RU2679724C1 - Кучное биовыщелачивание бедного упорного минерального сырья природного и техногенного происхождения - Google Patents
Кучное биовыщелачивание бедного упорного минерального сырья природного и техногенного происхождения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679724C1 RU2679724C1 RU2017136916A RU2017136916A RU2679724C1 RU 2679724 C1 RU2679724 C1 RU 2679724C1 RU 2017136916 A RU2017136916 A RU 2017136916A RU 2017136916 A RU2017136916 A RU 2017136916A RU 2679724 C1 RU2679724 C1 RU 2679724C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stack
- heap
- refractory
- spent
- leaching
- Prior art date
Links
- 238000002386 leaching Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 37
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 18
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 claims description 14
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 6
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 6
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 5
- 241000605222 Acidithiobacillus ferrooxidans Species 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 claims description 4
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 claims description 4
- 241000605272 Acidithiobacillus thiooxidans Species 0.000 claims description 3
- 241001280345 Ferroplasma Species 0.000 claims description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 39
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 abstract description 38
- 239000010931 gold Substances 0.000 abstract description 38
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 20
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 20
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 20
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 20
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 10
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 16
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 13
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 229910052683 pyrite Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000011028 pyrite Substances 0.000 description 10
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 9
- NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N pyrite Chemical compound [Fe+2].[S-][S-] NIFIFKQPDTWWGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 6
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 6
- 229910052949 galena Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 6
- XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N lead(ii) sulfide Chemical compound [Pb]=S XCAUINMIESBTBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 5
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052951 chalcopyrite Inorganic materials 0.000 description 5
- DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N chalcopyrite Chemical compound [S-2].[S-2].[Fe+2].[Cu+2] DVRDHUBQLOKMHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 4
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052950 sphalerite Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 241000589925 Leptospirillum Species 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- XEIPQVVAVOUIOP-UHFFFAOYSA-N [Au]=S Chemical compound [Au]=S XEIPQVVAVOUIOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UXNBTDLSBQFMEH-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Zn].[Pb] Chemical compound [Cu].[Zn].[Pb] UXNBTDLSBQFMEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910001739 silver mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- RBORURQQJIQWBS-QVRNUERCSA-N (4ar,6r,7r,7as)-6-(6-amino-8-bromopurin-9-yl)-2-hydroxy-2-sulfanylidene-4a,6,7,7a-tetrahydro-4h-furo[3,2-d][1,3,2]dioxaphosphinin-7-ol Chemical compound C([C@H]1O2)OP(O)(=S)O[C@H]1[C@@H](O)[C@@H]2N1C(N=CN=C2N)=C2N=C1Br RBORURQQJIQWBS-QVRNUERCSA-N 0.000 description 1
- MFEVGQHCNVXMER-UHFFFAOYSA-L 1,3,2$l^{2}-dioxaplumbetan-4-one Chemical compound [Pb+2].[O-]C([O-])=O MFEVGQHCNVXMER-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KEQXNNJHMWSZHK-UHFFFAOYSA-L 1,3,2,4$l^{2}-dioxathiaplumbetane 2,2-dioxide Chemical compound [Pb+2].[O-]S([O-])(=O)=O KEQXNNJHMWSZHK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000726121 Acidianus Species 0.000 description 1
- 241000203069 Archaea Species 0.000 description 1
- 241001280344 Ferroplasma acidiphilum Species 0.000 description 1
- 241001352153 Ferroplasma thermophilum Species 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000134732 Metallosphaera Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001134777 Sulfobacillus Species 0.000 description 1
- 241000205101 Sulfolobus Species 0.000 description 1
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 1
- SXKZZFLSYPUIAN-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Zn].[Au] Chemical compound [Cu].[Zn].[Au] SXKZZFLSYPUIAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052946 acanthite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910052924 anglesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052948 bornite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052955 covellite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007333 cyanation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 229910052981 lead sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940056932 lead sulfide Drugs 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052954 pentlandite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011020 pilot scale process Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 229910052968 proustite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052952 pyrrhotite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- FSJWWSXPIWGYKC-UHFFFAOYSA-M silver;silver;sulfanide Chemical compound [SH-].[Ag].[Ag+] FSJWWSXPIWGYKC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])[O-] QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052569 sulfide mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000101 thioether group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к биовскрытию и биовыщелачиванию цветных и благородных металлов из упорных сульфидных руд и отработанных штабелей кучного выщелачивания, и может использоваться в горнообогатительной, горно-химической, металлургической отраслях, в том числе на объектах в криолитозонах. Способ включает послойное формирование штабеля из фракций упорной сульфидной руды и материала прошедшего естественное природное обезвреживание отработанного штабеля кучного цианидного выщелачивания благородных металлов. Фракции получают высокоинтенсивным виброгрохочением с последующим окомкованием мелких фракций. Биоокисление и биовыщелачивание предварительно закисленного штабеля ведут раствором с биокомплексом тионовых железоокисляющих, тионовых сероокисляющих и металлотолерантных экстремофильных микроорганизмов. Прирост извлечения золота в товарный продукт составляет 20-40%, серебра - 30-80%. Техническим результатом является повышение эффективности и глубины переработки упорного минерального сырья природного и техногенного происхождения с получением дополнительной высоколиквидной товарной продукции. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к биогидрометаллургическому вскрытию и биовыщелачиванию цветных и благородных металлов из упорных сульфидных руд и отработанных штабелей кучного выщелачивания.
Способ может быть использован в горно-обогатительной, горно-химической, металлургической отраслях, в том числе на объектах в криолитозонах.
Сбалансированное потребление природных ресурсов с высокой степенью комплексности их использования (включая утилизацию накопленных и образующихся отходов переработки) - важнейшая задача современного недропользования. В переработку вовлекается все более «упорное» минеральное сырье, то есть руды, не поддающиеся эффективному и рентабельному извлечению благородных металлов традиционными в промышленной практике методами, а также «упорные» концентраты и техногенные продукты добычи, обогащения, металлургии. К факторам оценки повышающейся степени «упорности» сырья относятся: истощение запасов окисленных руд и рост доли первичных сульфидных руд; комплексный минеральный состав руд; снижение качества вовлекаемых в переработку руд; наличие трудно вскрываемых благородных металлов эмульсионной и коллоидной вкрапленности; присутствие в первичных сульфидных рудах минералов сурьмы, меди, мышьяка, двухвалентного железа, а также наличие природных сорбентов благородных металлов (фтор, ртуть, углеродистая и глинистая составляющие и др.).
В современных условиях дефицита ресурсов извлечение цветных и благородных металлов широко применяется в вариантах кучного выщелачивания для извлечения металлов из бедных окисленных руд и бактериального окисления упорных флотационных золотосодержащих концентратов (преимущественно в чановом варианте) с последующим цианированием кека. Ведутся исследования и отмечаются отдельные промышленные внедрения этих технологий для переработки сульфидных руд цветных металлов и материалов отработанных штабелей.
Кучное выщелачивание характеризуется следующими основными преимуществами относительно фабричных технологий: более высокой скоростью извлечения меди, цинка, золота при низком качестве исходного сырья; сравнительно низкими капитальными затратами и эксплуатационными расходами, коротким временем реализации проекта (постройка основной линии) и простотой расширения; быстрым периодом окупаемости собственно стадии выщелачивания; отсутствием необходимости складирования хвостов; простотой конструкции, оборудования и устойчивым процессом, идеальным для отдаленных площадок; снижением влияния на окружающую среду; быстрой фазой конструирования; низкими энерго- и водозатратами; применимостью для переработки бедных руд, хвостов и отвалов; возможностью единовременной обработки значительной массы руды (до десятков миллионов тонн); отсутствием потребности в больших затратах высококвалифицированного труда; возможностью использрвания сырья с различным содержанием сульфидной серы при создании необходимых условий для адаптации биокультур.
Основных проблем выщелачивания и причин потерь золота при кучном цианировании бедных первичных сульфидных (золотосульфидных) и забалансовых руд множество, в том числе: приуроченность самородного золота к гидроксидам железа, которые имеют плотное внутреннее строение и заключены в матрице массивного кварца; связь золота с микрокристаллическим неокисленным пиритом и другими сульфидами, недоступными для воздействия цианидных растворов; наличие на частицах самородного золота налетов тонкодисперсных агрегатов гидроксидов железа и слюдисто-глинистых минералов; гнездообразный характер выделений микроскопических и субмикроскопических частиц золота в минералах породы; присутствие благородных металлов в дисперсном и коллоидном виде («коллоидное золото»), необходимость контроля за возможным явлением деградации бактериальной культуры по тем или иным причинам и пр.
Извлечение благородных металлов из сульфидных руд обычно включает предварительные гравитационные и флотационные операции для перевода цветных металлов в концентраты вместе с благородными металлами, направляемых на цианирование, либо получение гравитационно-флотационных концентратов с направлением хвостов на гидрометаллургическое извлечение (доизвлечение) благородных металлов. По гравитационно-флотационной технологии с гидрометаллургическим окончанием сквозное извлечение золота составляет в среднем 85-90%, серебра - 10-30%.
Отработанные штабели кучного выщелачивания содержат благородные (золото, серебро), цветные (медь, цинк, свинец), черные (железо, марганец) металлы и другие компоненты, которые могут стать дополнительным источником товарной продукции и пополнить ресурсную базу страны. Штабели представляют собой весьма большие по массе техногенные объекты, требующие специальных мер для их обезвреживания и рекультивации, поскольку основными технологическими приемами извлечения золота и серебра являются, в основном, экологически небезопасные цианидный и кислотный процессы. Кроме того, отработанные штабели оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду, занимая огромные земельные площади и являясь источником как дренажа подотвальных вод, так и пылеобразования. Извлечение благородных металлов из руд кучным цианидным способом составляет в среднем 55-65%, серебра 20-35%, в отработанных штабелях остается значительное количество этих металлов (0,3-2,0 г/т золота, 1,0-10 г/т и более серебра) в зависимости от вещественного состава и степени раскрытия благородных металлов в закладываемом в штабель исходном материале.
В связи с этим не теряет своей актуальности необходимость создания технологий переработки полезных ископаемых, в особенности упорных руд благородных металлов и техногенного сырья, обеспечивающих повышение эффективности использования ресурсов недр, снижение потерь ценных компонентов с увеличением объемов получаемой товарной продукции, повышением степени утилизации образующихся отходов и уменьшением отрицательной экологической нагрузки на окружающую среду. Эффективное извлечение благородных металлов из первичных сульфидных руд и лежалых материалов отработанных штабелей практически неосуществимо без применения комплексных технологических решений по предварительному вскрытию металлов и операций подготовки материала к выщелачиванию с учетом особенностей их вещественного состава.
Известен способ кучного биоокисления сульфидных золото-пиритных руд (США, шт.Невада, рудник Gold Quarry) крупностью -10 мм с содержанием золота 1-3 г/т и 1-2,5% серы сульфидной (пирит и мышьяковистый пирит) по технологии BIOPRO™ в течение 90-250 дней с последующим цианидным выщелачиванием на фабрике [Logan Т.С, Seal Т., Brierley J.A. Whole-ore heap biooxidation of sulfldic gold-bearing ores //Biomining. Ed. By D.E.Rawlings and D.B. Jonson. - Springer-Verlag Berlin Ytidelberg, 2007. - p. 113-138]. В качестве биофлоры использована ассоциация мезофильных, умереннотермофильных и термофильных микроорганизмов Ac. ferrooxidans, Leptospirillum, Sulfobacillus с введением в процесс термофильных архей Acidianus, Metallosphaera, Sulfolobus в связи с образованием в штабеле высокотемпературных зон (до 80°С). Продолжительность кучного биоокисления составляла 90-250 дней в зависимости от вида сырья. Извлечение золота находилось на уровне 53,8%.
Недостатки способа заключаются в необходимости транспортировки большой массы кеков кучного выщелачивания на цианидное выщелачивание на фабрику, что предопределяет дополнительные трудо- и энергозатраты.
Известен способ двухстадиального кучного бактериального выщелачивания бедной никельсодержащей медно-цинковой руды месторождения Talvivaara, расположенного в субарктической зоне, сульфиды в которой представлены пирротином, пиритом, халькопиритом, сфалеритом, пентландитом (в сумме 21%); среднее содержание металлов: 0,23% Ni, 0,13% Си, 0,51% Zn, 0,029% Со, [Лодейщиков В.В. Переработка никелесодержащих руд методом кучного бактериального выщелачивания. Опыт финской фирмы Talvivaara // Золотодобыча, 2009, №132, с. 12-14]. Использованная биофлора - эндемическая. Схема переработки включает 3 стадии дробления, агломерацию, штабелирование руды, орошение выщелачивающими растворами и первичное биовыщелачивание, переукладку материала через 1,5 года в новый штабель, вторичное биовыщелачивание. В опытном масштабе после осаждения из раствора достигнуто 96-98%-ное извлечение металлов из руд (прогнозное извлечение никеля в промышленном масштабе - 70%).
Недостаток способа заключается в необходимости переукладки штабеля через полтора года, что является энергоемким и трудозатратным мероприятием.
Известен способ повышения скорости кучного биоокисления труднообогатимой сульфидной руды, включающий биологическое окисление материала, по крайней мере, частичное, с использованием возвращаемого на повторный цикл раствора из первичной стадии биовыщелачивания, сбор раствора, содержащего растворенные в нем ингибирующие компоненты, где концентрация каждого отдельного ингибирующего компонента в указанном растворе ниже его исходной ингибирующей концентрации, а суммарная концентрация, по крайней мере двух ингибирующих компонентов, является достаточной для ингибирования скорости биологического окисления частиц труднообогатимой сульфидной руды, [Пат. RU 2151208, С22В 11/00, С22В 3/18, опубл. 20.06.2000]. Далее следует кондиционирование собранного раствора для снижения ингибирующего действия компонентов, возвращение раствора в штабель на повторный цикл и биоокисление частиц труднообогатимой сульфидной руды с использованием рециклируемого биовыщелачивающего раствора.
К недостатку способа относится необходимость включения в схему промежуточных циклов очистки образующихся растворов от ингибирующих примесей, что влечет дополнительные трудозатраты и увеличивает время процесса.
Близкой по сути к предлагаемому способу является технология кучного бактериального выщелачивания бедной упорной золото-медно-цинковой руды с низким коэффициентом фильтрации [Седельникова Г.В., Ким Д.Х., Ибрагимова Н.В. Кучное бактериальное выщелачивание бедных упорных золотосульфидных руд // Золото и технологии, 2017, №1 (35), с. 82-85]. Исследования проведены на руде, содержащей (%): 33 барита, 31 карбонатов, 19 кварца 4 серицита, 1 хлорита, 5,8 пирита, 1,2 халькопирита, 1,5 сфалерита, 0,5 галенита, 3 гидроксидов железа; обнаружены борнит, дигенит, серебросодержащая блеклая руда, ультратонкие (1-2 мкм) выделения самородного золота (в т.ч. в сростках с галенитом, халькопиритом, баритом, доломитом и др.) и полностью закрытое тонковкрапленное золото в халькопирите, кварце, барите и доломите. Сера почти на 50% представлена сульфатной формой (связана с баритом). Содержание основных компонентов в руде (%): 3,5 железа, 8,2 серы общей (4,2 сульфидной), 0,05 углерода органического, 0,61 меди, 1,15 цинка, 0,33 свинца, менее 0,01 мышьяка, 0,017 сурьмы; 2,6 г/т золота, 40,7 г/т серебра. Доля цианируемого золота - 53,8%, упорных фаз - 46,2% (в т.ч. 42,7% в сульфидах). Схема исследований включала предварительное сернокислотное закисление руды, окомкование руды крупностью менее 5 мм с известью, перколяционное выщелачивание продолжительностью 120 суток с использованием циркулирующих бактериальных растворов. В качестве биофлоры применяли ассоциации мезофильных и умеренно термофильных бактерий Acidithiobacillus ferrooxidans, Ac. thiooxidans, Leptospirillum и археев рода Ferroplasma. После осаждения металлов из растворов и цианирование кека извлечение в товарные продукты составило 82,7% золота, 74,6% серебра, 73,2% меди, 64,6% цинка.
Недостатками исследованной технологии являются: образование гипса при окомковании с известью предварительно обработанного сернокислотным раствором материала с низким коэффициентом фильтрации, в результате чего наблюдается закупорка каналов просачивания жидкой фазы и снижение площади контакта жидкой и твердой фаз; высокий расход выщелачивающего биораствора.
Другим близким аналогом заявленного изобретения является способ доизвлечения благородных металлов из отработанных штабелей кучного выщелачивания, включающий естественное экохимическое обезвреживание штабеля, высокоинтенсивное виброгрохочение с выделением продуктивной фракции по содержанию целевого (целевых) компонента и ее направлением на окомкование с цементом и сульфатом двухвалентного железа, укладку в новый штабель, биовскрытие материала с использованием бактериального комплекса микроорганизмов, соответствующих собственному биоценозу исходной руды, с последующей выдержкой штабеля без орошения в течение 3 месяцев, после чего проводят цианирование и контрольную водную промывку, [Пат. Ru 2622534, МПК С22В 11/08, С22В 3/18, опубл. 16.06.2017 Бюл. №17].
К недостатку способа может быть отнесена высокая вероятность образования гипса при использовании цемента в качестве связующего при окомковании материала, что может привести к кольматации штабеля, а также затруднит многоцелевое использование материала вторично отработанного штабеля кучного выщелачивания в стройиндустрии.
Цель изобретения - повышение полноты извлечения металлов из первичных сульфидных руд цветных и благородных металлов и материалов отработанных штабелей кучного выщелачивания благородных металлов (в качестве интенсифицирующей добавки) путем более эффективной переработки минерального сырья с максимально полным извлечением ценных компонентов, созданием условий для глубокой утилизации складированных отходов и снижением экологической нагрузки на окружающую среду при использовании ресурсосберегающих технологий, устойчивых к изменениям вещественного состава сырья.
Задача, на решение которой направлен предлагаемый способ: интенсификация кучной биогидрометаллургической переработки упорных первичных сульфидных руд цветных и благородных металлов путем совместной комбинированной переработки с материалом отработанных штабелей кучного цианидного выщелачивания благородных металлов.
Техническим результатом является повышение эффективности и глубины переработки упорного минерального сырья природного и техногенного происхождения с получением дополнительной высоколиквидной товарной продукции.
Суть способа, достигающего цель изобретения, заключается в следующем. Упорная сульфидная полиметаллическая руда подвергается кучному биоокислению и биовыщелачиванию с использованием в качестве интенсифицирующего воздействия чередование слоев руды в штабеле со слоями материала отработанного штабеля кучного выщелачивания золота, прошедшего естественное природное обезвреживание (экохимическую очистку) до допустимого остаточного содержания цианида (ПДК - 0,1 мг/л). При естественном обезвреживании штабелей кучного цианидного выщелачивания с течением времени (в среднем 3-5 лет) в массе отработанного материала за счет разложения цианида образуется азот, который является элементом питания микроорганизмов, используемых в процессах биоокисления и биовыщелачивания руд. Кроме азота в минеральном субстрате отработанного штабеля уже имеются практически все источники питания для микроорганизмов окислительного действия: магний, калий, марганец, железо. К другому интенсифицирующему фактору относится рыхление и насыщение кислородом воздуха материала при формировании нового штабеля с улучшением условий массообмена реакций в системе жидкость-газ для осуществления выщелачивания.
Конструктивно структура нового штабеля высотой 3-3,5 м для кучного биоокисления и выщелачивания упорной сульфидной полиметаллической руды и материала отработанного штабеля кучного цианидного выщелачивания благородных металлов предусматривает формирование 4-х слоев. Нижний слой отсыпают фракцией крупностью более 40 мм упорной сульфидной руды. Во втором слое штабеля располагают малопродуктивную фракцию материала отработанного штабеля кучного выщелачивания, прошедшего стадию естественного экохимического обезвреживания и промывки водой, крупностью более 10 мм без предварительного окомкования (с учетом небольшой общей высоты нового штабеля - 3-3,5 м). Третий слой формируют из фракции крупностью менее 40 мм упорной сульфидной руды без предварительного окомкования или с окомкованием в зависимости от вещественного состава руды (например, при наличии во фракции более 25-30% тонкого материала). Последний верхний слой отсыпают предварительно окомкованной продуктивной фракцией из материала отработанного штабеля кучного цианидного выщелачивания крупностью менее 10 мм.
Исходный материал отработанного штабеля кучного выщелачивания окисленных руд перед укладкой классифицируют с использованием высокоинтенсивного виброгрохочения на соответствующие фракции крупности и оценивают степень их продуктивности по содержанию целевых компонентов. К малопродуктивной фракции материала отработанного и обезвреженного штабеля чаще всего относится фракция крупностью более 10 мм, в которой содержание золота находится на уровне 0,09-0,15 г/т, серебра - 0,15-1,0 г/т при распределении металлов во фракцию 5-7% и ее выходе 28-48% от массы первоначально заложенного на выщелачивание материала.
Исходную сульфидную руду также подвергают высокоинтенсивному виброгрохочению на фракции крупности, соответствующие крупности классификации материала отработанного штабеля кучного выщелачивания. При высокоинтенсивном виброгрохочении достигается максимальная степень дезинтеграция материала с раскрытием сростков за счет больших ускорений, создаваемых на поверхности сетки и в толще материала), многочастотного характера нелинейных вибраций (на сетке одновременно присутствует сплошной широкий спектр частот), сильных вибрационных импульсов. Кроме классификации по крупности и дезинтеграции руды и слежавшегося материала отработанного штабеля виброгрохочение выполняет функцию насыщения штабелируемого материала кислородом воздуха перед ее биоокислением.
Окомкование мелких (менее 10 мм) фракций руды и материала отработанного штабеля ведут с использованием жидкого стекла (3-6 кг/т) или реагента Alcotac СВ6 (Германия) (1-3 кг/т). Поскольку порошкообразный реагент Alcotac СВ6 может использоваться в сухом виде, его подают либо в шихту для окомкования с последующим смачиванием водой, либо непосредственно в направляемый на окомкование подрешетный материал высокоинтенсивного виброгрохочения. Окатыши получают известными способами. Влажность окатышей - 12-16%.
При формировании штабеля проводится закисление материала сернокислотным раствором с концентрацией 5-10 г/л из расчета 20 л/т твердого материала в течение 2-4 недель.
В качестве выщелачивающего используют раствор, содержащий бактериальный комплекс, состоящий из ассоциации штаммов тионовых железоокисляющих микроорганизмов Acidithiobacillus ferrooxidans, тионовых сероокисляющих микроорганизмов Acidithiobacillus thiooxidans, ассоциации металлотолерантных микроорганизмов-экстремофилов Ferroplasma acidiphilum и Ferroplasma thermophilum (род архей семейства Ferroplasmaceae), способных обитать в окружающей среде с высокими концентрациями тяжелых металлов (мышьяк, кадмий, медь, цинк и др.) и их солей и оптимально растущих в сложных средах при температурах близких к 55°С и выше и низкой кислотности (рН 2). Все штаммы микроорганизмов выделяются из исходных руд или из рядом расположенных водных непроточных источников и, следовательно, являющихся эндемиками, то есть свойственными данной местности, и поэтому хорошо приспособленными к условиям окружающей среды, что существенно повышает эффективность технологии.
Полученные штаммы смешивают в равных долях с созданием биокомплекса микроорганизмов. Поскольку в естественной среде концентрация микроорганизмов обычно находится на уровне 102-103 клеток/мл и недостаточна для эффективного биоокисления и выщелачивания, бактериальный комплекс культивируют на стандартной питательной среде 9К (Сильвермана и Люндгрена, табл.) в течение 15-20 часов для достижения необходимой удельной концентрации на уровне 107-108 клеток/мл. Методы выделения, культивирования, количественного учета, определения активности микроорганизмов детально описаны в литературных источниках (например, «Биотехнология металлов. Практическое руководство». Науч. ред.: Г.И. Каравайко (СССР) и др. М.: Центр Международных проекта ГКНТ в соответствии с программой международного проекта СССР/ЮНЕП «Биотехнология металлов как экономически приемлемый метод рационального использования минеральных ресурсов», 1989). В минеральном субстрате отработанного штабеля уже имеются практически все источники питания для микроорганизмов окислительного действия.
В процессе биоокисления и биовыщелачивания участвуют бактерии в активной фазе роста при следующих исходных параметрах бактериального раствора для орошения: рН 1,6-1,9, Eh 640-680 мВ, температура 25-35°С, концентрация Fe2+ 1,5-3 г/л, Fe3+ 15-18 г/л. Удельный расход бактериального раствора на орошение составляет 0,16-0,22 м3/сут. на 1 м2 поверхности штабеля (около 6,5-13 л/час на 1 м2). Длительность орошения - 10-14 месяцев с выдержкой штабеля без орошения в течение зимнего периода, затем штабель подвергают водной промывке и цианидному выщелачиванию благородных металлов по известному способу.
Использование в качестве интенсифицирующей добавки («затравки») материала отработанных штабелей кучного выщелачивания окисленных руд позволяет сократить расход питательной среды на 12-20% абс, а также на 25-35% отн. время выщелачивания упорной первичной руды, то есть повысить скорость выщелачивания. Извлечение золота составляет до 83-85%, серебра - до 89-90%. В течение 6-12 месяцев в растворах биовыщелачивания достигается концентрация цинка от 2 до 6 г/л, меди - от 1 до 5 г/л. Эти растворы могут быть переработаны известными способами для получения цинка и меди.
Материал рудного штабеля после естественной экохимической очистки и фракционирования по совокупности физический свойств пригоден к многоцелевому использованию в стройиндустрии.
Основные преимущества способа:
- повышение эффективности переработки бедных упорных руд и техногенного минерального сырья с увеличением полноты и комплексности их использования за счет повышения извлечения золота на 30-40% и серебра на 40-60%, а также извлечения цветных металлов (медь, цинк) относительно этих показателей при первичном кучном выщелачивании;
- сокращение длительности выщелачивания первичных упорных руд цветных металлов;
- получение дополнительной товарной продукции в виде цветных и благородных металлов, а также техногенного материала вторично переработанных штабелей, пригодного для производства стройматериалов;
- возможность реализации способа в любых климатических зонах, в том числе в криолитозонах, и в этом случае в зимний период будут создаваться дополнительные условия для образования сети морозобойных трещин, что способствует увеличению коэффициента фильтрации штабеля;
- снижение отрицательного воздействия складированных отходов на окружающую среду за счет вовлечения в переработку техногенного сырья.
Пример 1
На переработку в укрупненном масштабе в режиме кучного выщелачивания направляли упорную тонковкрапленную полиметаллическую медно-свинцово-цинковую руду в баритизированных кварц-хлоритовых, кварц-хлорит-серицитовых сланцах с преобладающими в породе баритом (более 25%), серицитом (14,0%), кварцем (5%) одного из уральских месторождений. Сумма рудных минералов - 44%, которые на 97% представлены сульфидами: сфалеритом (17,5%), пиритом (12%), галенитом (9,6%), блеклыми рудами (2,3%), халькопиритом (1,2%), ковеллином и халькозином (0,52%), англезитом и церусситом (0,8%), минералами серебра.
Руда характеризовалась следующими особенностями: высокой переизмельчаемостью и упорностью к воздействию кислот; отсутствием возможности выведения из процесса переработки непродуктивной фракции руды по содержанию благородных металлов, поскольку крупные и тонкие классы руды (выход классов крупности менее 44 мкм составлял более 44%) обогащены золотом и серебром; тесной ассоциацией сульфидных минералов с баритом, являющимся упорным по отношению к воздействию любых выщелачивающих агентов; отсутствием гальванических пар минералов, способствующих активному выщелачиванию; развитием широко распространенного галенита по поверхности минералов цветных металлов, блокирующим доступ микроорганизмов к их поверхности; включениями галенита, блеклой руды, породообразующих минералов в агрегатах пирита и присутствием в трещиноватом и пористом пирите субмикроскопических и микроскопических включений самородного золота.
Самородное золото в руде представлено микроскопическими (10-15 мкм), мелкими и редкими довольно крупными (50-150 мкм) частицами в виде субмикроскопической и микроскопической вкрапленности в пирите, сфалерите, галените, блеклой руде и их межзерновых пространствах. Серебро самородное и минералы серебра (1,3-5%; акантит, пирсеит-полибазит, прустит) находятся в виде субмикроскопической изоморфной примеси в блеклых рудах и входят в состав самородного золота; размер частиц серебра - менее 1 мкм.
Исходная сульфидная руда содержала 11,7% цинка, 7,9% свинца, 1,8% меди, 0,20% мышьяка, 0,40% сурьмы, 10,2% железа общего (в т.ч. 6% железа сульфидного); 3,55 г/т золота, 583 г/т серебра. Доля первичной сульфидной меди в руде - 70%, вторичной сульфидной меди - 29%, сульфидного цинка - 99,9%, сульфидного свинца - 93%.
Измельченную до 40 мм руду подвергали высокоинтенсивному виброгрохочению по классу 10 мм с получением надрешетного и подрешетного продуктов. Из надрешетного продукта формировали первый нижний слой штабеля кучного выщелачивания. Подрешетный продукт при выходе около 64% после окомкования с использованием реагента Alcotac СВ6 (Германия) при расходе 1,85 кг/т руды укладывали в третий слой штабеля.
Вторым компонентом при формировании штабеля являлся материал отработанного штабеля кучного выщелачивания золотосодержащей руды после естественного природного обезвреживания в течение 4,5 лет. Материал представлял собой агломерированный с цементом продукт крупностью менее 40 мм, где более 70% золота и 80% серебра присутствуют в нецианируемой и нераскрытой форме, связанной с сульфидными и породными минералами. Содержание золота составляло 2,6 г/т, серебра 91,7 г/т.Материал подвергали высокоинтенсивному виброгрохочению по классу 10 мм с выделением надрешетного (выход 31,4%) и подрешетного продуктов. При виброгрохочении достигается максимальная дезинтеграция материала, раскрытие сростков, разрушение пленок гидроксидов железа на частицах благородных металлов. Из неокомкованного надрешетного продукта виброгрохочения материала отработанного штабеля формируют второй слой нового штабеля. Подрешетный продукт виброгрохочения после окомкования с реагентом Alcotac СВ6 при расходе 2,1 кг/т материала отработанного штабеля располагали в четвертом верхнем слое штабеля.
Сформированный штабель закисляли орошением в течение 3 недель раствором серной кислоты с концентрацией 10 г/л из расчета 20 л/т твердого материала, после чего в течение 14 месяцев проводили биоокисление и биовыщелачивание путем орошения раствором с бактериями в активной фазе роста при исходных рН 1,6-1,9, Eh 640-680 мВ, температуре 25-30°С, концентрации Fe2+ - 1,5-3 г/л, Fe3+ - 15-18 г/л с использованием бактериального комплекса с микроорганизмами Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans, Ferroplasma acidiphilum и Ferroplasma thermophilum. Удельный расход бактериального раствора на орошение составил 0,19 м3/сутки на 1 м2 поверхности штабеля. По окончании выщелачивания штабель выдерживали три месяца без орошения, промывали свежей водой и планировали. Извлечение золота в товарный продукт составило 84,7%, серебра - 89,8%. В течение процесса в растворах биовыщелачивания концентрация цинка составила 5,8 г/л, меди - 4,7 г/л; эти растворы могут быть сырьем для извлечения цинка и меди.
Пример 2
На переработку в укрупненном масштабе в режиме кучного выщелачивания направляли ту же упорную тонковкрапленную полиметаллическую медно-свинцово-цинковую руду и материал того же отработанного штабеля кучного выщелачивания золотосодержащей руды после естественного природного обезвреживания в течение 4,5 лет, характеристики которых приведены в примере 1. После формирования штабель закисляли орошением в течение 3 недель сернокислотным раствором с концентрацией 10 г/л из расчета 20 л/т твердого материала, после чего в течение 14 месяцев проводили биоокисление и биовыщелачивание путем орошения раствором с бактериями в активной фазе роста при исходных рН 1,6-1,9, Eh 640-680 мВ, температуре 25-30°С, концентрации Fe2+ - 1,5-3 г/л, Fe3+ - 15-18 г/л. Удельный расход бактериального раствора на орошение составил 0,21 м3/сутки на 1 м2 поверхности штабеля. По окончании выщелачивания штабель выдерживали 3 месяца без орошения, промывали свежей водой и цианировали. Подрешетный продукт виброгрохочения сульфидной руды (выход около 58%) окомковывали с использованием жидкого стекла при расходе (3,5 кг), и из него формировали третий слой штабеля. Подрешетный продукт виброгрохочения материала отработанного штабеля также окомковывали с использованием жидкого стекла при расходе (5,5 кг/т) и располагали в четвертом верхнем слое штабеля. Биоокисление и биовыщелачивание сформированного штабеля проводили бактериальным раствором, состав и параметры которого показаны в примере 1. Извлечение золота в товарный продукт составило 82,1%, серебра - 84,7%. В течение процесса в растворах биовыщелачивания концентрация цинка составила 4,8 г/л, меди - 3,7 г/л.
Claims (5)
1. Способ кучного биовыщелачивания бедного упорного минерального сырья природного и техногенного происхождения, включающий приготовление штабеля из бедного упорного минерального сырья в виде исходной упорной сульфидной руды и материала отработанного штабеля кучного цианидного выщелачивания благородных металлов после естественного природного обезвреживания в течение 3-5 лет, при этом перед биовыщелачиванием проводят виброгрохочение по классу 10 мм и окомкование фракции материала отработанного штабеля кучного цианидного выщелачивания благородных металлов крупностью менее 10 мм, а приготовление штабеля ведут при чередовании в нем слоев упорного минерального сырья со слоями материала отработанного штабеля кучного цианидного выщелачивания благородных металлов, причем исходную упорную руду подвергают предварительному видрогрохочению по классу 40 мм и первый нижний слой нового штабеля формируют из фракции крупностью более 40 мм упорной сульфидной руды, второй слой формируют из неокомкованной малопродуктивной фракции материала отработанного штабеля кучного цианидного выщелачивания крупностью более 10 мм, третий слой формируют из фракции крупностью менее 40 мм упорной сульфидной руды без предварительного окомкования или с окомкованием, верхний четвертый слой формируют из окомкованной фракции материала отработанного штабеля кучного цианидного выщелачивания крупностью менее 10 мм, причем окомкование фракций ведут с жидким стеклом или реагентом Alcotac СВ6, а биоокисление и биовыщелачивание проводят раствором с начальными значениями рН 1,6-1,9, Eh 640-680 мВ, температуры 25-35°С, концентрации Fe2+ 1,5-3 г/л, Fe3+ 15-18 г/л при удельной концентрации микроорганизмов 107-108 клеток/мл с использованием биокомплекса микроорганизмов тионовых железоокисляющих Acidithiobacillus ferrooxidans, тионовых сероокисляющих Acidithiobacillus thiooxidans, металлотолерантных экстремофильных Ferroplasma acidiphilum и Ferroplasma thermophilum, соответствующих собственному биоценозу исходных руд, и при длительности орошения предварительно закисленного серной кислотой штабеля 10-14 месяцев и удельном расходе бактериального раствора на орошение 0,16-0,22 м3/сутки на 1 м2 поверхности штабеля с дальнейшим выдерживанием штабеля без орошения в течение трех месяцев, промывкой свежей водой и цианированием.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окомкование фракций ведут с использованием жидкого стекла с расходом 3-6 кг/т твердого материала.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окомкование фракций ведут с использованием реагента Alcotac СВ6 с расходом 1-3 кг/т твердого материала.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что штаммы указанных микроорганизмов содержатся в растворе биокомплекса для биоокисления и биовыщелачивания в равных долях и в активной фазе роста.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительное закисление сформированного штабеля ведут раствором серной кислоты с концентрацией 5-10 г/л из расчета 20 л/т твердого материала в течение 2-4 недель.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017136916A RU2679724C1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Кучное биовыщелачивание бедного упорного минерального сырья природного и техногенного происхождения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017136916A RU2679724C1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Кучное биовыщелачивание бедного упорного минерального сырья природного и техногенного происхождения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2679724C1 true RU2679724C1 (ru) | 2019-02-13 |
Family
ID=65442548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017136916A RU2679724C1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Кучное биовыщелачивание бедного упорного минерального сырья природного и техногенного происхождения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2679724C1 (ru) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4571387A (en) * | 1983-01-26 | 1986-02-18 | British Columbia Research Council | Biological-acid leach process |
EP0522978A1 (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-13 | Newmont Mining Corporation | Biooxidation process for recovery of metal values from sulfur-containing ore materials |
RU2009234C1 (ru) * | 1991-11-25 | 1994-03-15 | Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии | Способ кучного выщелачивания руд |
WO1998051827A1 (en) * | 1997-05-16 | 1998-11-19 | Echo Bay Mines, Limited | Integrated, tank/heap biooxidation process for the lixiviation of sulfide ores |
RU2154118C2 (ru) * | 1998-09-08 | 2000-08-10 | Институт проблем комплексного освоения недр РАН | Способ цианирования |
WO2000071763A1 (en) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Bactech (Australia) Pty Ltd. | An improved method for heap leaching of chalcopyrite |
RU2283882C2 (ru) * | 2004-10-07 | 2006-09-20 | Читинский государственный университет (ЧитГУ) | Способ кучного цианидного выщелачивания золота |
RU2337156C1 (ru) * | 2007-04-16 | 2008-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Способ чанового бактериального выщелачивания сульфидсодержащих продуктов |
RU2622534C2 (ru) * | 2015-09-23 | 2017-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "НВП Центр-ЭСТАгео" (ООО НВП Центр-ЭСТАгео") | Способ извлечения благородных металлов из отработанных штабелей кучного выщелачивания |
-
2017
- 2017-10-19 RU RU2017136916A patent/RU2679724C1/ru active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4571387A (en) * | 1983-01-26 | 1986-02-18 | British Columbia Research Council | Biological-acid leach process |
EP0522978A1 (en) * | 1991-07-10 | 1993-01-13 | Newmont Mining Corporation | Biooxidation process for recovery of metal values from sulfur-containing ore materials |
RU2009234C1 (ru) * | 1991-11-25 | 1994-03-15 | Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии | Способ кучного выщелачивания руд |
WO1998051827A1 (en) * | 1997-05-16 | 1998-11-19 | Echo Bay Mines, Limited | Integrated, tank/heap biooxidation process for the lixiviation of sulfide ores |
RU2154118C2 (ru) * | 1998-09-08 | 2000-08-10 | Институт проблем комплексного освоения недр РАН | Способ цианирования |
WO2000071763A1 (en) * | 1999-05-19 | 2000-11-30 | Bactech (Australia) Pty Ltd. | An improved method for heap leaching of chalcopyrite |
RU2283882C2 (ru) * | 2004-10-07 | 2006-09-20 | Читинский государственный университет (ЧитГУ) | Способ кучного цианидного выщелачивания золота |
RU2337156C1 (ru) * | 2007-04-16 | 2008-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Способ чанового бактериального выщелачивания сульфидсодержащих продуктов |
RU2622534C2 (ru) * | 2015-09-23 | 2017-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "НВП Центр-ЭСТАгео" (ООО НВП Центр-ЭСТАгео") | Способ извлечения благородных металлов из отработанных штабелей кучного выщелачивания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Olson et al. | Bioleaching review part B: progress in bioleaching: applications of microbial processes by the minerals industries | |
Jafari et al. | Acidophilic bioleaching: a review on the process and effect of organic–inorganic reagents and materials on its efficiency | |
Watling | The bioleaching of sulphide minerals with emphasis on copper sulphides—a review | |
Rawlings | Biomining: theory, microbes and industrial processes | |
Antonijević et al. | Investigation of the possibility of copper recovery from the flotation tailings by acid leaching | |
AU2005225109B2 (en) | Bacteria strain Wenelen DSM 16786, use of said bacteria for leaching of ores or concentrates containing metallic sulfide mineral species and leaching processes based on the use of said bacteria or mixtures that contain said bacteria | |
Hoque et al. | Biotechnological recovery of heavy metals from secondary sources—An overview | |
Brierley | Mining biotechnology: research to commercial development and beyond | |
CN103396964B (zh) | 一种浸出硫化矿复合菌群及其复配和应用方法 | |
Ehrlich | Beginnings of rational bioleaching and highlights in the development of biohydrometallurgy: A brief history. | |
Halinen et al. | Microbial community dynamics during a demonstration-scale bioheap leaching operation | |
CONIĆ et al. | Copper, zinc, and iron bioleaching from polymetallic sulphide concentrate | |
Bruynesteyn | Mineral biotechnology | |
JP2016128602A (ja) | 鉱物精鉱用の担体及び鉱物精鉱の浸出法 | |
Hao et al. | Thin-layer heap bioleaching of copper flotation tailings containing high levels of fine grains and microbial community succession analysis | |
Hsu et al. | Bacterial leaching of zinc and copper from mining wastes | |
Kour et al. | Microbial leaching for valuable metals harvesting: versatility for the bioeconomy | |
Schippers et al. | The use of FISH and real-time PCR to monitor the biooxidation and cyanidation for gold and silver recovery from a mine tailings concentrate (Ticapampa, Peru) | |
RU2679724C1 (ru) | Кучное биовыщелачивание бедного упорного минерального сырья природного и техногенного происхождения | |
CN100362116C (zh) | 浸取矿物硫化物的微生物和方法 | |
Valério et al. | Bioleaching from coal wastes and tailings: A sustainable biomining alternative | |
Halinen | Heap bioleaching of low-grade multimetal sulphidic ore in boreal conditions | |
Ghassa et al. | A Comparative Assessment on the Effect of Different Supplemental Iron Sources on the Bio-dissolution of Zn, Pb, Cd, and As from a High-grade Zn–Pb Ore | |
Ijaz et al. | Potential impact of microbial consortia in biomining and bioleaching of commercial metals | |
Brierley | Biohydrometallurgy–This Microbiologist´ s Perspective |