Сульфидные руды: стратегии высокоэффективного извлечения золота

Что такое сульфидная золотая руда? И почему она «запирает» ваше золото?

Сульфидная золотая руда — это тип руды, в которой крошечные частицы золота заключены внутри сульфидных минералов. Представьте себе золото как сокровище, запертое в сейфе. Сульфидный минерал — это сам сейф. Наиболее распространенные сульфидные минералы, которые запирают золото, — это пирит (часто называемый «золотом дураков») и арсенопирит. Частицы золота часто имеют субмикронный размер. Это означает, что они невероятно малы и полностью инкапсулированы.
Эта инкапсуляция и есть вся проблема. Стандартный метод извлечения золота — цианирование. Этот процесс использует раствор цианида для растворения золота. Но если ваше золото заперто внутри сульфидного минерала, раствор цианида не может добраться до него. Это как пытаться открыть сейф без ключа. Сульфидный минерал действует как физический барьер, делая прямое цианирование неэффективным. Вот почему его называют «тугоплавким» или труднообрабатываемым. Чтобы получить золото, сначала нужно взломать сульфидный «сейф». Для этого требуется специальный этап предварительной обработки.

Почему ваше золото «заблокировано»

Проблема	Почему это происходит	Что это значит для вас
Физическая инкапсуляция	Золото содержится внутри минералов, таких как пирит.	Раствор цианида не должен контактировать с золотом.
Химическая интерференция	Сульфидные минералы реагируют с цианидом.	Цианид потребляется сульфидами вместо золота.
Размер золота субмикрон	Частицы золота чрезвычайно малы.	Золото невозможно добыть только путем измельчения.

Какой самый важный тест руды необходимо провести перед выбором метода добычи?

Прежде чем потратить хоть один доллар на Оборудование для обогащения, вы должны выполнить один критически важный шаг: комплексное металлургическое тестирование. Выбор метода извлечения золота без тестирования вашей руды — это как врач, прописывающий лекарство без постановки диагноза пациенту. Это рецепт неудачи. Вы должны понимать уникальную «личность» вашей руды.
Металлургические испытания, включая минералогические исследования, расскажут вам все, что вам нужно знать. Они отвечают на ключевые вопросы, которые будут направлять весь ваш проект. Сколько золота содержится в вашей руде? Насколько мелки частицы золота? Какие конкретные сульфидные минералы (пирит, арсенопирит и т. д.) присутствуют? Насколько прочно золото заключено в этих сульфидах? Есть ли другие элементы, такие как углерод или медь, которые могут вызвать проблемы? Ответы на эти вопросы определят, какой метод предварительной обработки технически осуществим и экономически выгоден для вашего конкретного месторождения. Пропуск этого шага — самая большая ошибка, которую вы можете совершить. Это может привести к выбору неправильного оборудования, низким показателям извлечения золота и неудачным инвестициям.

Каким образом флотация может выступать в качестве этапа предварительной обработки и значительно снижать затраты на последующую переработку?

Флотация часто является первым и наиболее экономически эффективным шагом в обработке сульфидной золотой руды. Целью флотации здесь является не получение чистого золота. Вместо этого цель состоит в отделении золотоносных сульфидных минералов от бесполезной породы (пустой породы). Думайте об этом как о предварительном обогащении вашей руды. Вы начинаете с большого объема низкосортного материала и превращаете его в небольшой объем высокосортного сульфидного концентрата.
Это мощная экономическая стратегия. Последующие методы предварительной обработки, такие как обжиг или окисление под давлением, являются дорогостоящими. Они требуют большого количества энергии и сложного оборудования. Используя флотационную машину для создания концентрата в первую очередь, вы резко сокращаете количество материала, который должен пройти через эти дорогостоящие этапы. Например, вы можете превратить 100 тонн руды всего в 5-10 тонн концентрата. Обработка 10 тонн материала намного дешевле, чем обработка 100 тонн. Это делает весь добыча золота процесс гораздо более доступный и эффективный.

Каковы плюсы и минусы обжига, и подходит ли этот «огневой метод» для современных шахт?

Обжиг — это «пирометаллургический» процесс, который просто означает использование высокой температуры для обработки руды. Сульфидный концентрат нагревается до высоких температур (500-700°C) в присутствии воздуха, часто в большом Ротационная печь. Этот процесс сжигает серу из сульфидных минералов, превращая их в пористые оксиды железа. Это эффективно разрушает сульфидный «сейф», оставляя частицы золота открытыми и готовыми к цианированию.
Обжиг — это хорошо зарекомендовавшая себя и эффективная технология. Однако у нее есть существенные недостатки, особенно касающиеся окружающей среды. В процессе выделяется газ диоксида серы (SO₂), который является основным фактором кислотных дождей. Если руда содержит арсенопирит, также могут выделяться токсичные пары мышьяка. Современные обжиговые заводы должны включать дорогостоящие системы газоочистки для улавливания этих вредных выбросов, что увеличивает стоимость. Из-за этих экологических проблем и высокой стоимости обработки газа обжиг сегодня менее распространен. Однако для некоторых определенных типов руды и в регионах с соответствующими правилами он все еще может быть жизнеспособным вариантом.

Обжарка:

Принцип работы: нагревает руду воздухом для расщепления сульфидов.

• Плюсы: Эффективная, проверенная технология.
• Минусы: серьезные экологические проблемы (выбросы SO₂), высокие затраты на обработку газа.
• Лучше всего подходит для: проектов, где можно соблюдать экологические нормы, а системы обработки газа экономически целесообразны.

Почему автоклавное окисление (POX) является «основной технологией» для сложных руд, но требует огромных инвестиций?

Автоклавное окисление (POX) — это гидрометаллургический метод, который считается «главной технологией» для обработки сложных сульфидных золотых руд. Представьте себе высокотехнологичную скороварку для вашей руды. Сульфидный концентрат загружается в большой герметичный многокамерный сосуд, называемый автоклавом. Внутри он смешивается с водой и подвергается воздействию высокой температуры (около 200 °C) и высокого давления, при этом впрыскивается чистый кислород.
Эта агрессивная среда полностью окисляет сульфидные минералы, разрушая их и полностью высвобождая захваченное золото. POX чрезвычайно эффективен, особенно для очень тугоплавких руд, содержащих арсенопирит. Он также более экологичен, чем обжиг, поскольку сера преобразуется в стабильный гипс, а мышьяк улавливается в стабильной твердой форме. Главным недостатком является стоимость. Автоклав — это очень сложное и дорогое оборудование. Капитальные вложения в схему POX огромны, что делает ее пригодной в основном для крупномасштабных операций с длительным сроком службы шахт и сложной рудой, которую невозможно эффективно обработать другими способами.

Каким образом биоокисление использует «бактерии» для извлечения золота, и действительно ли это экологично и экономично?

Биоокисление — это увлекательный процесс, в котором природа выполняет тяжелую работу. Он использует определенные штаммы бактерий, например Thiobacillus ferrooxidans, которые естественным образом питаются сульфидными минералами. Сульфидный концентрат помещается в большие аэрируемые резервуары, создавая среду, в которой эти бактерии могут процветать. В течение нескольких дней бактерии метаболизируют сульфиды, расщепляя их и обнажая частицы золота.
Этот метод имеет большие преимущества. Капитальные и эксплуатационные расходы значительно ниже, чем при POX или обжиге. Он работает при атмосферном давлении и температурах, близких к температуре окружающей среды, что экономит огромное количество энергии. Он также очень экологичен, так как не производит токсичных газов. Однако это не идеальное решение для всех. Процесс намного медленнее, чем POX. Бактерии также являются чувствительными живыми организмами; они могут пострадать от высоких концентраций определенных элементов в руде (например, хлорида) или от неправильных температур. Биоокисление является отличным, экономически эффективным и экологичным выбором, но только если химия вашей руды и местный климат подходят для эффективной работы бактерий.

Как происходит окончательное извлечение золота после предварительной окислительной обработки с помощью цианирования (CIL/CIP)?

После завершения этапа предварительной обработки (обжиг, POX или биоокисление) золото наконец освобождается. Сульфидный «сейф» был взломан. Теперь вы можете использовать стандартный и высокоэффективный процесс цианирования, чтобы извлечь его. Наиболее распространенными методами являются уголь-в-выщелачивании (CIL) и уголь-в-пульпе (CIP).
В обоих процессах CIL и CIP предварительно обработанная рудная пульпа смешивается со слабым раствором цианида в больших перемешиваемых емкостях. Цианид растворяет теперь обнаженное золото. Ключевое отличие заключается в том, когда добавляется активированный уголь. В схеме CIL выщелачивание и адсорбция происходят в одних и тех же емкостях. В схеме CIP сначала происходит выщелачивание, а затем адсорбция в отдельных емкостях. Растворенное золото имеет сильное сродство к активированному углю и прилипает к его поверхности. Углерод, теперь нагруженный золотом, легко отделяется от пульпы путем просеивания. Наконец, золото отделяется от углерода, и уголь реактивируется для повторного использования. Это последние, важные этапы на полном заводе по переработке сульфидной руды.

Столкнувшись с многочисленными вариантами выбора, как принять наиболее разумное решение с учетом особенностей руды, бюджета и экологических требований?

Выбор правильного технологического пути — самое важное решение, которое вам предстоит принять. Не существует единственного «лучшего» метода; самый разумный выбор полностью зависит от вашего конкретного проекта. Вот упрощенная схема принятия решений, основанная на моем опыте.
Прежде всего, ваше решение должно быть основано на результатах металлургических испытаний. Испытания покажут вам, какие методы технически возможны. Во-вторых, вы должны оценить экономику. Это включает в себя как капитальные затраты (CAPEX) на такое оборудование, как Дробильное оборудование и Шаровые мельницыи эксплуатационные расходы (OPEX) на энергию, реагенты и рабочую силу. Наконец, вы должны учитывать экологические нормы и долгосрочную устойчивость.
Вот таблица, которая поможет вам сравнить варианты:

фактор	Флотация + Обжиг	Флотация + автоклавное окисление	Флотация + Биоокисление
Тип руды	Подходит для более простых пиритовых руд.	Отлично подходит для сложных руд с высоким содержанием мышьяка.	Подходит для руд без токсинов для бактерий.
Капитальные затраты (CAPEX)	От среднего до высокого (из-за обработки газа)	Очень высоко	От низкого до среднего
Эксплуатационные расходы (OPEX)	Средний	Высокий (энергия, кислород)	Низкий (меньше энергии)
Окружающая среда	Высокое воздействие (выбросы в атмосферу)	Низкое воздействие (замкнутый процесс)	Очень низкое воздействие (зеленые технологии)
Ваш лучший вариант	Когда капитальные затраты вызывают беспокойство, а выбросы можно контролировать.	Для крупных, долгосрочных рудников с очень трудной рудой.	Когда капитальные затраты низкие и условия благоприятны для бактерий.
В конечном счете, лучшим подходом будет партнерство с опытной компанией, такой как ZONEDING. Мы можем помочь вам провести необходимые испытания, оценить варианты и спроектировать комплексный завод, который идеально подойдет для вашей руды и ваших бизнес-целей.

FAQ

В 1: Почему я не могу просто измельчить сульфидную руду, чтобы выделить золото?
A: Для сульфидных руд золото часто имеет субмикронный размер. Это означает, что оно слишком мало для высвобождения даже при сверхтонком измельчении. Более тонкое измельчение также значительно увеличивает затраты. Предварительная обработка необходима для химического расщепления основного минерала.
В 2: Какой метод предварительной обработки наиболее распространен сегодня?
A: Окисление под давлением (POX) и биоокисление становятся все более распространенными из-за их превосходных экологических показателей по сравнению с обжигом. Выбор между ними часто зависит от масштаба проекта, типа руды и бюджета капиталовложений.
В 3: Опасен ли цианид, используемый в процессах CIL/CIP?
A: Да, цианид является токсичным химикатом и с ним нужно обращаться с особой осторожностью. Современные заводы по переработке золота спроектированы с учетом строгих протоколов безопасности и схем детоксикации для нейтрализации любого остаточного цианида в хвостах перед сбросом, что обеспечивает экологическую безопасность.
В 4: Могу ли я комбинировать разные методы?
A: Да. Например, некоторые операции используют гравитационное разделение для извлечения грубого свободного золота перед этапом флотации. Общая схема технологического процесса всегда настраивается на основе характеристик руды, чтобы максимизировать скорость извлечения золота.