Способ кучного выщелачивания упорных комплексных руд Российский патент 2025 года по МПК C22B3/06 C22B11/00 C22B15/00 

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных и благородных металлов, а именно - к кучному выщелачиванию золота из упорных руд и техногенных минеральных образований и предназначено для извлечения промышленно ценных металлов из минерального сырья.

Известен способ кучного выщелачивания золота из руд, включающий их дробление, формирование из дробленых руд штабеля, орошение штабеля раствором выщелачивающих реагентов и сбор продуктивных растворов [Кучное и подземное выщелачивание металлов М., Недра 1982, /1/].

Недостатком данного способа является невысокая эффективность из-за низкого извлечения ценных компонентов, что обусловлено низкой проницаемостью руд для растворов и низкой степенью их окисления.

Известен способ переработки упорных руд кучным выщелачиванием, включающий сооружение непроницаемого основания на месте проведения работ, дробление, просеивание руды, перемешивание руды с вяжущим веществом, гранулирование руды с получением окатышей и формирование штабеля, монтаж систем орошения выщелачивающих и сбора продукционных растворов. В руду перед укладкой в штабель или в процессе его формирования вводят пиритные огарки с последующим выщелачиванием золота растворами цианидов [Патент РФ №2538435. Способ кучного выщелачивания золота из упорных сульфидных руд, /2/].

Недостатком данного способа является невысокая эффективность из-за низкого извлечения ценных компонентов, обусловленное низкой степенью окисления упорных руд пиритными огарками, и загрязнения сульфатами продуктивных растворов.

Наиболее близким к заявляемому является способ кучного выщелачивания, включающий выщелачивание сульфидсодержащей руды, сложенной на водонепроницаемой основе в кучу, водным раствором, содержащим серную кислоту концентрацией 2-10 г/л, ионы трехвалентного железа 1-20 г/л и железоокисляющие бактерии с микроэлементами. Регенерацию двухвалентного железа осуществляют в жидкой фазе выщелачивания в отдельном аппарате железоокисляющими бактериями с аэрацией озоновоздушной смесью при концентрации озона 0,5-5 мг/л и с расходом 0,1-1 л на л обрабатываемой жидкой фазы в минуту и значении рН 1,5-2,2 [Патент РФ №2336341. Способ кучного бактериального выщелачивания сульфидсодержащих продуктов /3/].

Эффективность данного способа также недостаточно велика вследствие кольматации нижних слоев штабеля шламовыми частицами, образующимися при разрушении руды сернокислотными растворами с активным окислителем-озоном, невозможности извлечения большей части сопутствующих меди других ценных компонентов(молибдена, серебра, дисперсного золота) из мелких включений сульфидных минералов, заключенных в агрегатах алюмосиликатов, кварца и халцедона, а также вследствие неполного окисления сульфидно-сульфосолевых (сульфосольных) минералов.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение эффективности способа кучного выщелачивания ценных компонентов из упорных комплексных руд, отработанных штабелей кучного выщелачивания и других техногенных минеральных образований за счет снижения кольматации нижних слоев штабеля шламовыми частицами, увеличения извлечения сопутствующих меди, дисперсного золота, серебра и молибдена из мелких включений сульфидных минералов, заключенных в агрегатах алюмосиликатов, кварца и халцедона.

Технический результат достигается тем, что в способе кучного выщелачивания упорных комплексных руд, включающем рудоподготовку, многостадиальное дробление руды и ее послойную укладку в штабели, выщелачивание меди, с образованием ее сульфатных комплексов технологическими оборотными растворами реагентов, включающими окислители, в качестве технологических оборотных растворов реагентов используют водо-газовые эмульсии, подготовленные электроактивацией сернокислотного раствора и его барботажа озоном, которыми при выщелачивании пропитывают руду в штабеле, выдерживают технологическую паузу, орошают накислороженной водой пропитанную руду в штабеле, доукрепляют получаемые при этом дренируемые растворы водо-газовыми эмульсиями, подготовленными электроактивацией сернокислотного раствора и его барботажа озоном и продолжают орошение руды в штабеле оборотными растворами до падения концентрации меди, образующей ее сульфатные комплексы в продуктивном растворе, после чего орошение руды в штабеля прекращают и производят его обуривание с поверхности скважинами с размещением в них системы перфорированных труб, с последующим двухстадийным внутренним орошением минеральной массы, первоначально водой с вымыванием ее мелкофракционной шламообразующей составляющей к основанию штабеля и накоплением ее в аккумуляционной кювете, в которой производят ее выщелачивание, через скважины производят пропитку обезшламленной в ходе промывки крупнофракционной массы штабеля водо-газовыми эмульсиями, подготовленными электроактивацией сернокислотного раствора и его барботажа озоном, обеспечивающую окончательное окисление и выщелачивание молибдена и меди, с образованием их сульфатных комплексов, через скважины подают раствор реагентов, подготовленный электроактивацией сернокислотного раствора с введенным в него хлоридом натрия и его барботажа озоном, обеспечивающим выщелачивание золота и серебра, образующих хлоридные комплексы, выдерживают этот раствор в обработанном материале в течение нескольких суток, после чего накислороженной водой или слабым сернокислотным раствором с введенным в него хлоридом натрия и его барботажа озоном, подаваемого через скважины и путем орошения с поверхности, производят окончательное выщелачивание золота и серебра.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

Способ осуществляется следующим образом.

Способ осуществляется следующим образом (фиг. 1).

В электрохимическом реакторе готовят активную водо-газовую эмульсию путем барботажа сернокислотного раствора озоном, продуцируемым в озоногенераторе. При электролизе сернокислотного раствора образуется двух-атомарный кислород, частично растворяющийся в воде, частично находящийся в форме диспергированных пузырьков, а также - водород, преимущественно находящийся в растворе в форме диспергированных в ней газовых пузырьков, а также кластеризованных ионов (протонов). При подаче барботажем в формируемую при электролизе сернокислотного раствора водо-газовую эмульсию активного кислорода-озона, а также сопутствующих ему перекиси водорода, гидроксил-радикала и других пероксидов, в водной и газовой фазе эмульсии протекает ряд реакций, приводящих к образованию вторичных активных окислителей, способных к взаимодействию не только с металлами, но и серой, а также металлоидами. В частности, при взаимодействии озона с водородом образуется гидропероксильный радикал

Подготовленной электроактивацией сернокислотного раствора и его барботажа озоном водо-газовой эмульсией пропитывают дробленую руду, уложенную в штабеле, выдерживают технологическую паузу для осуществления процесса окисления и частичного выщелачивания элементов, относительно легко образующих гидратированные комплексные соединения с сульфатами железом, медью, цинком, молибденом. После завершения паузы, пропитанную руду орошают накислороженной водой, доукрепляют получаемые при этом дренируемые растворы водо-газовыми эмульсиями, подготовленными электроактивацией сернокислотного раствора и его барботажа озоном. Далее орошение руды продолжают формируемыми доукрепленными оборотными растворами из получаемых продуктивных растворов. При достижении достаточных концентраций ценных компонентов производят их извлечение соответствующими методами, а маточные растворы, после доукрепления их водо-газовыми эмульсиями, направляют на орошение. Циклы продолжаются до критического падения концентрации ценных компонентов в продуктивном растворе, после чего орошение штабеля прекращают и производят его обуривание с поверхности скважинами с размещением в них системы перфорированных труб, с последующим двухстадийным внутренним орошением минеральной массы. Первоначально орошение через скважины осуществляют под напором водой с вымыванием из нее мелкофракционной шламообразующей составляющей к основанию штабеля и накоплением ее в аккумуляционной кювете. В кювете из накопленной мелкофракционной минеральной массы производят выщелачивание ценных компонентов. На второй стадии через скважины производят подачу в штабель водо-газовых эмульсий, подготовленных электроактивацией сернокислотного раствора и его барботажа озоном до полной пропитки обезшламленной в ходе промывки крупнофракционной массы штабеля. Пропитанную минеральную массу выдерживают до окончания окисления и выщелачивания из нее ценных компонентов, образующих сульфатные комплексы. Далее через скважины в штабель подают раствор реагентов, подготовленный электроактивацией сернокислотного раствора с введенным в него хлоридом натрия и его барботажа озоном, обеспечивающим выщелачивание сопутствующих ценных компонентов, образующих хлоридные комплексы золота, серебра и металлов платиновой группы. Выдерживают раствор в обработанном материале в течение нескольких суток, после чего накислороженной водой или слабым раствором основного реагента, подаваемых через скважины и путем орошения с поверхности, производят окончательное выщелачивание ценных компонентов.

Пример конкретного осуществления способа.

Способ апробировался на комплексных упорных рудах Удоканского месторождения. Перколяционное выщелачивание меди, серебра и золота из технологической пробы первичных борнит-халькозиновых руд Удоканского месторождения медистых песчаников (вес пробы 12 кг, крупность частиц -40 мм), осуществлялось в пластиковом перколяторе в три этапа. На первом этапе руда была пропитана водо-газовой эмульсией, полученной посредством электрохимической обработки исходного 1,5% раствора серной кислоты с барботажем озоновой смесью из лабораторного озонатора. После чего руда выдерживалась в течение 7 суток в пропитанном состоянии для осуществления предокисления медьсодержащих минералов. Далее пропитанную руду орошали накислороженной водой и получаемый слив доукрепляли водо-газовой эмульсией, полученной посредством электрохимической обработки исходного 1,5% раствора серной кислоты с барботажем озоновой смесью из лабораторного озонатора. В течение 15 суток проводилось сернокислотное выщелачивание меди в инфильтрационном гидродинамическом режиме. В сливах продуктивных растворов анализировалось содержание меди, образующей в них сульфатные комплексы. Дренируемые растворы доукрепляли водо-газовыми эмульсиями, подготовленными электроактивацией сернокислотного раствора и его барботажа озоном и продолжали орошение руды оборотными растворами. При падении на 16-е сутки содержания меди до 0,5 г/л в продуктивном растворе, в течение следующих 12 суток проводилось сернокислотное выщелачивание меди в инфильтрационном гидродинамическом режиме оборотным 1% раствором серной кислоты, в который после каждого цикла орошения для реактивации добавлялся серно-кислотно-пероксидный раствор. На этом этапе из руды извлекалась медь (25,7% от ее общего количества в пробе). На третьем этапе, продолжительностью 20 суток, выщелачивание меди и золота проводилось в инфильтрационном гидродинамическом режиме активным раствором реагентов, подготовленным электроактивацией сернокислотного раствора с введенным в него хлоридом натрия и его барботажа озоном, обеспечивающим выщелачивание образующихся при этом хлоридными комплексами золота, серебра и доизвлечение меди. Выдерживали раствор в обработанном материале в течение нескольких суток, после чего орошали руду хлоридно-гипохлоритным раствором, полученным в лабораторном электрофотохимическом реакторе. Извлечение меди на этом этапе составило 48%, золота - 75% и 85%) серебра. Общее время перколяционного выщелачивания составило 53 суток, суммарное извлечение меди 87,2%.

Способ кучного выщелачивания упорных комплексных руд позволяет повысить эффективность процесса выщелачивания за счет увеличения извлечения основных и сопутствующих ценных компонентов.

Изобретение относится к переработке упорных комплексных руд. Способ включает многостадиальное дробление руды и ее послойную укладку в штабели, выщелачивание меди водогазовыми эмульсиями, подготовленными электроактивацией сернокислотного раствора и его барботажа озоном. Далее осуществляют орошение руды оборотными растворами до падения концентрации меди. После орошение штабеля прекращают и производят его обуривание с поверхности скважинами с размещением в них системы перфорированных труб, с последующим двухстадийным внутренним орошением минеральной массы первоначально водой с вымыванием ее мелкофракционной шламообразующей составляющей, а далее через скважины производят пропитку обезшламленной в ходе промывки крупнофракционной массы штабеля водогазовыми эмульсиями для выщелачивания молибдена и меди. Затем через скважины подают раствор реагентов для выщелачивания золота и серебра. Далее производят окончательное выщелачивание золота и серебра путем подачи через скважины и орошения с поверхности накислороженной воды или слабого сернокислотного раствора с введенным в него хлоридом натрия и его барботажа озоном. Обеспечивается повышение увеличения извлечения меди, молибдена, золота и серебра из упорных комплексных руд. 1 ил., 1 пр.

Способ кучного выщелачивания упорных комплексных руд, включающий рудоподготовку, многостадиальное дробление руды и ее послойную укладку в штабели, выщелачивание меди с образованием ее сульфатных комплексов технологическими оборотными растворами реагентов, включающими окислители, отличающийся тем, что в качестве технологических оборотных растворов реагентов используют водогазовые эмульсии, подготовленные электроактивацией сернокислотного раствора и его барботажа озоном, которыми при выщелачивании пропитывают руду в штабеле, выдерживают технологическую паузу, орошают накислороженной водой пропитанную руду в штабеле, доукрепляют получаемые при этом дренируемые растворы водогазовыми эмульсиями, подготовленными электроактивацией сернокислотного раствора и его барботажа озоном, и продолжают орошение руды в штабеле оборотными растворами до падения концентрации меди, образующей ее сульфатные комплексы в продуктивном растворе, после чего орошение руды в штабеле прекращают и производят его обуривание с поверхности скважинами с размещением в них системы перфорированных труб, с последующим двухстадийным внутренним орошением минеральной массы, первоначально водой с вымыванием ее мелкофракционной шламообразующей составляющей к основанию штабеля и накоплением ее в аккумуляционной кювете, в которой производят ее выщелачивание, через скважины производят пропитку обезшламленной в ходе промывки крупнофракционной массы штабеля водогазовыми эмульсиями, подготовленными электроактивацией сернокислотного раствора и его барботажа озоном, обеспечивающую окончательное окисление и выщелачивание молибдена и меди, с образованием их сульфатных комплексов, через скважины подают раствор реагентов, подготовленный электроактивацией сернокислотного раствора с введенным в него хлоридом натрия и его барботажа озоном, обеспечивающим выщелачивание золота и серебра, образующих хлоридные комплексы, выдерживают этот раствор в обработанном материале в течение нескольких суток, после чего накислороженной водой или слабым сернокислотным раствором с введенным в него хлоридом натрия и его барботажа озоном, подаваемого через скважины и путем орошения с поверхности, производят окончательное выщелачивание золота и серебра.