Разработка и научное обоснование ресурсосберегающей цианидной технологии скоростного кучного выщелачивания золота из скальных кварцевых руд

Рубцов, Юрий Иванович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Разработка и научное обоснование ресурсосберегающей цианидной технологии скоростного кучного выщелачивания золота из скальных кварцевых руд
ВАК РФ 25.00.22, Геотехнология(подземная, открытая и строительная)

Автореферат диссертации по теме "Разработка и научное обоснование ресурсосберегающей цианидной технологии скоростного кучного выщелачивания золота из скальных кварцевых руд"

На правах рукописи

005042983

Рубцов Юрий Иванович

РАЗРАБОТКА И НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ЦИАНИДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ СКОРОСТНОГО КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА ИЗ СКАЛЬНЫХ КВАРЦЕВЫХ РУД

25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая и строительная)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени —тора технических наук

Чита-2012

005042983

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Забайкальский государственный университет»

Официальные оппоненты:

Тедеев Михаил Николаевич, доктор технических наук, профессор, ОАО «ВНИПИпромтехнологии»,

ведущий научный сотрудник лаборатории горных технологий

Култышев Владимир Иванович, доктор технических наук,

ОАО «Приаргунское производственное горно-химическое объединение»,

советник генерального директора

Костромин Михаил Витальевич, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Забайкальский государственный университет», профессор кафедры открытых горных работ

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе»

Защита состоится 25 мая 2012 г. в 10 ч на заседании диссертационного совета Д 212.299.01 при Забайкальском государственном университете по адресу: 672039, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30, зал заседаний ученого совета Факс: (3022) 41-64-44, E-mail: mail(cbzabeu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Забайкальского государственного университета

Автореферат разослан апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. геол.-минерал. наук, доцент

Котова Н.П.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

затрат.

Проекты кучного выщелачивания золота (КВ) разрабатывались и внедрялись в России для старательских артелей. Недостаточная проработанность проектов, удаленность объектов переработки от крупных промышленных центров, небольшая продолжительность теплого сезона отрицательно сказывались на эффективности реализации этих проектов. Рентабельными оставались крупные компании, где привлекался богатый, но малодоступный практический опыт иностранных золотодобывающих компаний, или отдельные отечественные компании, которые имели возможность самостоятельно отрабатывать крупные золоторудные месторождения по технологии классического многосезонного выщелачивания золота из куч объемом порядка 1 млн т дробленой руды и более.

Одной из причин, сдерживающих освоение малых золоторудных месторождений, является недостаточность теоретических предпосылок, направленных на существенное'сокращение продолжительности процесса. Исследования, проводимые в последнее столетие, направлены в основном на достижение приемлемой степени извлечения золота в зависимости от крупности дробления, расхода цианида натрия без окомкования руды или с окомкованием и пленочным режимом фильтрации растворов, реализуемом при капельном орошении. Факторов, влияющих на эффективность кучного выщелачивания золота, в том числе интенсифицирующих процесс, оказалось больше. В связи - с этим актуальной становится проблема интегрального влияния. Такая постановка вопроса требует разработки методики расчета обобщенного динамиче-

ского критерия в условиях совместного воздействия всех факторов на продолжительность процесса: крупности дробления, удельного расхода реагентов и раствора при орошении руды, скорости фильтрации раствора в штабеле, концентрации реагентов во внутрипоровом пространстве отдельно взятой гранулы и во всем объеме рудного штабеля, температуры, дезинтеграции руды в условиях резко континентального климата, сорбции реагентов и продуктов реакции на рудном материале и др. Разработка аналогичной методики применительно к некондиционной руде и хвостам цианирования позволит повысить эффективность геотехнологического передела и'отрабатывать убогие и отработанные упорные рудные объекты. Актуальной становится разработка гибкой скоростной цианидной геотехнологии КВ золота, устойчивой к изменению минералогического состава руды, пористости и твердости вмещающих пород.

Диссертация посвящена научному обоснованию и созданию ресурсосберегающей скоростной геотехнологии цианидного КВ золота из окисленных и полуокисленных малосульфидных кварцевых руд, из забалансовых руд и из хвостов цианирования в течение короткого теплого сезона с использованием накислороженных растворов цианида натрия.

Целью работы являются научное обоснование и разработка скоростного цианидного кучного выщелачивания золота из скальных кварцевых руд * техногенных образований в условиях концентрационной реагентной активации массообмена с участием кислорода и ионов водорода.

Объект исследования - дробленая и окомкованная золотосодержащая скальная кварцевая руда, хвосты цианирования, забалансовая руда, внутрипо

ровое пространство штабеля.

Предмет исследования - активированная геотехногенная среда в шта беле руды, кинетика, динамика, цианидная комбинированная технология скс ростного КВ (СКВ) золота из руды и техногенных образований, отличающаяс от классической совершенно новыми скоростями.

Основная научная идея заключается в повышении эффективности и: влечения золота за счет формирования химически активной геотехногенно среды при полном вводе цианида натрия при окомковании с последующи: "поршневым" орошением накислороженной водой или раствором и управлс НИИ коллективными процессами в системе "золоторудное сырье-циани;

кислород-вода" в условиях внутридиффузионного торможения.

Методы исследований. В диссертационной работе использован комплекс исследований, включающий: теоретические разработки и их экспериментальное обоснование с использованием химического, физико-химического, пробирного, атомно-абсорбционного, оптического и физического методов; математическое и физическое моделирование скоростного КВ золота с использованием компьютерной техники. Количественная оценка влияния различных факторов изучалась путем выщелачивания золотого порошка, приготовленного из золотослиткового стандарта, отдельных рудных золотин, а также при исследовании золотосодержащих руд, хвостов и концентратов различных месторождений. Для обобщения результатов исследований и прогноза степени выщелачивания золота привлечены кинетический, динамический и статистический методы анализа.

Задачи исследований:

1. Экспериментально выявить факторы активации геохимической среды, в условиях которой реализуется скоростное КВ золота, и обосновать оптимальные геотехнологические параметры.

2. Разработать основы формализованной кинетики скоростного КВ золота, учитывающей через специальный параметр-критерий влияние внутри-

диффузионного торможения.

3. Разработать основы динамики скоростного КВ золота.

4. Разработать устройства и конструкции аппаратов, необходимых для реализации скоростного КВ золота и повышающих устойчивость и безопасность установки.

5. Разработать основы комбинированной геотехнологии скоростного цианидного КВ золота из упорной руды, из хвостов цианирования и забалансовой руды.

6. Обосновать эффективность технологической схемы.

Защищаемые научные положения:

ски 1-4 раза в сутки в "поршневом" режиме при образовании воздушно-порового пространства при высоте кучи до 3-5 м и плотности орошения 25120 л/м2 в течение 0,1 -1,0 ч.

2. Кинетика скоростного кучного выщелачивания золота описы-вается

эмпирическим уравнением Х=1-(А:'/<Ма+£))/ (*' - условная константа, сутки; а и Р _ эмпирические коэффициенты, равные соответственно 0,16 и 6,667; g -показатель внутридиффузионного торможения, сут; I -продолжительность, сут), которое позволяет оценивать степень выщелачивания золота X и управлять процессом в условиях, контролируемых внутридиффузионным торможе-

нием.

3. Динамика скоростного кучного выщелачивания золота определяется динамическим показателем-критерием, зависящим от приемлемой продолжительности, крупности дробления, температуры штабеля, условий ввода цианида натрия в руду, степени насыщения кислородом выщелачивающих растворов, содержания золота в руде, концентрации цианида натрия, вводимого при окомковании руды. Критерий, позволяющий прогнозировать степень выщелачивания золота, описывается в общем виде эмпирической зависимостью (например) гдт=100-1к-£оАи-Чшо-ЧшЫ-0,0012-(^)+0,0845-й+ +0,3135)/Со2, & -приемлемая продолжительность, сут; еоац - содержание золота, г/т; с? - крупность дробления, мм; Со2 - концентрация кислорода в растворе, мг/л; дто ~ расход раствора, м3/м2сут; дл.оСл- - расход цианида натрия, кг/т).

4. Технология довыщелачивания золота из хвостов цианирования, основанная на переработке некондиционных руд с добавлением и смешиванием хвостов цианирования после выстаивания в течение 1-2 холодных сезонов с использованием цианидного накислороженного раствора.

Достоверность научных положений и выводов обеспечивается необходимым объемом экспериментальных исследований и статистических дан ных по КВ золота из руд разных месторождений, из концентратов, из хвосто] цианирования, опытно-полевыми и опытно-полупромышленными испытания ми, сравнением эффективности по классической и разработанной методикам.

Личный вклад автора:

- обоснование полного ввода цианида натрия в стадии окомкования;

- разработка базы экспериментальных и опытно-полевых исследовани: по скоростному кучному выщелачиванию золота;

- создание физической модели скоростного цианидного КВ золота для

полупромышленных полевых испытаний;

- разработка гипотетической и эмпирической моделей кинетики;

- разработка модели динамики скоростного КВ золота;

- статистическая обработка результатов исследований;

- разработка системы управления базой данных, алгоритм программы

для расчета прогнозируемой степени выщелачивания золота;

- разработка конструкций гидроизолированного основания, устройства для ввода кислорода в циркуляционный насос, устройства для посекционного распределения орошающих растворов и сбора продукционных растворов, подготовка технической документации;

- разработка технологических схем, рекомендаций и технических решений по скоростному КВ золота из руд и хвостов цианирования;

- подготовка технической документации, руководство и проведение испытаний, обоснование эффективности и экологической безопасности.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Термодинамическим анализом установлена вероятность цианирования золота в присутствии иона водорода при РН<9 с участием и без участия кислорода. Накислороживание цианидных растворов в присутствии ионов водорода при РН~ 6 -9,5 и при участии кислорода приводит к энергетически более выгодному механизму выщелачивания золота.

2. Доказан активационный механизм участия кислорода при СКВ золота. Это подтверждается исследованиями реакционноспособности системы "Аи-СИ'-02-Н20", отсутствием индукционного периода, растворением пленок на поверхности золота, сравнимостью величин расчетной энергии активации хемосорбции кислорода и кажущейся энергии процесса выщелачивания золота

в присутствии кислорода.

3. Скоростное КВ золота в объеме штабеля реализуют в условиях, напоминающих режим "идеального смешения", для этого руду подвергают мелкому дроблению, в стадии окомкования пропитывают раствором цианида натрия с расходом, превышающим сорбционную емкость руды на 10-25 %, подвергают выстаиванию и последующему орошению сначала водой, затем циркулирующими обеззолоченными накислороженными растворами.

4. Изучена сорбция цианида золота окомкованным рудным материалом

при СКВ золота и разработаны мероприятия по предотвращению этого явления.

5. Установлены оптимальные технологические условия и параметры скоростного кучного выщелачивания золота из окисленной кварцевой руды пористостью 3-10 %: крупность дробления руды <10-12 мм; концентрация цианида натрия в стадии окомкования руды 13,5-15 г/л; продолжительность выстаивания окомкованной руды 4-8 сут; орошение руды в "поршневом" режиме с расходом раствора 0,1-0,14 м3/м2 в течение 10-30 мин сначала накисло-роженной водой, затем - накислороженным до 33-38 мг/л 02 циркулирующим раствором без добавления в него цианида натрия; скорость фильтрации циркулирующего раствора в поровом пространстве рудного штабеля - 1,5-5 м/час; концентрация золота в продукционных растворах <20 мг/л; продолжительность 15-30 суток.

6. Разработана эмпирическая модель кинетики скоростного КВ золота,

отличающаяся от известных тем, что для учета влияния внутренней диффузии введена дополнительная постоянная ё - параметр-критерий внутридиффузи-онного торможения, функционально связанный с условной константой выщелачивания, имеющий размерность [сут] и в оптимальных условиях принимающий значения 0,55-1,4.

7. Разработана математическая модель формализованной динамики скоростного КВ золота, использующая параметр-критерий внутридиффузион-ного торможения гдин, определяемый через частные условные константы, учитывающие влияние экстенсивных и интенсивных факторов гетерогенной системы, а также условную константу ктн и параметр внутридиффузионного торможения gлии, функционально связанные с гдин.

Практическая значимость результатов работы заключается в сокращении продолжительности выщелачивания золота с 85-160 суток до 15-30 суток, повышении степени выщелачивания золота с 65-75 % до 84-89 %, увеличении средней концентрации золота в продукционных растворах с 0,2-0,6 мг/л до 4-16 мг/л, вовлечении в переработку забалансовой руды и хвостов цианирования, в снижении продолжительности орошения и выбросов цианида натрия на 2 порядка, предупреждении сбросов токсичных растворов в водоемы и повышении устойчивости работы установки КВ золота. Разработанная скоростная технология КВ золота адаптирована для эффективной отработки окисленных и полуокисленных бедных золоторудных месторождений Забай-

кальского края и других регионов РФ.

По методике строительства скоростной ресурсосберегающей технологии кучного выщелачивания золота из штабеля руды объемом 300 тыс. т и из смеси 200 тыс. забалансовой руды с 300 тыс. т хвостов цианирования для дам-бового выщелачивания и учета ущерба при эксплуатации опытно-промышленного предприятия окупаемость капвложений по классической методике КВ золота (75 %) произойдет через 3,4 года, по разработанной - за 2,3 года; чистая расчетная прибыль по разработанному способу увеличивается в 1,5 раза по сравнению с классической схемой КВ золота и за первые 5 лет отработки составит 562,4 млн р.

Результаты работы получили поэтапную практическую реализацию на финансирующих исследования предприятиях: в старательских артелях ЗАО Южная и Бальджа - на уровне опытно-полевых испытаний и внедрения на полузаводских испытаниях скоростного выщелачивания золота из упорных гравиконцентратов; в компании "Искра" - на уровне опытно-полевых испытаний; в ЗабНИИ, ВНИПИГорцветмет - на уровне научно-исследовательских работ; на заводе Рязцветмет - на уровне научно-исследовательской работы и опытно-заводских испытаний; в ЧитГУ - в учебном процессе на кафедрах "Безопасность жизнедеятельности", "Обогащение полезных ископаемых и ОС". Внедрение скоростной технологии КВ золота позволяет при годовых объемах переработки в 300 тыс. т руды и более повысить добычу золота на 20 %, прибыль - на 50 % и предназначено для отработки малых золоторудных месторождений. На руднике Апрелково - на уровне мероприятий по интенсификации КВ золота и отработке мероприятий по безопасности, разработанных в проекте «Оценка воздействия на окружающую природную среду опытно-промышленного производства по добыче и кучному выщелачиванию золотосодержащих руд месторождения "Погромное" Апрелковского рудного поля»/ Рук. проекта В.П. Мязин; исполнители: Д.М. Шестернев, Ю.И. Рубцов, С.Б. Татауров и др. -Чита. -2005. -Т. 1.- 256 с. -Т. 2 .- 71 е.- Т. 3,- 271 с. -Т. 4.-84 с. (фонды Забайкальского гос. ун-та).

нологии SWEMP-96 (Италия, Кальяри, 1996); международной научно-технической конференции, посвященной 125-летию ИРГИРЕДМЕТ "Драгоценные металлы и камни: проблемы добычи и извлечения золота из руд, песков и вторичного сырья" (Иркутск, 1997); 1-ой научно-технической конференции, посвященной открытию Горного института (Чита, 1998); научно-практическом семинаре "Добыча золота. Проблемы и перспективы" (Хабаровск, 1997); на научно-технических конференциях: Чита (1998, 1999), международном совещании "Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья (Плаксинские чтения)" (Москва-Чита, 2002); на Всероссийском совещании "Неделя горняка"-2006; VI-м Конгрессе обогатителей стран СНГ (2007); на международных совещаниях: "Приоритеты и особенности развития Байкальского региона" (Улан-Удэ, БИП СО РАН, 2008); "Современные проблемы обогащения и глубокой комплексной переработки минерального сырья" (Владивосток, 2008); "Фундаментальные проблемы формирования геотехногенной среды" (Новосибирск, ИГД СО РАН, 2010), РГГРУ им. С. Орджоникидзе (2011), международном научном симпозиуме «Неделя горняка-2012».

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 365 е., содержит Введение, 5 глав, Заключение, библиографический список, 237 табл, 221 рис. и 19 приложений.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в ведущих научных рецензируемых журналах и изданиях - 19 статей, в 18 патентах и авторских свидетельствах на изобретения РФ; в прочих изданиях - в 8 статьях, 2 монографиях, 2 препринтах, а также в 3-х томах проекта ОВОС для рудника "Апрелково".

Автор выражает свою признательность д-ру техн. наук, проф. Резнику Ю.Н., д-ру техн. наук, проф. Воронову Е.Т., д-ру техн. наук, проф. Овсейчуку В.А., д-ру техн. наук Секисову А.Г., д-ру техн. наук, проф. Лизун-кину В.М., д-ру техн. наук, проф. Мязину В.П. за ценные советы, поддержку и внимание при написании диссертации.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Значительный вклад в научное и организационно-техническое обоснование эффективности разработки золоторудных месторождений отражен в работах отечественных ученых: В.В. Кутузова, Б.Н. Ласкорина, И.Н. Плаксина, И.Н. Масленицкого, Ю.А. Котляра, М.А. Меретукова, В.А. Чантурия, Г.В. Се-дельниковой, М.И. Фазлуллина, В.Ж Аренса, В.П. Дробаденко, Н.Г. Малухи-на, Л.И. Водолазова, Д.П. Лобанова, Л.С. Стрижко, И.А. Каковского, М.Д. Ивановского, В.В. Макарова, В.В. Морозова, С.Б. Леонова, A.C. Черняка, Г.Г. Минеева, В.В. Лодейщикова, Е.В. Дементьева, А.Г. Секисова, В.П. Мязина, В.М. Лизункина, В.А. Овсейчука и др. (Глава 1).

Золото в минералах в основном находится в тонкодисперсном свободном состоянии. Минеральный состав золотосодержащих рудных объектов в окисленной зоне чрезвычайно разнообразен. Наряду с легко выщелачиваемым свободным золотом в рудах всегда присутствуют его труднодоступные формы. Изменчивость форм нахождения золота в отрабатываемых рудных телах в пределах одного месторождения, недостаток достоверной информации о механизме физико-химических процессов при кучном цианидном выщелачивании золота, недостаточная изученность влияния вторичных процессов на динамику кучного выщелачивания золота не позволяют на базе классической технологии КВ золота реализовать скоростное выщелачивание золота. На фоне наметившейся тенденции снижения содержания золота в рудах, неподтвер-жденностью запасов, нерентабельностью вовлечения в переработку забалансовых руд и хвостов цианирования, содержащих до 25 % золота от его балансовых запасов, актуализируется проблема цианидного выщелачивания золота на более совершенном уровне.

Интенсификации КВ золота возможно достигнуть за счет управления физико-химическими процессами в рационально сформированной геотехногенной среде. Известно, что при КВ золота растворитель покрывает гранулы рудного материала тонкой пленкой с менисками и просачивается в поры и микротрещины. В приложении к большинству диффузионных процессов извлечения из пористых сред эта задача чрезвычайно сложна. До настоящего времени нет общепризнанной завершенной теории извлечения компонентов из слоя пористых тел, и во многих случаях невозможно научно обосновать выбор

селективного растворителя и условий выщелачивания. Инфильтрация реагентов внутри дробленой руды не соответствует фильтрации продукционного раствора в слое гранулированной руды. Дефицит экспериментальных данных, недостаток теоретических разработок по кинетике и динамике скоростного кучного выщелачивания золота, отсутствие соответствующих конструкторских разработок создали ограничения для эффективной отработки бедного золоторудного минерального сырья.

В условиях резкоконтинентального климата, удаленности развитых промышленных центров от районов размещения производства горной золотодобычи и обострения экологической ситуации возникла необходимость в научном обосновании технических, экономических и технологических решений: разработки теоретических основ скоростного кучного выщелачивания золота, практических методов выбора конструкторских решений для основания штабеля в условиях СКВ золота, устройства для автоматического орошения, комбинированной технологии для СКВ дробленой руды, забалансовой руды и хвостов цианирования. В основу исследований и поиска рациональных путей по разработке геотехнологии скоростного цианидного КВ золота из окисленных и полуокисленных малосульфидных кварцевых руд положен детерминированный подход.

Первое защищаемое научное положение. Повышение эффективности извлечения золота из низкосортного рудного сырья, сокращение продолжительности процесса в 3-4 раза возможны при реализации способа скоростного КВ золота, включающего подачу раствора цианида в щелочной среде и аэрацию штабеля, отличающегося тем, что подачу раствора цианида ведут периодически 1-4 раза в сутки в "поршневом" режиме при образовании воздушно-порового пространства при высоте кучи до 3-5 м и плотности орошения 25-120 л/м2 в течение 0,1-1,0 ч (Глава 2).

Основные исследования проводились на пробах руды месторождений Погромное и Дельмачик (Забайкалье). Пробы представлены алеврито-песчано-щебнистым материалом по выветрелым серицитизированным кварцевым аль-бито-порфирам и серицитизированным риолит-порфирам. Щебенистая фракция (40-200 мм) в 1-й пробе составляла не более 25 %, во 2-й - 85 %. В пробах первичные сульфидные минералы полностью замещены гидроокислами железа, скородитом (0,35 %), ярозитом. Содержание кварца составляло в среднем

50 %, альбита - 15,8 %, слюдистых минералов - 14,6 %, глинистых минералов - не более 5 %. Крепость руды оценивалась в 11-15 по шкале Протодьяконова, пористость - от 3 до 11 %. Руду, согласно исследованиям ЗабНИИ и Ирги-редмета, рекомендовалось дробить на щековой и конусной дробилках до крупности 30-65 мм. Ориентировочная продолжительность процесса цианирования с расходом цианида натрия 0,5-1 кг/т при орошении разбрызгиванием С дт0~ 0,25 м3/м2 на воздухе по данным ЗабНИИ оценивалась в 65-130 сут.

Сущность способа скоростного КВ золота из руд, хвостов и концентратов заключается в том, что подачу раствора ведут в «поршневом» режиме орошения периодически 1-4 раза в сутки при плотности орошения 0,05-0,12 м3/м2 в течение 0,1-1 ч, когда, в сравнении с капельным орошением, скорость фильтрации растворов увеличивалась в >20 раз, достигалась аэрация всего объема рудного материала, исключался вынос шламовой фракции. Установлено, что крупность дробления (-2 - -20 мм) и плотность орошения (0,05-0,5 м3/м2 сут) выступали как взаимосвязанные факторы интенсификации выщелачивания золота. При крупности дробления руды -2 мм достигнута степень выщелачивания золота 0,65 за 30 сут.

Последующую интенсификацию выщелачивания золота связывали с активацией процесса. Термодинамическим анализом установлена максимальная вероятность выщелачивания золота при участии в реакции цианид-ионов, ионов водорода и кислорода в соответствии с реакцией Аи+ +2СЫ +2Н* +1/402 = Н[А и(СИ ~)2]+ 1/2Н20, для которой расчетная величина А 0297°к,реакц= -192,37 кДж/моль или на 40 кДж/молъ меньше, чем для реакции Эльснера Аи +2СЫ +Н2 О +1/202 = [Аи(СЫ) 2]+20Н . Активация выщелачивания частиц золота крупностью менее 0,02 мм в присутствии ионов Я1" экспериментально подтверждена в растворе циановодородной кислоты с концентрацией 3-4 г/л в интервале рН -6-8,5 в среде аргона (Сте < 0,001 мг/л). В системе "Аи-СК-Ог Н20" с Со2 от 8 до 38 мг/л активация доказана экспериментально: наличием максимума скорости выщелачивания золота, отсутствием пленок на поверхности золотин, исключением индукционного периода, исследованиями по влиянию температуры (рис. 1, а), в соответствии с которыми значение кажущейся энергии активации равно -66,8 кДж/моль при 17-22 °С и -87,1 кДж/моль при 712 "С (рис. 1,6).

0,0034 0,0035 0.00361/Т, °К 1 Рис.1. Температурная зависи-01 ' ' мость степени выщелачивания

~1як=-545.6.1/т+16,31, я2=1 .1

золота (а) и ¡¿к от 1/Т °К (1-22 °С, 2-7, 3-7 °С (б); пробы руды 6-7 т, со-

0 10 20 30 "4 Продолжительность, сут

~1зк=10638/1/Г-34,338, К2=1 держание золота 2-2,85 г/т

Эти значения Ешж соответствуют расчетной энергии активации хемо-сорбции 02~, равной 80 кДж/моль и менее, и свободной энергии образования Аи(СЫ)2, равной 66,4 кДж/моль. Скоростное КВ золота в интервале рН= 6-8,5 реализуется в промежуточной области или при условиях как внутридиффузи-онного, так и кинетического контроля. Для руды крупностью -2 мм (дЫаСМ=1кг/т) достигнута высокая степень выщелачивания золота, равная 0,8 за 15 сут. Переработка руды с большей крупностью дробления оказалась эффективной при учете других, как активирующих, так и пассивирующих факторов. Так, экспериментально исследована и обоснована активация геотехногенной среды в стадии окомкования руды. Установлен факт существенной сорбции цианида натрия дробленой рудой, который препятствовал активации геотехногенной среды. Сорбционная емкость руды с уменьшением крупности дробления с 20 до 2 мм увеличивалась соответственно с 0,15 до 1 кг/т. Сорбция цианида золота на руде приводила к необратимой потере цианида золота в продукционном растворе.

х а) * б)

Концентрация ЭТаСИ Продолжительность при окомховании, г/л выстаивания, сут

Рис. 2. Оптимальная концентрации CNaCN в стадии окомкования и оптимальная продолжительность выстаивания окомкованной руды (1 -"Погромное", 2 - "Дельмачик"): X -степень выщелачивания золота, крупность дробления руды -10 мм, расход ШСИ 0,5 кг/т

Так, из руды крупностью -10 мм сорбция золота из раствора с С л н= 25 мг/л составила 20 %. Для исключения сорбции золота необходимо и достаточно, чтобы расход цианида натрия при окомковании дробленой руды не превышал 0,5 кг/т, Ск;,сы окомк изменялась в интервале 13,5-15 г/л, а Сли в продукционном растворе не превышала 20 мг/л.

Активационное выщелачивание золота реализовано при максимальной крупности дробления руды -10 ... -12 мм; при расходе цианида натрия в стадии окомкования 0,5 кг/т и превышающем на 10 % сорбционную емкость руды по этому реагенту; при концентрации цианида натрия в стадии окомкования 13,5-15 г/л и продолжительности выстаивания окомкованной руды 6-8 сут (рис. 2). При этом за 6-15 сут после начала орошения достигалась стабильная степень выщелачивания золота Х=0,80±0,05.

Второе защищаемое научное положение. Кинетика кучного выщелачивания золота описывается эмпирическим уравнением

+#))/, где к' -условная константа, сут; аир- эмпирические коэффициенты, равные соответственно 0,16 и 6,667; ^ - показатель внутридиффузионного торможения, сут; г - продолжительность, сут, которое позволяет оценивать степень выщелачивания золота X и управлять процессом кучного выщелачивания золота в условиях, контролируемых внутридиффузионным торможением (Глава 3).

Для кинетического анализа использовалась база экспериментальных и опытно-полевых исследований. Недостаточность классических представлений для описания скоростного КВ золота обоснована расхождениями экспериментальной степени выщелачивания золота X и Хрг,сч, полученными на основании расчетов с использованием формальных уравнений гетерогенной кинетики Яндера, Белоглазова-Зуньига и диффузионного уравнения П. Шьюмана и П.Ф. Долгих (рис. 3). Расхождения наблюдались как при выщелачивании золота из полуокисленных коренных малосульфидных кварцевых руд, так и при выщелачивании золота из смеси хвостов цианирования с забалансовой рудой. Экспериментальных исследований, не согласующихся с теоретическим расчетами, оказалось более 25 %. В связи с этим возникла необходимость в разработке нового эмпирического уравнения кинетики, более точно описывающего СКВ золота в заключительной его стадии, контролируемой внутридиффузионным торможением.

Ур.іЕнеіше Еелоглпзовп Уравнение Лндирл Уравнение Шьюмаші-Долгих

-Зуньшлх: 1-^4-1:? її 1

0 5 10 15 20

Пр о до лжите льно сть, Пр одолжит ельно с ть, СЗ'ТКИ сутки

Продолжительность, сутки

Рис. 3. Расхождение экспериментальной (1) степени выщелачивания золота и рассчитанной (2) по известным уравнениям кинетики

Обоснование новой модели кинетики скоростного кучного выщелачивания золота. Основной исходной предпосылкой для разработки нового уравнения кинетики принята его применимость к процессам, контролируемым внутридиффузионным торможением. Диффузию кислорода рассматривали как лимитирующую стадию процесса.

По уравнению Ильковича, диффузионный поток кислорода к уменьшающейся поверхности золотины определялся выражением (¿-к<~02и г .

По уравнению Белоглазова-Зуньига, скорость выщелачивания золота определяется выражением <іХ/сіґ^к1(1-Х).

Приравниванием правых частей уравнений получено выражение к](1-Х)~ кСо,-Ри2ї"6, достоверное при постоянных к, ки С02 и О. Доля непрореагиро-вавшего золота с продолжительностью процесса связана выражением (1-Х)ч' 6ч",](\ которое неудовлетворительно описывало экспериментальные данные. Фактор времени более точно учитывался оператором t0•I6+g, где g - поправка, учитывающая влияние внутридиффузионного торможения. Когда

диффузия кислорода выступает как лимитирующая стадия процесса, связь между долей непрореагировавшего золота и размером идеальной частицы удовлетворительно описывается выражением 1 -X=(r/R)\ где r/R отношение радиусов частиц после выщелачивания и исходной. Характеризуя изменяемый размер идеальной золотины г, можно получить оператор (1-Х)т. Форма реальных золотин имеет большую их поверхность, чем сферическая, предполагает большую степень выщелачивания или Л"реаль„ >Х, и показатель а в операторе (7-ХреальнУ должен быть <1/3. В эмпирическом уравнении кинетики скоростного кучного выщелачивания золота для учета изменения размера частиц

/1 v\0.'5

золота неидеальной формы использован математическии оператор (1-Л) . Связь между изменяющимся размером золотины и фактором времени удовлетворительно отражалась уравнением

После статистической обработки более 50 экспериментальных исследований и опытно-полевых испытаний и сравнения результатов расчетов по разным уравнениям выбор остановлен на новой модели кинетики (1),

X=l-(k/(\g f°-16 + g)) 6-667, (1)

где Х-степень выщелачивания золота; к- условная константа, сут; g - параметр внутридиффузионного торможения, сут; 6,667 - коэффициент, равный 1/0,15.

Уравнение (1) более точно описывает стадию процесса, контролируемую внутридиффузионным торможением (рис. 4). Условная константа к включала информацию о влиянии условий и технологических параметров выщелачивания золота в каждом отдельном исследовании, а также о влиянии внутридиффузионного торможения. Постоянная я - поправка, учитывающая влияние внутридиффузионного торможения. В условиях скоростного выщелачивания золота к изменялась в пределах 0,1-0,2; постоянная g - от 0,6 до 1,4.

Поскольку к и g несут информацию о характере внутридиффузионного торможения, постольку должна иметь место четкая корреляция между этими постоянными, иначе уравнение (1) потеряет логический смысл.

Разработанное л>авнение х=1-(к/^0Лб+8)Г7

1 § 0,6 0,2 1_____*--» •

3 и " В 0 Ю 20

0,3 м § 0,6 ¡¡¡1 У0,4 0,2 и О 0 2 ■ щ- ь /

3 5 10

1 X § л 2 " ё л 1 N 41 0,05 у В*й п -'-- э| 0 5 10 £

Рис. 4. Расхождение экспериментальной (1) степени выщелачивания золота и рассчитанной (2) по разработанному уравнению кинетики (1)

Корреляция между к к g удовлетворительно выполнялась в разных условиях выщелачивания золота на пробах руды от 0,3 до 13000 кг (рис. 5). Минимальные значения g = 1±0,4 (для окисленных кварцевых руд) и g =2±0,4 (для полуокисленных кварцевых руд) на этой зависимости отражают СКВ золота в условиях внутридиффузионного торможения и являются логическим результатом развития классического метода. В последующем постоянная g определена как параметр внутридиффузионного

торможения.

Погромное

Погромное, Делъмачик, Ключи

Месторождения

Делъмачик Ключи

к=0,зл)2!лр+0,2561. . к=0,2951п£+0,298 , к=0.26251л?щ3054 к^031мъ,е+п,2393 , 1 i ----

Л; я?=0,969 • .„ и-^о.ш;. к-°'9т

0,3 0,61

: 0,4 / 0,2| *

О1......-

03 к0.6 ОН 0,2 2 о

1,2393 0,3

"о,4 0,2 г о

1с

О 2

0 2

в?-0,964

0,3! ' .. *

1 " . *

0,61 X

0,4' г *'

0 2

б 8

Рис. 5. Корреляция между А: и я для данных по исследованию КВ золота в разных условиях и из руд разных месторождений

Расчет максимальной степени выщелачивания золота по уравнению (1) зависит от точности определения g. Удовлетворительные значения для g отвечают минимуму в зависимости статистической величины СТАНДОТКЛОН от подбираемого значения g в уравнении (1) (табл. 1). По экспериментальным данным вначале определялась величина g. Затем определяют условную константу к. Условная константа к и параметр внутридиффузионного торможения g в уравнении (1) имеют размерность [сут].

Таблица 1

К определению параметра внутридиффузионного торможения g

сутки о 0 • расч 0 cozso?; :т?к;стк"н 0,03 s 0.04 = 0.03 о /

з 0,359 0,354 0,490 3 0,026 1 0 02 ■ /

^ 0,615 0,6S4 0,343 0,348 0,626 0.T1S 1,2 0,016 0,005 = 0.01 d 0 v....

о i; 0"47 0.TS2 0,340 0,341 0,73 S 0,779 1 0,5 0,003 0,011 11 2 3 4 5 6

i; 0.S05 0,342 0,S07 3

:о о,з:о 0,346 0.Î37

С'Р'ЗНАЧ 0,342 SFKH =1.2

СТАНДОТКЛОН КОРРЕЛ 0,005 0,957

Обработка данных более 50 исследований показала, что уравнение (1) более точно описывает экспериментальные данные по скоростному кучному выщелачиванию золота по сравнению с известными уравнениями гетерогенной кинетики.

На основе детерминированного подхода к формальной кинетике определены два оператора, повышающие точность расчетов степени выщелачивания золота при СКВ: i0,l6+g - для оценки фактора времени и (1-А)0'15 - для учета размера золотин. Разработан алгоритм для определения g в программе Microsoft Excel 2007.

Третье защищаемое научное положение. Динамика кучного выщелачивания золота определяется динамическим показателем-критерием, зависящим от крупности дробления, температуры штабеля, условий ввода цианида натрия в руду, степени насыщения кислородом выщелачивающих растворов, содержания золота в руде, концентрации цианида натрия, вводимого при окомковании руды. Критерий описывается в общем виде эмпирической зависимостью (например): гд1Ш=10(Ни-еОАиЦН2о'<1№Сн(-0,0012-(с?) +0,0845-с1+0,3135)/Со2, где tk - приемлемая продолжительность, сут; еоАи — содержание золота, г/т; d - крупность дробления, мм; Со2 -концентрация кислорода в растворе, мг/л (Глава 4).

Количественное описание динамики кучного выщелачивания золота на базе экспериментальных данных возможно, если представить ее в виде зако-

номерности, учитывающей совокупное воздействие изначально известных и взаимосвязанных между собой факторов, процессов, явлений и условий: продолжительности, температуры, концентрации реагентов, изменения размера золотин, формы нахождения золота в руде, внутридиффузионного торможения, вторичных процессов и т.д.

При выводе алгоритма динамики процесса предполагалось, что интенсифицирующие факторы одновременно воздействуют как на процесс перехода золота в раствор, так и на взаимодействие цианида золота с компонентами руды, а совокупное воздействие изначально известных и взаимосвязанных между собой факторов отражается через динамический показатель-критерий гти, тогда зависимость условной константы выщелачивания к и параметра внутридиффузионного торможения g от гдин отражается в виде простых выражений (2, 3)

к=кд1Ш&,(гтн)); ^мнШгмн))- (2;3)

а общие выражения для динамики КВ золота примут вид (4, 5):

В соответствии с системным подходом динамический критерий гти в уравнениях (4, 5) рассматривали как функционально связанную совокупность экстенсивных и интенсивных факторов. В качестве экстенсивных параметров критерий гдин включает продолжительность процесса, содержание золота в руде еоАи и форму ассоциации его с рудными и породными минералами. В качестве интенсивных - условия и параметры рудоподготовки, концентрации реагентов в циркулирующих растворах, режим орошения.

Особая роль отводится приемлемой продолжительности процесса выщелачивания золота, которая выступает как экстенсивный параметр. Приемлемую продолжительность /к при вычислении гд„„ рассматривали как необходимую для достижения степени выщелачивания золота, мало изменяющуюся с увеличением длительности процесса. В случае капельного орошения - это общая продолжительность процесса Гк, в случае скоростного орошения -

^д„„= 1 -(¿ди„(/1 (г-лии))/^ (Л'ЧДИН(/-2Ы)Г7.

.6,667.

(4)

(5)

Ц?к+'выст), гДе 4ыс - продолжительность выстаивания руды, окомкованной с раствором цианида натрия, сут.

Таким образом, в общем виде структура динамического критерия для выщелачивания золота с использованием капельного орошения определяется общей зависимостью (6):

У дин

для скоростного выщелачивания золота - выражением (7):

'"лиц-

тУШчню))-кз(Г(дшск)УШС^т-С0г)У к5(Г(Т)) ■

где к^д)), к2([(ц\\20)), ••• к, - зависимости частных условных кон-

стант от интенсивных параметров; - приемлемая продолжительность выщелачивания, сут; £Аио - содержание золота в руде, г/т; й - крупность дробления руды, мм; <7масн - расход цианида натрия, кг/т; дшсыокоык - расход цианида натрия при окомковании, кг/т; - концентрация цианида натрия при орошении руды, г/л; ?ВЬ1СТ - продолжительность выстаивания руды после окомкования с цианидом натрия, сут; Сог - концентрация кислорода в орошающих растворах, мг/л.

Анализ размерности показал, что частные условные константы, характеризующие действие интенсифицирующих факторов в зависимостях (6, 7), являются безразмерными. Это положение является общим для условных частных констант и вытекает как следствие при учете вторичных процессов. Размерность динамического критерия гдин [сут], согласно уравнениям (6 - 7), определяется членом ¡к+^ыс„„ отражающим приемлемую продолжительность скоростного выщелачивания золота. В соответствии с уравнениями (2-3) динамическая условная константа кд,1Н и динамический параметр gДIШ также имеют размерность [сут] и, как следствие, Хд!Ш - выражается в безразмерных долях единицы.

Зависимость частной условной константы от интенсивного фактора { определяли из экспериментальных данных для частных зависимостей Х=к^Р1), где Р1 - интенсивный фактор. В случае четкого взаимовлияния параметров удобно определять зависимость от двух (или большего числа) факторов. Так, зависимость условной частной константы к0(([дто,^)) от расхода

раствора и от крупности дробления руды для руды месторождения Погромное имеет вид (8): К(АЯн,о> = (0,0544¿2 + 0,3757d +13,931 )qHJ + (-0,0396d2 +1,2192d - 8,1639) + 0,0014¿2 - 0,0507 + 0,9922

Для руды месторождения Дельмачик k0(f[qmo,d)) имеет аналогичный вид. Для частной зависимости к от абсолютной температуры получено эмпирическое уравнение (9):

£ _ - 10(7>8338О/:П2-53,01б(1/:П+89,242)

При исследовании скоростного КВ золота из руд месторождений Погромное и Дельмачик выявлен факт сорбции цианида золота из продукционного раствора. Получена изотерма сорбции цианида золота на руде в зависимости от концентрации золота в растворе и от крупности дробления руды. Установлено наличие минимума на зависимости к-] =ДСкасы оком к ), что косвенно указывало на зависимость сорбции цианида золота на руде от CNaCN в стадии окомкования и от содержания золота в руде (рис. 6).

0,6 r 1- Сли=2 0гЛ>1 рис 6 Зависимость условной частной кон-

! 2- С[ди= 2,85 г/т

04 [ \ : станты к7 от концентрации цианида в растворе, ис-

пользуемом при окомковании руды, и от содержания золота в руде

\\ / /

«N. ! ^ 0,2 f '

о 10 20 Окомкование руды с С^аСЫ окомк более 20 г/л

СШСКприоКамкое.,г/л СНИЖало выщелачивание золота до 20 %.

Минимальное значение к7 на зависимости к-, =/Скюы окомк соответствует оптимальной Снасн окомк= 13,5-17 г/л. Получено эмпирическое уравнение для частной зависимости к8 от СтМаСКокомк и от г0ди (Ю):

К ~/(еоЛи>СцаСКокомк)= (0,005^"оЛ„ -0,6252)С2наскоком* -(0,14&5еоАи + 0,1688)С№С„+(0,996&о,„-0,6252) (10)

Динамика выщелачивания золота в условиях ввода цианида натрия с циркулирующими растворами на воздухе или с их накислороживанием. В соот-

ветствии с уравнениями (6, 8-10) получено выражение для динамического критерия г дин, для условной константы выщелачивания к'(гдин) и для параметра внутридиффузионного торможения g' (гд„„) (11-13):

= г (0,0544с/2 + 0,3757с/+13,931)^02 + ((-0,0396с/2 -

- 8,1639)д„,0 + (-0,0396с/2 +1,2192с/ - 8,1639)^0 + 0,0014с/2

- 0,0507с/+ 0.9922)/(100 •СО;0'210(7'83389<1000/7)^63'0'6<:000/г,+89'242>) Ц/-Л,„)=-0,0965г2+0,6018/-+0,2554; К2=1 §'Ы=0,93М-е['Ш2-г; Я2=1.

Макроуравнение динамики в зависимости от изначально задаваемых технологических параметров примет вид (14):

д„„ = 1-((0>0965((г^о,„(0,0544^20,3757^ + 13,931),?Я2О2+(-0,0396^2 +1,2192с/-8,1639)9яз0 + 0,014с/2 -0,0507с/ + +0,9922)/100-Со/

10(7,83389(1000/Г)2-63,016(1000/Г>+89,242) )2 0,60 1 8((г^„ (0,0544'с/2 + 0,3757с/

+ 13,931)^ +(-0,0396с/2 +1,2192с/-8Д639)дНг0 +0,0Ш2 -0,0507с/

+ 0,9922) /100- С0°'2 ■ 1 0(^"В9(.000/П^63,016(,000/Г)+89,242)) + 0^554) /

+ 0,9383 •ехр(1,6482((гк^„ (0,0544с/2 + 0,3757с/+13,93 +

(-0,0396с/2 +1,2192с/- 8,1639)?Яг0 + 0,014с/2 - 0,0507с/+ 0,9922)/100•

С 2. Ю(7'Ш89(|000/:г)2_63'016(1()00/Г)+89'242)))6'667 (14)

где, ДаИ„ - прогнозная степень выщелачивания золота за время сут, тА. - приемлемая продолжительность выщелачивания золота, сут; еоАи -содержание золота в руде, г/г, Цию ~ расход растворов на орошение, м3/м2 сут; й- крупность дробления руды, мм; Со2 - концентрация кислорода в растворе, поступающем на орошение, мг/л.

Аналогичные уравнения для динамического критерия г 'ди„, для условной константы выщелачивания к'(гДИН) и для параметра внутридиффузионного торможения g' (/"дин) получены для скоростного режима кучного выщелачивания золота: в условиях окомкованш руды с полным вводом цианида натрия; из

смеси хвостов цианирования и забалансовой руды до и после естественной

-1,2192с/

(П)

(12) (13)

дезинтеграции в осенний, зимний и весенний сезоны; из окисленной кварцевой руды до и после криогенного воздействия; из полуокисленных малосульфидных кварцевых руд.

Методика определения прогнозной степени выщелачивания золота Хдт сводится к замене констант в уравнении кинетики на динамические. Сначала получают выражения для динамического показателя-критерия гдин как функцию от частных констант типа - г дин 'к'^о.ьл! т>Ш7шо)> к3(Г(д^ся)> к^С^сн-С 01)Ук5&(Т)); далее определяют кюн как ¡(г дин) и #дин как /(г'ЛИ1]) я после подстановки выражений для кД1Ш и gaш получают макроформулу для расчета прогнозной Хят= 1-((^д„„(/Г'-лин))/1Ета1б+^д„н(/Г г д„„))))6'667 в соответствующих условиях и интересующем интервале изменений параметров интенсивных факторов (табл. 2).

Таблица 2

Сравнение приемлемой Хжт и прогнозной Хдш, для разных условий

N п/л /пр, сут 1п р+ 'вые. сут С02, мг/л CNaCN ОКОМК г/л сАи, г/т , кг/т (уЫаСК ОКОМК , кг/ мм дНА м3/м2 сут г (кин-ка) к (кин -ка) Гдии к' дин gлин Хдин Хжсп.

1 ?. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Исследо роживан вание выщелачивания золота из руды месторождения "Погромное" без накисло-ия гастворов (п/п 1-5) и с накислороживанием (п/п 1- 7)

1 30 - 8 нет 3,35 1 - 20 0,16 5,4 0,8 1,097 0,798 5,44 0,39 0,34

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17

2 30 - 8 • нет 3,35 1 - 10 0,16 3,85 0,7 0,897 0,718 4,12 0,39 0,33

3 30 - 8 нет 3,35 1 - 5 0,16 2,2 0,53 0,524 0,544 2,28 0,53 0,61

4 30 - 8 нет 3,35 1 - 2 0,16 1,5 0,43 0,285 0,419 1,49 0,74 0,68

5 30 8 нет 3,35 1 - 5 0,36 4,5 0,74 0,890 0,715 4,07 0,40 0,38

6 30 - 8 нет 3,35 1 - 5 0,24 2,7 0,59 0,582 0,573 2,52 0,50 0,49

7 15 - 33 нет 3,35 1 - 3,3 0,14 1,2 0,34 0,152 0,344 1,16 0,80 0,80

КОРРЕЛ=0,96

Руды месторождения Погромное (полный ввод ЫаСЫ п/п 8-15; частичный - п/п 16-20)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

8 9 16 38 10 2 нет 0,5 10 0,12 1,81 0,442 0,443 0,443 1,81 0,62 0,61

9 9 16 38 15 2 нет 0,5 10 0,12 0,67 0,245 0,245 0,245 0,67 0,83 0,83

10 9 16 38 25 2 нет 0,5 10 0,12 1,5 0,383 0,383 0,383 1,50 0,73 0,70

11 6 12 38 10,5 2,85 нет 0,5 10 0,12 1,35 0,391 0,366 0,366 1,36 0,66 0,63

12 6 12 38 13,7 2,85 нет 0,5 10 0,12 0,55 0,205 0,217 0,217 0,64 0,87 0,87

13 б 12 38 21,7 2,85 нет 0,5 10 0,12 1,5 0,380 0,371 0,371 1,39 0,65 0,67

14 7 14 8 11 2 нет 0,5 10 0,12 4 0,641 0,626 0,626 3,89 0,61 0,56

Продолжение табл. 2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

15 10 18 8 15 2 нет 0,5 10 0,12 2,4 0,493 0,527 0,527 2,66 0,63 0,62

16 17 21 38 нет 2,05 0,7 0,3 10 0,12 1,2 0,345 0,348 0,348 1,21 0,82 0,85

17 17 21 38 нет 2,05 0,7 0,3 5 0,12 1,25 0,346 0,349 0,349 1,22 0,82 0,82

18 17 21 38 нет 2,05 0,7 0,3 20 0,12 2,7 0,564 0,564 0,564 2,70 0,55 0,530

19 21 23 38 нет 2,85 0,7 0,3 10 0,12 1,18 0,362 0,357 0,357 1,32 0,74 0,80

20 20 22 38 нет 2,05 0,7 0,3 10 0,12 1,25 0,374 0,370 0,370 1,34 0,75 0,76

КОРРЕЛ-0,97

Скоростное выщелачивание золота из хвостов цианирования (п/п 21-22) и руды ме пождения Погромное после естественной дезинтеграции (п/п 23-25) и без нее (п/п сто-б)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

21 10 38 - 0,60 0,50 10 0,12 0,885 7 12,5 6,99 0,263 0,263 0,255

Q іав> іение приемлемой Хэксп и прогнозной Хд ин для разных условий

22 14 15 - 0,46 0,27 10 0,12 0,614 3 16,5 3,00 0,354 0,354 0,352

23 10 18 38 2,00 нет 0,5 10 0,12 0,380 1,62 0,54 1,69 0,829 0,829 0,800

24 5 13 38 - 2,00 нет 0,5 10 0,12 0,319 1,25 0,69 1,13 0,745 0,745 0,800

25 10 18 38 - 1,75 нет 0,5 10 0,12 0,303 1,05 0,71 1,08 0,833 0,833 0,831

26 10 18 8 - 1,75 нет 0,5 10 0,12 0,597 3,50 0,15 3,48 0,631 0,631 0,623

КОРРЕЛ=0,99

Скоростное выщелачивание золота из полуокисленной руды месторождения Дельмачик ( п/п 27-36)

27 9 13 38 10 1,77 нет 1 10 0,12 0,76 5,5 0,148 0,764 5,5 0,585 0,489

28 9 13 38 15 1,77 нет 1 10 0,12 0,42 2,2 0,060 0,400 2,2 0,826 0,842

29 9 32 38 25 1,77 нет 1 10 0,12 0,49 2,5 0,021 0,225 2,5 0,700 0,7

30 20 28 38 15 2,12 нет 0,5 10 0,12 0,68 4,8 0,382 0,68) 4,89 0,677 0,677

31 24 28 38 15 2,12 нет 1 10 0,12 0,44 1,78 0,092 0,436 1,81 0,736 0,742

32 24 24 38 15 1,86 нет 1 10 0,12 0,36 1,3 0,080 0,367 1,22 0,828 0,834

33 20 32 38 15 2,12 нет 0,75 10 0,12 0,74 6 0,156 0,746 5,94 0,677 0,678

34 28 29 38 15 2,87 нет 0,5 20 0,12 1,03 11 0,616 1,018 10,7 0,376 0,38

35 25 32 38 15 2,87 нет 0,5 10 0,12 0,80 6 0,503 0,808 6,1 0,502 0,492

36 28 13 38 15 3,14 нет 0,5 20 0,12 1,13 13,5 0,674 1,135 13,7 0,238 0,249

КОРЕЛЛ=0,99

Задаемся уровнем значимости альфа для 36 исследований 0,05

і ДОВЕРИТ 0,059

Прогнозные расчеты получены с использованием среды разработки Borland delphi 7. Программное обеспечение позволило существенно расширить расчетную базу для прогнозной степени выщелачивания золота Хдш за счет увеличения объема исходных данных для параметров крупности дробления руды, расхода раствора, концентрации кислорода в растворе, температуры, и, следовательно, более четко ориентироваться в технологической ситуации, более эффективно управлять' степенью выщелачивания золота. Примеры расчетов прогнозной степени выщелачивания золота в зависимости от задаваемых значений разных параметров приведены на рис. 7.

0,6 , . - , , . Рис. 7. Зависимости

экспериментальной (1) и ' прогнозной степени

0,4

, выщелачивания золота X

- < Е

| / ^ / от продолжительности

0 5 ю 15 20 25 0 5 10 15 20 25 процесса, рассчитанные

для разной крупности

\> ~ 1U xj -- „

Продолжительность, сут Продолжительность, сут

0,5

0.6 - 0,4

°'4 - ' я

С 0,2

i°'2' ' J

* „

0 ; • • .. _ .. 0

дробления (а), расхода раствора на орошение

(б), концентрации растворенного кислорода

(в), температуры (г) с 5 10 15 20 25 1 5 10 15 20 25 помощью программного

Продолжительность, сут Продолжительность, сут ""»«"Ч"«-' г г

обеспечения: а - влияние крупности дробления руды: 1- d=5 мм, 2- 2, 3- 1, 4- 13 и 5- 19 мм; б - влияние расхода раствора на орошение при крупности дробления руды -10 мм: 1-дИ20 = 0,24 м3/м2, 2 - 0,20 , 3 - 0,16 , 4 - 0,12 , 5 - 0,36 и б - qmo = 0,40 м3/м2; в - влияние концентрации растворенного кислорода при крупности дробления руды -10 мм: 1 - Coi=S мл/л,2 -6, 3-4,4-12, 5 -20,б -30 и 7 - СО 2=38 мл/л; г - влияние температуры при крупности дробления руды -10 мм: 1 - экспериментальные данные (t = 22°С); 2,3,4 и 5- расчетные данные при 7 сС, 10, 15 и 20 °С, соответственно при крупности дробления руды -10 мм

Четвертое защищаемое научное положение. Технология довыщела-чивания золота из хвостов цианирования, основанная на переработке некондиционных руд с добавлением и смешиванием хвостов цианирования после выстаивания в течение 1-2 холодных сезонов и использованием цианидного накислороженного раствора. (Глава 5).

Технологические испытания по СКВ золота проведены на пробах руды 6-7 т, дробленой до крупности -10 и -12 мм. Кислород для насыщения растворов подавали во всасывающий патрубок циркуляционного насоса. Степень выщелачивания золота за 17 сут составила 76,5 % (рис. 8). Результаты испытаний подтвердили данные лабораторных исследований.

Исследованиями по довыщелачиванию золота из свежеполученных хвостов цианирования накислороженным раствором цианида натрия (рис. 9, кривая 1: CNaCN=0,5-2 г/л, С02=33-39 мг/л, <?NaCN=0,5 кг/т, X = 0,008) доказана

малая перспективность этого процесса.

0,8 0,6 0,4

0,2 О

Рис. 8. Скоростное выщелачивание золота из коренной руды месторождения Погромное (г = 17 °С; С02=33-38 мг/л; д№Си=0,5 кг/т, Б0Аи= 2 г/т)

0 5 Ю 15

Продолжительность, сут

10 Однако после выстаивания

хвостов цианирования в течение одного холодного сезона на открытом воздухе в кузове автомобиля КамАЗ испытания по довыщелачиванию золота цианидными накислороженными растворами дали обнадеживающие результаты (рис. 9, кривая 2: СмаСц=0,5-2 г/л, дмаСы=0,5 кг/т, Х = 0,18). Более эффективным скоростное довыщелачива-ние золота зафиксировано при переработке смеси, состоящей по весу из 60 % хвостов цианирования (еАио= 0,6 г/т) и 40 % забалансовой руды (еоАи= 0,3 г/т). После добавления и послойного смешивания хвостов цианирования с забалансовой рудой смесь выстаивалась в течение 1 холодного сезона. Расход цианида натрия снижен до 0,28 кг/т. Результаты испытаний на пробе из 7 т хвостов цианирования с 5 т забалансовой руды (рис. 9, кривая 3) показали, что довы-щелачивание золота составило 37 %.

X 0.4

8 12 Продолжительность, сут

Рис. 9. Довыщелачивание золота из све-жеполученных хвостов цианирования (1), из хвостов цианирования после выстаи-0,2 вания в течение холодного сезона (2) и из смеси хвостов цианирования с забалансовой рудой после выстаивания в течение холодного сезона (содержание золота в хвостах цианирования - 0,6 г/т, в заба-

лансовой руде - 0,3 г/т; температура - 14°С )

Расчеты показали, что условная приведенная прибыль от совместной переработки хвостов цианирования и забалансовой руды с учетом затрат на перегрузку хвостов цианирования в 10 раз выше условной прибыли в случае

довыщелачивания золота отдельно из хвостов цианирования при тех же условиях. Скоростное довыщелачивание золота из руды и из смеси хвостов цианирования с забалансовой рудой позволяет повысить степень выщелачивания золота до 89 %, сократить приемлемую продолжительность процесса до 17-30 сут, повысить среднее содержание золота в продукционных растворах до 4-6 мг/л, снизить расход цианида натрия до 0,3-0,5 кг/т, снизить концентрацию мышьяка в продукционных растворах ниже ПДК, снизить удельный объем циркуляционного раствора до 0,1-0,12 м3/м2 сут. Доказана перспективность научного направления довыщелачивания золота из хвостов цианирования.

Для новой технологии СКВ золота разработаны:

- скоростной режим "поршневого" орошения, отличающийся тем, что с целью обеспечения скорости фильтрации растворов 2-6 м/час, сокращения продолжительности орошения в 50 раз, затопление поверхности секции с расходом раствора 0,1-0,12 м3/м2час проводят за 20-25 мин. Разработана программа расчета числа отверстий в трубопроводах, обеспечивающих равномерное кратковременное затопление поверхности секции циркулирующим раствором. Выбросы токсичных веществ, в соответствии с принципом защиты временем, снижены на 2 порядка.

- новое устройство (распределитель раствора) для посекционной отработки штабеля, отличающееся тем, что с целью снижения циркуляционной суточной нагрузки до <120 м3, сбора растворов не в прудках, а в емкости, снижения риска выбросов и сброса токсичных веществ, растворы для орошения штабеля сначала направляют в дисковое распределительное устройство, в котором с помощью вращающегося патрубка растворы проходят через отверстия в станине в секционный коллектор, далее — в орошающие трубы с отверстиями, обеспечивающими равномерное затопление секций поверхности. Орошение секций штабеля проводят в автономном режиме.

- экологически малоопасное основание, отличающееся тем, что с целью повышения устойчивости установки КВ, новое основание для кучного выщелачивания содержит дополнительный гидроизолированный дренажный слой в качестве защитного контура с циркулирующей в нем водой и устройство, позволяющее подавать глинистый раствор с композитами в дополнительный дренирующий слой (рис. 10).

Рис. 10. Принципиальная схема экологически малоопасного основания

Дробленую руду (2) укладывают на слой песка (5), песок - на 1-й слой полиэтиленовой пленки (6), между 1-м и 2-м (8) слоями пленки укладывают дополнительный дренажный слой из гравия (7), орошающие растворы подают в секционный коллектор 4, продукционные растворы с помощью коллектора (19) собирают в сборники продукционных растворов (11), из которых растворы направляют в отделение сорбции цианида золота (12); обеззолоченные растворы циркуляционным насосом 14 направляются через распределитель раствора по секциям на орошение секций штабеля (1). На верхней части штабеля имеются бермы (2) для исключения перелива растворов, поступающих на орошение. При обнаружении цианида в воде, циркулирующей в дополнительном дренажном слое (7), в коллектор (9) подают глинистые растворы с композитами, которые готовятся в агитаторе с мешалкой (16). Из коллектора (18) дренирующие глинистые растворы поступают через гидроизолированную емкость в грунте (13) или, минуя ее, в агитатор (16). Дополнительный дренажный слой служит для восстановления герметичности нижнего слоя пленки путем пропускания по нему глинистых растворов с композитами. При необходимости дополнительный дренажный слой заполняют обезвреживающим цианидным раствором, который также готовится в агитаторе (16).

- принципиальная технологическая схема, отличающаяся тем, что в схему включен цикл совместной переработки хвостов цианирования и забалансовой руды (рис. 11).

Секция .'/5 • рудного б

|> штабе.™ ■ /у^ 7д

йййшИ9

^Г-

15";,

Читая вода

Распределитель раствора по секциям

Транспортные системы обслуживаются автомобильным и конвейерным способом. Выщелачивание золота из забалансовых руд совместно с хвостами цианирования проводят после криогенного воздействия в течение одного-двух холодных сезонов на основании одноразового использования (дамба) в "поршневом" режиме орошения секций накислороженными цианидными растворами.

Для использования положительного эффекта от дезинтеграции после криогенного воздействия в соответствии с разработанной технологической схемой предусматривается добыча и дробление руды в течение всего года. Окомкование руды с цианидом натрия, выстаивание окомкованной руды и

скоростное выщелачивание золота проводят в теплый период года. Орошение штабелей после выстаивания сначала проводят накислороженной водой, затем накислороженными циркуляционными растворами. Отрабатывают руду в штабеле по секциям. В схеме исключается появление сточных вод. Продолжительность скоростного цикла выщелачивания золота из одной секции рудного штабеля - 15-30 сут. Хвосты выщелачивания совместно с забалансовой рудой забойной крупности укладывают в отдельный штабель высотой до 18-20 м и выщелачивают накислороженными цианидными растворами в "поршневом" режиме орошения в течение 15-20 сут, причем накислороживание растворов проводят в первые 5-10 сут.

- рассчитаны основные геотехнологические показатели и режимы для технологической схемы СКВ золота. Схема отвечает современным требованиям, предъявляемым к технологии КВ золота из бедных окисленных руд с содержанием золота порядка 1,5 г/т и выше. Крупное дробление проводят на щековой дробилке УРАЛМАШ ЩДП-12х5У, среднее и мелкое - на конусных дробилках нового поколения КСД-2200Т-ДМ; КСД-2200Т2-Д; КСД-1750Гр-Д; КСД-1750Г7-Д, которые работают с сортировочным комплексом ДРОБМАШ, включающим грохоты ГИС-62, ГИС-52; ГИС-42.

Новые элементы скоростной технологии и конструкций КВ золота защищены патентами Российской Федерации. Положения по экологичности скоростного КВ золота включены в качестве рекомендаций в проект ОВОС для отработки месторождения "Погромное".

- проведена оценка эффективности технологий КВ золота путем сравнения классической и разработанной скоростной с довыщелачиванием золота из хвостов цианирования методик. Окупаемость капительных вложений при извлечении 75 % золота по классической методике произойдет через 3,4 года, по разработанной комбинированной скоростной методике при извлечении 89 % золота - за 2,3 года. По методике строительства для классической технологии КВ золота и ущербом при эксплуатации опытно-промышленного предприятия чистая прибыль за первые 5 лет отработки составит 375 млн р., для скоростной технологии - 562,4 млн р. Эффективность разработанной технологии комбинированного скоростного кучного выщелачивания золота на 50 % выше, чем по классической методике.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Классическая геотехнология кучного выщелачивания золота предполагает многосезонную отработку рудных штабелей с высокими эксплуатационными затратами и повышенным экологическим риском, поэтому в диссертации, на основании выполненных автором исследований, предложены новые, научно обоснованные технические и технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие страны: разработка теоретических основ формирования геотехногенной среды и управление ею в условиях скоростного кучного выщелачивания золота из скальных кварцевых руд, практических путей выбора конструкторских решений и обоснование эффективности технологической схемы с целью завершения производственного цикла в короткий теплый сезон. В результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований в диссертационной работе дано решение крупной горнотехнической проблемы повышения эффективности и экологической безопасности разработки золоторудных месторождений с применением скоростного кучного выщелачивания золота в суровых природно-климатических условиях Забайкалья.

Основные результаты исследований заключаются в следующем:

1. Разработан новый скоростной режим «поршневого» орошения руды при КВ золота, продолжительность которого сокращена в 50 раз в сравнении с капельным.

2. Разработаны оптимальные условия скоростного режима КВ золота из окисленной кварцевой руды на примере месторождения Погромное: оптимальная плотность орошения от 0,08 до 0,14 м3/м2 в течение 0,3-0,5 часа; крупность дробления руды -10-12 мм; накислороживание циркуляционные растворов до 33-38 мг/л; полный ввод цианида натрия с расходом ^насы=0,5 кт/т в стадии окомкования руды с концентрацией 13,5-15 г/л при влажност! руды 6 %; выстаивание окомкованной руды в течение 4-8 суток; продолжи тельность орошения 7-20 суток; концентрация золота в продукционном рас творе <20 мг/л; температура 15-22 °С.

3. Детерминированный подход к формальной кинетике кучного выще лачивания золота позволил на основании логических обобщений уравнени. Ильковича и Белоглазова-Зуньига получить выражение для текущего опера тора продолжительности внутридиффузионного периода вклю

чающего дополнительный параметр внутридиффузионного торможения g, повышающий оценку степени выщелачивания золота в период внутридиффузионного торможения.

4. Путем логического развития классических представлений об изменении размера частицы в процессе ее превращения и использования этого положения для геохимического выщелачивания золота, получен оператор (1-Х)п'5, приемлемый для оценки текущего размера золотины при скоростном кучном выщелачивании золота.

5. С целью более точного описания внутридиффузионной области гетерогенного процесса, используя детерминированный подход к связи между оператором времени (tп'l6+g) и оператором текущего изменения размера зо-лотин (1-Х)0,15 через условную константу к, разработана новая модель кинетики: Х= 1- (М£(т 0'/6+g)) 6,661 ■ Модель кинетики использована для расчета текущей степени скоростного кучного выщелачивания золота.

6. Разработана методика для расчета критерия внутридиффузионного торможения g, установлено, что скоростной режим кучного выщелачивания золота из окисленных кварцевых руд реализуется при значениях ¿<1,2,

из полуокисленных - при значениях £<1,5.

7. На основании обработки результатов многочисленных исследований доказано, что условная константа и параметр внутридиффузионного торможения функционально связанны между собой и имеют общую физико-химическую природу, одну размерность и могут определяться некоторым показателем-критерием гдт„ который, в свою очередь, должен зависеть от геотехнологических параметров и условий скоростного кучного выщелачивания золота.

8. На основании уравнения кинетики скоростного кучного выщелачивания золота Х=1- (кЛ%(т п,16+&) 6,667 получены новые эмпирические уравнения динамики кучного выщелачивания золота:

Хат=НктШгдт))Пё (г0',6+Ядин(^Г'-дин)))6'667 и

*динИЧ*дин(/1(Гд.„)У1В (Л'6+Яд„„(/^ди„)))а'667-

9. Разработаны математические операторы для определения динамического критерия выщелачивания гли„ для разных условий кучного выщелачивания золота:

- из окисленных кварцевых руд с накислороживанием растворов или

без их накислороживания в условиях ввода цианида натрия в руду с циркулирующими растворами

гд„„= к-£оАи- (-0,0012^+0,0485^+0,313 5)-((0,0544^+0,3 757¿+13,931 )-<7н202-0,0396-^+1,2192-^-8,1639)-дН2о+0,0014^ -0,0507^+0,9922)/ (100-(10л(7,8338-(1000/Г)л2- 53,016*(1000/7> 89,242))(С02);

- из окисленных кварцевых руд накислороженными растворами в условиях полного ввода цианида натрия при окомковании руды

гдш= ((Гк+4ыст)-^^окомк-((0,0052*е0Аи-0,0069)-(Сма0дкомк2)+(-0,1485-еоАи+ 0,1688) •Смасмокомк+0,9966-еОАи-0,6252)-(0,0014-с?2-0,0214-йВ-0,416))-д'масм/ (10л(7,8338*(1000/(7))2-53,016-(1000/(7))+ 89,242)-СО20'42);

- из окисленных кварцевых руд, из хвостов цианирования, из смеси хвостов цианирования и забалансовых руд до и после криогенного воздействия

Гд„н= Ю0Ч-гоАи-<7ыасм- ( -0,0012- (¿2)+ 0,0485-^+ 0,3135)/(СО2).

10. Разработано программное обеспечение для расчета прогнозной Хдин, использование которого позволяет специалистам ориентироваться в технологической обстановке, учитывать влияние износа технологического оборудования.

11. Разработана конструкция малоопасного основания с дополнительным гидроизолированным дренажным слоем и устройством для восстановления герметичности верхнего и нижнего слоев пленки без вскрытия основания многоразового использования.

12. Разработано новое автоматическое устройство для распределения технологических цианидных растворов по секциям затопления на поверхности кучи.

13. Разработана новая комбинированная технология и технологическа схема, включающая скоростное КВ золота из кондиционной руды и скоростю> дамбовое выщелачивание золота из смеси хвостов цианирования с забалансо вой рудой и позволяющая снизить вероятность техногенной ЧС.

14. Сравнением расчетной эффективности КВ золота по классической и по скоростной методикам доказано, что суммарный учтенный экономический эффект от освоения результатов диссертационной работы составляет более 100 млн р. в год при объемах добычи кондиционной руды с содержанием золота 1,7-2,2г/т порядка 300 тыс. т/год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Рубцов Ю.И. Экологичная физико-химическая интенсификация благородноме-талльного сырья Забайкалья и Восточной Сибири. -Чита: ЧитГУ, 2003. - 212 с. (Монография).

2. Резник Ю. Н., Шумилова JI.B., Рубцов Ю.И. Современные тенденции в переработке золотосодержащих руд и техногенных отходов. -Чита: ЧитГУ, 2007. -280 с. (Монография).

3. Рубцов Ю.И. Интенсификация технологий извлечения благородных металлов/ Улан-Удэ: БНЦ БИП СО РАН, 2004. - 52 с.

4. Казанов Е.В. Интенсификация кучного выщелачивания руды месторождения "Дельмачик". /Е.В. Казанов, Ю.И. Рубцов, А.Н. Гуляшинов, Г.И. Хантургаева. -Улан-Удэ: БНЦ БИП СО РАН, 2004.-27 с.

Публикации в ведущих научных рецензируемых журналах и изданиях:

5. Рубцов Ю.И. Методика системного подхода к кинетике растворения металлов // Цветная металлургия (Изв. вузов).-М. -2006. - Вып. 2. - С. 55-59.

6. Рубцов Ю.И. Обоснование приемлемости кучного выщелачивания золота накис-лороженными цианидными растворами // Цветная металлургия (Изв. ВУЗов).-М. -2006. -Вып. 3. -С. 4-6.

7. Рубцов Ю.И. Опытно-полевые испытания по выщелачиванию золота накислоро-женными растворами/ЛДветная металлургия (Изв. вузов).-М. -2006. -Вып. 3. -С. 7-10.

8. Ю.И. Рубцов. К оценке эффективности скоростной технологии кучного выщелачивания золота из руды месторождения "Погромное"// Цветные металлы. 2006. № 6. -С. 23-26.

9. Рубцов Ю.И. Влияние параметров ввода цианида натрия на извлечение золота из кварцевых руд// Горный информационно-аналитический бюллетень. -М. - 2007. - №. 1. -С. 315-319.

10. Рубцов Ю.И. Разработка принципиальной технологической схемы скоростного кучного выщелачивания золота // Горный информационно-аналитический бюллетень. -М. -2007.-№ 2.-С. 301-305.

11. Рубцов Ю.И. Основное уравнение кинетики скоростного кучного выщелачивания золота из окисленных кварцитовых руд/ Ю.И. Рубцов, Ю.Н. Резник// Горный информационно аналитический бюллетень. -М. -2007. -№ 5.-С. 153-156.

12. Рубцов Ю.И. О динамике скоростного кучного выщелачивания золота из окисленных кварцевых руд/ Ю.И Рубцов, Ю.Н. Резник // Горный информационно-аналитический бюллетень.-М.-2007.-№. 5. -С. 157-164.

13. Рубцов Ю.И. О формализованной динамике скоростного кучного выщелачивания золота из окисленных кварцевых руд// Цветные металлы.

-М. -2007. -№ 5. -С.26-30.

14. Рубцов Ю.И. Оценка эффективности разработанной и классической схемы кучного выщелачивания золота/ Ю.И.Рубцов, Ю.Н. Резник// Горный информационно аналитический бюллетень. -М. -2007. -№ 6.-С. 357.

15. Ю.И. Рубцов. Скоростное цианидное выщелачивание золотосодержащих гра-

виконцентратов// Цветные металлы. -М. -2007. №. 10. - С. 60-63.

16. Рубцов Ю.И. К обоснованию уравнения кинетики скоростного кучного выщелачивания золота из окисленных руд/ Ю.И. Рубцов, Ю.Н. Резник, А.Д. Федотов// Горный информационно аналитический бюллетень. -М. -2007. -№ 11. -С. 82-84.

17. Рубцов Ю.И. К динамике скоростного кучного выщелачивания золота из полуокисленных малосульфидных кварцевых руд/ Ю.И Рубцов, Ю.Н. Резник// 6 Конгресс обогатителей стран СНГ. Том 1.-М: МИСИС. -2007. -С. 93-95.

18. Рубцов Ю.И. Методика расчета скоростного цианидного кучного выщелачивания золота/ Ю.И. Рубцов Ю.Н. Резник//Вестник Читинского государственного университета. -Чита: ЧитГУ, 2009. -№1(52) -С. 106-112.

19. Рубцов Ю.И. К обоснованию нового эмпирического уравнения кинетики скоростного кучного выщелачивания золота и параметра внутридиффузионного торможения // Горный информационно-аналитический бюллетень. -М. -2009. -№ 7. -С. 197-200.

20. Рубцов Ю.И. О динамической природе кучного выщелачивания золота и анализ размерности в уравнениях динамики. // Горный информационно-аналитический бюллетень.

- М. -2009. -№ 7. -С. 201-206.

21. Резник. Ю.Н. Инновационные технологии в решении проблемы повышения эффективности золотодобычи Забайкалья/ Ю.Н. Резник, А.Г. Секисов, Н. В. Зыков, Ю.И. Рубцов, JI.B. Шумилова, Д.В. Манзырев// Горный информационно-аналитический бюллетень. Отдельный выпуск № 3 (Забайкалье). - М. -2009.-С. 58-62.

22. Зыков Н.В. Особенности освоения эфельных отвалов Забайкалья как техногенных источников получения золота. Н.В. Зыков, А.Г. Секисов, П.М. Павлов, Ю.И. Рубцов, А.Ю. Лавров, Д.В. Манзырев// Горный информационно-аналитический бюллетень. Отдельный выпуск № 3 (Забайкалье). -М.-2009-С. 83-89.

23. Рубцов Ю.И. Алгоритм и программа скоростного кучного выщелачивания золота в условиях ввода цианида натрия с раствором в режиме поршневого орошения/ Ю.И Рубцов, Д. А. Макаренко// Горный информационно-аналитический бюллетень. - М. - 2010.

- № 5.-С. 240-244.

Патенты и авторские свидетельства

24. A.c. 710260 РФ. Способ извлечения серебра, висмута и свинца из сульфидных руд и концентратов. Рубцов Ю.И., Щелкунов А.М., Добромыслов Ю.П. Зарегистр. в Гос. реестре изобр. 24.09.79. Заявка 2541757 от 04. 09.77. Зарегистр. в Гос. реестре изобр. СССР -15.08.1976.

25. A.c. 583648 РФ. Способ извлечения висмута и свинца из концентратов выщелачиванием. Рубцов Ю.И., Григорьева H.A. - Заявка 2345644. Зарегистр. в Гос. Реестре изобретений СССР 10.08.1977. - 9 е., ил. - 4.

26. A.c. 996496 РФ. Способ извлечения висмута. /Рубцов Ю.И., Воросова И.А., Мельникова Ж.В. Заявка 3317879 от 08.07.1981; опубл. 17.02.83. Бюл.№6.

27. A.c. 1244198 РФ. Рубцов Ю.И., Рубцова О.П. Петров Р.Д., Ильин Ю.Д., Перми-нова Л.Ф. Способ переработки некондиционных охристых, оловосодержащих флотокон-центратов, содержащих свинец, серебро и мышьяк. Заявка 3826104 от 17.12.1984. Зарегистр. в Гос. реестре изобр. СССР 15.03.1986.

28. A.c. 1418343 РФ. Способ переработки некондиционных оловосодержащих фло-

токонцентратов, содержащих свинец, серебро и мышьяк. Рубцов Ю.И., Рубцова О.П., Спирин Э.К., Перминова Л.Ф. Заявка 4118809 от 10.09.1986. Зарегистр. в Гос. Реестре изобретений СССР 22.04. 1988.

29. Пат. 2086686 РФ, МПК6 С 22 В 11/08. Способ кучного выщелачивания золота из руд, хвостов и концентратов / Рубцов Ю.И., Спирин Э.К., Сафронов В.И., Воронов Е.Т., Рубцова О.П.; заявитель и патентообладатель Читинский политехнический институт. Заявка 95107369/02 от 06.05.95; опубл. 10.08.97, Бюл. № 22. - 4 с.

30. Пат. 2085722 РФ, МПК6 Е 21 В 43/28 . Основание для кучного выщелачивания руд, хвостов и концентратов / Рубцов Ю.И., Рубцова О.П., Сафронов В.И., Спирин Э.К.; заявитель и патентообладатель Читинский политехнический институт. Заявка 95109588/03 от 07.06.95; опубл. 27.07.97, Бюл. №21.-4 е.: ил.

31 Пат. 2098495 РФ, МПК6 С 22 В 3 /02. Устройство для распределения потока рабочего раствора при кучном выщелачивании / Рубцов Ю.И., Устюжанин В.А., Рубцова О.П.; заявитель и патентообладатель Читинский государственный технический университет. Заявка 96103256/0 от. 20.02.96; опубл. 10.12.97, Бюл. № 34. - 5 е.: ил.

32. Пат. 2110680 РФ, МПК6 Е 21 В 43/28, С 22 В 3/00. Основание для кучного выщелачивания / Рубцов Ю.И., Рубцова О.П., Мязин В.П., Жиряков С.М., Жиряков A.C., Офицеров В.Ф., Воронов Е.Т.; заявители и патентообладатели Читинский государственный технический университет, Акционерное общество «Забайкалзолото». Заявка № 96104180/03 от 01.03.96; опубл. 10.05.98, Бюл.№ 13.-5 е.: ил.

33. Пат. 2168555 РФ, МПК7 С 22 В 11/08, 3/02. Способ и устройство для выщелачивания богатых золотосодержащих концентратов/ Рубцов Ю.И., Краснов A.B., Краснов С.А., Ульданов Ю.Ю., Зонтов П.Б.; заявитель и патентообладатель ООО Артель «Восточная». Заявка 99101666/02 от 22.01.99; опубл. 10.06.01, Бюл. № 16.-6 е.: ил.

34. Пат. 2198232 РФ, МПК7 С 22 В 11 /00, 3/02, 3/46. Способ осаждения золота и устройство для его осуществления / Рубцов Ю.И., Шнель И.О., Мязин В.П., Устюжанин В.А., Павлов П.М., Озеров A.B.; заявитель и патентообладатель Читинский государственный технический университет. - Заявка 2001104546/02 от 19.02.01; опубл. 10.02.03, Бюл. № 4.-5 е.: ил.

35. Пат. 2229529 РФ, МПК7 С 22 В 11 /08, 3/02. Способ выщелачивания золотосодержащих концентратов и устройство для его осуществления / Рубцов Ю.И., Павлов П.М., Мамуль A.A., Ушакова Н.Р.; заявитель и патентообладатель Читинский государственный технический университет. Заявка 2002115594/02 от 11.06.02; опубл. 27.05.04, Бюл. № 15. -7 е.: ил.

36. Пат. 2233896 РФ, МПК7 С 22 В 11 /08. Способ извлечения золота / Рубцов Ю.И., Павлов П.М., Мамуль A.A.; заявитель и патентообладатель Читинский государственный технический университет. Заявка 2002121174/02 от 05.08.02; опубл. 10.08.04, Бюл. № 22. -5 е.: ил.

37. Пат. 2248413 РФ, МПК7 С 25 С 7/02, 1/20. Устройство для электролиза золота из продукционных цианидных растворов/ Рубцов Ю.И., Павлов П.М., Мамуль A.A.; заявитель и патентообладатель Читинский государственный технический университет. Заявка 2002122115/02 от 13.08.02; опубл. 20.02.04, Бюл. № 8.-4 е.: ил.

38. Пат. 2254388 РФ, МПК7 С 22 В 11/08. Способ кучного выщелачивания золота / Рубцов Ю.И., Павлов П.М.; заявитель и патентообладатель Читинский государственный технический университет. Заявка 2003130399/02 от 14.10.03; опубл. 20.06.05, Бюл. № 17.-4 с.

39. Пат. 2268317 РФ, МПК С 22 В 11/08. Способ цианидного выщелачивания золота в штабелях руды / Рубцов Ю.И., Павлов П.М.; заявитель и патентообладатель Читинский государственный университет. Заявка 2004100572/02 от 05.01.04; опубл. 20.01.06, Бюл. № 02.-7 с.

40. Пат. 2268318 РФ, МПК С 22 В 11/08, 3/02. Способ кучного выщелачивания золота в штабелях и устройство для его осуществления/ Рубцов Ю.И., Павлов П.М.; заявитель и патентообладатель Читинский государственный университет. Заявка 2004117238/02 от. 07.06.04; опубл. 20.01.06, Бюл. № 02. -6 е.: ил.

41. Пат. 2283882 РФ, МПК С 22 В 11/08. Способ кучного цианидного выщелачивания золота/ Казанов Е.В., Рубцов Ю.И., Павлов П.М., Лизункин В.М.; заявитель и патенто-облад. Читинский государственный университет. Заявка 2004129546/02 от 07.10.04; опубл. 27.03.06, Бюл. № 26.-5 с.

В прочих изданиях:

42. Рубцов Ю.И. Экологические аспекты кучного выщелачивания золота цианид-ным способом/ Ю.И. Рубцов, О.П. Рубцова// Драгоценные металлы и камни. (Проблемы добычи и извлечения золота из руд, песков и вторичного сырья). - Иркутск: ОАО Иргиред-мет, 1997.-С. 85-94.

43. Рубцов Ю.И. Повышение эффективности переработки золотосодержащих ру; на основе использования методов кучного выщелачивания/ Ю.И.Рубцов и др.// Добыча золота. Проблемы и перспективы: доклады семинара.-Хабаровск, 1997. Т. 1. -С. 45-49.

44. Добромыслов Ю.П. Проблемы технологии и экологической безопасности npi кучном выщелачивании золотосодержащих руд Забайкалья/ Ю.П. Добромыслов, Ю.И. Рубцов// Вестник МАНЭБ. - С.-Петербург-Чита, 1999. -№ 6 (18). -С. 79-86.

45. Ю.И. Рубцов. Исследование и внедрение способа цианидного выщелачивает: золота из упорных гравиконцентратов в условиях частичного накислороживания пульпы Ю.И. Рубцов, A.B. Татаринов, В.И. Машеренков, Л.И. Яловик //Рациональное использова ние минерального сырья-Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2000. -С. 122.

46. Павлов П.М. Экспериментальное исследование кучного выщелачивания/ П.М. Павлов, Ю.И. Рубцов, A.A. Мамуль//Международное совещание. Экологические пробле мы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья (Плаксински< чтения).-М.-Чита, 2002. Ч. 1.-С. 119-125.

47. Мамуль A.A. Электролиз богатых продукционных растворов/- A.A. Мамуль Ю.И. Рубцов //Международное совещание. Экологические проблемы и новые технологи: комплексной переработки минерального сырья (Плаксинские чтения). -М. -Чита, -2002. 2, -С. 60-63.

48. Рубцов Ю.И. О снижении выбросов синильной кислоты и цианидов при выще лачивании золота кучным методом/ Ю.И. Рубцов// Вестник МАНЭБ. Т.9, № 6. -С. Петербург -Чита, 2004.-С. 211-213.

49. Рубцов Ю.И. О сорбции цианида золота на рудном материале/ Ю.И. Рубцо! П.М. Павлов, и др. // Вестник Читинского государственного университета. -Чита, -2005. № 8. -С. 23-24.

Лицензия ЛР № 020525 от 02.06.97 Подписано в печать /2. СЦ. /2, Формат 60x84 1/16

Усл.печ.л. 1,0_Тираж 100 экз._Заказ N 73

Забайкальский государственный университет ул. Александро-Заводская, 30. г. Чита, 672039 РИК ЗабГУ

Содержание диссертации, доктора технических наук, Рубцов, Юрий Иванович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ЦИАНИДНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА.

1.1. Характеристика объектов исследования.

1.1.1. Минеральный состав золотосодержащих руд.

1.1.2. Минеральный состав золотосодержащих рудных объектов Забайкалья.

1.2. Анализ научных работ и технологий извлечения золота с использованием цианидов.

1.2.1. Общие положения о процессе цианирования.

1.2.2. О механизме реакций цианирования рудного золота.

1.3. Опыт промышленного КВ золотосодержащих руд.

1.4. Формулировка научно обоснованных геотехнологических задач

Исследований.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ ФОРМИРОВАНИЯ ГЕОТЕХНОГЕННОЙ СРЕДЫ ДЛЯ СКОРОСТНОГО КВ СКАЛЬНЫХ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД.

2.1. Интенсификация выщелачивания золота за счет увеличения массообмена на поверхности гранул в "поршневом" режиме орошения.

2.1.1. Новый подход к массообмену при скоростном КВ золота.

2.1.2.Разработка нового способа орошения при КВ золота с использованием накислороживания раствора.

2.1.3.Коллективное влияние расхода раствора и крупности дробления руды на интенсивность КВ золота.

2.2. Исследование изомольной системы Ли-СК-02-Н20.

2.3. Накислороживание растворов как фактор активации КВ золота.

2.4. Температура как интенсивный фактор скоростного КВ золота.

2. 5. О роли ионов водорода в реакции цианирования золота.

2.6. Реализация способа скоростного КВ золота с активацией процесса путем накислороживания раствора.

2.7. Сорбция цианида натрия на окомкованной руде как экстенсивный фактор КВ золота.

2.8. Исследования и разработка способа скоростного цианидного

КВ золота при условии частичного ввода цианида натрия при окомко-вании и накислороживании циркуляционных растворов.

2.9. Исследования и разработка способа скоростного КВ золота в условиях создания "эффективной" или действующей концентрации цианида натрия в стадии выстаивания окомкованной окисленной кварцевой руды.

2.10. Исследование сорбции цианида золота из продукционных растворов на руде.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА УРАВНЕНИЯ КИНЕТИКИ СКОРОСТНОГО ВНУТРИДИФФУЗИОННОГО КУЧНОГО

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА.

ЗЛ. Недостаточность классических представлений по кинетике КВ золота.

3.2 Вывод эмпирического уравнения кинетики скоростного КВ золота с учетом фактора внутридиффузионного торможения.

3.3. Оценка 3- параметрического уравнения Х= 1- +g)) 6667.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. ОСНОВЫ ФОРМАЛИЗОВАННОЙ ДИНАМИКИ СКОРОСТНОГО КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА.

4.1. О динамической природе КВ золота.

4.2. Разработка структуры уравнения динамики и динамического критерия.

4.3. Вывод зависимостей частных условных констант от интенсивных и экстенсивных факторов КВ золота на воздухе.

4.3.1. Определение зависимости условной частной константы к'н2о,с1 от интенсивности орошения руды и от крупности дробления руды.

4.3.2. Определение зависимости частной условной константы ка от крупности дробления руды.

4.4. Определение зависимостей частных условных констант при скоростном в КВ золота.

4.4.1. Определение частной зависимости условной константы к^ от крупности дробления руды при накислороживании растворов.

4.4.2. Определение частной зависимости условной константы кт от температуры.

4.4.3. Определение частной зависимости условной константы. кеоАи,С1\'аС!\'- от содержания золота в руде (е0Аи) и концентрации цианида натрия, вводимого при окомковании руды; от продолжительности и др. компонентов.

4.5. Разработка математических операторов для гдин, кдин, gдuн.

4.6. Методика расчета динамического критерия гдин по частным зависимостям условных констант от экстенсивных и интенсивных факторов.

4.7. Оценка достоверности прогнозных расчетов Хдин руды и из хвостов цианирования месторождений "Погромное" и "Дельмачик".

4.8. Программа скоростного КВ золота в условиях ввода цианида натрия с раствором в режиме "поршневого" орошения.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПУТИ ВЫБОРА И ОБОСНОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГЕОТЕХНОЛОГИИ СКВ ЗОЛОТА И КОНСТРУКТОРСКИХ РЕШЕНИЙ.

5.1. Опытно-полевая установка и проверка исследований по скоростному кучному выщелачиванию золота в полупромышленных условиях

5.2. Разработка технологии скоростного довыщелачивания золота из хвостов цианирования.'

5.2.1. Скоростное довыщелачивание золота из свежеполученных хвостов цианирования.

5.2.2. Скоростное довыщелачивание золота из хвостов цианирования после выстаивания на воздухе в течение осенне-зимне-весенних холодных сезонов.

5.2.3. Совместное скоростное КВ золота из хвостов цианирования и из забалансовой руды после дезинтеграции в холодные сезоны.

5.3. Разработка экологичных инженерно-конструкторских решений и новой технологической схемы скоростного КВ золота.

5.3.1. Разработка нового основания для скоростного КВ золота.

5.3.2. Разработка новых устройств и мероприятий, снижающих выбросы цианида.

5.3.3. Разработка новой технологической схемы скоростного КВ золота.

5.3.4. Сравнение расчетной эффективности КВ золота по классической и по скоростной методикам.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка и научное обоснование ресурсосберегающей цианидной технологии скоростного кучного выщелачивания золота из скальных кварцевых руд"

Актуальность проблемы. Истощение запасов рудного золота обусловливает вовлечение в отработку упорного, бедного и некондиционного минерального сырья с содержанием золота 1-2 г/т. Для эффективной переработки такого золотосодержащего горнорудного сырья и, в частности, кор выветривания, перспективно использование физико-химической геотехнологии кучного выщелачивания золота. Отсутствие фабричных корпусов, исключение из технологической схемы мельниц, сгустителей, пульповых циркуляционных насосов позволяет в 2-4 раза снизить долю капитальных и эксплуатационных затрат. Проекты кучного выщелачивания золота (КВ) разрабатывались и внедрялись в России для старательских артелей. Недостаточная проработанность проектов, удаленность объектов переработки от крупных промышленных центров, небольшая продолжительность теплого сезона отрицательно сказывались на эффективности реализации этих проектов. Рентабельными оставались крупные компании, где привлекался богатый, но малодоступный практический опыт иностранных золотодобывающих компаний, или отдельные отечественные компании, которые имели возможность самостоятельно отрабатывать крупные золоторудные месторождения по технологии классического многосезонного выщелачивания золота из куч объемом порядка 1 млн т дробленой руды и более.

Одной из причин, сдерживающих освоение малых золоторудных месторождений, является недостаточность теоретических предпосылок, направленных на существенное сокращение продолжительности процесса. Исследования, проводимые в последнее столетие, направлены в основном на достижение приемлемой степени извлечения золота в зависимости от крупности дробления, расхода цианида натрия без окомкования руды или с оком-кованием и пленочным режимом фильтрации растворов, реализуемом при капельном орошении. Факторов, влияющих на эффективность кучного выщелачивания золота, в том числе интенсифицирующих процесс, оказалось больше. В связи с этим актуальной становится проблема интегрального влияния. Такая постановка вопроса требует разработки методики расчета обобщенного динамического критерия в условиях совместного воздействия всех факторов на продолжительность процесса: крупности дробления, удельного расхода реагентов и раствора при орошении руды, скорости фильтрации раствора в штабеле, концентрации реагентов во внутрипоровом пространстве отдельно взятой гранулы и во всем объеме рудного штабеля, температуры, дезинтеграции руды в условиях резко континентального климата, сорбции реагентов и продуктов реакции на рудном материале и др. Разработка аналогичной методики применительно к некондиционной руде и хвостам цианирования позволит повысить эффективность геотехнологического передела и отрабатывать убогие и отработанные упорные рудные объекты. Актуальной становится разработка гибкой скоростной цианидной геотехнологии КВ золота, устойчивой к изменению минералогического состава руды, пористости и твердости вмещающих пород.

Диссертация посвящена научному обоснованию и созданию ресурсосберегающей скоростной геотехнологии цианидного КВ золота из окисленных и полу окисленных малосульфидных кварцевых руд, из забалансовых руд и из хвостов цианирования в течение короткого теплого сезона с использованием накислороженных растворов цианида натрия.

Целью работы являются научное обоснование и разработка скоростного цианидного кучного выщелачивания золота из скальных кварцевых руд и техногенных образований в условиях концентрационной реагентной активации массообмена с участием кислорода и ионов водорода.

Объект исследования - дробленая и окомкованная золотосодержащая скальная кварцевая руда, хвосты цианирования, забалансовая руда, внутрипоровое пространство штабеля.

Предмет исследования - активированная геотехногенная среда в штабеле руды, кинетика, динамика, цианидная комбинированная технология скоростного КВ (СКВ) золота из руды и техногенных образований, отличающаяся от классической совершенно новыми скоростями.

Основная научная идея заключается в повышении эффективности извлечения золота за счет формирования химически активной геотехногенной среды при полном вводе цианида натрия при окомковании с последующим "поршневым" орошением накислороженной водой или раствором и управлении коллективными процессами в системе "золоторудное сырье-цианид-кислород-вода" в условиях внутридиффузионного торможения.

Задачи исследований:

2. Разработать основы формализованной кинетики скоростного КВ золота, учитывающей через специальный параметр-критерий влияние внутридиффузионного торможения.

3. Разработать основы динамики скоростного КВ золота.

6. Обосновать эффективность технологической схемы.

Защищаемые научные положения:

1. Повышение эффективности технологии КВ золота из низкосортного рудного сырья, сокращение продолжительности процесса в 3-4 раза возможны при реализации способа, включающего подачу раствора цианида и аэрацию штабеля, отличающегося тем, что подачу раствора цианида ведут периодически 1-4 раза в сутки в "поршневом" режиме при образовании воз-душно-порового пространства при высоте кучи до 3-5 м и плотности орошения 25-120 л/м в течение 0,1-1,0 ч.

2. Кинетика скоростного кучного выщелачивания золота описы-вается эмпирическим уравнением X=\-(k'/{lg(ta+g))Іi {к' - условная константа, сутки; а и /? - эмпирические коэффициенты, равные соответственно 0,16 и 6,667; g - показатель внутридиффузионного торможения, сут; г -продолжительность, сут), которое позволяет оценивать степень выщелачивания золота X и управлять процессом в условиях, контролируемых внутри-диффузионным торможением.

3. Динамика скоростного кучного выщелачивания золота определяется динамическим показателем-критерием, зависящим от приемлемой продолжительности, крупности дробления, температуры штабеля, условий ввода цианида натрия в руду, степени насыщения кислородом выщелачивающих растворов, содержания золота в руде, концентрации цианида натрия, вводимого при окомковании руды. Критерий, позволяющий прогнозировать степень выщелачивания золота, описывается в общем виде эмпирической завиу симостью (например) гдин=100^к-еоАи-д н2О'Якасы(-0,0012-(<3:)+0,0845-с1+

0,3135)/Со2, приемлемая продолжительность, сут; еоаи - содержание золота, г/т; с1 - крупность дробления, мм; Со2 - концентрация кислорода в рас

3 ^ творе, мг/л; цшо ~ расход раствора, м /м"сут; асы — расход цианида натрия, кг/т).

Достоверность научных положений и выводов обеспечивается необходимым объемом экспериментальных исследований и статистических данных по КВ золота из руд разных месторождений, из концентратов, из хвостов цианирования, опытно-полевыми и опытно-полупромышленными испытаниями, сравнением эффективности по классической и разработанной методикам.

Личный вклад автора:

- обоснование полного ввода цианида натрия в стадии окомкования;

- разработка базы экспериментальных и опытно-полевых исследований по скоростному кучному выщелачиванию золота;

- создание физической модели скоростного цианидного КВ золота для полупромышленных полевых испытаний;

- разработка гипотетической и эмпирической моделей кинетики;

- разработка модели динамики скоростного КВ золота;

- статистическая обработка результатов исследований;

- разработка системы управления базой данных, алгоритм программы для расчета прогнозируемой степени выщелачивания золота;

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Термодинамическим анализом установлена вероятность цианирования золота в присутствии иона водорода при рН<9 с участием и без участия кислорода. Накислороживание цианидных растворов в присутствии ионов водорода при рН~ 6 - 9,5 и при участии кислорода приводит к энергетически более выгодному механизму выщелачивания золота.

2. Доказан активационный механизм участия кислорода при СКВ золота. Это .подтверждается исследованиями реакционноспособности системы "Аи-СМ~-02-Н20", отсутствием индукционного периода, растворением пленок на поверхности золота, сравнимостью величин расчетной энергии активации хемосорбции кислорода и кажущейся энергии процесса выщелачивания золота в присутствии кислорода.

4. Изучена сорбция цианида золота окомкованным рудным материалом при СКВ золота и разработаны мероприятия по предотвращению этого явления.

3 ^ жиме с расходом раствора 0,1-0,14 м /м" в течение 10-30 мин сначала накислороженной водой, затем - накислороженным до 33-38 мг/л Ог циркулирующим раствором без добавления в него цианида натрия; скорость фильтрации циркулирующего раствора в поровом пространстве рудного штабеля -1,5-5 м/час; концентрация золота в продукционных растворах <20 мг/л; продолжительность 15-30 суток.

6. Разработана эмпирическая модель кинетики скоростного КВ золота, отличающаяся от известных тем, что для учета влияния внутренней диффузии введена дополнительная постоянная g - параметр-критерий внутри-диффузионного торможения, функционально связанный с условной константой выщелачивания, имеющий размерность [сут] и в оптимальных условиях принимающий значения 0,55-1,4.

7. Разработана математическая модель формализованной динамики скоростного КВ золота, использующая параметр-критерий внутри диффузионного торможения гдин, определяемый через частные условные константы, учитывающие влияние экстенсивных и интенсивных факторов гетерогенной системы, а также условную константу ктн и параметр внутридиффузионного торможения gдm, функционально связанные с гдин.

По методике строительства скоростной ресурсосберегающей технологии кучного выщелачивания золота из штабеля руды объемом 300 тыс. т и из смеси 200 тыс. забалансовой руды с 300 тыс. т хвостов цианирования для дамбового выщелачивания и учета ущерба при эксплуатации опытно-промышленного предприятия окупаемость капвложений по классической методике КВ золота (75 %) произойдет через 3,4 года, по разработанной - за 2,3 года; чистая расчетная прибыль по разработанному способу увеличивается в 1,5 раза по сравнению с классической схемой КВ золота и за первые 5 лет отработки составит 562,4 млн р.

Результаты работы получили поэтапную практическую реализацию на финансирующих исследования предприятиях: в старательских артелях ЗАО Южная и Бальджа - на уровне опытно-полевых испытаний и внедрения на полузаводских испытаниях скоростного выщелачивания золота из упорных гравиконцентратов; в компании "Искра" - на уровне опытно-полевых испытаний; в ЗабНИИ, ВНИПИГорцветмет - на уровне научно-исследовательских работ; на заводе Рязцветмет - на уровне научно-исследовательской работы и опытно-заводских испытаний; в ЧитГУ - в учебном процессе на кафедрах "Безопасность жизнедеятельности", "Обогащение полезных ископаемых и ОС". Внедрение скоростной технологии КВ золота позволяет при годовых объемах переработки в 300 тыс. т руды и более повысить добычу золота на 20 %, прибыль - на 50 % и предназначено для отработки малых золоторудных месторождений. На руднике Апрелково - на уровне мероприятий по интенсификации КВ золота и отработке мероприятий по безопасности, разработанных в проекте «Оценка воздействия на окружающую природную среду опытно-промышленного производства по добыче и кучному выщелачиванию золотосодержащих руд месторождения "Погромное" Апрелковского рудного поля»/ Рук. проекта В.П. Мязин; исполнители: Д.М. Шестернев, Ю.И. Рубцов, С.Б. Татауров и др. -Чита. -2005. -Т. 1,- 256 с. -Т. 2 .- 71 с,-Т. 3.-271 с. -Т. 4.-84 с. (фонды Забайкальского гос. ун-та).

Апробация диссертации. Основные положения работы опубликованы или докладывались: на Международном конгрессе по экологии и чистой технологии SWEMP-96, Италия, (Кальяри, 1996); международной научнотехнической конференции, посвященной 125-летию ИРГИРЕДМЕТ "Драгоценные металлы и камни: проблемы добычи и извлечения золота из руд, песков и вторичного сырья" (Иркутск, 1997); 1-ой научно-технической конференции, посвященной открытию Горного института (Чита, 1998); научно-практическом семинаре "Добыча золота. Проблемы и перспективы" (Хабаровск, 1997); на научно-технических конференциях: Чита (1998, 1999), международном совещании "Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья" (Плаксинские чтения), Москва-Чита (2002); на Всероссийском совещании "Неделя горняка" (2006); У1-м Конгрессе обогатителей стран СНГ (2007); на международных совещаниях: "Приоритеты и особенности развития Байкальского региона" (Улан-Удэ, БИП СО РАН, 2008); "Современные проблемы обогащения и глубокой комплексной переработки минерального сырья" (Владивосток, 2008); "Фундаментальные проблемы формирования геотехногенной среды" (Новосибирск, ИГД СО РАН, 2010), РГГРУ им. С. Орджоникидзе (2011), международном научном симпозиуме «Неделя горняка - 2012».

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 365 е., содержит Введение, 5 глав, Заключение, библиографический список из 235 источн., 221 рис. и 19 приложений.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Рубцов, Юрий Иванович

Основные результаты исследований заключаются в следующем:

2. Разработаны оптимальные условия скоростного режима КВ золота из окисленной кварцевой руды на примере месторождения Погромное: оп

3 2 тимальная плотность орошения от 0,08 до 0,14 м /м в течение 0,3-0,5 часа; крупность дробления руды -10-12 мм; накислороживание циркуляционных растворов до 33-38 мг/л; полный ввод цианида натрия с расходом gNaCN=0,5 кт/т в стадии окомкования руды с концентрацией 13,5-15 г/л при влажности руды 6 %; выстаивание окомкованной руды в течение 4-8 суток; продолжительность орошения 7-20 суток; концентрация золота в продукционном растворе <20 мг/л; температура 15-22 °С.

3. Детерминированный подход к формальной кинетике кучного выщелачивания золота позволил на основании логических обобщений уравнения Ильковича и Белоглазова-Зуньига получить выражение для текущего оператора продолжительности внутридиффузионного периода (t°'I6+g■), включающего дополнительный параметр внутридиффузионного торможения g, повышающий оценку степени выщелачивания золота в период внутридиффузионного торможения.

4. Путем логического развития классических представлений об изменении размера частицы в процессе ее превращения и использования этого положения для геохимического выщелачивания золота, получен оператор (1-Xприемлемый для оценки текущего размера золотины при скоростном кучном выщелачивании золота.

5. С целью более точного описания внутридиффузионной области гетерогенного процесса, используя детерминированный подход к связи между оператором времени (t0'!6+g) и оператором текущего изменения размера золотин (1-Х)°',:> через условную константу к, разработана новая модель кинетики: Х= 1- (к/^(т 0'Iб+g)) 6,667. Модель кинетики использована для расчета текущей степени скоростного кучного выщелачивания золота.

7. На основании обработки результатов многочисленных исследований доказано, что условная константа и параметр внутридиффузионного торможения функционально связанны между собой и имеют общую физико-химическую природу, одну размерность и могут определяться некоторым показателем-критерием гдин, который, в свою очередь, должен зависеть от геотехнологических параметров и условий скоростного кучного выщелачивания золота.

8. На основании уравнения кинетики скоростного кучного выщелачивания золота Х=1- (к/^(т 0'lб+g)) 6,667 получены новые эмпирические уравнения динамики кучного выщелачивания золота: лин=ч£дин(/;ггдин))/1ё (?0и6+£дин(/2(>дин)))б!667 и

Хтн=НктШгт»Ш (^''Члин^^дин)))6'667

9. Разработаны математические операторы для определения динамического критерия выщелачивания гдин для разных условий кучного выщелачивания золота:

- из окисленных кварцевых руд с накислороживанием растворов или без их накислороживания в условиях ввода цианида натрия в руду с циркулирующими растворами гтп= к'£оАи (-0,0012^+0,0485^+0,3135)-((0,0544^2+0,3757^+13,931)^н202

0,0396-^+1,2192^-8,1639)-^н2о+0,0014^2 -0,0507^+0,9922)/ (100-(10Л(7,8338-(1000/7)л2- 53,016*(1000/Г)+ 89,242))(С02);

- из окисленных кварцевых руд накислороженными растворами в условиях полного ввода цианида натрия при окомковании руды гдин- ( к+ ¿в ы ст)' N аС N о ком к'

0,1688) •СкаСкокомк+0,9966-£оАи-0,6252)-(0,0014-^-0,0214-^+0,416))-^аС1,/ (10А(7,8338*(1000/(Т))2-53,016-(1000/(7))+ 89,242)-С02°'42);

- из окисленных кварцевых руд, из хвостов цианирования, из смеси хвостов цианирования и забалансовых руд до и после криогенного воздействия гдин= 100Ч-еОАиШ.ск- (-0,0012- (с12)+ 0,04850,3135)/(СО2).

13. Разработана новая комбинированная технология и технологическая схема, включающая скоростное КВ золота как из кондиционной руды и скоростное дамбовое выщелачивание смеси хвостов цианирования с забалансовой рудой и позволяющая снизить вероятность техногенной ЧС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Рубцов, Юрий Иванович, Чита

1. Минералогическое исследование руд цветных и редких металлов. -М.: Государственное научно-техническое издание литературы по горному делу. 1960.-220 с.

2. Петровская Н.В. Самородное золото. Кн. 2 / Н.В. Петровская. М.: Наука, 1973.-305 с.

3. Академик Ферсман. Избранные труды в 5 т. Т.5 / АН СССР. М., 1959. -85.

4. Экспериментальные исследования геохимии золота. Новосибирск: Наука, 1989.-281с.

5. Плаксин И.Н. Металлургия благородных металлов. -М.: Металлургиз-дат. 1943.

6. Плаксин И.Н. Гидрометаллургия/ И.Н. Плаксин. М.: Наука, 1972.278 с.

7. Ласкорин Б.Н. Гидрометаллургия золота / Б.Н. Ласкорин. М.: Наука, 1980.-С. 173-179.

8. Котляр Ю.А. Металлургия благородных металлов / Ю.А. Котляр, М.А. Меретуков. М.: АСМИ, 2002. - 466 с.

9. Лодейщиков В.В. Извлечение золота из упорных руд и концентратов / В.В. Лодейщиков. М.: Недра, 1968. - 208 с.

10. Кучное выщелачивание благородных металлов / под ред. М.И. Фаз-луллина. М.: Издательство Академии горных наук, 2001. - 648 с: ил. - ISBN 5-7892-0072-9.

11. Месторождения Забайкалья/Коллектив авторов/Под редакцией акад. Н.П. Лаверова/ -Чита-Москва. -РАН РФ по геологии и использованию руд-1995.-Кн. 2,-С. 1-17.

12. Металлургия благородных металлов: учебник для вузов / И. Н. Мас-леницкий, Л. В.Чугаев, В. Ф. Борбат и др/ Под редакцией Л.В. Чугаева 2-е изд., перераб. и доп./-М.: Металлургия, 1987. - 432 с.

13. Методические рекомендации по выбору месторождений золотых руд, пригодных для отработки способом КВ. М.: ЦНИГРИ, 1989.

14. Лодейщиков В.В. Упорные золотые руды и основные принципы ихметаллургической переработки. Гидрометаллургия золота / В.В. Лодейщиков/ -М.: Наука, 1980.-С. 5-18.

15. R. Nezt and Weith. Berlin Ber, 1050, 1876, 14, 1440(1881).

16. Ласкорин Б.Н. Извлечение золота из мышьяковистых золотосодержащих руд. Гидрометаллургия золота / Б.Н. Ласкорин , Г.Н. Москвичева, Т.Д. Гурдзибеев, Ю.К. Бровин и др./ М: Наука, 1980. - С. 19-21.

17. Минеев Г.Г. Промышленные испытания технологии кучного выщелачивания золота из бедных песчано-глинистых руд/ Г.Г. Минеев, A.C. Синаке-вич, Г.А. Строганов // Цветные металлы. 1977. - № 7. - С. 80-82.

18. Минеев Г.Г. Возможности добычи золота подземным выщелачиванием россыпей/ Г.Г. Минеев, A.M. Шутова // Физико-химические проблемы разработки полезных ископаемых. 1979. - № 4. - С. 110-115.

19. Патент 205896 РФ. Способ выщелачивания металлов из руд, хвостов обогащения и концентратов и установка для его осуществления / В.П. Дроба-денко, O.A. Луконина и др. Приоритет от 14.05.96 г.

20. Патент РФ. Способ кучного выщелачивания / В.П. Дробаденко, Н.Г. Малухин и др. Приоритет от 21.02.97 г.

21. Патент 2139142 РФ. Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы / В.А. Чантурия, В.Д. Лунин, И.Ж. Бунин и др., 1999.

22. Вскрытие упорных золотосодержащих руд при воздействии мощных электромагнитных импульсов/ В.А. Чантурия,Ю.В. Гуляев, В.Д. Лунин и др.// Доклады РАН. 1999. - Т. 366. - № 5. - С. 680-683.

23. Татаринов А.П. Применение метода кучного выщелачивания золота на Майском руд нике / А.П. Татаринов, Г.А. Строганов, A.A. Синакевич и др. // Цветные металлы. 1998. - № 5. - С. 29-31.

24. Фазлуллин М.И. Кучное сернокислотно-хлоридное выщелачивание благородных металлов из руд и материалов/ М.И. Фазлуллин, В.А. Гуров, Р.Н. Смирнова //Цветные металлы. 1997. - № 8. - С. 20-23.

25. Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процессов / А.Н. Зелик-ман, Г.Ф. Вольцман. М.: Металлургия, 1983. - 423 с.

26. Меретуков М.А. Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт/М.А. Меретуков, A.M. Орлов, -М.: Металлургия, 1991. -416 с.

27. MepeiyKOB M. А. Природные наноразмерные частицы золота. //Цветные металлы». 2006. № 2 С. 36-41.

28. Г.Г. Минеев. Кучное выщелачивание золотосодержащих руд/ Г.Г. Ми-неев, С.Б. Леонов.- Иркутск. ИГТУ. 1997.- 81 с. (Приложения 20 рис.).

29. Минеев Г.Г. Промышленные испытания технологии кучного выщелачивания золота из бедных песчано-глинистых руд/ Г.Г. Минеев, A.C. Синаке-вич, Г.А. Строганов // Цветные металлы. 1977. -№ 7. -С. 80-82.

30. Лодейщиков В.В. Рациональное использование серебросодержащих руд / В.В. Лодейщиков, К.Д. Игнатьева. -М.: Недра, 1973. -221с.

31. Татаринов А.П. Вовлечение в промышленную эксплуатацию золоторудного месторождения Амазаркан с применением кучного выщелачивания. А.П. Татаринов, С.С. Гудков, В.П Ершов, С.Г. Григорьев// Горный журнал. 1.2005. С. 51-54.

32. Татаринов А.П. Разработка технологии кучного выщелачивания золота из руды Березняковского месторождения. С.С.Гудков, А.П. Татаринов, С.Г. Григорьев, Ю.А. Коблов, В.И. Хвойнов, Г.А. Ващенко.// Горный журнал. Т. 1. 2005. С. 54-56.

33. Аксельруд Г.А. Растворение твердых веществ. М. Химия. 1983.-269 с.

34. Аксельруд Г.А. Введение в капиллярно-химическую технологию М. Химия. 1983.

35. Summitville-Leaching at its Peak//Mining Mag.- 1986, Sept.-P. 157161.

36. Pinson Gold Mine//Mining Mag. 1986, Sept. - P. 174-179.

37. Cabri L.J, Trace Silver Analyses by Proton Microprobe in Ore Evalua-tion//Precious Metals. Mining, Extraction and Processing. Proc. Int. Symp. -Los-Angeles, California. Febr. 27-29, 1984. - Met. Soc. of AIME. - 1984.- P. 93-100.

38. Dayton S.H. Pegasus Gold // Eng. and Min. J. 1983. - V. 184. 68. Bartlett P.W. Solution Leaching and Fluid Recovery of Materials. — Gordon and Breach Science Publishers, 1992.

39. Brewis T. Metal extraction by bacterial oxidation // Mining Mag. — 1995. -Vol. 47. Nq 10. - P. 197-201.

40. Gold in Latin America // Eng. and Min. J. 1994. - V. 195. - Nq6. -P. 26-28.

41. Heap leaching is small miners golden opportunity // Min. Eng. — 1979. V. 31. -NQ2. -P. 133-136.

42. Brower SJ. Mine planning at Round Mauntain Gold Corporation: Gold Forum on Technology and Practices. World Gold-89. Littleton, Colorado, 1989. - P. 191.

43. Johnson J. Gold regions heap leach requirements Pokrovskoye project. — Draft Golden Associates. Denver. Colorado, 1995.

44. Burger J.R. Ortiz, Gold Fields New World gold mine, has high recovciy rate from heap leach // Eng. and Mining J. 1983. - 184 (9). - P. 58-63.

45. Marsden J.O., Mansanti J.G., Sass S.A. Innovative methods for precious Metals recovery in North America // Min.Eng. — 1993. — V. 45. — № 9. —P. 1144-1151.

46. Butwell J.W. Heap leaching of fine agglomerated tailings at Asamera's Gooseberry Mine//Min.Eng. 1990. - V.42. - Nq 12. - P. 1327.

47. Clem B.M. Heap leaching gold arid silver ores // Eng. and Mining J. — 1982. V.183. - Nq4 - P. 68-76.

48. Denton O.K., Kerson S.C., Gosling B.B. A methodology for determining cyanide heap leach reclamation performance sands // USA Bureau of Mines, 1989.

49. Harris L.T Krol L. Newmont's Mines and Mills along the Carl in Trend // Min. Mag. 1989. - Nq 110. - P. 25-30.

50. Devnyst E.A., Conard B.R., Robbins G. "INCO S02+AIR". Cyanide removal process update: Gold Forum on Technology and Practices. World Gold-89. -Littleton, Colorado, 1989.

51. Whincup P.R., Me Donald D.C., Dukett P.H. In situ leaching of Western Australian Palacorshanuel: Gold: Gold Forum on Technology and Practices. World Gold-89. Littleton, Colorado, 1989. - P. 261-269.

52. Spickelmier K. Round Mauntain halves its cutoff grade // Min.Eng. -1993. -V. 45. NQ 1. - P. 41-48.

53. Economike and Practice Heap Leach Gold Mining: Workshop Conf., 3— 6 Aug. 1988. Austral. Inst. Mining and Met. - Parkville, 1988.

54. Heap leaching of low-grade ore proves successful in Montana // Eng. and Min. J. 1983. - V. 184. - Nq 5. - P. 2181. Frank F. Improving recovery from Gold and Silver Heap Leaching Operations // Eng. and Min. J. - 1995. - Vol. 196. - Nq6. -P. 52-53.

55. Haldane T.Q. Heap leaching and dump leaching at the Mesquite Mine //Min. Eng. 1990. - NQ 12. - P. 1321-1322.

56. Maki T.D. Heap leaching at FMS Gold Paradise Peak mine // Min. Eng. -1989. -V. 12. P. 1189-1190.

57. Suttile V. Maricuga — The world's next great Gold province? // Eng. and Min. J. 1991. - V. 192. - jYq 1090. Pegasus Gold // Min. J. Gold Int. Quart. - 1993. - V. 37. - Nq2. - P. 62.

58. Phifor S.E. Agglomerating Gold Ores at the Haile gold mine // Min. Eng. -1988. V. 40. -Nq6.- P. 447-450.

59. Potter G.M. Design factors for heap leaching operation // Min. Eng. -1981. -V. 33. JYS3. - P. 277-281.

60. Smith A., Struhsacker D.M. Cyanide Geochemistry and Detoxification Regulations: Gold Forum on Technology and Practices. World Gold-89. Littleton, Colorado, 1989.

61. Sawyer F.P., Hendrix J.Z. Proc. 1st. int Conf. Hydromet, Beijing, 1988:ICHM'88 - Beijing: Oxford, 1989. - P. 452-456.

62. Worstell J.H. Clay Agglomeration in precious metal heap leaching // Mining Mag. 1990. - Wi 7. - P. 28-33.

63. Татаринов А.П. Вовлечение в промышленную эксплуатацию золоторудного месторождения Амазаркан с применением кучного выщелачивания/ С.С. Гудков, В.П. Ершов, С.Г. Григорьев//Горный журнал. 2005, № 1. С.47-50.

64. Азим Иброхим. Кучное (отвальное) выщелачивание бедных золотосодержащих руд / Азим Иброхим, Б.А. Бобохонов, З.А. Зинченко, Ш.Р. Сахимов // Горный журнал. № 1. 2005. С. 51-58.

65. Татаринов А.П. Разработка технологии кучного выщелачивания золота из руды Березняковского месторождения/ А.П. Татаринов, .С.Гудков, С.Г. Григорьев, А.Ю. Коблов, В.И. Хвойнов // Горный журнал. №1 .2005. С. 59-65.

66. Бурыкин С.Н. Выбор высоты отвалов при организации их отсыпки при кучном выщелачивании/ С.Н. Бурыкин, Л.И. Стародубцева // Цветная металлургия. -1991.-№ 4. С. 30-34.

67. Введение в оценку, проектирование и получение благородных металлов способом КВ / Под ред. Дирк Ван Зила, Йена Хатчисона, Джин Кил. -Литтлтон, Колорадо, 1988.

68. Геотехнология. Кучное выщелачивание бедного минерального сырья /Л.И. Водолазов, В.П. Дробаденко, Д.П. Лобанов., Н.Г. Малухин. Москва, 2000,- 255 с.

69. Давыдова Л.А. Зарубежный опыт кучного выщелачивания цветных и драгоценных металлов из забалансовых руд/ Давыдова Л.А., З.А. Таужнянская // Цветная металлургия. 1982. - № 19. - С. 19-21.

70. Золото-2000//Матер. 2-й международной конференции "Золотодобывающая промышленность России на пороге третьего тысячелетия. Проблемы и перспективы". М., 22-23 февраля 2000 г.

71. Кучное выщелачивание при разработке урановых месторождений /Р.П. Петров, П.Ф. Долгих, И.П. Шумилин и др. Под ред. Д.И. Скороварова.

72. М.: Энергоатомиздат, 1988. 152 с.

73. A.C. Медведев. Выщелачивание и способы его интенсификации. М.1. МИСИС. 2005.-240 с.

74. Маклелан Д. Введение в оценку, проектирование и получение благородных металлов способом КВ / Д. Маклелан, Д. Зиа // Рудоподготовка, дробление, агломерация. Литтлтон, Колорадо, 1988.

75. Дементьев В.Е. Кучное выщелачивание золота и серебра/ В.Е. Дементьев, Г.Я. Дружина, С.С. Гудков Иркутск: ОАО «Иргиредмет», 2004,- 352 с.

76. Гуминский В.И., Черный К.Н. // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2004. Июль. Спец.вып. С. 57-59.

77. Драгоценные металлы. Россия 2003. Справочник предприятий и организаций. - М.: ООО «Геоинформцентр», 2003,- 264 с.

78. Брайко В.Н., Иванов В.Н. // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2005. № 3. С.20-31.

79. Горбунов П.Д. Предложения по оснащению золотодобывающих предприятий / П.Д. Горбунов, А.Н. Кошкин, И.В. Ханов //Золотодобыча: Информ.-реклам. бюл. / ОАО «Иргиредмет». 2006. Июнь. № 91. С. 9-11.

80. Лешков В.Г., Бельченко Е.Л., Гузман Б.В. Золото российских недр. -Москва: АО "ЭКОС", 2000. 628 с.

81. Патент № 3830037 РФ. Способ выщелачивания благородных металлов при помощи цианидсодержащих растворов и перекиси водорода. 1990.

82. Заявка 19626387 Германия. Способ извлечения металлов из руды. 1996.

83. Заявка 19546538 Германия. Способ термической обработки упорных золотосодержащих руд. 1996.

84. Патент 4960584 РФ. Регулируемое сопло для подачи выщелачивающего раствора в установке выщелачивания руды путем фильтрации. 1990.

85. Патент № 4961775 США. Агломерационные агенты для руд, содержащих глины. 1990.

86. Патент 5123956 США. Способ переработки золотосодержащих руд, содержащих мышьяк, углерод и серу. 1991.

87. Патент 5320723. США. Извлечение благородных металлов из руд. 1995.

88. Патент 5123916 США. Способ переработки золотых руд, содержащих мышьяк, углерод и серу, посредством обжига. 1992.

89. Патент 5112582 США. Агломерирующий агент для глинистых руд.

90. Патент. 4981598 США. Способ сорбционного извлечения металлов с использованием внутрикристалльного грохочения. 1991.

91. Патент 2036300 Россия. Долгих П. О. и др. Способ подготовки глинистых руд и шламов к выщелачиванию. 27.05.95.

92. Патент 2047381 Россия. Белецкий B.C., Способ извлечения золота из руд. 10.11.95.

93. Патент 2040563 Россия, Войлошников Г. И. и др. Способ переработки продуктов флотационного обогащения, содержащих золото. 27.7.95.

94. Патент 2040562 Россия. Хомутов В. Б. и др. Способ извлечения золота из руд. 27.7.95.

95. Патент 2030573 Россия. Дарвин И. С. Способ отвального выщелачивания полезных ископаемых. 10.03.95.

96. Патент 20С4508 Россия, Кузьминых В. М., Моисеенко Г. В. Способ извлечения золота из руды и установка для его реализации. 27.10.97.

97. Патент 2094507 Россия, Филиппов A. Л., Герасимова П. К. Способ извлечения золота из золотосодержащего цинкового осадка. 27.10.97.

98. Патент 2094502 Россия. Моисеенко В. Г., Римкевич В. С. Способ выделения золота из горнорудного сырья. 27.10.97.

99. Минеев Г. Г., Кучное выщелачивание золота из руд различного состава / Г. Г.Минеев, О. А. Пунишко // Горн. ж. 1998. - № 5. - С. 64-С6.

100. Патент 2109828 Россия, Елшин В. В., Леонов С. Б., Холодков Ю. Э., Коновалов Н. П. Способ регенерации активированных углей. 27.4.98.

101. Патент. 2095448 Россия. Хомутов В. В., Дорофеев С. И., Бейлин А. Ю., Фонберштейн Е. Г., Пучков Н. А. Способ извлечения золота из бедных руд и устройство для его осуществления. 10.11.97.

102. Патент 2096404 Россия. Бывальцев В. Я. Способ переработки золотосодержащих руд. 20.11.97.

103. Патент 2098494 Россия. Дорофеев С. П. Хомутов В. В. Установка для выщелачивания рудных металлов. 10.12.97.

104. Патент 2095443 Россия, Гуров В. А., Иванов В. С. Способ извлечения благородных металлов из растворов. 10.11.97.

105. Патент 2096444 Россия. Жагин Б. Н. Способ подземного выщелачивания благородных металлов из руд. 10.11.97.

106. Патент 5626816 CHIA. Fournier J. G. Установка для извлечения серебра. 6.5.97.

107. Патент 2094500 Россия. Воробьев А. Е., Ануфриев А. А., Чекушина Т. В., Бубнов В. К. Способ извлечения металлов из плохопроницаемых глинистых руд. 27.10.97.

108. Патент 2110594 Россия. Дигонский C.B., Дубинин Н. А., Кравцов Е. Д. Способ извлечения благородных металлов из полупродуктов. 10.5.98.

109. Патент 2110593 Россия. Васильев М. Г., Бахвалов С. Г., Васильев В. М. Способ переработки упорных золотомышьяковых руд и концентратов. 10.5.98.

110. Патент 2119У63 Россия. Бигомберг Э. А., Сон С. Б. Способ извлечения золота из упорных руд и концентратов. 10.10.98.

111. Патент 2123060 Россия, Войлошпиков Г.И, Чернов В. К. Способ извлечения золота из цианистых растворов или пульп. 10.12.98.

112. Патент 2118384 Россия. ТедеевН., Лукьянов А. Н., Прохоренко Г. А., Сытенков В. К., Мухин О. А., Боленко А. П., Вагис А. Ф. и др. Способ выщелачивания металлов из руд, содержащих естественные сорбенты. 27.8.98.

113. Патент 2112060 Россия. Шарапова Е. Н., Разенкова Н. П., Коган Б. С., Филиппова Т. В. Способ извлечения тонкодисперсного золота из гипергенных руд. 27:2.98.

114. Патент 2120486 Россия. Бигомберг Э. А., Сон С. Б., Лаврентьев И. П. Способ извлечения золота из упорных руд, концентратов и вторичного сырья. 20.10.98.

115. Патент 2122471 Россия. Щербаков В. И. и др. Способ переработки глинистых золотосодержащих руд. 27.11.98.

116. Патент 2110593 Россия. Васильев М. Г., Бахвалов С. Г., Васильев В. М. Способ переработки упорных золотомышьяковых руд и концентратов. 10.5.98.

117. Патент 2039096 Россия. Фонберштейн Е.Г. Способ добычи металла из руды. 9.7.95.

118. Стрижко B.C., Медведев A.C. Химические методы обогащения. Термодинамика и кинетика выщелачивания. -М.'.МИСиС.1989.-108 с.

119. Зеленов В.И. Методика исследования золотосодержащих руд. -М.: Недра, 1978.

120. Зеленов В.И. Методика исследования золото- и серебросодержащих руд. -3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1989. -302 с.

121. Тверитинов Ю.И. К проблеме тонкого и связанного золота россыпных техногенных месторождений золота/Ю.И. Тверитинов//Горный журнал. 1998. -№5. с. 21-29.

122. Ивановский М.Д. Влияние некоторых компонентов на растворение золота / М.Д. Ивановский // Труды Московского института цветных металлов и золота им. М.И. Калинина. М.: Металлургииздат, 1958, № 31. - С. 283-297.

123. Чекмарёв A.M., Чижевская C.B., Бучихин Е.П. Металлургия XXI века: шаг в будущее. Межд. конф., Красноярск.-Тез. докл., 1998. С. 22-24.

124. Барон Н.М., Квят Э.И., Подгорная Е.Л. и др. Краткий справочник физико-химических величин. / Под ред. К.П. Мищенко, A.A. Равделя. -Л.: Химия, 1967. 182 с.

125. Рабинович В. А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Л: Химия, 1978. -392 с.

126. Кумок В.Н., Кулешова О.М., Карабин Л.А. Произведения растворимости. Новосибирск: Наука,1983. - 266 с.

127. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Физматгиз, 1959. -699 с.

128. Жуховицкий A.A., Шварцман Л.А. Краткий курс физической химии. М.: Металлургия, 1979. - 368 с.

129. Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976. - 767 с.

130. Медведев A.C., Алибеков Г.Я., Кащеев И.Н. // Кокс и химия. 1987. № 4. С. 40 42.

131. Харт Э., Анбар Дж. Гидратированный электрон:/ Пер. с англ. /Под ред. А.К. Пикаева -М.: Атомиздат, 1973. -280 с.

132. Пикаев А.К. Сольватированный электрон в радиационной химии. -М.: Наука, 1969. 460 с.

133. Басоло Ф., Пирсон Р. Механизмы неорганических реакций. М.: Мир, 1971.-592 с.

134. Анфилогова J1.A., Подольский А.П., Сафонова Е.Г. Обогащение и металлургия полезных ископаемых. Иркутск: ИПИ, 1970. С. 73 - 74.

135. Новое в исследовании поверхности твердого тела. Вып.1. /Под ред. Т. Джайядевайя, Р. Ванселова. М.: Мир, 1977. - 320 с.

136. Громов В.В. Влияние ионизирующего излучения на кинетику растворения твёрдых тел. М.: Атомиздат, 1976.-128 с.

137. Рид В. Т. Дислокации в кристаллах. М.: Металлургиздат, 1957. - 279 с.

138. Киттель Ч. Введение в физику твёрдого тела. М.: Наука, 1978. -792 с.

139. Масленицкий И.Н., Доливо-Добровольский В.В., Доброхотов Г.Н.и др. Автоклавные процессы в цветной металлургии. -М.: Металлургия, 1969. -349 с.

140. Пикаев А.К. Современная радиационная химии. Основные положения. Экспериментальная техника и методы.- М.: Наука, 1985. 376 с.

141. Медведев А.С. В сб. Химия и металлургия редких металлов. -М.Металлургия, 1979. МИСиС, Научн, тр. № 117. С. 5 10.

142. Котов А.Г., Громов В.В. Радиационная физика и химия гетерогенных систем. М.: Энергоатомиздат, 1988. С. 186 - 225.

143. Веденеев В.И., Гурвич Д.В., Кондратьев В.Н. и др. Энергии разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону. Справочник. М.: Изд. АН СССР, 1968.-216 с.

144. Плаксин И.Н. Полупроводниковые свойства минералов и оценка их ад-сорбционно-химической активности. / И.Н. Плаксин, Р.Ш. Шафеев, В.А Чанту-рия//ДАН СССР. 1966. Т. 170. № 4. С. 463 466.

145. Ходаков Г.С. Физика измельчения. -М.: Наука, 1972. 307 с.

146. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации химических процессов. Новосибирск: Наука, 1979. - 251 с.

147. Кулебакин В.Г. Применение механоактивации в гидрометаллургических процессах. Новосибирск: Наука, 1988. - 272 с.

148. Молчанов В.И., Юсупов Т.С. Физические и химические свойства тон-коизмельченных минералов. Новосибирск: Наука, 1983.-С. 65

149. Болдырев В.В. Экспериментальные методы в механохимии твёрдых неорганических веществ. Новосибирск: Наука, 1979. - 251 с.

150. Гирсанов И. В., Поляк Б. Т., Фейгин Е. А., Платонов В. М., Вычисление параметров кинетических уравнений по экспериментальным данным, в сб. «Всесоюзная конференция по химическим реакторам», т. 3, Новосибирск, 1965, стр. 413.

151. Кафаров В. В. Макрокинетика химических процессов, Усп. хим., № 2,329(1967).

152. Иоффе И. И., Письмен Jl. М. Инженерная химия гетерогенного катализа. М. Химия, 1965.

153. Каковский И.Н. Кинетика процессов растворения / И.Н. Каковский, Ю.М. Поташников. М.: Металлургия, 1975. - 224 с.

154. Э.Н. Ремсден. Начала современной химии.-Л.: Химия, 1989.-783 с.

155. Левеншпиль О. Инженерное оформление химических процессов/ О. Левеншпиль; перевод с англ. Под редакц. и с дополн. чл. корр. АН СССР М.Г. Слинько. М.: Химия, 1969.-621с.

156. Юнгерс Ж. Кинетические методы исследования химических процессов / Ж. Юнгерс, Л. Сажюс. Л.: Химия, 1981. 422 с.

157. Киселев О.В., Крылов В.Ф. Адсорбция и катализ на переходных металлах / О.В. Киселев, В.Ф.Крылов.- М.: Химия, 1981.-286 с.

158. Б.Р. Эггинс. Химическая структура и реакционноспособность твердых веществ. -М.: Химия, 1976. 159 с.

159. Булах А.Г. Физико-химические свойства минералов и компонентов гидротермальных растворов / А.Г. Булах, К.Г. Булах-Л.: Недра. 1978. С. 189191.

160. Летников Ф.А. Изобарно-термические потенциалы и их применение в геохимии / Ф.А. Летников. М.: Недра. 1965.- С. 128-134.

161. Мейтис Л. Введение в курс химического равновесия и кинетики. -М.: Мир, 1984.- 480 с.

162. Крешков А.П. Основы аналитической химии/- А.П. Крешков. Химия. М. - 1977.-ТЗ.-С. 488.

163. Арене В.Ж. Методология исследований в горной науке. М. МГГУ.1. Горный журнал. 2002. С.

164. Долгих П.Ф. О получении основных технологических параметров выщелачивания компонентов из кускового рудного материала / П.Ф. Долгих, И. Д. Остроумова, В. К. Бубновик др./Комплексное использование минерального сырья», 1981. -№ 6. -С. 19-22.

165. Бухаров В.Г. / В.Г. Бухаров, С.Г. Вечеркин, И.К. Луценко. Подземное выщелачивание урановых руд. М. Атомиздат. 1969. С. 151.

166. Шьюмон П. Диффузия в твердых телах. М. 1968.

167. Малышев В.П. Равновесно-кинетический анализ физико-химических процессов/ В.П. Малышев., В.Г. Шкодин./ А.-Ата: Гылым. 1990. С. 112.

168. Исследование возможности извлечения висмута из некоторых золотосодержащих концентратов: отчет О НИР / ЧитПИ; рук. Рубцов Ю.И. -Чита, 1975. -№ Г.Р. 75054251. -Инв. № 489. 24 е.: ил.

169. Исследование возможности извлечения серебра, висмута и свинца из некоторых золотосодержащих концентратов Забайкалья: отчет по НИР / ЧитПИ; рук. Рубцов Ю.И. Чита, 1978. -№ ГР 77032873, инв. № Б 641820 -27 е.: ил.

170. Совершенствование схемы и режима получения сульфидсеребрянных товарных продуктов: отчет по НИР/ ЧитПИ; рук. Рубцов Ю.И. Чита, 1979. - № ГР 78051211, инв. № Б747389,- 68 е.: ил.

171. A.c. 996496 Российская Федерация. Способ извлечения висмута. /Рубцов Ю.И., Воросова И.А., Мельникова Ж.В. 3317879; заявл.8.07.1981.; опубл. 17.02.83. Бюлл. №6.-3 с.

172. A.c. 583648 Российская Федерация. Способ извлечения висмута и свинца из концентратов выщелачиванием. Рубцов Ю.И., Григорьева H.A.- Заявка 2345644. Зарегистр. в Гос. Реестре изобретений СССР 10.08.1977. 9 е., ил.-4.

173. A.c. 658294 Российская Федерация. Состав для закрепления пылящихповерхностей./ Рубцов Ю.И., Карасев К.И., Курбатов B.JI. и др. 2337929; заявл. 23.03.1976. Зарегистр. в Гос. Реестре изобретений СССР 28.12.1978.

174. Рубцов Ю.И. Переработка висмутсодержащего сырья гидрометаллургическим методом / Ю.И. Рубцов, О.П. Рубцова, К.А. Никифоров / Рац. исп. минер, сырья. АН СССР СО БНЦ. Улан-Удэ, 1989. - С. 83-86.

175. Рубцов Ю.И. О проблемах химического вскрытия руд цианидным способом / Ю.И. Рубцов, В.М. Машеренков // Первая научно-техническая конференция, посвященная открытию горного института.- Чита, 1987. С. 39-43.

176. Рубцов Ю.И. Методика системного подхода к кинетике растворения металлов/ Ю.И. Рубцов // Цветная металлургия, вып. 2. -М. 2006. С.55-59.

177. Rubtsov Y.I. Arsenium removal rendering harmltss while ore dressing / SWEMP 96. Y.I. Международный конгресс по экологии и чистой технологии./ Ю.И. Рубцов. -Калгари, Италия. 1996. - 6 с.

178. Рубцов Ю.И. Проблемы и перспективы внедрения технологии выщелачивания золота из упорных золотосодержащих концентратов Забайкалья / Ю.И. Рубцов, Ю.П. Добромыслов, В.И. Пичуев, и др // Вестник МАНЭБ. -10(34).

179. Рубцов Ю.И. Интенсификация технологий извлечения благородных металлов. Препринт / Байкальский институт природопользования СО РАН. -Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2004. 52 с.

180. Рубцов Ю.И. Упорных золотосодержащих гравиконцентратов переработка/ Ю.И. Рубцов/ Энциклопедия Забайкалья. Т. 4 / Наука. -Новосибирск. 2007.-С. 195-196.

181. Рубцов Ю.И. Интенсификация кучного выщелачивания золота за счет окомкования руды с цианидом натрия/ Ю.И. Рубцов, П.М. Павлов, Е.В. Казанов// Вестник Читинского гос. университета Чита, 2005. № 34. -С. 30-36.

182. Рубцов Ю.И. О некоторых перспективах кучного выщелачивания в Забайкальском регионе / Ю.И. Рубцов, В.П. Мязин., И.О. Шнель и др. Труды МГА, M. 2001.-С. 64-66.

183. Рубцов Ю.И. О сорбции цианида золота на рудном материале/ Ю.И. Рубцов, A.A. Мамуль, П.М. Павлов, Е.А. Казанов, и др.// Вестник Читинского гос. университета Чита, 2005. № 38. -С. 40-42.

184. Казанов Е.В. Интенсификация кучного выщелачивания руды месторождения "Дельмачик". Препринт/ Е.В. Казанов, Ю.И. Рубцов, А.Н. Гуляши-нов, Г.И. Хантургаева .- Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2004. -27 с.

185. Рубцов Ю.И. Основное уравнение кинетики скоростного кучного выщелачивания золота из окисленных кварцитовых руд/ Ю.И Рубцов, Ю.Н. Резник // Горный информационно-аналитический бюллетень. МГГУ. -М.Т.5. 2007.-С. 153-156.

186. Рубцов Ю.И. Факторы геометрического соответствия и химического взаимодействия как основа уравнения динамики скоростного цианидного выщелачивания золотосодержащих гравиконцентратов/ Ю.И. Рубцов // Цветные металлы. Вып. 10. -М. 2007. С. 60-62.

187. Рубцов Ю.И. Методика расчета скоростного цианидного кучного выщелачивания золота/ Ю.И. Рубцов Ю.Н. Резник// Вестник ЧитГУ №1 (52) -2009,-С. 106-112.

188. Рубцов Ю.И. О формализованной динамике скоростного кучного выщелачивания золота из окисленных кварцитовых руд/ Ю.И Рубцов. // Цветные металлы. Вып. 5. М. 2007. - С. 26-30.

189. Рубцов Ю.И. К динамике скоростного кучного выщелачивания золота из полуокисленных малосульфидных кварцитовых руд/ Ю.И Рубцов, Ю.Н. Резник// 6 Конгресс обогатителей стран СНГ. Том 1. МИСИС. -М. 2007. -С. 93-95.

190. Рубцов Ю.И. Разработка принципиальной технологической схемы скоростного кучного выщелачивания золота// Горный информационно аналитический бюллетень. М, 2007. Т. 2.-С. 301-305.

191. Рубцов Ю.И. О снижении выбросов синильной кислоты и цианидов при выщелачивании золота кучным методом // Вестник. МАНЭБ. СП.; Чита, 2004. Т. 9, выпуск 6,-С. 211-213.

192. Резник Ю.Н.Опыт освоения технологии кучного выщелачивания руд на горных предприятиях Забайкалья/ Ю.Н.Резник., П.Б.Авдеев, A.B. Рашкин и др.// М.-МГТУ.- Горный информационно-аналитический бюллетень. -2004.-№ 6,-С. 328-333.

193. Добромыслов Ю.П. Проблемы технологии и экологической безопасности при кучном выщелачивании золотосодержащих руд Забайкалья / Ю.П. Добромыслов, Ю.И. Рубцов // Вестник МАНЭБ. С.-Петербург-Чита, 1999. № 6(18).-С. 79-86.

194. Рубцов Ю.И. О некоторых перспективах кучного выщелачивания в Забайкальском регионе / Ю.И. Рубцов, В.П. Мязин., И.О. Шнель и др. Труды МГА, М. 2001.-С. 64-66.

195. Интенсификация цианидиого выщелачивания из дробленных руд месторождения "Дельмачик'7 Е.В. Казанов, Ю.И. Рубцов, A.A. // Вестник Читинского гос. университета Чита, 2005. № 36. - С. 270-277.

196. Введение в оценку, проектирование и получение благородных металлов способом кучного выщелачивания/Дик Ван Зил, Иэн Хатчисон, Джин Кил идр. Литтлтон (Колорадо): Общество горных инженеров, 1988: пер. под ред. М.И. Фазлуллина. - М.,1990.

197. Петров C.B., Петров В.Ф., Чикин А.Ю. Испытания процесса обезвреживания отходов кучного выщелачивания под действием природных факторов. Научн. труды./ Иргиредмет. Иркутск, 2001.

198. К.Н. Черный. Безреагентная детоксикация отработанного штабеля кучного выщелачивания золота в условиях месторождения Таборное// Цветные металлы. 6. 2006. С. 27-29.

199. Рубцов Ю.И. О динамике скоростного кучного выщелачивания золота из окисленных кварцитовых руд/ Ю.И Рубцов, Ю.Н. Резник // Горный информационно-аналитический бюллетень. -МГГУ. М. Т. 5. 2007. -С. 157-164.

200. Рубцов Ю.И. Обоснование приемлемости кучного выщелачивания золота накислороженными цианидными растворами// Цветная металлургия, вып. З.-М. 2006.-С. 4-6.

201. Рубцов Ю.И. К оценке эффективности скоростной технологии кучного выщелачивания золота из руды месторождения Погромное/ Ю.И.Рубцов // Цветные металлы, вып. 6. -М. 2006. С. 23-26.

202. Рубцов Ю.И. Влияние параметров ввода цианида натрия на извлечение золота из кварцитовых руд/ Ю.И.Рубцов// Горный информационно аналитический бюллетень. Т-1.-М. 2007. С. 315-319.

203. Рубцов Ю.И. Опытно-полевые испытания по выщелачиванию золота накислороженными растворами/ Ю.И.Рубцов // Цветная металлургия, вып. 3. -М. 2006.-С. 7-10.

204. Цианидная технология извлечения золота из руд. Рубцов Ю.И./ Энциклопедия Забайкалья. Т. 4 . Наука. Новосибирск, 2007. - С. 275.

205. Мамуль A.A. Электролиз богатых продукционных растворов / A.A. Мамуль, Ю.И. Рубцов // Экологические проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья. Международное совещание. Плак-синские чтения. Ч. 2. -Чита, 2002. С. 60-63.

206. Ю.И. Рубцов. Экологичная физико-химическая интенсификация технологий благороднометалльного сырья Забайкалья и восточной Сибири/ Чит-ГУ, 2005.-210 е.

207. Резник Ю. Н Современные тенденции в переработке золотосодержащих руд и техногенных отходов/ Ю. Н Резник, Л.В.Шумилова, Ю.И. Рубцов/Чита, ЧитГУ, 2007. 280 с.

208. Патент 2110680 С1, 6 Е В 43/28, С 22 В 3/00/ Основание для кучного выщелачивания. Рубцов Ю.И., Рубцова О.П., Мязин В.П. и др.96104180/03; опубл. 10.05.08. Бюл. № 13. 8 е.: ил.

209. В.А. Овсейчук, Ю.Н. Резник, В.П. Мязин. Геотехнологические методы добычи и переработки урановых и золотосодержащих руд. Учебное пособие. Чита. ЧитГУ. 2005.-316с.

210. Н.С.Ахметов, М.К.Азизова, Л.И. Бадыгина. Лабораторные и семинарские занятия по неорганической химии. Учебное пособие для вузов. М. Высшая школа. 1988. 304 с.

211. О.В. Крылов, В.Ф Киселев. Адсорбция и катализ на переходных металлах и их оксидах. М. Химия, 1981. -288 с.

Информация о работе

Рубцов, Юрий Иванович
доктора технических наук
Чита, 2012
ВАК 25.00.22

Диссертация

Разработка и научное обоснование ресурсосберегающей цианидной технологии скоростного кучного выщелачивания золота из скальных кварцевых руд - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы