La teneur en or des échantillons de minerai DSC a été déterminée dans 2 laboratoires certifiés : SGS-Vostok ltd et LITSiMS (Chita) et s'est avérée nettement inférieure à celle de la masse de minerai des piles de lixiviation épuisées. Selon l'analyse par dosage-absorption atomique, la teneur en or était de 0,5-0,65 g/t. Vraisemblablement, le minerai n'a pas passé l'étape de concassage moyen en raison de la faible teneur et a été laissé sur le site de stockage avant la conservation. Pour les tests géotechnologiques, des échantillons de la masse de minerai de cheminées de lixiviation épuisées (provenant de différentes parties d'extrémité), en outre broyées et non broyées, et un mélange de minerai pauvre de métasomatites le long des granitoïdes (avec une teneur maximale en minéraux sulfurés, qui prédéterminent principalement leur résistance ) ont été préparés. Initialement, 3 échantillons parallèles non broyés de ce matériau ont été préparés. Deux d'entre eux - des échantillons de masse de minerai prélevés à différentes extrémités du tas, ont été prétraités pendant 3 jours (T:L = 2,5:1) dans des cuvettes de laboratoire avec une solution oxydante active préparée dans un réacteur photoélectrochimique (photo de gauche ), puis (après vidange de la solution oxydante), avec une solution aqueuse classique de cyanure à 0,05% (p/p). Un réacteur de laboratoire photoélectrochimique d'une capacité de 7 l/h est une structure à deux chambres, dans la partie centrale de laquelle une cathode et une anode sont placées verticalement (pour le mélange des gaz d'électrolyse), et un bullage d'air est mis en œuvre dans les parties périphériques de la chambre. Dans ce cas, le transfert de masse s'effectue à travers les parois perforées de la chambre intérieure. Après l'électrolyse préparatoire, une lampe UV est installée sur la chambre supérieure, lorsqu'elle est allumée, les processus de synthèse photoélectrochimique d'oxydants hautement actifs sont réalisés dans la suspension eau-gaz préparée. 3ème, un échantillon témoin de la masse de minerai prélevé à l'extrémité 2 (avec une teneur en or plus élevée) n'a pas été prétraité avec une solution oxydante active, mais uniquement avec une solution aqueuse de cyanure conventionnelle avec sa concentration égale à 0,05% (poids) , c'est à dire. avec le même que dans l'échantillon expérimental, avec le même T:W (1:1) et le même temps de traitement (dans les 20 heures). Le barbotage de tous les échantillons a été effectué avec de l'air à travers des dispersants placés dans le faux fond des cuvettes de laboratoire. D'après l'analyse des solutions productives, la teneur en or après traitement oxydant d'activation dans les solutions expérimentales s'est avérée 2,5 fois plus élevée que dans le témoin (0,5, 0,5 mg/l pour les portions expérimentales des échantillons 1 et 2, contre 0,2 mg /l de la partie témoin de l'échantillon 3) . La différence de teneur en argent, qui dans ce cas est un marqueur de contrôle, était encore plus élevée chez eux (0,5, 0,8 vs 0,1 mg/L, respectivement). Après cela, des portions d'échantillons provenant des parties d'extrémité de la pile de HF usée ont été transférées au laboratoire SGS pour un rebroyage. Dans des expériences réalisées selon un schéma d'activation similaire de lixiviation en cuvette donné ci-dessus, avec le même matériau, mais en plus broyé à -5 mm, des deux échantillons d'échantillons de la pile CM usée, avec les mêmes paramètres de temps et de concentration, la teneur en or dans la solution obtenue après lixiviation à partir des échantillons d'échantillons de la masse de minerai de la cheminée usée KV-(butt-1) selon le schéma d'activation, atteint 1 mg/l et 0,8 mg/l à partir d'un échantillon de la masse de minerai de la bout de pile usé-2 (avec une valeur témoin de 0,5 mg/l).
Dans les solutions passées à travers une colonne de sorption avec charbon actif, la teneur en or a été respectivement réduite à 0,1, 0,3, 0,2 mg/l, ce qui prouve l'absence d'effets négatifs du processus d'activation sur la sorption de l'or de la solution productive. Après sorption, la solution a été renvoyée dans les cuvettes en deux cycles.
La récupération moyenne estimée de l'or dans la phase liquide, avec une lixiviation supplémentaire de l'or de la masse de minerai des deux échantillons de cheminées usées, selon les données des analyses des solutions productives obtenues à l'aide du schéma d'activation, était d'environ 80 %. L'analyse de la phase solide des échantillons expérimentaux et de contrôle n'a pas permis de déterminer l'extraction de l'or de l'échantillon de la masse de minerai prélevé à l'extrémité 1 de la cheminée CM usée, car son contenu dans le matériau après lixiviation d'activation s'est avéré être être de 0,83 g/t, soit resté à la valeur d'origine. Dans le même temps, selon les données d'analyses de la phase liquide et des cendres de charbon après sorption, l'extraction de l'or dans la solution et sur le sorbant est plus élevée que pour les produits correspondants des portions d'échantillon de la 2ème extrémité de la cheminée. Par conséquent, l'analyse en entrée de cette masse de minerai ne permet pas, en approche standard, d'identifier toutes les formes d'or dispersées dans celle-ci. . La teneur en or dans le poids de la masse de minerai prélevée à la 2e extrémité de la pile après lixiviation supplémentaire est de 0,45 g/t. Ainsi, un niveau relativement élevé de récupération supplémentaire d'or a été confirmé. . La deuxième expérience sur la lixiviation supplémentaire cyclique d'échantillons de masse de minerai prélevés dans la cheminée CM épuisée a été réalisée avec une longue (pendant 2 mois - de février à avril 2014) leur conservation après la première étape de lixiviation supplémentaire, c'est-à-dire après lixiviation supplémentaire et lavage des cyanures dans une solution oxydante active à l'air libre (hors salle de laboratoire). Le facteur cryogénique, associé à l'effet oxydant de la solution active, a permis d'extraire 0,6 mg supplémentaire par 1 kg de charge de l'échantillon KV-2, tandis que 0,2 mg par kg a été extrait de l'échantillon témoin dupliqué lors du traitement à l'eau. suivie d'une cyanuration. Il est également important que dans une expérience similaire avec une lixiviation supplémentaire du minerai pauvre du gisement d'Amazarkanskoe (c'est-à-dire après la lixiviation par activation de la cuvette de laboratoire), une récupération supplémentaire de l'or ait été obtenue selon le schéma expérimental de 0,44 mg/kg, et seulement 0,19 mg /kg de l'échantillon de contrôle.
Ainsi, avec la confirmation de teneurs en or relativement élevées dans des empilements (cartes) de minerai lessivé de l'ordre de 0,65-1,2 g/t (0,93 g/t en moyenne), même lorsqu'il est re-concassé et empilé, un traitement secondaire utilisant la technologie d'activation proposée de HF peut être économiquement réalisable.
Des expériences sur la lixiviation de l'or à partir d'échantillons de minerai ont été réalisées dans l'ordre suivant. Un échantillon moyen de minerai de la trémie de réception DSK-1 d'un poids total de 12 kg a été envoyé pour concassage à une classe de 10 mm au laboratoire SGS-Vostok Limited (Chita), après quoi le minerai a été criblé et pesé ( par fraction). Comme indiqué ci-dessus, l'analyse des intrants a montré de faibles teneurs pour les échantillons prélevés dans la masse de tous les types de minerais d'Amazarkan (0,5-0,65 g/t). Le dosage fractionné et l'analyse par absorption atomique du matériau tamisé ont confirmé leur faible teneur moyenne en or - une moyenne de 0,53 g/t. Parallèlement, dans la fraction fine (-5 mm), dont le rendement est de 1,4 %, on observe une concentration d'agrégats de sulfure-quartz et, par conséquent, d'or (0,93 g/t), alors que dans la fraction +5- 10 fraction, la teneur en or était de 0,48 g t (rendement 72,3 %) et dans la fraction +10 mm-0,57 g/t.
(Fin au prochain numéro)
Essentiellement, le processus de lixiviation en tas est proche du processus de lixiviation par percolation. Il consiste en ce que le minerai, déposé sous la forme d'un tas (tas) sur une base étanche spéciale (plate-forme), est irrigué par le haut avec une solution de cyanure. Au fur et à mesure que la solution s'infiltre lentement à travers la couche de minerai, l'or et l'argent sont lessivés. La solution qui coule d'en bas est utilisée pour précipiter les métaux précieux.
Comme la lixiviation par percolation, la lixiviation en tas convient au traitement des minerais poreux perméables à la solution de cyanure, ainsi que des minerais dans lesquels elle est concentrée principalement sur la surface interne des fissures et donc accessible à la solution de cyanure. dans le minerai devrait être assez bien.
Habituellement, le minerai est soumis à une lixiviation en tas après broyage à une taille de particules de 5 à 20 mm. Cependant, il arrive parfois que du minerai non concassé d'une taille de morceaux allant jusqu'à 100 mm ou plus soit lixivié. La présence de substances argileuses réduit la perméabilité du tas, ralentit la lixiviation et réduit la récupération de l'or. Dans de tels cas, il est recommandé de pré-granuler le minerai avec une petite addition de ciment, de cyanure et d'alcali.
La lixiviation en tas est effectuée à l'extérieur sur des sites spécialement préparés. Pour rendre le site étanche, il est recouvert d'une couche de béton, d'asphalte ou d'argile tassée.
Parfois, des films synthétiques sont utilisés à cette fin.matériaux. Pour faciliter l'écoulement des solutions, le site est généralement légèrement incliné (2-4 °).
Sur le site préparé, des tas sont déversés. Cette opération est la partie la plus critique de toute la technologie. Le remblayage doit être effectué de manière à ce que le minerai dans le tas soit homogène (sans canaux), meuble et perméable à la masse des solutions de cyanure. Habituellement, le déversement est effectué par des chargeurs frontaux ou des bulldozers. La forme de tas la plus courante est une pyramide quadrangulaire tronquée. La hauteur des tas varie de 3 à 10-15 m et la capacité de minerai peut atteindre 100 à 200 000 tonnes.
Les tas sont irrigués avec une solution de cyanure à l'aide de dispositifs de pulvérisation spéciaux (buses) installés au-dessus d'eux. Le débit de la solution dépend de la nature du minerai et peut varier sur une large plage - de 0,15 à 3 m³ solution pour 1 m² surface de tas par jour. La concentration de la solution de cyanure est de 0,05 à 0,1 % de NaCN, pH 10-11. La soude caustique est parfois utilisée comme alcali protecteur, car la chaux provoque un colmatage fréquent des gicleurs.
La solution aurifère s'écoulant de la base du tas s'écoule dans des rainures de drainage recouvertes de plastique le long des côtés longs du tas et est déversée dans le bassin de collecte. La précipitation des métaux nobles est généralement réalisée en les sorbant avec du charbon actif. La solution impersonnelle est renforcée avec du cyanure et de l'alcali et renvoyée pour lessivage.
Une fois la lixiviation en tas de l'or terminée, le tas est irrigué avec de l'eau pour laver l'or dissous, et après avoir drainé la solution de lavage, le minerai lixivié est transporté vers une décharge. La durée de l'ensemble du cycle de traitement, y compris le déversement, l'irrigation avec une solution de cyanure, le lavage à l'eau, le drainage de la solution de lavage et le déchargement, est en moyenne de 30 à 90 jours. L'extraction d'or et d'argent ne dépasse généralement pas 50 à 70%.
Le processus de lixiviation en tas se distingue par sa technologie simple et ses très faibles coûts d'investissement et d'exploitation. Cependant, l'extraction d'or et d'argent par cette méthode est faible. Compte tenu de ces facteurs, la lixiviation en tas est utilisée pour traiter des matières premières pauvres contenant 1 à 2 g/t d'or - minerais hors bilan, morts-terrains, anciennes décharges d'entreprises minières aurifères, etc. L'utilisation de la lixiviation en tas est également coûteuse. efficace pour l'exploitation minière relativement riche, mais pas les gisements de grandes réserves, pour lesquels la construction d'usines de récupération d'or est impraticable.
Depuis le début des années 1970, les usines de lixiviation en tas sont largement utilisées à l'étranger et notamment aux USA. Cela est dû au fait qu'en raison de l'augmentation des prix d'exploitation, ils ont commencé à impliquer des matières premières pauvres et de petits gisements en termes de réserves, pour lesquels la lixiviation en tas de l'or est le moyen de traitement le plus rentable.
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1) limon calcaire avec particules d'or submicroniques et impuretés de pyrite, galène, cinabre, stibine ;
2) des siltstones silicifiés avec des particules d'or micrométriques, souvent associées à des oxydes de fer résiduels ;
3) du sable et du minerai de dolomie contenant de l'or dans l'espace intergranulaire ;
4) minerai de quartz filonien ;
5) roches ignées avec de petites veines de quartz avec de l'or libre.
lixiviation au cyanure
La lixiviation au cyanure est de loin la principale méthode d'extraction de l'or des minerais, tant dans la technologie traditionnelle que dans l'exploitation minière géotechnologique. En tant que réactif, des sels d'acide cyanique sont utilisés - des cyanures de sodium ou de potassium à une concentration de 0,02 à 0,3%. La dissolution de l'or se produit selon la réaction 2Au + 4KCN + 0 / 2O 2 + H 2 O \u003d 2KAu (CN) 2 + 2KOH, ce qui implique la nécessité d'introduire un agent oxydant dans le processus - additifs à la solution de travail de le peroxyde d'hydrogène, les hypochlorites de potassium, les solutions de cyanure de sodium, etc., en outre, la création d'un soi-disant alcali protecteur, qui réduit la décomposition des sels de cyanure, doit être assurée. En lixiviation souterraine ou en tas, pour éviter les phénomènes de colmatage, il est préférable d'utiliser des alcalins caustiques (KOH ou NaOH), qui n'entraînent pas d'augmentation de la teneur en calcium de la solution.
Le processus de cyanuration des minerais et concentrés aurifères est également utilisé dans la technologie traditionnelle et, par conséquent, a été étudié de manière approfondie. En particulier, il a été trouvé que la vitesse de dissolution de l'or peut être contrôlée soit par la concentration en NaCN soit en oxygène ; la passivation intensive de l'or a lieu en présence de sels de plomb ; à faible concentration (5–25 mg/l), l'argent, le plomb et le mercure accélèrent la dissolution de l'or ; en présence de sulfosels d'arsenic, la vitesse de dissolution de l'or est fortement supprimée.
L'intensification de la cyanuration peut être obtenue par l'introduction préalable de chaux et de ciment pour granuler le matériau ; l'utilisation de solutions concentrées de cyanure, le cyanure de calcium, moins cher que le NaCN, les réactifs combinés (notamment pour les minerais telluriques et or-argent) ; introduction de certains additifs dans la solution (sels de thallium, de manganèse, d'alcools macromoléculaires, etc.).
La durée de la lixiviation varie de 7 à 30 jours pour le minerai concassé (taille inférieure à 20 mm) et jusqu'à plusieurs mois pour le minerai dynamité.
Avec tous les avantages du procédé au cyanure d'extraction de l'or des minerais, il présente également un inconvénient important - la très haute toxicité des sels de cyanure. Le problème de l'élimination des déchets n'a pas encore été résolu, par conséquent, la recherche de réactifs alternatifs pour le traitement hydrométallurgique (y compris géotechnologique) des matières premières aurifères est en cours depuis longtemps.
Lixiviation de la thiourée (thiocarbamide)
Un substitut possible aux solvants de cyanure d'or sont des solutions acides de thiourée. Pour la première fois, des propositions d'utilisation de la lixiviation au thiocarbamide pour l'extraction de l'or à partir de minerais d'antimoine ont été faites au début des années quarante du XXe siècle. Des études tant dans notre pays qu'à l'étranger ont montré les avantages suivants de la dissolution de la thiourée par rapport à la cyanuration : la vitesse du processus est environ 10 fois plus élevée, il est moins sensible aux ions d'impuretés, la consommation spécifique et l'activité corrosive du réactif sont plus faibles. Dans le même temps, des aspects négatifs ont également été signalés : la thiourée est 25 % plus chère que le NaCN, elle se décompose dans des conditions oxydantes et il est difficile d'extraire l'or des solutions de thiourée avec du charbon actif.
La technologie de la thiourée est prometteuse pour le traitement des minerais aurifères argileux carbonés, ainsi que des minerais contenant de l'arsenic. Dans le procédé au cyanure, la présence de cuivre pose de sérieuses difficultés ; avec la dissolution de la thiourée, cette complication est partiellement supprimée en raison de la vitesse nettement plus faible de sa décomposition ; l'or est effectivement dissous dans des solutions acides en présence d'un agent oxydant. Il a été établi que le meilleur des réactifs étudiés est une solution de thiourée additionnée d'acide sulfurique et de fer ferrique. Dans ce cas, le potentiel redox ne peut pas être inférieur à 125–130 mV (en raison de la précipitation de l'or) et supérieur à 160–165 mV (en raison de l'oxydation de la thiourée libre). Sa stabilisation au cours du procédé à un certain niveau peut être réalisée, par exemple, en ajoutant du dioxyde de soufre. Des expériences ont montré que dans le cas de la lixiviation à la thiourée, l'or est récupéré de manière plus complète que la cyanuration : 90 à 97 % contre 81 à 92 %. La possibilité d'utiliser des solutions de thiourée en cycle fermé avec une concentration en fer ne dépassant pas 10–12 g/L a été démontrée.
À la suite d'essais industriels, il a été établi que la lixiviation de l'or par la thiourée est possible et que son extraction est égale ou supérieure à celle prévue lors de la planification; dans le cas de l'or finement disséminé, une telle lixiviation n'a aucun avantage cinétique sur la cyanuration ; La technologie de la thiourée peut être rentable même avec une lixiviation à faible récupération (60%) des minerais carbonés qui ne peuvent pas être traités autrement, elle peut être utilisée pour traiter les décharges aurifères à faible teneur.
A l'échelle industrielle, la thiourée n'est utilisée que dans les usines avec un concentré très riche, ce qui justifie le coût du réactif. En Russie, à la suite d'essais sur des usines pilotes, les lacunes de la méthode ont été révélées : durée de l'opération d'acidification, forte consommation d'acide, enrichissement des solutions productives en éléments impuretés, etc.
Les coûts d'exploitation pour la lixiviation au thiocarbamide sont généralement inférieurs d'environ 25 % à ceux de la cyanuration en raison de coûts significativement (plus de trois fois) inférieurs pour l'élimination des déchets industriels.
Thiosulfate et thiosulfate d'ammoniac
lessivage
Les procédés de lessivage de l'or au thiosulfate et à l'ammoniac-thiosulfate se déroulent selon les réactions suivantes :
4Au + O 2 + 8S 2 O 3 2- + 4H + → 4Au(S 2 O 3) 2 3- + H 2 O,
Au + 5S 2 O 3 2- + Cu(NH 3) 4 2+ → Au(S 2 O 3) 2 3- + 4NH 3 + Cu(S 2 O 3) 3 5-
Le complexe de thiosulfate d'or résultant est très fort (la constante de dissociation est de 10 -26).
La présence de cuivre et de sulfures solubles peut ralentir le processus de dissolution du thiosulfate d'ammonium de l'or si des mesures spéciales ne sont pas prises. En particulier, il est recommandé de la conduire dans un environnement légèrement oxydant.
La lixiviation au thiosulfate d'ammoniac est applicable aux minerais résistants au cyanure : manganèse et cuivreux. Des conditions optimales sont maintenues en maintenant le pH dans la solution à un niveau de 7 à 8 unités. Cela garantit la stabilité des ions thiosulfate. Il a été établi qu'en leur absence, l'extraction de l'or chute fortement, de plus, pour augmenter la vitesse de réaction, il est recommandé d'introduire du soufre élémentaire dans le système. Des tests effectués avec des minerais provenant d'un certain nombre de gisements aux États-Unis et au Mexique ont montré que la lixiviation avec un réactif composé d'un mélange de thiosulfate d'ammonium et de sulfite d'ammonium permet une récupération de l'or de l'ordre de 50 à 96 %. Les solutions de thiosulfate d'ammoniac peuvent extraire l'or et l'argent des résidus de lixiviation oxydative en présence de cuivre.
Lixiviation oxydative
acides et sels minéraux
Cette méthode est applicable à l'extraction de l'argent et, dans une moindre mesure, de l'or. Il existe un brevet pour la lixiviation sélective à l'acide chlorhydrique de l'or, de l'argent, du plomb, de l'antimoine et du bismuth à partir d'arséniates. Le processus est réalisé à pH = 1 et avec la présence de fer dans la solution (2–4 g/l).
Pour le traitement des matériaux contenant des métaux nobles, la possibilité d'utiliser l'hydrochloration, qui présente certains avantages par rapport au procédé au cyanure, est envisagée : une concentration élevée de l'agent oxydant (chlore moléculaire) dans la solution entraîne une vitesse élevée du procédé ; la possibilité d'obtenir des solutions d'acide chlorhydrique, à partir desquelles il convient d'extraire l'or par électrolyse, de traiter un certain nombre de matériaux contenant de l'or résistants à la cyanuration, y compris carbonés, cuivreux, arsenic et autres, ainsi que de séparer l'or et l'argent lors de leur précipitation à partir de solutions d'acide chlorhydrique.
Une méthode respectueuse de l'environnement pour l'extraction des métaux précieux des minerais, y compris les carbonates, comprend leur traitement avec une solution aqueuse contenant des ions chlorure et hypochlorure, la réduction des métaux par cémentation, la régénération des ions hypochlorite par une méthode électrochimique et la réutilisation de la solution de lessivage. L'hypochloration est utilisée pour prétraiter les minerais d'or carbonés avant la cyanuration afin de récupérer l'or des scories riches en antimoine.
A l'échelle pilote, l'extraction de l'or et de l'argent des boues anodiques de l'électrolyse du cuivre à l'aide d'un mélange d'acides concentrés : 1 volume d'acide nitrique et 3 volumes d'acide chlorhydrique a été étudiée.
De plus, des variantes de lixiviation de l'or avec des solutions d'iodure, de thiocyanate, ainsi qu'une solution de chlorure de cuivre sont étudiées théoriquement et expérimentalement.
Récemment, des recherches ont été menées aux États-Unis sur l'extraction par sorption de l'or de la pulpe à l'aide de charbon actif, qui possède des propriétés magnétiques. Cette méthode permet d'extraire sélectivement l'or en présence d'impuretés telles que As, Sb, etc. Étant donné que la plupart des minerais contiennent de la magnétite en une quantité de 0,2 à 3%, une séparation magnétique préliminaire du minerai est nécessaire.
Bon nombre des méthodes répertoriées de récupération chimique de l'or ne sont utilisées que pour la lixiviation en réservoir, car elles nécessitent des opérations supplémentaires.
Lessivage bactérien
Une intensification significative du processus de lessivage est obtenue en présence de bactéries. Par exemple, les bactéries thioniques Thiobacillus ferrooxidans peuvent être utilisées pour lixivier le cuivre, le nickel, le zinc, l'arsenic, le cadmium, l'or et d'autres métaux. Des technologies de lixiviation bactérienne de l'arsenic et d'extraction de l'or finement disséminé à partir de concentrés aurifères réfractaires avant leur cyanuration sont en cours de développement en Russie et au Canada. Cela élimine le processus de torréfaction coûteux, qui pollue l'atmosphère avec des composés d'arsenic toxiques.
Les minerais réfractaires sont caractérisés par de l'or difficile à ouvrir finement disséminé (submicroscopique), la présence d'antimoine, de cuivre, d'arsenic, de minéraux de fer ferreux, ainsi que de sulfures et de schistes carbonés. Ils ne sont pas traités par cyanuration conventionnelle. Pour les minerais de pyrrhotite, de cuivre et d'antimoine, des ajouts de PbO 2 ou de Pb(NO 3) 2, une aération intensive et une concentration relativement faible de solution de lixiviation de NaCN sont recommandés ; pour les minerais carbonés - schémas de cyanuration en plusieurs étapes avec séparation rapide des solutions productives de la partie solide de la pulpe; pour les minerais de sulfure et d'arsenic - grillage oxydatif, à la suite duquel des grains denses de sulfures sont convertis en hématite poreuse
2FeS 2 + 5/2O 2 = Fe 2 O 3 + 4SO 2,
2FeAsS + 5O 2 \u003d Fe 2 O 3 + Comme 2 O 3 + 2SO 2.
La lixiviation bactérienne permet de résoudre le problème du traitement des minerais réfractaires.
Une recherche est en cours pour de nouveaux types de micro-organismes capables de fonctionner non seulement dans des environnements acides, mais également dans des environnements neutres et alcalins. Comme le montrent des expériences menées en URSS et en Inde, une introduction spéciale de bactéries dans la masse de minerai n'est pas nécessaire. Par adaptation à l'aide de divers facteurs mutagènes, il est possible d'obtenir une culture possédant les propriétés nécessaires à son utilisation industrielle.
Les pionniers de la recherche sur le lessivage bactérien de l'or ont été l'Institut Pasteur (France) et l'Université de Dakar (Sénégal). Des informations sur ces œuvres sont apparues dans la presse dans les années 60 du XXe siècle.
Les méthodes bactériennes d'extraction de l'or des minerais sont basées sur les résultats de l'étude de la microflore de grands gisements d'or, ce qui a permis d'isoler des cultures des espèces dominantes de bactéries et de champignons. Il a été établi que les représentants des genres Bacillus, Bacterium, Chromobacterium, ainsi que les souches de bactéries Bac obtenues sur la base de la mutagenèse induite, ont une activité accrue dans le processus de dissolution de l'or. mesentericus niger 12 et 129.
Les champignons microscopiques, contrairement aux bactéries, sont capables d'accumuler de l'or à partir de solutions. Les représentants des genres Aspergillus niger et Aspergillus oryzae sont les plus efficaces.
Dans les processus de lixiviation bactérienne de l'or, le rôle décisif appartient aux produits de la synthèse microbienne : acides aminés, peptides, protéines et acides nucléiques. Les glucides ne participent pas à la dissolution de l'or. Il a été établi expérimentalement que les protéines précipitent l'or en milieu acide et se dissolvent en milieu alcalin. Les protéines solubles dans le sel de synthèse microbienne ont un effet significativement meilleur sur l'or que la globuline d'origine animale. La réactivité des peptides dépend de leur poids moléculaire : plus il est petit, plus la solubilité de l'or est élevée.
À la suite d'études sur les facteurs régulant la lixiviation de l'or par les produits métaboliques de micro-organismes hétérotrophes, il a été déterminé que l'étape initiale du processus est la biosynthèse des composés dissolvant l'or, qu'il est recommandé d'effectuer dans les 2 à 3 jours à un pH de 5,5 à 6,5, une température de 30 à 35 °C et une charge d'inoculum de 3 à 4 jours à raison de 4 à 5 %. Le processus principal de lixiviation de l'or doit être effectué à un pH de 9 à 10 en présence d'un oxydant métallique.
Le mécanisme et la cinétique de dissolution de l'or dans des mélanges aqueux-alcalins de malononitrile ont été étudiés. Il a été démontré que sa plus grande efficacité se manifeste dans la plage de pH 10–11, la concentration en or peut atteindre 65–70 mg/l, mais déjà à pH > 11,5, la solubilité de l'or chute fortement, et cela ne se produit pratiquement pas en milieu acide.
La décomposition de l'or augmente considérablement lors de l'utilisation d'acides humiques modifiés obtenus par nitration et sulfonation d'humates naturels, et la concentration atteint 48 à 50 mg/l, ce qui est 15 à 16 fois plus élevé qu'avec les acides humiques naturels.
Pour la lixiviation en tas de l'or avec des acides aminés de micro-organismes, une unité a été installée et testée sur du minerai sableux (0,75 g/t Au) d'une taille de –300 + 0 mm. La concentration d'or dans les solutions productives a atteint sa valeur la plus élevée au cours des 5 à 6 premiers jours. À vitesse moyenne filtration 12–15 l/t * jour 46,7 % de l'or a été extrait en 12 jours et 0,6 kg d'acides aminés, 0,4 kg de permanganate de potassium et 4 kg d'hydroxyde de sodium ont été consommés par tonne de minerai.
L'une des bactéries les plus actives par rapport au groupe d'or est une variété appartenant à l'espèce Aeromonas. I. Pares, qui a étudié le lessivage bactérien de l'or, est arrivé aux conclusions suivantes : les bactéries sélectionnées dans les gisements aurifères eux-mêmes ont le plus fort pouvoir dissolvant ; la dissolution de Au s'effectue en plusieurs étapes (phase latente, phase d'intensité de lixiviation croissante et phase stable), après environ 12 mois, l'intensité de lixiviation diminue fortement ; les bactéries qui agissent activement sur l'or sont détruites par les micro-organismes ordinaires vivant dans l'air; la composition du milieu nutritif, entre autres facteurs, a une grande influence sur la dissolution de l'or.
Des expériences sur la lixiviation bactérienne de l'or à partir de minerais de divers gisements ont été menées à l'Institut d'État des métaux rares d'Irkoutsk. La composition des eaux de mine et des roches a été étudiée afin d'obtenir des cultures capables d'intensifier le processus de lessivage de l'or. Les microorganismes suivants ont été identifiés : Bacillus, Bacterium, Chromobacterium, Pseudomonas, Micrococcus, Sarcina, Thiobacillus. Il a été démontré que la lixiviation se déroule plus rapidement (2 à 4 fois) en présence de produits métaboliques bactériens. La dégradation de l'or augmente significativement avec la présence d'un agent oxydant et avec l'utilisation de nouveaux mutants obtenus à la suite d'une exposition à des bactéries. rayonnement ultraviolet en association avec un mutagène chimique, éthylèneimine : 1,5–2 versus 0,4 mg/l sans mutants. Une solubilité encore plus grande de l'or peut être obtenue en détruisant les membranes cellulaires avec divers réactifs (jusqu'à 10–18 mg/l).
Phénomènes d'échange d'ions secondaires dans les procédés
lixiviation de l'or
La lixiviation de l'or avec divers solvants s'accompagne de certains effets secondaires qui réduisent l'extraction du métal ou aggravent les paramètres cinétiques. Cette question n'a pas encore été suffisamment étudiée. Les phénomènes de surface tels que la sorption, l'échange d'ions, etc. jouent un rôle important dans les processus intervenant dans les systèmes de type « eau-roche ». On sait que l'or a la capacité d'être assez activement sorbé par divers minéraux, en particulier les minéraux sulfurés et argileux. Par conséquent, la composition minérale des roches aurifères devrait également être évaluée à partir de ces positions.
Les conditions qui favorisent et entravent la sorption de l'or par divers minéraux ont été étudiées, par exemple, dans les travaux , dans lesquels les conclusions suivantes ont été tirées: la diminution de la récupération de l'or due à la sorption peut être réduite en effectuant une lixiviation dans des conditions plus sévères; l'utilisation limitée de solvants alternatifs aux cyanures, mais formant des complexes avec l'or moins stables que les cyanures, est liée à la compétition entre les processus de lixiviation et de sorption ; en présence de minéraux argileux à sorption active dans le minerai, il est inapproprié de rechercher une augmentation excessive de la concentration d'or en solution, car cela conduira à une augmentation de ses pertes dues à la sorption.
Méthodes d'extraction de l'or à partir de solutions
et eaux usées
Les progrès de l'hydrométallurgie des métaux précieux sont largement liés à l'amélioration des méthodes d'extraction des solutions industrielles et des eaux usées. L'efficacité de leur dépôt à partir de différents supports dépend de la présence de un large éventail méthodes éprouvées sur le terrain. À cet égard, dans de nombreux pays, dont la Russie, une grande attention est accordée au développement de ces questions.
La méthode standard (traditionnelle) de précipitation de l'or à partir de solutions est la cémentation avec du zinc métallique. En présence d'arsenic, Au est précipité par sorption sur du carbone. Dans notre pays, la méthode de cyanuration par sorption a été industrialisée, ce qui a conduit au développement de méthodes fondamentalement nouvelles pour extraire l'or et l'argent des solutions de thiourée. La Russie a également une priorité dans le développement de méthodes d'extraction de métaux précieux à l'aide d'électrodes en carbone-graphite.
Sorption des métaux nobles par les charbons actifs
Une tendance s'est établie dans le monde pour l'utilisation généralisée des charbons actifs comme précipitateurs de métaux. À l'heure actuelle, seule la sorption à partir de solutions de cyanure a une importance pratique ; ce procédé est préféré. À l'étranger, les résines échangeuses d'ions n'ont pas reçu d'application industrielle en tant que précipitateurs de métaux nobles à partir de pâtes au cyanure, cela est dû aux meilleures propriétés de sorption et cinétiques des charbons actifs et à leur plus grande sélectivité par rapport au complexe or-cyanure, ainsi qu'à leur faible coût (7 à 12 fois inférieur au prix des résines échangeuses d'ions).
Il existe deux types de charbons actifs : pulvérisé (-0,1 mm) et granulé (0,2 mm). La sorption de l'or par les charbons actifs s'accompagne de processus redox. Les ions dicyanoaurates présents en solution à la surface du charbon sont transformés en cyanocarbonyles puis réduits en or métallique.
Les avantages des charbons pulvérisés sont leur faible coût, leurs caractéristiques cinétiques et capacitives élevées et la possibilité d'exclure la régénération. Afin de réduire la perte d'or avec de fines particules de charbon et de le séparer rapidement de la solution par décantation, une méthode a été développée pour la coagulation du charbon en présence de sulfate d'aluminium. Dans le même temps, l'équipement d'extraction des métaux précieux à partir de solutions de cyanure avec du charbon actif dispersé n'a pas encore été entièrement développé. L'utilisation de sorbants pulvérisés pour extraire l'or des pâtes est moins courante, en raison de la difficulté de séparer le sorbant de la pâte. L'extraction de l'or en concentré dans ce cas est de 88 à 92%, tandis que ce dernier contient jusqu'à 60 à 80% de boues. Il est presque impossible de séparer les boues du charbon dispersé.
Plus prometteuse à l'heure actuelle est l'utilisation de charbons actifs sphériques, qui se caractérisent par une structure poreuse bien développée, uniforme dans tout le volume des granulés. Cependant, leurs pertes dues à l'abrasion sont 2 à 2,5 fois plus élevées que les pertes des résines échangeuses d'ions. Dans le même temps, les charbons actifs ont une sélectivité vis-à-vis de l'or nettement plus élevée que ces résines. Lorsque la saturation du charbon AU-50 est atteinte, sa capacité de sorption se répartit uniquement entre l'or et l'argent dans un rapport de 4:1, le coefficient de sélectivité est égal à l'unité, et pour l'échangeur d'anions AM-2B dans des conditions similaires au charbon , il vaut 0,19.
La précipitation par sorption de l'or à partir de solutions de cyanure avec du charbon actif s'est avérée être la méthode la plus optimale pour la lixiviation en tas des minerais aurifères d'un certain nombre de gisements américains. Les schémas technologiques de chaque domaine ont bien sûr leurs propres caractéristiques.
Extraction de métaux précieux par échange d'ions
résines et extractants
L'utilisation de l'échange d'ions pour l'extraction de l'or à partir de solutions est associée à des progrès dans la synthèse d'échangeurs d'ions spécifiques. Dans un certain nombre d'usines de concentration de la CEI, une technologie de sorption pour extraire l'or et l'argent des pâtes au cyanure de diverses compositions à l'aide d'un échangeur d'anions macroporeux AM-2B a été mise en œuvre. Il est établi que la composition complexe de la phase liquide des pâtes altère le procédé : la capacité de l'échangeur d'anions pour l'or peut être réduite d'un facteur trois. Les travaux visant à accroître l'extraction de l'or à partir de pulpes de cyanures complexes s'effectuent principalement dans deux directions : la synthèse de nouveaux sorbants sélectifs et le développement de schémas efficaces pour leur régénération.
Pour extraire les métaux précieux des solutions d'acide chlorhydrique, il est efficace d'utiliser une résine de type chélate avec une capacité d'or allant jusqu'à 660 g/kg en présence de cuivre, de fer, de nickel, de cobalt, d'aluminium, de calcium et d'autres métaux. La résine disulfure de type neutre extrait sélectivement l'or des solutions complexes de chlorure. Une recherche prometteuse est le développement de sorbants fibreux, qui sont beaucoup moins chers que les échangeurs d'ions et ont de bonnes caractéristiques cinétiques et capacitives. La sorption de l'or à partir de solutions de thiourée par des fibres électro-échangeuses à base d'alcool polyvinylique a été développée. Le coût de la fibre électro-échangeuse est de 0,22 g pour 1 g d'or. L'or est complètement éliminé de la solution, après avoir brûlé la fibre, on obtient des cendres contenant jusqu'à 48% d'or. Les développeurs russes ont également obtenu d'autres solutions technologiques à ce problème.
Une utilisation réussie des échangeurs d'ions en circulation est possible à condition que leur porosité et leurs propriétés d'origine soient entièrement restaurées après désorption. Dans notre pays et à l'étranger, il existe plusieurs schémas de régénération des échangeurs d'anions. La plus courante est la technologie développée par des chercheurs russes dans les années 70 du XXe siècle. Le schéma est acceptable pour la réduction des échangeurs d'anions de type gel et poreux de diverses basicités et sélectivités (AM, AM-2B, AP-2, etc.) et garantit sa haute qualité. Schéma efficace sans oxygène de régénération sélective des échangeurs d'anions avec des solutions d'alcali et de thiocyanate d'ammonium, ce qui permet d'exclure l'utilisation de chlorure, de cyanure de sodium, de réduire le nombre d'opérations de rinçage, d'accélérer le processus de récupération de 3 à 4 fois , et réduire la consommation de réactifs. À partir de solutions de thiocyanate, l'or peut être précipité par électrolyse, poussière de zinc ou d'aluminium, charbon actif et dioxyde de soufre.
Utilisation d'absorbants ferritisés
Une nouvelle méthode technologique pour extraire les métaux précieux des pâtes est l'utilisation de sorbants ferritisés dans un champ magnétique. Les avantages de cette méthode sont la possibilité de réaliser la sorption à grande vitesse et la facilité de séparation des sorbants des solutions industrielles. Par exemple, le débit d'une solution peut être augmenté d'un facteur de 15 à 17. De nombreux problèmes d'application pratique des absorbants ferritisés dispersés n'ont pas encore été résolus, cependant, les perspectives de la méthode prédéterminent la pertinence des recherches dans ce sens.
Extraction électrolytique de l'or à partir de solutions
L'électrolyse dans des dispositifs à cathodes poreuses volumétriques fluides est l'une des méthodes les plus économiques pour extraire l'or des solutions. Cette technologie est basée sur des recherches menées à l'Institut de chimie et de mécanochimie du solide de la branche sibérienne de l'Académie des sciences de Russie. Les avantages de la méthode sont que le métal est obtenu sous une forme suffisamment concentrée et forme pure, ne nécessite pas l'utilisation de réactifs, simplifie la solution du problème de la circulation des solutions et de l'automatisation de la production. L'utilisation de cathodes à surface très développée, par rapport aux cathodes plates, a permis d'intensifier le processus d'un facteur 15-20. L'or électrolytique peut être extrait de solutions de thiourée, de cyanure et d'hypochlorure. Cependant, de nombreux aspects de cette méthode nécessitent encore des recherches supplémentaires.
Il est nécessaire de mentionner une autre méthode de précipitation de l'or à partir de solutions de chlorure acide par le champignon de moisissure Aspergillus oryzae VKM-56 et Aspergillus niger, développé à l'Institut d'État des métaux rares d'Irkoutsk. Lors du chargement du champignon en une quantité de 40 g/l, 100 % d'or, 96 % d'argent, 84 % de platine et 92 % de palladium sont précipités à partir de solutions d'acide chlorhydrique en 4 jours. Des essais industriels ont montré l'acceptabilité de cette méthode pour des solutions pauvres en or (jusqu'à 0,1 mg/l).
Il existe d'autres solutions technologiques pour extraire l'or des solutions, cependant, elles nécessitent un équipement spécial, ne peuvent être réalisées qu'en usine et ne peuvent donc pas être utilisées dans l'extraction de l'or géotechnologique.
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