Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка и внедрение методов гидрометаллургии на примере труднообогатимых руд месторождения "Эрдэнэтийн Овоо"

ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Разработка и внедрение методов гидрометаллургии на примере труднообогатимых руд месторождения "Эрдэнэтийн Овоо""

На правах рукописи

ЖАМЬЯНЖАВЫН ДАМДИНЖАВ

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ МЕТОДОВ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИИ НА ПРИМЕРЕ ТРУДНООБОГАТИМЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЯ «ЭРДЭНЭТИЙН ОВОО»

Специальность 25.00.13 - Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

19 ^ол?

2РВ9

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2009

003483680

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор

Тихонов О.Н.

доктор технических наук, профессор

Сизяков В.М.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Баранов В.Ф., кандидат технических наук, ст. науч. сотр.

Сатаев И.Ш.

Ведущее предприятие - ООО «Институт «Гипроникель».

Защита диссертации состоится 4 декабря 2009 г. в 14 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.03 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.2203.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 3 ноября 2009 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета

доктор технических наук ' В.Н.БРИЧКИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Сульфидные медные руды с невысокой степенью окисленности являются традиционным сырьевым источником для производства первичной меди. Высокие технологические показатели флотационного обогащения руд данного типа обеспечивают возможность эффективной переработки получаемых сульфидных медных концентратов

пирометаллургическим способом. Сокращение мировых запасов кондиционных медных руд приводит к вовлечению в сферу производства труднообогатимых руд с повышенной степенью окисления, что требует изыскания альтернативных технологических решений. В полной мере эта тенденция распространяется на крупнейшее месторождение сульфидных медных руд Монголии «Эрдэнэтийн Овоо», дальнейшая эксплуатация которого должна включать переработку труднообогатимых руд с повышенной степенью окисленности сульфидных минералов. Мировая практика промышленного использования медных руд такого типа основана на их гидрометаллургической переработке с применением технологии безаппаратного выщелачивания и рядом альтернативных вариантов переработки медных растворов.

Месторождение «Эрдэнэтийн Овоо» содержит руды нескольких генетических типов сложного минералогического состава, что не позволяет в полной мере использовать готовые технологические решения для их гидрометаллургической переработки в условиях резко континентального климата Монголии. В связи с этим возникает необходимость разработки высокоэффективных энергосберегающих решений для переработки труднообогатимых медных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо», что позволит существенно расширить сырьевую базу медного производства Монголии и обеспечить рациональное использование природных ресурсов.

Цель работы: Повышение эффективности переработки бедных труднообогатимых медных руд с высокой степенью окисления сульфидных минералов месторождения «Эрдэнэтийн Овоо».

Основные задачи исследования:

научно-технический анализ способов переработки труднообогатимых медных руд, технологических схем и производственного опыта предприятий, использующих сырьё данного типа;

выявление минералого-генетических типов медных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо», топографии размещения и складирования забалансовых руд и отвалов труднообогатимых руд с позиций их вовлечения в сферу переработки;

- экспериментальное исследование технологических показателей по извлечению меди из руд сложного минералогического состава с различной степенью окисления сульфидных минералов и обоснование способа их переработки;

- экспериментальная отработка в опытно- промышленном масштабе энергосберегающей технологии извлечения меди из отвалов и всесезонного кучного выщелачивания труднообогатимых руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо»;

технологическое опробование и отработка в опытно-промышленном масштабе извлечения меди из продукционных растворов методом сольвентной экстракции с последующим осаждением меди из сульфатного раствора электролизом;

технико-экономическая оценка эффективности

гидрометаллургической переработки труднообогатимых руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо».

Методы исследований. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования физико-химических систем и технологических объектов. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторном, укрупнено-лабораторном и опытно-промышленном масштабах с применением методов математической статистики, графической и графоаналитической обработки данных. Термодинамический анализ применялся для оценки устойчивости медных минералов в условиях рудогенеза и кислотного выщелачивания. Определение химического состава выполнялось методами классического химического анализа, а также с использованием метода жидкостной фотоколориметрии, атомной адсорбции и эмиссии, рентгеновской

спектрометрии. Фазовый анализ проводился рядом физических и физико-химических методов, включая кристаллооптический, рентгенодифрактометрический и дериватографический. На всех этапах работы для определения технологических характеристик материалов и показателей процессов использовались методы опробования и технологического контроля, принятые в заводской практике добычи и переработки медно-молибденовой руды на горно-обогатительном комбинате «Эрдэнэт». Основные положения, выносимые на защиту:

1. Сульфидные медные руды месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» принадлежат к. различным генетическим типам и относятся к бедному труднообогатимому сырью, эффективная переработка которого с извлечением до 70% меди возможна методом гидрометаллургического вскрытия.

2. Конкурентоспособные показатели переработки забалансовых руд и руд с повышенной степенью окисления месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» обеспечиваются применением гидрометаллургической технологии, включающей всесезонное кучное выщелачивание сырья, сольвентную экстракцию меди и электролитическое осаждение меди из сернокислых растворов. Научная новизна:

- показано изменение параметров флотируемости, окисляемости и гидрометаллургического вскрытия медных руд в зависимости от их парагенетических, морфологических, структурно-текстурных особенностей и геологических условий образования;

- экспериментально определена возможность прогнозирования показателей кислотного выщелачивания труднообогатимых медных руд различных генетических типов в зависимости от их химико-минералогического состава;

- установлены режимные показатели гидрометаллургического вскрытия труднообогатимых медных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» с использованием безаппаратурных методов выщелачивания и их разграничением по сезонности проведения работ и типам перерабатываемых материалов.

Практическое значение:

- проанализирован и использован опыт применения методов гидрометаллургической переработки некондиционных медных руд из практики работы предприятий США, Канады, Австралии, Чили, Мексики, Китая и Бирмы;

в опытно-промышленном масштабе обоснована высокая экономическая эффективность переработки некондиционных сульфидных медных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» различных генетических типов с использованием процессов кучного (отвального) выщелачивания, экстракционного извлечения меди из продукционного раствора и её электролитического осаждения с получением катодной меди чистотой 99,999 %;

показана высокая эффективность модернизации производственного комплекса по добыче и переработке медно-молибденовых руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» за счёт использования современных энергосберегающих процессов с получением товарной продукции высокой стоимости;

по результатам эксплуатации опытной установки обосновано строительство коммерческого предприятия производительностью 10-15 тыс. тонн в год катодной меди с использованием технологии безаппаратного извлечения меди из отвалов карьера месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» с учётом переработки окисленной руды текущей добычи.

Апробация работы: Основные положения работы докладывались на научно-практической конференции потребителей экстрагента ЫХ в Пекине в 2000 году и на научно-практических конференциях по горной промышленности, которые состоялись в Монголии в 2000, 2001, 2003 гг; первом международном конгрессе «Цветные металлы Сибири» в 2009г.

Публикации: По теме диссертации опубликованы 1 монография, 8 статей, выпущено 10 научно-производственных отчетов. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, выводов и 6 приложений, общим объемом 225 страниц, 51 таблицы, 58 рисунков, список использованной литературы состоит из 110 наименований.

Во введении обоснована актуальность работы, определена цель и основные решаемые задачи.

Первая глава представляет собой краткий научно-технический анализ современного состояния и перспектив переработки труднообогатимых медных руд с высокой степенью окисленности сульфидных минералов.

Вторая глава посвящена выявлению генетических типов медных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо», их происхождению и условиям формирования минералогического состава, а также изучению отвалообразования, складирования некондиционных и забалансовых руд, процессам формирования их фракционного, химического и вторичного минералогического составов.

Третья глава содержит материалы технологического опробования медных руд различных генетических типов на обогатимость и возможность гидрометаплургической переработки с прогнозированием показателей по извлечению меди на основе анализа термодинамической устойчивости основных минеральных форм меди и экспериментальных данных по кислотному вскрытию сырья.

Четвёртая глава представляет материалы опытно-промышленных исследований по кучному и отвальному выщелачиванию труднообогатимых медных руд с повышенной степенью окисления в условиях отвалообразования карьера «Эрдэнэтийн Овоо».

Пятая глава содержит результаты опытно-промышленных исследований по технологии сольвентной экстракции меди из продукционных растворов безаппаратного выщелачивания медных руд и электролитическому осаждению элементарной меди с получением продукции требуемого качества, а также включает материалы технико-экономической оценки показателей работы опытно-промышленного производства катодной меди по технологии гидрометаллургической переработки бедных труднообогатимых руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо».

В заключении изложены обобщённые выводы и рекомендации, приведён библиографический список цитируемой литературы.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1. Сульфидные медные руды месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» принадлежат к различным генетическим типам и относятся к бедному труднообогатимому сырью, эффективная переработка которого с извлечением до 70% меди возможна методом гидрометаллургического вскрытия.

Формирование медно-молибденового месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» в полной мере отвечает современной теории рудогенеза и теории минералообразования применительно к возникновению зон первичной и вторичной минерализации медно-порфировых руд. Особенность образования рудного тела месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» заключается в том, что в нём нет четкого разделения на зоны окисленных, вторичных сульфидных и первичных руд. Руды с повешенной степенью окисленности встречаются в карьере в виде даек и без их раздельного складирования теряются в общем потоке руды, существенно ухудшая показатели флотационного обогащения. С другой стороны, забалансовые руды выше эксплуатационного горизонта 1400м с содержанием меди ниже 0,30 - 0,40% и забалансовые руды ниже эксплуатационного горизонта 1400м с содержанием меди 0,20 - 0,25% подлежат отдельному складированию, что определяет топографию накопления отвалов и складирования забалансовых и труднообогатимых руд с повышенной степенью окисления.

Согласно энергетической теории, минералообразование, в целом, идёт с падением энергии кристаллической решётки минералов от нижних горизонтов к поверхностным зонам развития рудно-метасоматических и минерально-генетических типов руд, таблица 1. Эти процессы применительно к месторождению «Эрдэнэтийн Овоо» позволяют выделить по содержанию преобладающих рудных минералов следующие типы медно-порфировых руд: окисленные, смешанные, вторично-сульфидные и первично-сульфидные.

Типизация рудогенеза по удельной энергии кристаллической решётки минералов

_Таблица 1

Метасоматические зоны Зона первичного рудообразования Зона вторичного обогащения Зона окисления

Калишпатиз ация Борнит Халькозин Малахит

(698-714) (372) (326) (342)

Филлизитизация Теннантит Ковеллин Азурит

(610-740) (429) (371) (351)

Аргиллизитизация Энаргит Борнит Брошантит

(620-665) (443) (372) (362)

Пропилитиэадия Халькопирит Куприт

(620-625) (522) (378)

Делафоссит

(468)

Бирюза

(522)

Из-за резкого отличия условий образования этих геолого-минералогических типов руд их обогатительно-технологические свойства также имеют значительные различия, что приводит к необходимости использования существенно отличающихся технологических приёмов для их переработки. В сульфидной руде из окисленных медных минералов преимущественно развиты карбонаты (малахит и азурит) и далее по мере увеличения степени окисленности в руде появляются сульфаты (брошантит, антлерит и халькантит), силикаты и фосфаты меди (хризоколла, бирюза и элит), а в смешанных рудах с окисленностью более 8% - куприт, делафоссит и самородная медь. В окисленных рудах с окисленностью более 15% доля куприта и делафоссита значительно возрастает среди других окисленных минералов меди. По показателю флотируемости с сульфгидрильными реагентами главные окисленные минералы месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» располагаются в следующий ряд в порядке убывания:

малахит (342) > азурит (351) > брошантит (362) > куприт (375) > делафоссит (468) > хризоколла > бирюза (522), в скобках приведена энергия кристаллической решётки минерала, отнесённая к единице валентности катионов. Кроме того, в большинстве случаев, окисленные медные минералы приурочены к выветрелым каолинитизированным дайкам андезитовых и сиенит-диоритовых

порфиров флотационная переработка которых связана с повышенным расходом реагентов из-за их адсорбции породообразующими минералами. По этим причинам между флотационным извлечением меди при использовании ксантогенатовых собирателей и степенью окисленности руды существует высокая отрицательная корреляция с коэффициентом г = - 0,71. Флотационное извлечение меди (по ксантогенату) в зависимости от степени её окисленности для сульфидных руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» описывается уравнением (1), а для смешанных руд уравнением (2):

еГФ"д° =86,2-0,31-аСтк (1)

= 77,4 + 2,17 • ал - 0,59 • а^ (2)

При использовании собирателей типа 8-7030 (АНУ), ВК-901 (Китай), Берофлот-3026 (Россия) извлечение меди описывается уравнением:

^ = 86,2298-0,788(3)

Низкие извлечения меди из руд со средней окисленностью около 8%, составляющие при расчёте по уравнениям (1,2) соответственно 75 и 80%, вызывают необходимость карьерной классификации руды. При этом руда, поступающая на обогащение должна содержать не менее 4.5 % окисленной меди. Смешанные руды с содержанием от 8,1 до 20% (после усреднения - не более 14%) окисленной меди и руды с содержанием более 15% вывозятся на внешние склады и вместе с забалансовыми рудами составляют сырьевой резерв предприятия.

Анализ заводской практики переработки труднообогатимых руд с повышенной степенью окисленности минералов показывает применимость методов гидрометаллургии, дающих в большинстве случаев положительный результат по сравнению с флотационным обогащением. При этом отдаётся предпочтение технологии подземного, отвального или кучного выщелачивания медного сырья.

Известный химизм и термодинамика кислотного растворения медных минералов с учётом определённых фазовых составов бедных и труднообогатимых руд месторождения «Эрдэнэтийн

Овоо», позволили выполнить прогнозные расчёты по извлечению из них меди, таблица 2.

Экспериментальное исследование технологии

безаппаратного выщелачивания бедных и труднообогатимых руд выполнялось в полупромышленном масштабе методом колонного просачивания. Испытания по выщелачиванию медных руд осуществляли в колонках диаметром 345мм и высотой 5м, куда загружали предварительно дроблёную, фракционированную руду крупностью -100мм. Масса единичной загрузки составляла около 700кг. Исходный раствор серной кислоты с концентрацией примерно Юг/л подавался автоматическими дозаторами в верхнюю часть колонны, а в её нижней части производился отбор раствора для последующих исследований. В процессе испытаний изучалось влияние природы материала, его рудоподготовки и предварительной химической обработки, дозировки серной кислоты, аэрации и биологической активации процесса выщелачивания. По результатам испытаний определяли показатели извлечения меди, удельный расход серной кислоты, показатели бактериальной активности и изменение окислительно-восстановительного потенциала. Весь комплекс испытаний по колонному выщелачиванию выполнялся в открытом и в замкнутом цикле. В последнем случае обогащенные медью растворы использовались для отработки технологии экстракционного извлечения меди с последующим возвратом растворов на выщелачивание.

Типичные кинетические кривые показателей колонного выщелачивания приведены на рис. 1, 2.

Показатели прогнозного извлечения меди из отвальных материалов при сернокислотном выщелачивании

Таблица № 2

Медные минералы Содержание меди в руде, связанное с минеральным видом, % Распределение меди по минералам, % Количество минералов, доступных для выщелачивай ия, % Количест во меди, извлекав мой из минерала , % Количество меди извлекаемой из руды, %

Отвал №6

СиГеБг 0,154 18,05 70 16 2, 022

СиЭ 0,1782 20,89 70 50 7,311

СигБ 0,328 38, 45 80 95 29,22

Си20 0,0801 9,389 95 95 8,474

Си¥еОг 0,0216 2,532 95 95 2,285

Малахит 0, 0627 7,35 95 100 6, 982

йэурит 0,0285 3,341 95 100 3,174

Итого 0,85 100 59,5

Отвал »2

СиГе32 0,077 21, 69 70 16 2, 429

СиЭ 0,0706 19, 89 70 50 6,963

Си2Э 0,168 47,33 80 95 35,97

Си20 0,0134 3,761 95 95 3,394

СиГе02 0,0038 1,065 95 95 0, 961

Малахит 0,0171 4,817 95 100 4,576

Азурит 0,00513 1,445 95 100 1,373

Итого 0,355 100 55,7

Рис. 1. Показатели выщелачивания пробы склада № 2 с содержанием меди 0,230%

Cumulative Copper Extraction & Preg. Soin. Grade vs. Time

Q.-01 WD SA With Cure @ 0.10 Ipmhq. p Flowrate (OpenCyd») -lOOinm CtuUi

Рис. 2. Показатели выщелачивания пробы склада № 2 с содержанием меди 0,328%

Выполненные исследования, по технологическим показателям переработки и условиям образования, позволяют выделить три минерально-генетических типа труднообогатимых

РУД-- смешанные и окисленные вторичные сульфидные руды с содержанием меди 0,35-1,0% и окисленностью 10-35%;

- вторично-сульфидные бедные руды с содержанием 0,2-0,4% и окисленностью 7-12%;

- первичные сульфидные руды с содержанием меди 0,1-0,35% и окисленностью около 2%.

Извлечение меди при флотационном обогащении смешанных и окисленных руд находится в пределах 50-70%, в зависимости от степени окисленности. По данным экспериментальных исследований, прогнозируемое извлечение меди при безаппаратном выщелачивании составляет 60-82% из смешанных и окисленных руд, 40-50% из бедных вторично-сульфидных руд, 16-20% из бедных первичных сульфидных руд и 40-50% из вскрышных пород, содержащих 0,09-0,13% меди. Заметный резерв дальнейшего улучшения результатов выщелачивания заключается в рудоподготовке, аэрации рудного массива и его заражении тионовыми бактериями.

2. Конкурентоспособные показатели переработки руд с повышенной степенью окисления и забалансовых руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» обеспечиваются

применением гидрометаллургической технологии, включающей всесезоиное кучное выщелачивание сырья, сольвентную экстракцию меди и электролитическое осаждение меди из сернокислых растворов.

Анализ результатов опытно-промышленных испытаний и производственного опыта переработки, медных руд с высокой степенью окисленности, позволили обосновать структурную схему опытного производства в условиях месторождения «Эрдэнэтийн Овоо», рисунок 3. Организация безаппаратного выщелачивания включала гидрогеологическое и экологическое обоснование производственной площадки и её подготовку для отсыпки кучи при перемещении руды из отвала №6, расположение которого неблагоприятно для выщелачивания на месте. Общий объём перемещённой для выщелачивания руды составил 3273 тыс. т, с содержанием меди 0,83% и количеством растворимой меди 19100т. Химико-минералогический состав руды отвала №6 приведён в таблице 2.

Выщелачивание кучи в лете время осуществляется посредством орошения поверхности отвала обеднённым после экстракции раствором (рафинатом) из магистральных полиэтиленовых труб, оборудованных спринклерными

устройствами. Расход раствора составляет 275м /час. Место орошения в каждое определенное время меняется в соответствии с функцией содержания меди в продуктивном растворе.

Корректировка рафината по составу осуществляется в сборнике путём подачи серной кислоты и воды в зависимости от рН раствора. Приведённая схема выщелачивания не пригодна в зимнее время из-за отрицательных температур достигающих -35 °С. В связи с этим была разработана технология подземного выщелачивания сформированной рудной кучи, включающая установку перфорированных труб диаметром 12см и длиной свыше 20м в предварительно пробуренные скважины. Все трубы подключались к магистральному трубопроводу, а с целью утепления устраивались колодцы высотой 8м из отработанных шин автосамосвалов и отсыпкой защитного слоя из свежей руды. Достоинством этой системы оказалась хорошая аэрация, способствующая развитию

процессов выщелачивания при участии тионовых бактерий. Организация всесезонного кучного выщелачивания обеспечила извлечение свыше 70% меди и стабильную работу смежных переделов.

труднообогатимых руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо»

Высокие показатели экстракции меди из продуктивного раствора обеспечиваются применением хелатообразующих реагентов, обладающих большей избирательностью по сравнению с обычными катионообменными экстрагентами. Органическая фаза состоит из смеси растворителя (керосин и его производные) с реагентом (альдоксим, кетоксим или их сочетание) в количестве 10-

30%, а соотношение водной и органической фазы находится в пределах 1 / 0,4-1,2. Протекающий при этом процесс перехода меди в органическую фазу может быть описан следующим уравнением:

Cu++ + S042"+ 2RH ->R2Cu + 2H+ + S042~. (4)

Органическая фаза с концентрацией меди 3-8 г/л подвергается реэкстракции обеднённым сернокислым раствором от операции электроосаждения катодной меди. Средний состав отработанного электролита в условиях опытного производства соответствует концентрации меди 35 -38 г/л и концентрации серной кислоты 150-170 г/л. Схематически реакция реэкстракции отвечает уравнению (4) для протекания процесса в правую сторону. Коэффициент реэкстракции достигает 95%.

Аппаратурное оформление участка экстракции включает два смесителя-отстойника для проведения двухстадийной экстракции и одного смесителя-отстойника для реэкстракции. Все смесители-отстойники идентичны по размеру и конструкции, и представляют собой железобетонные ёмкости облицованные сварными листами из нержавеющей стали и футерованные полиэтиленовой плёнкой высокой прочности. Так как в процессе выщелачивания поток раствора увлекает мелкие частицы нерастворимых примесей, образующих взвесь, то для их отделения в технологическом цикле предусмотрены операции осветления и фильтрации растворов. Не содержащий взвешенных частиц сернокислый раствор с концентрацией меди 42-45г/л поступает на электролиз, а экстракционный рафинад на кучное выщелачивание. Оборотный раствор (рафинат) производственного цикла, поступающий на выщелачивание, имеет следующий средний состав, г/л: Си 0,1-0,3; Ре(общее) 1,5-3,0; Fe(2+) 0,2-0,3; Са 0,2-0,6; К 0,4-1,5; А1 5,0-15,0; Mg 2,0-10,0.

Электроосаждение меди осуществляется в ваннах разделённых на 19 камер, размещенных в один ряд. Камеры выполнены из бетона с прокладками из поливинилхлорида. Каждая камера содержит 36 катодов и 37 анодов. Обогащенный электролит распределяется по камерам через заглублённые патрубки, а

истощённый раствор безнапорно сбрасывают через регулируемый по высоте трубопровод, который поддерживает в камере требуемый уровень электролита.

По результатам опытно-промышленной отработки технологического режима электролиза, его показатели имеют следующие усреднённые значения:

- продолжительность наращивания товарного катода массой 4050кг составляет 7-12 сут.;

- рабочая плотность тока - 150-300 А/м2;

- выход по току - 80-95%;

- расход электроэнергии на 1т катодной меди - 1800-2300 кВт*ч.

Сертифицированный анализ продукционных катодов, выполненный в 2009 году, установил содержание в них меди на уровне 99,9992%, что в полной мере соответствует международным требованиям качества.

Для организации опытно-промышленного производства по технологии гидрометаллургической переработки труднообогатимых руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» была создана компания «Эрдмин» с уставным фондом Юмлн долларов. Показатели инвестиций и их окупаемость приведены в таблице 3. Проектная мощность предприятия составляет 3000т катодной меди в год, выход на которую был обеспечен с момента пуска в 1997 году.

Инвестиции в компанию «Эрдмин» и их окупаемость

_Таблица 3

Учредители Уставный фонд, млн. долл. Дивиденды, млн. долл. Налоги от дивидендов, млн. долл. Структура инвестиций, %

АрСиЭм 6, 5 18,2 3,35 65,0

СП Эрдэнэт 2,5 7,0 0, 80 25,0

Мико холдинг 1,0 2,8 0,35 10,0

Итого 10,0 28,0 4,5 100,0

Структура производственных затрат при расчёте на годовой выпуск катодной меди в 2006 и 2007 году приведена в таблице 4. С учётом годового объёма производства, составившего в 2006 и 2007 Структура годовых производственных затрат на выпуск катодной меди

_Таблица 4

№ Статьи затрат Сумма затрат, тыс. долл.

2006 год 2007 год

1 Сырьё и материалы 766, 43 838,74

2 Цеховые расходы 398,72 453,98

3 Ремонтные работы 87,59 140,40

4 Заработная плата, премии и отчисления 388,19 621,13

5 Налоговые отчисления 29,22 55,23

6 Амортизация 1483,45 1251,58

7 Прочие расходы 111,97 337,80

8 ИТОГО 3265,57 3698,86

году 2618 и 3006т катодной меди, себестоимость продукции равна

соответственно 1247 и 1230 долл./т, что обеспечило рентабельность производства 340,3 и 382,6%. Анализ производственных и технико-экономических показателей показывает решающее влияние на себестоимость продукции и валовую прибыль компании объёмов производства, что делает обоснованным развитие производственных мощностей и вовлечение в сферу переработки забалансовых руд.

ВЫВОДЫ

1. Условия образования и показатели технологического опробования позволяют выделить три минерально-генетических типа труднообогатимых руд:

- смешанные и окисленные вторичные сульфидные руды с содержанием меди 0,35-1,0% и окисленностью 10-35%;

- вторично-сульфидные бедные руды с содержанием 0,2-0,4% и окисленностью 7-12%;

- первичные сульфидные руды с содержанием меди 0,1-0,35% и окисленностью около 2%.

2. Наиболее высокие показатели по безаппаратному гидрометаллургическому извлечению меди, составляющие около 70%, достигаются при переработке труднообогатимых руд с повышенной степенью окисления сульфидных минералов.

3. Прогнозный расчёт, учитывающий минералогический состав руды, раскрытие минералов и их растворимость позволяет с достаточной технологической точностью предсказывать извлечение меди при гидрометаллургической переработке руд различных генетических типов.

4. Технологический резерв интенсификации и увеличения полноты извлечения меди при кучном выщелачивании отвалов месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» заключается в рудоподготовке исходного сырья, аэрации отвалов и биологической активации процессов окисления сульфидных минералов.

5. Всесезонный характер кучного выщелачивания в условиях резко континентального климата может быть обеспечен созданием утеплённой системы подземного выщелачивания на глубину отсыпки исходного сырья, что обеспечивает бесперебойную работу смежных переделов.

6. Использование хелатообразующих реагентов позволяет с высокой селективностью и показателями реэкстракции извлекать медь из продукционных растворов в оборотные сернокислые электролиты производственного цикла осаждения катодной меди.

7. Осаждение меди электролизом с нерастворимыми анодами из растворов производственного цикла не приводит к заметному накоплению примесей ухудшающих технологические показатели и обеспечивает высокую чистоту катодной меди, соответствующую требованиям мировых стандартов.

8. Применение энергосберегающих решений при переработке труднообогатимого медного сырья месторождения «Эрдэнэтийн Овоо» обеспечивает высокую рентабельность опытно-промышленного комплекса, что делает перспективным его дальнейшее развитие и вовлечение в сферу переработки забалансовых руд с низким содержанием меди.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Гэзэгт Ш., Дамдинжав Ж., Баатархуу Ж. «Выщелачивание окисленных и забалансовых руд месторождения Эрдэнэтийн Овоо» // Горный журнал №2. 1998. Стр. 60-62.

2. Даваасамбуу Д., Лхамсурен Ж.. Дамдинжав Ж. «Добыча, производство и применение минералов и элементов» // Монограф. Улан-Батор. 2000. Стр. 166-222,441-462.

3. Дамдинжав Ж. «Применение экстрагента «Акорга-М5640» в условиях резко-континентального климата Монголии» // Тезисы докладов на научно-практической конференции потребителей экстрагента «Акорга». Пекин. 2000. Стр. 49-53.

4. Дамдинжав Ж. «Возможность производства катодной меди по технологии В-СЭ-ЭЛ в условиях Монголии» // Тезисы научно-технической конференции «Настоящее и будущее предприятия «Эрдэнэт»». Улан-Батор. 2004. Стр. 84-93.

5. Даваасамбуу Д., Дамдинжав Ж., Болор-Эрдэнэ Д. Перспектива расширения гидрометаллургического производства меди на базе забалансовых руд, вывозимых во внешние отвалы карьера «Эрдэнэт» // В кн. «Новые решения в технике и технологии добычи и переработке медно-молибденовых руд». Эрдэнэт. 2000.

6. Дамдинжав Ж.., Андреев Е.Е., Бричкин В.Н., Сизяков В.М. Увеличение глубины переработки медно-молибденовых руд месторождения Эрдэнэтийн-Овоо. Обогащение руд, № 4. 2009. Стр. 15-17.

7. Дамдинжав Ж., Бричкин В.Н., Сизяков В.М., Андреев Е.Е. Применение методов гидрометаллургии при переработке труднообогатимых медно-молибденовых руд месторождения "Эрдэнэтийн-Овоо"// Цветные металлы Сибири - 2009: Сборник докладов первого международного конгресса. Красноярск, 2009 Стр. 384-388.

8. Дамдинжав Ж., Андреев Е.Е., Бричкин В.Н., Сизяков В.М., А.Я. Бодуэн. Практика применения кучного выщелачивания труднообогатимых руд месторождения "Эрдэнэтийн Овоо".Обогащение руд, № 5. 2009. Стр. 3-6.

РИЦ СПГГИ. 29.10.2009. 3.581. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Жамьянжавын Дамдинжав

Введение.

1. Анализ методов химико-металлургической переработки медных

РУД.И

1.1. Закономерности формирования минерально-генетических типов медно -порфировых руд.

1.1.1. Особенности формирования зоны первичных РУД.

1.1.2. Особенности формирования зоны выщелачивания и окисления.

1.1.3. Особености формирования зоны вторичного сульфидного обогащения.

1.2. Технологическое поведение минералов в зависимости от устойчивости их кристаллической решетки и условий их образования.

1.3. Особенности выщелачивания руд серной кислотой при обычной температуре и давлении.

1.3.1. Выщелачивание руды из зоны окисления.

1.3.2. Выщелачивание руды зоны вторично-сульфидного обогащения.

1.3.3. Выщелачивание первичной руды.

1.4. Прогнозирование выщелачивания меди на основе минерального состава руды в обычных условиях.

1.5. Выщелачивание медных руд и концентратов при высокой температуре и давлении.

1.5.1. Сульфатные процессы.

1.5.2. Хлоридные (бромидные) процессы.

1.5.3. Аммонные процессы.

1.5.4. Процессы, применяющие другие катализаторы.

1.6. Выводы.

2. Характеристика руд месторождения "Эрдэнэтийн - Овоо" и выбор способа их переработки.

2.1. История разведки, разработки месторождения и запасы перерабатываемых руд на обогатительной фабрике.

2.2. Общие запасы и качество убогих и труднообогатимых руд.

2.3. Минеральный состав убогих и труднообогатимых руд.

2.4. Обогатимость руды месторождения "Эрденет" в зависимости от окисленной формы меди.

2.5. Выбор гидрометаллургических методов переработки медных руд.

2.5.1. Выщелачивание медных руд.

2.5.1.1. Рудная минералогия медных руд.

2.5.1.2. Факторы, влияющие на выщелачиваемость медных руд.

2.5.1.3. Бактериальная интенсификация выщелачивания медных руд.

2.5.1.4. Промышленное выщелачивание медных руд.

2.5.2. Солвентная экстракция.

2.5.2.1. Развитие процесса солвентной экстракции с последующим электролизом.

2.5.2.2. Механизм химических превращении при солвентной экстракции.

2.5.2.3. Химия экстракции и реэкстракции.

2.5.2.4. Химия экстракции и реэкстракции.

2.5.2.5. Состав органической фазы.

2.5.2.6. Оборудование для солвентной экстракции.

2.5.3. Электроосаждение.

2.5.3.1. Очистка электролита от органической фазы.

2.5.3.2. , Методы улучшения качества катодной меди при электролизе.

2.6. Выводы.

3. Внедрение технологии L-SX/EW на труднообагатимых рудах месторождения "Эрдэнэтийн - Овоо".

3.1. Прогнозирование извлечения меди из руды и результаты испытаний по выщелачиванию.

3.1.1. Прогнозирование извлечения меди из убогих и труднообогатимых

РУД.ИЗ

3.1.2. Обобщенные результаты испытания руд по выщелачиванию.

3.2. Исследования, проведенные на отвалах месторождения, перед внедрением технологии L-SX/EW.

3.2.1. Оценка поведения промышленного раствора при орошении отвала для выщелачивания.

3.2.2. Кинетика процесса выщелачивания в производственном масштабе.

3.3. L-SX/EW технология на опытно-промышленном заводе компании "Эрдмин".

3.3.1. Выщелачивание, ( В ) Leaching.

3.3.2. Солвентная эсктракция ( СЭ ), Solvent Extraction.

3.3.3. Электролиз ( ЭЛ ), Electrowanning.

3.4. Анализ технологии L - SX/EW и практика работы опытно-промышленной установки "Эрдмин".

3.4.1. История вопроса.

3.4.2. Методы выделения меди из продуктивных растворов.

3.5. Выводы.

4. ЭкономическАЯ эффективность гидрометаллургического метода L-SX/EW по результатам работ опытно - промышленного завода "Эрдмин".

4.1. Введение.

4.2. Отчет о мониторинге производственно-финансовой деятельности КОО "Эрдмин" за 2007 год.

5. Перспективы применения L-SX/EW технологии.

5.1. Запасы забалансовых руд во внешних отвалах.

5.2. Испытания на выщелачиваемость забалансовых руд. Результаты испытания по выщелачиванию руды отвалов 1, 2, 3 и 5 "Эрдмин" Со. Ltd.

5.3. Результаты испытания руды по биотехнологию, BioHeap Leaching technology of Paccific Ore Technology.

5.4. Экономическая эффективность переработки убогих и труднообогатимых руд методом выщелачивания/SX/WE.

5.5. Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка и внедрение методов гидрометаллургии на примере труднообогатимых руд месторождения "Эрдэнэтийн Овоо""

Актуальность работы. Сульфидные медные руды с невысокой степенью окисленности являются традиционным сырьевым источником для производства первичной меди. Высокие технологические показатели флотационного обогащения руд данного типа обеспечивают возможность эффективной переработки получаемых сульфидных медных концентратов пирометаллургическим способом. Сокращение мировых запасов кондиционных медных руд приводит к вовлечению в сферу производства труднообогатимых руд с повышенной степенью окисления, что требует изыскания альтернативных технологических решений. В полной мере эта тенденция распространяется на крупнейшее месторождение сульфидных медных руд Монголии "Эрдэнэтийн Овоо", дальнейшая эксплуатация которого должна включать переработку труднообогатимых руд с повышенной степенью окисленности сульфидных минералов. Мировая практика промышленного использования медных руд такого типа основана на их гидрометаллургической переработке с применением технологии безаппаратного выщелачивания и рядом альтернативных вариантов переработки медных растворов.

Месторождение "Эрдэнэтийн Овоо" содержит руды нескольких генетических типов сложного минералогического состава, что не позволяет в полной мере использовать готовые технологические решения для их гидрометаллургической переработки в условиях резко континентального климата Монголии. В связи с этим возникает необходимость разработки высокоэффективных энергосберегающих решений для переработки труднообогатимых- медных руд -месторождений "Эрдэнэтийн Овоо",- что позволит существенно расширить сырьевую базу медного производства Монголии и обеспечить рациональное использование природных ресурсов.

Цель работы. Повышение эффективности переработки бедных труднообогатимых медных руд с высокой степенью окисления сульфидных минералов месторождения "Эрдэнэтийн Овоо".

Основные задачи исследования:

- научно-технический анализ способов переработки труднообогатимых медных руд, технологических схем и производственного опыта предприятий, использующих сырье данного типа;

- выявление минералого - генетических типов медных руд месторождения "Эрдэнэтийн Овоо", топографии размещения и складирования забалансовых руд и отвалов труднообогатимых руд с позиции их вовлечения в сферу переработки;

- экспериментальное исследование технологических показателей по извлечению меди из руд сложного минералогического состава с г различной степенью окисления сульфидных минералов и обоснование * способа их переработки;

- экспериментальная отработка в опытно-промышленном ^ масштабе энергосберегающей технологии извлечения меди из отвалов и всесезонного кучного выщелачивания труднообогатимых руд месторождения "Эрдэнэтийн Овоо";

- технологическое опробование и отработка в опытно-промышленном масштабе извлечения меди из продукционных растворов методом сольвентной экстракции с последующим осаждением меди из сульфатного раствора электролизом;

- технико-экономическая оценка эффективности гидрометаллургической переработки труднообогатимых руд месторождения "Эрдэнэтийн Овоо".

Методы исследований. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования физико-фимических систем и технологических объектов. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторном, укрупнено-лабораторном и опытно-промышленном масштабах с применением методов математической статистики, графической и графоаналитической обработки данных. Термодинамический анализ применялся для оценки устойчивости медных минералов в условиях рудогенеза и кислотного выщелачивания. Определение химического состава выполнялось методами классического химического анализа, а также с использованием метода жидкостной фотоколомриметрии, атомной адсорбции и эмиссии, рентгеновской спектрометрии. Фазовый анализ проводился рядом физических и физико-химических методов, включая кристаллооптический, рентгенодиафрактометрический и дериватографический. На всех этапах работы для определения технологических характеристик материалов и показателей процессов использовались методы опробования и технологического контроля, принятые в заводской практике добычи и переработки медно-молибденовой руды на горно-обогатительном комбинате "Эрдэнэт".

Основные положения, выносшше на защиту:

1. Сульфидные медные руды месторождения "Эрдэнэтийн Овоо" принадлежат к различным генетическим типам и относятся к бедному труднообогатимому сырью, эффективная переработка которого с извлечением до 70 % меди возможна методом гидрометаллургического вскрытия.

2. Конкурентоспособные показатели переработки забалансовых руд и руд с повышенной степенью окисления месторождения "Эрдэнэтийн Овоо" обеспечиваются применением гидрометаллургической технологии, включающей всесезонное кучное выщелачивание сырья, сольвентную экстракцию меди и электролитическое осаждение меди из сернокислых растворов.

Научная новизна:

- показано изменение параметров флотируемости, окисляемости и гидрометаллургического вскрытия медных руд в зависимости от их парагенетических, морфологических, структурно-текстурных особенностей и геологических условий образования;

- экспериментально определена возможность прогнозирования показателей кислотного выщелачивания труднообогатимых медных руд различных генетических типов в зависимости от их химико-минералогического состава;

- установлены режимные показатели гидрометаллургического вскрытия труднообогатимых медных руд месторождения "Эрдэнэтийн Овоо" с использованием безаппаратурных методов выщелачивания и их разграничением по сезонности проведения работ и типам перерабатываемых материалов.

Практическое значение:

- проанализирован и использован опыт применения методов гидрометаллургической переработки некондиционных медных руд из практики работы предприятий США, Канады, Австралии, Чили, Мексики, Китая и Бирмы;

- показана высокая эффективность модернизации производственного комплекса по добыче и переработке медно-молибденовых руд месторождения "Эрдэнэтийн Овоо" за счет использования современных энергосберегающих процессов с получением товарной продукции высокой стоимости;

- в опытно-промышленном масштабе обоснована высокая экономическая эффективность переработки некондиционных сульфидных медных руд месторождения "Эрдэнэтийн Овоо" различных генетических типов с использованием процессов кучного (отвального) выщелачивания, экстракционного извлечения меди из продукционного раствора и ее электролитического осаждения с получением катодной меди чистотой 99,999%;

- по результатам эксплуатации опытной установки обосновано строительство коммерческого предприятия производительностью 10 — 15 тыс. тонн в год катодной меди с использованием технологии безаппаратного извлечения меди из отвалов карьера месторождения "Эрдэнэтийн Овоо" с учетом переработки окисленной руды текущей добычи.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на научно- практической конференции потребителей экстрагента LIX в Пекине в 2000 году и на научно-практических конференциях по горной промышленности, которые состоялись в Монголии в 2000, 2001, 2003 гг., первом международном конгрессе "Цветные металлы Сибири" в 2009 г.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 1 монография, 7 статей, выпущено 10 научно-производственных отчетов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 5 глав, выводов и 6 приложений, общим объемом 225 страниц, 51 таблицы, 58 рисуноков, список использованной литературы состоит из 110 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Жамьянжавын Дамдинжав

5.5. Выводы

1. Применение технологии L-SX/EW с обогащением улучшает комплексность использования сырья месторождения с низким содержанием меди: забалансовых и окисленных. Труднообогатимые руды перерабатываются L-SX/EW, балансовые сульфидные руды обогащаются флотацией.

2. Комбинация сернокислого выщелачивания с бактериальным выщелачиванием с последующей технологией экстракции и электролиза даст значительный экономический эффект при переработке медных руд в условиях резко-континентального климата Монголии.

3. Выявлено, что при переработке новых месторождений меди нужно обратить большое внимание на окисленную часть рудного тела и на запасы окисленных руд. Чем окисленнее руда, тем легче она выщелачивается.

4. Выявлена возможность повторной переработки закрытых карьеров и отвалов с помощью гидрометаллургического метода L-SX/EW, если позволяют экологические условия.

5. Показана возможность постройки завода L-SX/EW на отвалах забалансовых руд месторождения "Эрдэнэтийн - Овоо" с мощностью до 15000 катодной меди в год.

6. Выявлено, что применение этой технологии в условиях Монголии требует дальнейшего усовершенствования в зимний период.

7. Доказано, что применение этой технологии с экономической точки зрения намного эффективнее, чем другие методы переработки местных

РУД

168

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе приведены результаты научно-практической интерпретации особенностей переработки турднообогатимых руд методом флотации и выщелачивания с учетом парагенетически-конституционно-морфологических и флотационно-химических свойств минералов, проанализирована технология Leaching-SX/EW и, с учётом всех этих результатов работы, - определены объемы труднообогатимых руд Эрдэнэт, подвергаемых кучному выщелачиванию с экономическим эффектом, разработан порядок капиталовложения.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации заключаются в следующем:

1. Установлено, что изменчивость обогатимости и выщелачиваемости на медно-порфировых месторождениях является прямым отражением их внутреннего строения в зависимости от деталей полифациальной рудно-метасоматической зональности, рудно-генетических типов руд и текстурно-структурных особенностей руд.

2. Установлено, что техно лгические свойства (окисляемость, растворимость, флотируемость) рудных и нерудных минералов минерально-генетических типов руд определяются главным образом энергиями их кристаллических решеток с присущими им физико-химическими, термодинамическими условиями образования. При повышении энергии кристаллических решеток убывает окисляемость, растворимость, флотируемость минералов.

3. Выявлено поведение выщелачивания минерально-генетических типов руд в зависимости от условии их образования:

- В окисленной руде окисленные медные минералы развиты при обычной температуре и давлении, преимущественно в открытых системах трещинки в виде налетов, примазок, корок и мелких скоплений в микропорах и полостях.

Следовательно, доступ выщелачивающего раствора, просачивающегося к тем естественным трещинкам, зернам и агрегатам окисленных медных минералов свободный и 100%-ный. Окисленные медные минералы легко растворяются в любой кислоте. По изложенным причинам окисленные медно-порфировые руды перерабатываются отвальным выщелачиванием без особого затруднения.

Вторичные сульфидные руды образуются при обычном давлении и повышенной (70-110 °С) температуре, а первичные руды — при высокой температуре (200-500 °С) и давлении (100-200 МПа) и отвальное-кучное выщелачивание вторичных сульфидных руд возможно при создании всех оптимальных условияй ведения процесса, а выщелачивание первичных руд — теоретически почти не возможно, потому-что для разложения их потребуются такие термодинамические условия, в которых они образовались. Оптимальными условиями отвального и кучного выщелачивания сульфидных руд являются их аэрация, повышенная температура в отвале-куче и дробление их до необходимой крупности. Текстура и структура руды прожилково-тонковкрапленная, для доступа выщелачивающего раствора к тонкорассеянным вкраплениями сульфидов потребуется дробления руды до 10-25 мм и менее.

При окислении 1 моля вторичных сульфидов по химическим реакциям потребуются 0,5 моля кислорода, а при окислении первичных сульфидов - 4,25-10 молей кислорода. Для ускорения кинетики окисления медных сульфидов с участием бактерий формируют отвал и кучи обычно с мощностью до 12 - 15 м и с принудительной подачей воздуха по перфированным трубам проложенным внутри отвалов.

- Термохимическая стойкость халькозина примерно в 2 раза выше чем, ковеллина, поэтому извлечение меди из халькозиновых руд возможно при создании выше перечисленых оптимальных условий - 80 - 95 %, а из ковеллиновых руд - 40 - 50 %.

- Растворение первичных сульфидов в серной кислоте с участием бактерии в обычных условиях незначительное, мировые исследовательские работы по колонному выщелачиванию первичных медно-порфировых руд и практика действующих опытных установок на них показали, что месячное извлечение меди из них составляет 1 - 1,5 %, а годовое извлечение составляет 15-20%.

- Для ускорения процесса окисления и растворения медных сульфидов обычно используют тионовые бактерии; а при этом еще не решены вопросы их применения в условиях резко континентального климата Монголии.

В природных условиях первичные медные сульфиды в окислительной среде переходят в медный сульфат, а с участием последного в востановительной среде во вторичные сульфиды. Моделируя данный механизм, в автоклаве, часть халькопиритов сначала можно перевести в сульфаты меди с подачей кислорода, внезапное приостановление подачи последного приведет к образованию вторичных медных сульфидов. Иными словами, в автоклаве можно получить богатые техногенные халькозин-ковеллиновые концентраты из бедных халькопиритовых исходных концентратов.

В зависимости от созданных условий проведения процесса в автоклаве можно регулировать количество перехода двухвалентной серы концентрата в сульфаты или элементарную серу. Например, при глубокоокислющей среде вся сера концентрата переходит в сульфаты, а при более низкой температуре и давлении 70 — 80 % серы концентрата переходит в элементарную серу.

6. Такие вредные примеси, как мышьяк, сурьма, висмут в автоклаве переходят в не растворимые соли.

7. Хотя с 1970 года с целью внедрения в практику гидрометаллургичесой технологии на коммерическом уровне беспрерывно проводятся исследовательские работы, данный процесс по сравнению с пирометаллургией требует значительно меньших капиталовложений, возможно построить с малой мощностью, экологичный процесс, который нейтрализует вредные примеси с переводом их в нерастворимые соли, невредные для окружающей среды, но пока блестящие успехи неполучены. Иными словами, в настоящее время не работает ни одно предприятие, выпускающее катодной меди по гидрометаллургической технологии, перербатывая халькопиритовые концентраты. Хотя исследователи считают, что главная технология XXI века будет гидрометаллургичекий процесс, но последняя еще не выходили из уровня демопланта многим причинам.

8. Несмотря на ограниченность работы коммерических металлургических процессов, имеется демоплант у процессов CESL, INTEC; планировали пуск завода с мощностью 16 - 22 т Cu/год по процессам Placer Dome, BioCop с 2003 года. Хотя, по процессу Bactech/Mintek существует демоплант мощностью 0,5 т Си/сутки, но завод не работает на полную мощность. Тем не менее, сохраняется надежда, на широкое использование гирометаллургических процессов в практике. В случае использования таких чисто сульфатных процессов как Placer Dome, BioCop, Bactech/Mintek, которые полностью переводят сульфидную серу концентрата, в. сульфаты, перед производителями встает вопрос поиска путей на счёт реализации или нейтрализации серной кислоты. Кому не нужна серная кислота, тот может выбрать хлоридно-сульфатные, хлоридно-бромидные процессы, в частности CESL, INTEC, которые переводят основную часть сульфидной серы (S ") концентрата в элементарную серу (S0), при переработке халькопиритного концентрата.

9. Классифицированы запасы убогих труднообогатмых руд карьера "Эрдэнэт" на три минерально-генетические типа по минеральному составу и условиям образования:

- смешанные и окисленные вторичные сульфидные труднообогатимые руды с содержанием меди 0,35 - 1,0 % с окисленностью 10 — 35 %;

- вторично-сульфидные убогие руды с содержанием меди 0,2 - 0,4% с окисленностью 7-12%;

- первичные сульфидные убогие руды с содержанием меди 0,1 -0,35% с окисленностью « 2,0 %.

10. Установлено, что извлечение меди по технологии флотационного обогащения для смешанных и окисленных руд колеблется в пределах от 50 до 70 % в зависимости от степени окисленности.

11. Установлено, что прогнозное извлечение меди выщелачиванием различных минерально-генетических типов руд составляет:

- из смешанных и окисленных вторично-сульфидных труднообогатимых руд 67 - 72 %

- из вторично-сульфидных убогих руд 50 - 60 %

- из первичных сульфидных убогих руд 16 — 20 %

12. Установлены возможные уровни извлечения коммерческим выщелачиванием различных генетических типов руд путем аппроксимация эмпирических данных кинетики извлечения меди, полученным за 100 - 130 суточных колонных испытании:

- из смешанных и окисленных вторично-сульфидных труднообогатимых руд 60 - 82 %

- из вторично-сульфидных убогих руд 40 - 50 %

- из первичных сульфидных убогих руд 16 — 20 %

- из вскрышных пород с содержанием меди 0,09-0,13% 40-50%

- низкое извлечение меди из вторично-сульфидных убогих руд обусловливается низким содержанием меди, низкой степенью окисленности меди, низким содержанием пирита и тонкой вкрапленностью сульфидных минералов в руде.

- возможно поднять извлечение меди из вторично-сульфидных убогих руд на 10 %, т.е. до 50 % при создании оптимальных условий для нормальной аэрации отвала и размножения бактерий в отвале. При этом необходимо формирование кучи с мощностью слоя 15 - 25 м при ширине 50 - 80 м с дроблением и без дробления руды.

13. Установлены оптимальные параметры ведения отвального и кучного выщелачивания окисленно-смешанных и убогих вторично-сульфидных руд:

- для обеспечения естественной аэрации массива отвалов и кучи, высота слоя не должна превышать 25 м (даже 15 м) при ширине 50 - 80 м, а при принудительной аэрации (по системе воздуховодных дренажных труб) - высота 60 - 100 м;

- оптимальный рН выщелачивающего раствора 1,7-2,2, расход орошения - 0,1 - 0,2 л/мин на 1 м отвала с коцентрацией серной кислоты 5-10 кг/кг Си и минимальное содержание меди в PLS >0,8 г/л.

14. Полностью освоены технологии жидкостной экстракции и электролиза в резко контентиальных условиях Монголии, подготовлены и обучены национальные кадры со способностями заниматься проектированием, строительством завода Leaching-SX/EW.

15. Установлено, что будет высоко экономическая эффективность при поэтапном капвложении на завод Leaching-SX/EW с годовой мощностью 10000 т катодной меди. При этом получаем следующие экономические показатели:

- внутренняя норма прибыли от капиталовложения I этапа на послойнному выщелачиванию окисленных и смешанных руд составляет 16,52 % без дробления, и 12,3 % с дроблением;

- внутренняя норма прибыли от дополнительного капиталовложения II этапа при послойнном выщелачивании убогих вторично-сульфидных руд без дробления составляет 46,7 %, а с дроблением 11,89%;

- послойнное выщелачивание убогих первично-сульфидных руд не приносит никакой экономический эффект от дополнительного капвложения, нужно провести выщелачивание на дамбах, т. е. без дробления и формирования кучи. При этом возможно работать без ущерба несколько лет.

175

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Жамьянжавын Дамдинжав, Санкт-Петербург

1. А.С. Медведев. Выщелачивание и способы его интенсификации. МИСиС. 2005. 240 с.

2. Абрамов А.А. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. Обогатительные процессы и аппараты. Том 1. Москва. 2008. 471 с.

3. Абрамов А.А. Технология переработки и обогщения руд цветных металлов. Том 3, книга 1. Москва, 2005. 575 с.

4. Абрамов А.А. Технология переработки и обогщения руд цветных металлов. Том 3, книга 2. Москва, 2005. 470 с.

5. Анфимова Е.А., Глембоцкий В.А., Плаксин И.Н., Щевелева А.С. Влияние структурных особенностей и поверхностных свойств на извлечение пенной флотацией труднофлотируемых свинцовых минералов. Доклады АН СССР. Том 119, № 5. с. 961 963.

6. Баатарсух Б., Будсурэн Ж., Бямбагар Б., Монхбаатар П., Пурэв Ж., Сухбаатар И., Хандмаа Д., Хишигт Г., Цэцэгмаа А. Химии. Улаанбаатар, 19797 он, 488 х.

7. Батбаяр О., Даваасамбуу Д. О влиянии текстур и структур медно -порфировых руд на их технологию флотации. В кн.: Эрдэм шинжилгээний бичиг. Улаанбаатар. № 1 (7), 1988. с. 121-129.

8. Богачев В.И., Козельская Л.И., Турлова Л.К., Куренова Г.П. Поглощение ксантогената рудами различного вещественного состава. В кн.: Вещественный состав и обогатимость минерального сырья. Москва, 1978. с. 167-170.

9. Бочаров В.А„ Глембоцкий А.В., Щербаков В.А. Разработки Гинцветмета в области селективной флотации руд цветных металлов. Цветные металлы № 7, 1989. с. 122 124.

10. Бямбадорж Н., Даваасамбуу Д. "Эрдэнэт" уйлдвэрийн мониторингийн оноогийн толов байдал, цаашид хогжуулэх арга замууд. Эрдэнэт, 2000 он, х 94.

11. Генкин Ю.Б., Тян В.Д., Дробыщевский A.M., Тойбазаров М.А. Геолого-технологическое картирование месторождений руд цветных металлов. Москва, Недра. 1986. 120 с.

12. Гинзубрг А.И. Технологическая минералогия важнейшее направление минералогических исследований, В кн.: Технологическая минералогия главнейших промышленных типов месторождений. Ленинград. 1987. с. 3 — 9.

13. Глембоцкий В.А. Основы физико-химии флотационных процессов. Москва. 1980. 176 с.

14. Глембоцкий В.А., Сорокин М.М. Влияние щелочности раствора на кинетику окисления и растворения сульфидов меди. Известия АН СССР, № 5, 1959. с. 107 114.

15. Гольман A.M., Шрадер Э.А. и др. О причинах электрофлотации осадков металлов без реагентов — собирателей. В кн.: Флотационные системы, процессы и аппараты при переработке минерального сырья, ИФЗ АН СССР, М., 1974.

16. Гомбосурэн Я. Ашигт малтмал олборлолтын технологийн шинэчлэл. Уул уурхайн сэтгуул, № 1/2003. х 34 39.

17. Готовсурэн, Зургаадай Г. Разработка технологии извлечения меди из отвалов забалансовых окисленных руд месторождения Эрдэнэтийн-Овоо методом химического выщелачивания. УБ, 1986.

18. Даваасамбуу Д. Изменчивость обогатимости руды медно-порфировых месторождений, обусловленная их зональностью. Научные труды минералогического музея Монгольского технического университета. Улаанбаатар. 1991, вып. № 10. с. 23 31.

19. Даваасамбуу Д., Дамдинжав Ж., Лхамсурэн Ж. Эрдэс элементийн олборлолт, уйлдвэрлэл, хэрэглээ. Эрдэнэт- Улаанбаатар. 2000 он, 470 х.

20. Даваасурэн С., Туяа Д., Монхбаяр Л. Зэсийн баяжмалыг гидрометаллургийн аргаар боловсруулах технологийн асуудалд. Уул уурхайн сэтгуул, №1/2003, х 39 42.

21. Дамдинжав Ж.Монгол орны нохцолд гидрометаллургийн аргаар буюу Leaching SX/EW Технологиор катодын зэс уйлдвэрлэх боломж. "Эрдэнэт" уйлдвэрийн оноо, ирээдуй номонд. Орхон 2004 он, х 84 — 93.

22. Е.Н.Граменицкий, А.Р.Котельников, А.М.Батанова, Т.И.Щекина, П.Ю.Плечов. Экспериментальная и техническая петрология. М.: Научный Мир, 2000. - 416 с.

23. Жижаев A.M., Брагин В.И., Михайлов А.Г. Осаждение меди с использованием природных карбонатов кальция. Обогащение руд №5 -2001. с. 13 17.

24. Зеликман А.Н., Гольдман Г.М., Беляевская Л.В. Теория гидрометаллургических процессов. Москва, "Гидрометаллургия". 1983. с.-424.

25. Изоитко В.М. Геолого-минералогические основы технологической оценки медно-молибденовых месторождений. В кн.: Технологическая минералогия главнейших промышленных типов месторождений. Ленинград. 1987. с. 103 118.

26. Калашникова М.И., Шнеерсон Я.М., Рябко А.Г., Волков Л.В., Муравин К.А. Гидрометаллургическая переработка штейнов. Цветные металлы № 2. 1998.

27. Каравайко Г.И и Грудев С.Н., ред. Биогеотехнология металлов. М. ЦМПГКНТ. 1985. 435 с.

28. Каравайко Г.И., Кузнецов С.И. и Голомзик А.И. Роль микроорганизмов в выщелачивании металлов из руд. Изд. Наука, М. 1972. 248 с.

29. Каравайко Г.И., Росси Дж., Агате А., Грудев С. и Авакян З.А., ред. Биогеотехнология металлов. Практическое руководство. 1989. ЦМП ГКНТ, М. 375 с.

30. Кармазин В.И., Кармазин В.В. Магнитные, электрические и специальные методы обогащения полезных ископаемых. Том 1. 2005. 669 с.

31. Каховский И.А., Арашкевич В.М. О механизме взаимодействия ксантогенатов с сульфидными минералами. Цветные металлы № 6. 1963. с. 10-18.

32. Классен В.И., Мокроусов В.А. Введение в теорию флотации. Москва. 1959.

33. Марасонова JT.M., Швиденко А.А., Зазнобина В.А. Изучение механизма поглощения ксантогената вмещающими породами с целью снижения их адсорбционной способности. В кн.: Вещественный состав и обогатимость минерального сырья. Москва. 1978. с. 170 — 173.

34. Митрофанов С.И., Барский JI.A., Самыгин В.Д. Исследование полезных ископаемых на обогатимость. Москва. 1974. с. 19 20.

35. Отгонбилэг Ш., Батсайхан Ш., Уранчимэг Ц., Шнеерсон Я.М., Рябко А.Г., Волков JI.B., Муравин К.А. Гидрометаллургическая технология переработки медных концентратов месторождения Эрэнэтийн — Овоо. Горный журнал № 3, 1998.

36. Плаксин И.Н. о причинах возникновения естественной гидрофобности сульфидных минералов в условиях флотации. Доклады АН СССР. Том XVI, № 1, 1949. с. 91 93.

37. Поспелов И.Д., Глазунов Л.А., Томова И.С. Обогащение медно-молибденовых руд за рубежом с учетом формирования месторождений. ЦНИИ Цветмет. экономики и информации. Москва. 1985.

38. С.Б. Леонов, О.Н. Белькова. Исследование полезных ископаемых на обогатимость. 2001. 631 с.

39. Самыгин В.Д., Чунин А.А., Алимова Р.Э. и др. О естественной флотируемости сульфидных минералов. В кн.: Флотация тонковкрапленных руд. Отв. ред. В.В. Чантурия и В.К.Задорожный. Ленинград, 1985.

40. Справочник по обогащению полезных ископаемых./ Под ред. Таггарта А.Ф. Том 2 М., "Государственное научно-техническое издательство литература по черной и цветной металлургии", 1950.

41. Справочник по обогащению руд. Основные процессы. Под ред. О.С. Богданова. Москва, Недра. 1983. 381 с.

42. Хиггинс И., Бест Д., Джонс Дж. Биотехнология. Принципы и применение. 1988. 479 с.

43. Циммерман Р., Гюнтер К. Металлургия и материаловедение. Справ, изд. Пер. с нем. Мл Металлургия, 1982. 480 с.

44. Эннс И.И., Быков Р.А., Струнников С.Г., Сычева Е.А. Комбинированные гидрометаллургические схемы переработки труднообогатимых руд. Цветные металлы №8, 1990 г.

45. Маракушев А.А. Петрология метаморфических горных пород. Москва. 1973. с. 324.

46. Абишев Ж.Н., Еремин Ю.П. Обогащение тонковкрапленных руд -приоритетное направление горно-металлургического комплекса // Промышленность Казахстана, 2000.- № 10.- С.96-99.

47. Жилин В.В., Черных С.И. Изучение влияния аэрации на флотацию тонкоизмельченных минералов // Цветная металлургия, 2000.-№ 7.-С.14-15.

48. Абишев Д.Н., Султанбаев Е.С.Минералогия микрокристаллов в процессах обогащения минерального и техногенного сырья // Промышленность Казахстана, 2000- № 10.- с 100-102.

49. Н. Ф. Олофинский. Электрические методы обогащения. 4 е изд. М.: Недра, 1977.

50. Мелик-Гайказян В.И., Емельянова Н.П., Глазунова З.М. О капиллярном механизме упрочнения контакта частица-пузырек при пенной флотации // Обогащение руд, 1976.-№ 1- с.25-31.

51. Дерягин Б.В., Духин С.С., Рулев Н.Н. Кинетическая теория флотации малых частиц / Теоретические основы и контроль процессов флотации- М.: Наука.- 1980.- с.5-21.

52. Subrahmanym T.V., Forssberg K.S. Fine particles processing: shear-flocculation and carrier flotation review // Int. J.Miner .Process, 1990.-V.30.- № 3-4.- pp.265-286.

53. Белоглазов К.Ф. Закономерности флотационного процесса. Москва, 1947.

54. Перельман А.И. Геохимия эпигенетических процессов. М.: Недра, 1968.360 с.

55. Kordosky G., Sierakoski J. and House J. "The LIX® 860 Series: Unmodified Copper Extraction Reagent". Proceedings of the International Solvent Extraction Conference '83, Denver, Colorado, USA. Pp.191 192.

56. Сауков А.А. Геохимия. Москва, Наука. 1975.66.