способ кучного выщелачивания золота в штабелях и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ кучного выщелачивания золота в штабелях, включающий дробление руды, окомкование руды, укладку руды на водонепроницаемое основание, монтаж системы орошения, подачу циркуляционного раствора и вывод продукционных растворов, отличающийся тем, что укладку руды производят посекционно, секции разделяют гидроизолированными перемычками, выщелачивание штабеля производят поочередно по секциям, при этом продукционные растворы с концентрацией золота свыше 3 г/м³ направляют на извлечение золота, а с концентрацией 0-3 г/м³ направляют на выщелачивание следующих секций.

2. Устройство для кучного выщелачивания золота в штабелях, содержащее дренажный коллектор и емкость для сбора продукционных растворов, отличающееся тем, что оно снабжено емкостью для сбора обеззолоченных растворов и гидроизоляционными перемычками для разделения штабеля на секции, дренажный коллектор выполнен из пакета труб, количество которых равно количеству секций штабеля, при этом трубы связаны с системой вентилей для направления растворов в емкость для сбора продукционных растворов и емкость для сбора обеззолоченных растворов и выполнены с перфорацией под соответствующей секцией штабеля.

Описание изобретения к патенту

Группа изобретений относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использована, в частности, для извлечения золота из кварцитовых и окисленных руд путем выщелачивания золота из рудных штабелей с использованием цианидов.

Известен способ кучного выщелачивания золота, включающий дробление руды, окомкование, укладку руды на водонепроницаемое основание, установку центральной перфорированной трубы для отвода растворов, подачу цианида (см. Металлургия благородных металлов. И.Н.Масленицкий. Л.В.Чугаев, В.Ф.Борбат, М.В.Никитин, Л.С.Стрижко. - М.: Металлургия, 1987. С.131-133).

К недостаткам способа следует отнести невысокую интенсивность процесса, большой объем емкости для сбора растворов.

В качестве прототипа взят способ выщелачивания золота в штабелях, включающий дробление руды, окомкование руды, укладку руды на водонепроницаемое основание, монтаж системы орошения, подачу циркуляционного раствора и вывод продукционных растворов. Системы орошения секций индивидуальны. В процессе выщелачивания одновременно задействовано 19 секций (М.А.Меретуков, А.М.Орлов. Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт, М., Металлургия, 1991. С.108).

К недостаткам прототипа следует отнести недостаточную эффективность выщелачивания золота, большой объем циркулируемых растворов, смешивание богатых и бедных промывных растворов из 19 штабелей и, как следствие, получение низких концентраций золота в продукционных растворах (1-2 г/м³), использование емкостей продукционных растворов большого объема.

Известно устройство для кучного выщелачивания, включающее дренажный коллектор, выполненный из перфорированной трубы (см. Кучное выщелачивание благородных металлов. Под ред. проф., д.т.н. М.И.Фазлулина. - М:. Изд. Академии горных наук, 2001, с.223).

Недостатки устройства - низкая эффективность выщелачивания, невозможность разделения богатых и бедных продукционных растворов в случае выщелачивания штабеля. Богатые растворы, получаемые при выщелачивании вновь вовлекаемой в переработку руды, смешиваются с бедными растворами, получаемыми при промывке руды, частично переработанной ранее, так как коллектор сбора растворов один.

В качестве прототипа взято устройство для кучного выщелачивания, содержащее дренажный коллектор, выполненный в виде одной перфорированной трубы, и емкость для сбора продукционных растворов (там же - стр.222).

К недостаткам прототипа следует отнести низкую эффективность выщелачивания, невысокую концентрацию золота в продукционных растворах при использовании дренажного коллектора, выполненного из одной перфорированной трубы, большой объем перерабатываемых продукционных растворов, использование накопительной емкости продукционных растворов большого объема, увеличение эксплуатационных расходов, ухудшение экологической обстановки.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности выщелачивания, снижение объема перерабатываемых продукционных растворов, снижение расходов на выщелачивание, улучшение экологической ситуации.

Это достигается за счет того, что в способе кучного выщелачивания золота в штабелях, включающем дробление руды, окомкование руды, укладку руды на водонепроницаемое основание, монтаж системы орошения, подачу циркуляционного раствора и вывод продукционных растворов, укладку руды производят посекционно, секции разделяют гидроизолированными перемычками, выщелачивание штабеля производят поочередно по секциям, при этом продукционные растворы с концентрацией золота свыше 3 г/м³ направляют на извлечение золота, а с концентрацией 0-3 г/м³ направляют на выщелачивание следующих секций.

Результат также достигается за счет того, что устройство для кучного выщелачивания золота в штабелях, содержащее дренажный коллектор и емкость для сбора продукционных растворов, дополнительно снабжено емкостью для сбора обеззолоченных растворов и гидроизоляционными перемычками для разделения штабеля на секции, дренажный коллектор выполнен из пакета труб, количество которых равно количеству секций штабеля, при этом трубы связаны с системой вентилей для направления растворов в емкость для сбора продукционных растворов и емкость для сбора обеззолоченных растворов и выполнены с перфорацией под соответствующей секцией штабеля.

Сущность изобретения заключается в автономности отработки отдельных секций штабеля, каждая из которых имеет отдельную трубу для сбора растворов. Выщелачивание в секциях проводят поочередно. Поочередно из секций на уровне дренажного слоя отводят сначала богатые продукционные золотосодержащие растворы (3-22 г/м³), а затем бедные растворы с концентрацией золота 0-3 г/м³. В то время как в первой секции в режиме ее интенсивного выщелачивания получают богатые продукционные растворы, производят отсыпку руды во вторую секцию. Гидроизолированная перемычка между 1-й и 2-й секциями не позволяет растворам из 1-й секции перетекать во 2-ю. Во время промывки руды в 1-й секции получают бедные растворы, которые не могут из-за гидроизолированной перемычки между 1-й и 2-й секциями смешиваться с богатыми продукционными растворами, получаемыми во 2-й секции. Гидроизолированная перемычка между продукционными секциями, выполненная на уровне дренажного слоя, исключает возможность смешивания растворов, отводимых из соседних секций. Таким образом, поочередно из каждой секции в процессе выщелачивания руды отдельно отводят богатые продукционные растворы, которые направляют на извлечение золота. Также поочередно из каждой секции отводят бедные растворы с концентрацией золота 0-3 г/м³, собирают и направляют на орошение новой секции штабеля с целью получения богатых продукционных растворов. За счет посекционной отработки секций штабеля (по мере их отсыпки), объемы циркулирующих растворов снижаются в 2-3 раза (для штабеля из 3-х секций), соответственно удельная объемная нагрузка по циркулирующим и перерабатываемым растворам также снижается в 2-3 раза, снижается объем емкостей для сбора растворов.

Объемы емкостей для сбора растворов зависят также от концентрации золота в продукционных растворах и числу секций в штабеле. Так, в случае среднесуточной концентрации золота в растворах 8 г/м³ (данные получены при опытно-полевых испытаниях выщелачивания кварцитовой руды с содержанием золота 2 г/т), удельный суточный выход продукционных растворов составляет 0,014-0,017 м³/т. При весе руды в одной секции 10000 т, суточный выход продукционных растворов не превышает 200 м ³, в режиме промывки суточный выход может достигать 250-300 м³. С учетом коэффициента запаса, строительный объем емкости для сбора продукционных растворов штабеля составит не более 400 м³. Если учесть объем растворов, откачиваемых на извлечение золота, емкость продукционных растворов заполняется лишь на 10-25%. Такого же объема предусматривается емкость для сбора бедных и обеззолоченных растворов. При получении продукционных растворов с концентрацией золота 1-2 г/т (как в случае прототипа) и тем же содержанием золота, объемы их возрастают до 1800 м ³, а с учетом коэффициента запаса, строительный объем емкости для сбора растворов составит несколько тысяч м³.

Повышение устойчивости работы установки достигается за счет ритмичной отработки секций и всего штабеля в целом, а также за счет снижения перерабатываемых суточных объемов растворов.

Работа способа на примере 3-х секционного штабеля.

После отсыпки в течение 7 дней с помощью конвейеров и стакера окомкованной руды в первую секцию штабеля продолжают отсыпать руду на 2-ю секцию. Руду в первой секции подвергают выщелачиванию в течение 5-7 суток с получением богатых продукционных растворов, за это время отсыпают 2-ю секцию штабеля. Богатые продукционные растворы коллектором 1-й секции собирают в емкость для сбора богатых продукционных растворов. Эти растворы направляют на извлечение золота. Обеззолоченные растворы сливают в емкость для сбора обеззолоченных и бедных растворов. Из емкости обеззолоченных растворов их вновь направляют на орошение руды в 1-й секции. После 5-7 суток выщелачивания первой секции обеззолоченные растворы также направляют на 1-ю секцию с целью промывки руды и образующиеся бедные растворы сливают в емкость обеззолоченных растворов, из которой их подают во 2-ю секцию штабеля с целью получения богатых продукционных растворов. Через 10-14 суток от начала выщелачивания промывку 1-й секции заканчивают. Эту секцию отстаивают в течение суток для обезвоживания руды (остатки растворов принимают в емкость обеззолоченных растворов), после чего 1-я секция готова к разгрузке выщелоченной руды. Разгрузка продолжается 7 суток. Аналогично отрабатывают 2-ю секцию руды. К концу промывки 3-ей секции первые 2 секции оказываются освобожденными от руды. Для разгрузки руды из 3-ей секции (и всего штабеля) необходимо 7 суток. Общая продолжительность отработки штабеля состоит из продолжительности отсыпки руды в штабель (21 сутки), из продолжительности выщелачивания и промывки 3-ей секции (12-15 суток) и продолжительности разгрузки 3-ей секции (7 суток). Общая продолжительность отработки штабеля по предлагаемому способу составит 40-43 суток.

По прототипу продолжительность отработки штабеля состоит из времени отсыпки штабеля (21 сутки), времени выщелачивания и промывки штабеля (12-15 суток) и времени разгрузки штабеля (21 сутки). Общая продолжительность отработки штабеля составит 54-57 суток.

Таким образом, производительность установки выщелачивания по предлагаемому способу на 25% выше по сравнению с прототипом. С увеличением числа секций в штабеле производительность установки штабеля возрастает.

На чертеже изображено устройство для выщелачивания, где 1 - основание штабеля в плане, на котором размещаются секции из руды. В случае 3-х секционного штабеля в основании штабеля укладывают коллектор из пакета сборных труб - 2, 3 и 4, для сбора растворов под секциями соответствующая часть труб выполнена с перфорацией. С целью предотвращения миграции растворов из одной секции штабеля в другую, секции разделяют противофильтрационным перемычками 5, установленными поперек штабеля на высоту дренирующего слоя. Боковые трубы связаны с соответствующими перфорированными частями коллекторных труб 2, 3 и 4. На выходе из штабеля коллекторные трубы связаны с системой вентилей 6 для направления растворов в емкости для продукционных и обеззолоченных растворов. Перед вентилями устанавливают патрубки 7 для отбора проб растворов из соответствующих секций выщелачивания.

Устройство работает следующим образом.

После отсыпки руды в 1-ю секцию штабеля и начала выщелачивания, в коллекторе труба 2 собирает богатые продукционные растворы из первой секции, другие трубы коллектора не работают. Труба 3 собирает богатые продукционные растворы с начала выщелачивания руды во 2-й секции, в это время труба 2 собирает бедные растворы из 1-й секции. Труба 4 собирает богатые продукционные растворы с начала выщелачивания руды в 3-й секции, в это время труба 3 собирает бедные растворы из 2-й секции, а труба 2 не работает.

Устройство предполагает капитальные затраты на изготовление 2-х дополнительных труб с перфорацией, входящих в систему центрального коллектора (в случае 3-х секций в штабеле), на разводящие трубопроводы с 6-ю вентилями для изменения направления потоков растворов в емкости продукционных или обеззолоченных растворов и затраты на изготовление гидроизолированных перемычек. Длина дополнительных 2-х коллекторов в устройстве равна длине одного коллектора в случае прототипа. Таким образом, стоимость сборного коллектора в устройстве превышает стоимость центральной трубы сборного коллектора по прототипу в 2-3 раза. Дополнительные затраты на устройство менее 10% от прибыли, дополнительно получаемой за счет повышения производительности устройства, и окупаются в срок, меньший одного цикла выщелачивания штабеля.