Добыча золота из различных концентратов

Соблюдение указанных  условий гарантирует достижение высокой степени сульфатизации  меди и некоторых других сопутствующих  ей компонентов (железо, цинк и др.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     3. Технологическая часть

 

     3.1 Металлургические расчеты

 

Исходные данные: Рассчитать расход реагентов, продуктов цианирования и составить материальный баланс процесса выщелачивания 800 т в сутки медистой золотосодержащей руды с содержанием золота 4,6 г/т, CuFeS₂ – 0,02 %; Cu₂S – 0,003 %. Степень перехода в раствор, %: Au – 90; CuFeS₂ – 2,1; Cu₂S – 60.

Концентрация NaCN в растворе 0,04 %, защитной щёлочи – 0,01 %.

Отношение Ж꞉Т = 1,5꞉1. Продолжительность цианирования 24 ч. Оборотные цианистые растворы содержат 0,01 % NaCN. Расход оборотных растворов составляет 0,5 м³ на 1 т руды.

Выбрать тип и рассчитать необходимое количество аппаратов  для выщелачивания.

 

3.1.1 Расчёт  расхода  цианистого натрия и извести.

 Определим массу NaCN необходимого для создания 0,04 % концентрации его в растворе цианирования.

На 1 т руды потребуется 1,5 м³ Н₂О.

Масса NaCN в растворе составляет = 0,4∙1,5 = 0,6 кг;

С оборотным раствором  поступит NaCN = 0,01∙0,5 = 0,005 кг.

Расход свежего NaCN для создания 0,04 % - ной концентрации в растворе будет: 0,6 – 0,005 = 0,595 кг.

Цианид вводится в аппарат в виде 10 % - ного водного раствора. Следовательно, с ним будет введено воды: Х = 0,595∙100/10 = 5,95 кг.

CaO берём так что на  кальцинацию он всегда приходит свежий:

4,3 + (0,1∙1,5) = 4,45 кг (масса CaO в растворе);

На практике для приготовления  данного раствора необходимо брать  избыток: Х = (4,45∙100)/80 = 5,56 кг.

Воды потребуется: Х = (5,56∙100)/20 = 27,8 кг (H₂O)

3.1.2 Определим  массу и состав растворов, выходящих из аппаратов цианирования.

Масса растворов, поступивших на цианирование 1 т руды составит:

1 + 0,5 + 0,006 + 0,028 = 1,534 т. Объем их при плотности равной 1,03 составит 1,5 м³.

Состав раствора после  цианирования характеризуется концентрациями NaCN, Аu, металлов-примесей, СаО (рН) и зависит от степени взаимодействия цианида и защитной щелочи с составляющими руды и величиной химических и механических потерь NaCN и CaO.

Определим массу компонентов  руды, переходящих в раствор при  цианировании с учетом заданных степеней извлечения:

золото                           1 × 4,6 × 0,90 = 4,14 г;

халькопирит                1 × 0,0002×0,021×10⁶ = 4,2 г;

халькозин                      1×0,00003×0,6×10⁶ = 18 г.

Определим расход NaCN на растворение  этих компонентов по реакциям:

 

                                          ₍₁₎

   ₍₂₎

                        ₍₃₎

Расчет ведем исходя из стехиометрим реакции.

На растворение Аu по реакции (1) потребуется NaCN:

2 × 197,2 – 4 × 49

     4,14  – х  х = 2,05 г NaCN.

На растворение CuFeS₂ по реакции (2):

2 × 183,3 – 22 × 49

         4,2 – х  х = 12,3 г NaCN.

На растворение Cu₂S по реакции (3):

158,8 – 7 × 49

     18 – х  х = 38,8 г NaCN.

Общий расход NACN на растворение золота и сопутствующих минералов составит:

2,05 + 12,3 + 38,8 = 53,15 г.

На цианирование поступают  растворы с концентрацией 0,04 % (0,4 кг/м³) NaCN. Концентрация NaСN в растворах, выходящих из аппаратов цианирования, понизится за счет протекания реакций (1) - (3) и составит:

кг/м³ или 0,04 %.

Зная массу растворенных компонентов и объем раствора, определим их концентрации в нем.

Koнцентрация Аu составит:

г/л или 2,76 мг/г.

Для определения концентрации Cu найдем сначала массу меди, содержащейся в 18 г растворившего минерала Cu₂S:

А) 158,8 – 2 × 65,8

     18 – х  х = 14,9 г.

Тогда концентрация меди в  растворе составит:

г/л.

Б) В 4,2 г растворившего минерала CuFeS₂:

183,3 – 65,8

    4,2 – х  х = 1,5 г.

Тогда концентрация меди в  растворе составит:

г/л.

Общее количество Cu = 14,9 + 1,5 = 16,4 г или 0,011 г/л.

 

Аналогичные расчеты выполним для нахождения концентрация Fe в растворе.

Масса железа, перешедшего в раствор по реакции (2) рассчитывается из массы растворенного железа в халькопирите. Масса железа в растворенном халькопирите составит:

 

55,8 – 183,3

   х – 4,2  х = 1,27 г.

Концентрация железа в растворе цианирования будет равна:

г/л.

Часто растворы характеризуют  не элементным составом, а концентрациями в них образовавшихся соединений, например , , и др. В этом случае, исходя из стехиометрии реакций (1) – (3) по значениям масс растворившихся компонентов, определяют количество интересующих продуктов реакции. Так по реакций (1) образуется :

А)  2 × 197,2 – 544,4

          4,14 г – х  х = 5,71 г .

Концентрация  в растворе составит:

г/л.

Б) 2 × 183,3 – 2 × 187,5

         4,2 – х  х = 4,3 г .

Концентрация  в растворе составит:

г/л.

В) 2 × 183,3 – 2 × 313,8

             4,2 – х  х = 7,2 г .

Концентрация  в растворе составит:

г/л.

Г) 158,8 – 2 × 187,5

         18 – х  х = 42,5 г .

Концентрация  в растворе составит:

г/л.

 

 

 

Д) 2 × 197,2 – 2 × 40

          4,14 г – х  х = 0,84 г NaOH.

Концентрация NaOH в растворе (1) составит:

г/л.

Е) 2 × 183,3 – 6 × 40

         4,2 – х  х = 2,75 г NaOH.

Концентрация NaOH в растворе (2) составит:

г/л.

Ж) 158,8 – 2 × 40

           18 – х  х = 9,06 г NaOH.

Концентрация NaOH в растворе (3) составит:

г/л.

З) 158,8  – 72

           18 – х  х = 8,16 г .

Концентрация  в растворе (3) составит:

г/л.

Таблицы состава  растворов

 

№ п/п	Вещество	Концентрация (г/л)
1		0,0038
2		0,0311
3		0,0283
4	NaOH	0,0138
5		0,00544

 

3.1.3 Определим остаточное содержание золота в руде после цианирования.

Остаточное содержание золота находим по разности исходной и растворенной масс золота в расчете на 1 т руды: 4,6 - 4,14 = 0,46 г/т.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1.4 Составим материальный баланс операции цианирования 1 т руды.

                                                                                                            

                        Материальный баланс цианирования 1 т руды

 

Приход	Масса, т	Расход	Маса, т
1. Сгущенный продукт, в т. ч. руда            вода 2. Оборотный раствор 3.Раствор 10%-ного цианида 4. Раствор известкового  молока	1 1 0,5 0,0595   0,0278	1. Пульпа,    в т. ч. твердого               раствор	1 1,587
Итого:	2,587	Итого:	2,587

 

3.1.5 Произведем пересчет расхода NaCN и защитной щелочи, а также материального баланса на заданную суточную производительность по руде, умножением всех полученных величин на коэффициент, равный суточной производительности. В рассматриваемом примере этот коэффициент равен 800.

Суточный материальный баланс цианирования

 

Приход	Масса, т	Расход	Масса, т
1.Сгущенный продукт, в т. ч. руда            вода 2. Оборотный раствор 3.Раствор 10%-ного цианида 4.Раствор известкового молока	800 800 400 47,6   22,24	1. Пульпа,    в т. ч. твердого               раствор	800 1269,84
Итого:	2069,84	Итого:	2069,84

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Выбор  типа и расчет необходимого  количества аппаратов для выщелачивания.

3.2.1 Исходные данные.

Суточная производительность передела по массе твёрдого Q_c = 2069,84 т/сут, плотность руды ƍ_т = 2700 кг/м³, плотность маточного раствора ƍ_р = 1100 кг/м³, отношение Ж/Т = 1,5.

3.2.2 Определение  часовой производительности передела.

Принимая число дней работы в году 357, рассчитывают часовую производительность передела по массе твёрдого:

Q = Q_c*(365/(357*24)) = 88,17 т/час.

Часовую производительность передела по потоку пульпы, поступающей  на выщелачивание, рассчитывают по уравнению:

V = Q[1000/ƍ_т + (R*1000)/ ƍ_р] = 88,17[1000/2700 + (1,5*1000)/1100] = 152,8 м³/час.

3.2.3 Определение  общего рабочего объёма аппаратуры  для выщелачивания.

V_a = V*τ = 152,8 * 24 = 3667,2 м³.

3.2.4 Выбор типа  агитатора.

Выбираем по каталогу максимально большой агитатор, изготовляемый промышленностью: чан с центральным аэролифтом и гребковой мешалкой. Диаметр чана D = 8000 мм, высота H = 6000 мм, геометрический объём 1 агитатора = 301 м³.  Скорость вращения мешалки – 4 оборота в минуту.

3.2.5 Определение  числа агитаторов.

n≥ V_a/0,85*V₁ = 3667,2/0,85*301 = 14,3

Принимаем к установке 16 агитаторов, располагая их в две  отдельные стадии по 8 агитаторов в  каждой. Агитаторы в каждой стадии устанавливают в каскаде последовательно  с самотечным перетоком пульпы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Экология

 

С целью обеспечения охраны окружающей среды от воздействия  токсичных отходов цианистого процесса, осуществлён перевод большинства  гидрометаллургических предприятий  на полное оборотное водоснабжение, внедрены в производство усовершенствованные  методы хлорирования сбросных цианистых  растворов, разработаны и проходят стадию полупромышленных и промышленных испытаний новые эффективные  методы нейтрализации циансодержащих стоков: озонирование, радиационное облучение, ионообменная очистка, электролиз и  др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1 Лодейщиков В. В. Технология  извлечения золота и серебра  из упорных руд: в 2х томах.  М.: изд-во Иргиредмет, 1999. 794 с.

2 Оценка развития минерально-сырьевого сектора экономики стран мира. Commodity assessment // Minning J..- 1994. 322 c.

3 Быховер А. Н. Экономика минерального сырья.-М.: Недра, 1967. 368 с.

4 Золотодобыча – добыча  золота, оборудование, технологии, предприятия:  электр. журн. 2008. URL: http://zolotodb.ru (Дата обращения 11.04.2012).

5 Грицаев В. П. О проекте  федеральной программы производства  золота и серебра в России  на 1994-1995 годы и на период по 2000 года // Горный журнал. 1994. 8 с.