2. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Технологическая схема (Рисунок 2.1) переработки первичных руд включает следующие операции:

1 Дробление руды до крупности- 300мм;

2 Измельчение руды до 85-88 % класса -0,074мм;

3 Флотационное одностадиальное обогащение с получением сульфидного концентрата;

4 Биоокисление флотационного концентрата;

5 Сорбционное цианирование хвостов флотации и продуктов биоокисления;

6 Кислотную тиомочевинную десорбцию золота с насыщенного сорбента;

7 Электролитическое осаждение золота из товарных регенератов;

8 Плавку золотосодержащих электролизных шламов с получением слитков лигатурного золота (на ГМО-1);

9 Обезвреживание остаточных цианидов активным хлором;

10 Складирование твердой фазы обезвреженных хвостов в хвостохранилище и возврат жидкой фазы на кондиционирование и в процесс.

Руда из спецотвала доставляется автосамосвалами, взвешивается и подвергается дроблению до -300мм в шнекозубчатой дробилке ДШЗ 1000/320. После дробления проводится двухстадиальное измельчение: первая стадия осуществляется в открытом цикле в мельнице мокрого полусамоизмельчения, вторая - в шаровой мельнице в замкнутом цикле с классифицирующими аппаратами - гидроциклонами. Требуемое качество помола руды (массовая доля класса -0,074 мм не ниже 85-88 %) обеспечивается за счет стабилизации гранулометрической характеристики исходной руды путем предварительной её шихтовки на рудном складе и за счет соблюдения оптимальных режимных параметров процессов измельчения и классификации. Основными режимными параметрами являются: нагрузка по питанию, плотность пульпы в измельчительных аппаратах, степень заполнения мельниц измельчающей средой, массовое соотношение в загрузке шаров разного диаметра, соотношение размеров питающей, сливной и песковой насадок гидроциклонов, массовая доля твердого в питании и сливе гидроциклонов.

Оперативное управление качеством помола осуществляется путем изменения производительности по руде (регулировка вибропитателей), изменением количества воды, подаваемой на бутары мельниц и в зумпфы насосов, а также своевременной догрузкой шаров в мельницы и заменой изнашивающихся песковых насадок гидроциклонов.

Слив гидроциклонов крупностью 85-88 % класса -0,074 мм с содержанием 25-27 % твердого подвергается щепоотделению на барабанных грохотах и направляется на флотационное обогащение. Схема флотационного обогащения включает основную флотацию в 3-х машинах, две контрольных: первая контрольная в 2-х машинах, вторая - в 3-х машинах, каждая из которых объемом по 100 м³. Концентраты контрольных флотации возвращаются на основную флотацию, хвосты второй контрольной направляются на сгущение. Концентрат основной флотации направляется на I перечистку, концентрат I перечистки - на вторую перечистную операцию, а промпродукты перечисток в голову предыдущих операций (промпродукт I перечистки - на основную флотацию, промпродукт II перечистки - на I перечистку).

Стабилизация процесса флотационного обогащения обеспечивается за счет автоматического регулирования уровней пульпы, пенного слоя, количества подаваемого воздуха, расхода реагентов.

Флотоконцентрат II перечистки поступает в цех биоокисления, где сгущается, слив направляется в оборот - на измельчение, а сгущенный продукт подается на отмывку от реагентов и распульповку для подачи в биореакторы для бактериального вскрытия золота из сульфидов. Окисление проводят в пяти параллельных цепочках, каждая из которых состоит из шести реакторов. Распульпованный и отмытый флотоконцентрат подают в первые три реактора каждой цепочки. Далее самотеком пульпа последовательно поступает в 4 реактор, затем в 5 и 6.

Для окисления сульфидных минералов в концентрате используется комплекс тионовых железо-сероокисляющих бактерий, в котором ведущую роль играют бактерии Thiobacillus ferrooxidans, окисляющие наряду с серой и закисным железом широкий класс сульфидных минералов. Присутствие в концентратах значительного количества легкоокисляемого сульфидного минерала с образованием элементной серы создаёт благоприятные условия для развития других тионовых бактерий Thiobacillus thiooxidans, ускорению процесса биоокисления концентрата способствуют также железоокисляющие бактерии Leptospirillum ferrooxidans.

Эти бактерии строго автотрофны, не используют органические вещества для своей жизнедеятельности, поэтому не опасны для человека и животных. Бактерии для своего роста и развития нуждаются лишь в неорганических соединениях железа, серы, сульфидных минералах и используют кислород и углекислый газ воздуха.

Необходимые условия для жизнедеятельности бактерий поддерживаются за счет подачи воздуха в реактора, выдерживания температуры (36-38 ⁰С) за счет регулирования протока охлаждающей воды через регистры биореакторов, а также за счет ежечасного контроля величины рН пульпы (рН=1,6-2,1). Необходимые для питания бактерий минеральные компоненты содержатся в концентратах в форме соединений магния, калия и дополнительно подаются в форме солей азота и фосфора в узле приготовления пульпы флотоконцентрата для подачи в биореакторы.

В последних реакторах каждой цепочки пульпа окисленного флотационного концентрата объединяется и направляется на участок сгущения хвостов флотации и нейтрализации биопульпы. Сгущенные хвосты II контрольной флотации в трех сгустителях диаметром 30 метров до плотности 50 % твердого разделяются на три потока, 1/3 из которых поступает на нейтрализацию окисленной пульпы, а 2/3 направляются в гидрометаллургическое отделение. Нейтрализованная пульпа окисленного концентрата смешивается с известковым молоком для доведения рН до 10,5-11,0 и также поступает в гидрометаллургическое отделения для извлечения золота. Для интенсификации процесса сгущения используют раствор флокулянта.

Нейтрализованный биокек поступает на предварительное цианирование и сорбционное выщелачивание на две параллельные линии, каждая из которых состоит из 1 чана цианирования, 1 чана и 9 колон сорбции (сорбция I). Далее хвосты I сорбции объединяются со сгущенными до плотности 50 % хвостами флотации и направляются на четыре параллельные линии предварительного цианирования и сорбционного выщелачивания, состоящие из 1 колонны цианирования, 8 сорбционных колон и 1 сорбционного пачука (сорбция II). В качестве сорбента используется ионообменная смола АМ-2Б.

Требуемая степень растворения и извлечения золота на смолу обеспечивается за счет полноты его вскрывания в процессе рудоподготовки и бактериального окисления, а также за счет соблюдения режимных параметров процессов выщелачивания и сорбции при сохранении необходимого количества оборачиваемого сорбента (остаточная емкость по золоту 0,15-0,18 г/кг, отсутствие щепы и песков).

Необходимую производительность каждой линии по пульпе поддерживают за счет обеспечения достаточной текучести пульпы (соблюдение плотностных характеристик) и регулярностью зачистки дренажных сеток в сорбционных пульсколоннах и чанах (1-2 раза в смену). Оперативное управление процессом сорбционного извлечения золота осуществляют по показателю концентрации золота в жидкой фазе хвостовых пачуков (не выше 0,05 г/м³) путем подгрузки в них оборотной и свежей смолы, а также корректировкой распределения концентрации смолы по пульсколоннам - догрузка оборотной смолы осуществляется в 5-ые колонны сорбционного выщелачивания II сорбции и в 9-ые сорбционные колонны I сорбции. Смолу, выведенную со II сорбции, направляют во 2-ые сорбционные колонны I сорбции.

Соблюдение противотока пульпы и смолы по ступеням процесса является основным принципом сорбционной технологии, гарантирующим её эффективность. Поэтому недопустимы прорывы дренажных сеток в пульсколоннах, чанах, пачуках и любые переливы пульпы со смолой в дренажную систему цеха. Для исключения подобных аварийных ситуаций ведется ежесменный контроль за целостностью дренажных сеток, постоянное наблюдение за уровнями пульпы в сорбционных аппаратах и интенсивностью перемешивания.

Хвостовую пульпу подвергают контрольному грохочению на барабанных грохотах далее направляют на обезвреживание от цианидов и складируют в хвостохранилище. Оборотная вода из хвостохранилища направляется на участок кондиционирования и затем подается на измельчение.

Насыщенную золотом смолу отмывают от пульпы на виброгрохоте, отбивают от пеков на концентрационных столах и направляют на регенерационную обработку, где с помощью ряда последовательных операций с неё десорбируют золото и восстанавливают её сорбционные свойства.

Все операции по регенерации смолы проводят в цепочке аппаратов колонного типа с направлением движения раствора снизу вверх и смолы сверху вниз. Процесс регенерации осуществляется циклически с передвижкой равного количества смолы (~7 м³) по всем колоннам между циклами. Продолжительность одного полного цикла регенерации смолы составляет 80-100 часов.

В первых двух колоннах проводят операцию отмывки шламов. Скорость подачи промывной воды (4-5 м/ч) должна обеспечивать вынос тонких шламов из неподвижного слоя смолы. Промывочные растворы направляют в цикл цианирования руды.

В третьей и четвертой по ходу процесса колоннах проводят операцию кислотной обработки смолы с переводом её из CN^- формы в SO₄^2- - форму зарядки. При этом происходит количественное отделение сорбированного смолой цианида с переводом его в газовую форму в виде паров синильной кислоты. Одновременно с отгонкой цианида происходит десорбция со смолы цинка и частично меди и серебра. Загрузка сорбента в третьей колонне на 0,5-1,0 м ниже, чем в других колоннах для обеспечения возможности расширения пор сорбента и свободного выхода образующихся газов. Кислотную обработку ведут до снижения на выходе колонны рН до 1,0. Слив колонны, содержащий металлические примеси направляют на нейтрализацию.

В пятой колонне осуществляют операцию сорбции тиомочевины путем обработки насыщенной смолы относительно бедными по золоту растворами от операций отмывки тиомочевины и электроосаждения золота. В ходе данной операции происходит также количественная десорбция меди и частично серебра с образованием труднорастворимых дисперсных осадков, выносимых из колонны вместе со сливом. Операцию заканчивают при появлении в сливе растворенного золота и тиомочевины. Слив колонны направляют на доукрепление по кислоте и используют на операции кислотной обработки смолы, в которой растворенное золото количественно сорбируется на смолу.

В последующих колоннах - с шестой по девятую включительно проводится операция десорбции золота с пропусканием единого протока раствора через все четыре колонны. Условием получения высококачественного товарного регенерата является поддержание необходимой температуры растворов (60 ⁰С) и достаточно высокой концентрации тиомочевины в элюирующем растворе. В процессе десорбции золота со смолы в раствор одновременно переходят в раствор ртуть, серебро, медь. Операцию заканчивают при снижении концентрации растворенного золота в сливе последней по ходу колонне до уровня ниже 25-30 г/м³. Получаемый из слива головной колонны элюат направляют на фильтрацию и электролиз.

В десятой колонне проводится операция отмывки тиомочевины раствором серной кислоты. Качество отмывки тиомочевины достигается при поддержании температуры процесса на уровне 60 ⁰С и относительно невысокой скорости пропускания промывного раствора. Слив колонны используется на операции сорбции тиомочевины и частично направляется на доукрепление по тиомочевине для последующего его использования на операции десорбции золота.

В одиннадцатой колонне проводится операция отмывки серной кислоты водой при повышенной температуре (60 ⁰С). Скорость пропускания воды такая же, как и в предыдущей операции. Слив колонны направляют на операцию отмывки тиомочевины.

В двенадцатой колонне проводят щелочную обработку смолы с целью перевода ее в OH^- - форму и для десорбции со смолы кремниевой кислоты. Растворы от операции направляют на нейтрализацию вместе с растворами после кислотной обработки.

В тринадцатой колонне проводят отмывку избыточной щелочи водой. Слив колонны направляют на доукрепление и используют в щелочной обработке. Отрегенерированную смолу перекачивают в колонну-бункер для последующего дозирования в процесс ионного выщелачивания.

Электролитическое осаждение золота из отфильтрованного товарного элюата проводится в проточном режиме с использованием трех параллельных электролизных установках типа ГН-2-120. В процессе электролиза между катодом и анодом устанавливается электрический потенциал, обеспечивающий электроэкстракцию металлов из раствора и перенос их на катодную поверхность. Металлы осаждаются на катодах в виде порошка и осыпаются в нижнюю часть катодных камер. По мере накопления металлический осадок с небольшим количеством раствора выводят из электролизера через патрубок при открытых зажимах без остановки процесса электролиза. Катодный шлам фильтруется на нутч-фильтре, после чего взвешивается и поступает на обжиг и плавку в гидрометаллургическое отделение ГМО-1. Обжиговые газы направляют в систему пылегазоулавливания. Обожженные осадки плавят с флюсами в индукционной печи. Расплавленное золото выливают в изложницы с получением слитков, которые подвергаются взвешиванию и опробованию перед отправкой на аффинажный завод.

Баланс металлов по продуктам обогащения представлен в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Баланс металлов по продуктам обогащения