Лабораторная установка кучного выщелачивания.

Лабораторная установка кучного выщелачивания.

(КВ) Кучное Выщелачивание, давно вошло в практику золотодобычи ведущих золотодобывающих стран таких как Канады, США, Австралии, ЮАР, Чили, Китай и многих других стран. Внедрение этой технологии весьма эффективно и не требует больших капитальных затрат. Учитывая различные климатические условия в этих странах, метод подтверждает свою эффективность как в суровом климате северной части Канады, так и в жарком климате ЮАР и центральной части Северной Америки.
Средние сроки окупаемости инвестиций в добычу золота методом кучного выщелачивания, не превышает одного года.
В России, кучное выщелачивание так же распространено и имеет тенденции к увеличению общих перерабатываемых объемов.
Кучное выщелачивание, как нельзя лучше подходит под цели обогащения бедного сырья с низким содержанием металлов. Сырьем для него могут быть бедные и забалансовые руды, относительно богатые руды маломощных месторождений, отходы горно-обогатительных предприятий и некоторых химических производств. Причины побуждающие золотодобывающие компании переориентироваться на технологию КВ, являются как ухудшение качества минерально-сырьевых ресурсов, так и колебание и снижение мировой цены на золото. Себестоимость получения золота этим методом в 1,5-2 раза ниже, чем по стандартным технологиям на обогатительных фабриках. В настоящее время, месторождения с содержанием золота в руде 0,64-0,80 г/т, уже являются рентабельными, а при объемах переработки в несколько млн. тонн в год, рентабельным становится вовлечение в переработку руд с содержанием 0,34-0,62 г/т.
Учитывая большую разновидность золотосодержащих руд и их широкую минералогию, многие предприятия испытывают необходимость проведения лабораторных и полупромышленных предварительных испытаний, не посредственно на своей руде.
Для этой цели, нами была разработана концепция Лабораторной установки кучного выщелачивания, составлено техническое задание согласованное с одним из наших заказчиков. И вот как говорится от слов к делу, на производственных мощностях дружественной нам компании, эта концепция была материализована.
Данная лабораторная установка предназначена для имитации процессов кучного выщелачивания.
В нашем случае работа лабораторной установки, состоит из двух процессов. Первый, это растворение частиц металлов в руде химическим раствором, Перколяция, в данном случае, это процесс выщелачивания. Второй процесс, это осаждение растворенных частиц металлов на активированный уголь в данном случае это процесс сорбции.

Перколяционная часть лабораторной установки.

Перколяционная часть, состоит из шести перколяционных (сорбционных) колон (перколяторов) трех контактных чана, различного объема, емкостей для богатых и бедных растворов выщелачивания, емкости для чистой воды с насосом, и двух диафрагменных насосов для подачи растворов.
Размеры установки и каждого его компонента были разработаны исходя из нужд конкретного заказчика. Для других целей и требований, Лабораторная установка может изготавливаться в иных геометрических и емкостных размерах.
Каждая Сорбционная колонна имеет объем V=25л при d=150мм, h=1500мм. Колонны изготовлены из полиэтилена со смотровым окном по всей длине колонн. Шесть колонн закреплены на стеллаже в вертикальном положении. Размер и расположении данных колон обусловлено желанием заказчика и ограничением по высоте рабочего пространства на месте работ.


Рисунок 1. Лабораторная перколяционная часть установки, моделирования процессов кучноговыщелачивания.

В общем, колонны могут быть изготовлены в широком диапазоне своих геометрических размеров. Так, например сорбционные колонны, могут быть изготовлены диаметром от 100 мм до 1400 мм и высотой от 800 мм до 5000 мм.
Процесс перколяции.
Перколяция (от лат. Perсоlatio - процеживание, фильтрация) - технологический процесс фильтрования, просачивание жидкости через неподвижный слой твёрдого вещества (выщелачивание просачиванием) с целью извлечения металла (или его химических соединений).
Лабораторная перколяционная установка, позволит смоделировать процессы кучного выщелачивания (КВ) в лабораторных условиях, что приведет к существенной экономии средств до момента промышленного испытания.
Процесс кучного выщелачивания золота, основан на просачивании раствора цианида через рудный штабель и избирательном растворении ценных компонентов. В теории кучного, как и в целом фильтрационного выщелачивания особое внимание уделяется избирательности процесса, гидродинамике, динамике выщелачивания ценного компонента, влияния вещественного и гранулометрического состава сырья.
Комплектация перколяционной установки, позволит обращаться с различными видами технологических растворов.
Рабочими называют растворы, содержащие необходимые реагенты (активные химические соединения, и т.п.) в нужной концентрации и используемые для выщелачивания.
Технологический раствор - раствор, получающийся после взаимодействия рабочего раствора с минеральным сырьем и после переработки продуктивного раствора. Он содержит реагенты и продукты их взаимодействия с перерабатываемым минеральным сырьем. При KB технологические растворы подразделяются на продуктивные, маточные, оборотные и сбросные.

Рисунок 2. Емкость с мешалкой для исходного раствора на перколяцию.

Продуктивный раствор - раствор, содержащий промышленное количество полезного компонента и поступающий далее на переработку (извлечение металлов). Продуктивный раствор по составу подразделяют на богатый, рядовой и бедный.
Маточный раствор - раствор, полученный в результате извлечение полезного компонента из продуктивного раствора. Обычно маточные растворы доукрепляют выщелачивающим реагентом, после чего они продолжают циркулировать в технологическом процессе как возвратные (оборотные) растворы.
К сбросным относится часть растворов, выводимых из технологического процесса KB с заменой свежими. Сбросные растворы после полная или частичной очистки (т.е. выделение элементов-примесей фильтрации или отстаивания), целесообразно использовать для подготовки рабочих растворов.
Кеки выщелачивания - обедненная полезными компонентами горная масса, подвергнутая обработке растворами, а также осадки нейтрализации продуктивных растворов. Кеки разгружаются в отдельную емкость.
При работе с растворами в колонне можно будет наблюдать и соотносить процессы в промышленном масштабе, а именно как будут протекать следующие процессы;
Общая пористость, которую можно определить отношением объема пустот к объему горной породы. Динамическая пористость характеризуется объемом только тех пор, по которым может фильтроваться жидкость.
Проницаемость обусловлена степенью открытости поровых каналов, формой и размерами частиц, сложностью путей течения.
Лабораторная установка, позволит смоделировать все процессы, протекающие в реальномрудном штабеле с конкретно Вашим рудным или техногенным минеральным сырьем. Специально изготовленные смотровые окна в колонне перколяторе, позволят визуально наблюдать процесс просачивания растворов сквозь толщу подготовленного материала, а так же, проводить замеры процесса оседания материала в перколяторе.
Применение нашей Лабораторной перколяционной установки, позволит смоделировать процессы кучного выщелачивания, подобрать оптимальную концентрацию реагентов для Вашего сырья, подобрать самую оптимальную технологию выщелачивания золота из золотосодержащих руд, хвостов и иных материалов, не прибегаю к высокозатратным промышленным испытаниям, в которых зачастую не возможно гибко управлять процессом и визуально следить за его ходом. Все эти действия позволят существенно снизить общие затраты при выборе технологии и ее параметрах в промышленных масштабах.
Сорбционная часть лабораторной установки, состоит из трех лабораторных сорбционныхколонн с дополнительным отдельным насосом для подачи элюата и других растворов.
Сорбционная колонна имеет объем V=6л при следующих размерах d=100мм, h=800мм из углеродистой стали со смотровым окном. Так как данная установка является модулем входящим в предлагаемую Лабораторную установку Кучного выщелачивания, в ее состав не входят отдельные трубопроводы, отдельные емкости под химические реагенты, растворы, активированный уголь, ионообменные смолы и другое. Все эти части входят в Перколяционную часть установки.


Рисунок 3. Лабораторная сорбционная колона.

На рисунке показы 3 сорбционные колонны на подставке и емкости с растворами слева и справа от них.
Лабораторная сорбционная колонна предназначена для моделирования процессов подбора рабочих параметров процесса в циклах сорбции и десорбции и переноса ее на промышленное оборудование эксплуатируемое заказчиком.
Рабочий объем колонн, может заполнятся сорбционным агентом таким как активированный уголь.
При работе сорбционных колонн, насыщенный золотом раствор, проходит через сорбционный агент.
Данная установка, позволит оценить эффективность каждого из возможных способов переработки продуктивных растворов.
В практике золотодобычи кучным выщелачиванием, как и на обогатительных фабриках, для извлечения золота и серебра из цианистых растворов используются методы сорбции на активированный уголь и ионообоменные смолы, такие как аниониты АМ-2Б, Россион-12, PuroGold, а также цементация на металлический цинк (Меррилл-Кроу). Каждый из этих методов обладает специфическими особенностями и выбор оптимального из них определяется целым рядом факторов. К ним относятся: концентрация золота, серебра и примесных элементов (медь, сера и т.д.); масштабы производства; соотношение золота и серебра в растворах; возможность кооперации с близлежащей ЗИФ, работающей по гидрометаллургической технологии.
Метод сорбции на активированный уголь является более предпочтительным по сравнению с сорбцией на смолы, поскольку характеризуется меньшими капвложениями и эксплуатационными затратами. Метод менее чувствителен к присутствующим в растворах цианистым комплексам меди и цинка, осложняющим процесс сорбции на анионит и последующей его переработки. Для угольной сорбции характерны высокая степень извлечения золота и селективность по отношению к золоту и серебру в цианистых средах, низкая чувствительность к примесным элементам, загрязняющим золотосодержащий раствор, надежность и высокая степень автоматизации.
Применительно к извлечению золота из растворов кучного выщелачивания технологическая схема включает сорбцию в серии последовательно расположенных колонн (обычно 3-5 колонн), десорбцию металлов с насыщенного угля и его регенерацию, электролитическое выделение золота из элюатов.
Аппаратурное оформление сорбционного процесса может быть различным: колонны с нисходящим и восходящим потоком раствора, пульсколонны. Наибольшее распространение получили колонны с восходящим потоком при линейной скорости раствора 25-30 м/ч, обеспечивающей работу в условиях псевдоожиженного слоя угля.
Для дальнейшей переработки насыщенно угля, как за рубежом, так и в России в большинстве своем используют методы элюирования благородных металлов с насыщенного активированного угля основанные на использовании горячих щелочно-цианистых растворов. В нашей установки нет этого процесса.
Применение нашей Лабораторной установки, позволит смоделировать все эти процессы, подобрать самую оптимальную технологию для извлечения золота из богатых растворов, не прибегаю к высокозатратным промышленным испытаниям, в которых, зачастую не возможно гибко управлять процессом и визуально следить за его ходом. Все эти действия позволят существенно снизить общие затраты при выборе технологии в промышленных масштабах.

Возврат к списку