В области гидрометаллургической переработки золотосодержащих руд

  • колонны с жалюзийными насадками для пульповых процессов, в том числе сорбционных;
  • пачуки секционные;
  • электролизеры проточные;
  • электролизеры механизированные для получения аффинированного серебра;

Колонны с жалюзийными насадками для пульповых процессов, в том числе сорбционных

В современной мировой практике золотодобычи преимущественное распространение получил метод сорбционного цианистого выщелачивания золота из рудных продуктов.

Процесс сорбционного выщелачивания осуществляется в цепочке аппаратов в режиме противотока пульпы и сорбента.

Традиционно для этой операции применяют аппараты «смешения» с механическим, либо с пневматическим, перемешиванием пульпы, оборудованные специальным дренажным устройством для разделения пульпы и сорбента.

Революционной отечественной разработкой в области аппаратурного оформления гидрометаллургического процесса в конце прошедшего столетия явилось создание пульсационных колонн с горизонтальными насадками КРИМЗ, открывшее возможность замены аппаратов «смешения» на аппараты, работающие по принципу вытеснения для пульповых процессов.

Многие годы Иргиредмет последовательно проводил испытания и внедрение пульсационных колонн с насадками КРИМЗ.

В 90-х годах совместными усилиями институтов «Иргиредмет» и «ВНИИНМ» на Советской ЗИФ проведены исследования в промышленном масштабе по изучению эффективности применения пульсационных колонн для извлечения золота.

Выяснилось, что одна пульс-колонна на операции предварительного цианирования заменяет 3 пачука, а на операции сорбционного выщелачивания — 2 сорбционных пачука.

Полномасштабное внедрение аппаратов колонного типа впервые осуществлено в 1996 году на Олимпиадинской ЗИФ, действующей по ионнообменной технологии. На ЗИФ установлены колонны с насадками КРИМЗ диаметром 3 м, вместимостью ~90 м³, работающие без применения пульсационного режима.

Продолжая разработку, Иргиредмет запатентовал горизонтальную насадку жалюзийного типа для колонных аппаратов, обладающую лучшими гидродинамическими качествами и более простую в изготовлении по сравнению с насадками КРИМЗ.

По чертежам Иргиредмета на Кочкарской ЗИФ ЗАО «Южуралзолото» осуществлена реконструкция восьми пачуков вместимостью по 210 м³ в колонны с жалюзийными насадками, и в июле 2003 г. произведен запуск новой схемы с одновременным переводом ее с ионообменной (RIL) на угольно-сорбционную (CIL) технологию.

Первые месяцы эксплуатации новой схемы показали, что при переработке руды с содержанием золота 4 г/т и длине сорбционной цепочки в 2 раза меньшей (7 сорбционных колонн вместо 14 пачуков до реконструкции) одинаковое извлечение золота достигается с получением емкости насыщенного угля 3–4 г/кг, тогда как емкость насыщенной смолы по прежней технологии составляла 1,5–2,5 г/кг.

На ЗИФ ОАО «Васильевский рудник» по чертежам Иргиредмета изготовлены и внедрены в 2004 г. колонны с жалюзийными насадками вместимостью 100 м³ , в том числе 4 — для предварительного цианирования и 6 — для сорбции.

По конструкторской документации Иргиредмета изготовлены и внедрены на Дарасунской ЗИФ колонны вместимостью 40 м³ для переработки сульфидных концентратов по угольно-сорбционной технологии.

Разработан типовой ряд колонн вместимостью: 20, 40, 100 и 200 м³.

Преимущества новых аппаратов (в сравнении с традиционными пачуками):

  • повышение эффективности в 1,5 раза (за счет дополнительного передвижения потока пульпы, создаваемого жалюзийными насадками);
  • более высокий показатель извлечения золота;
  • достаточная сохранность угля;
  • снижение затрат на изготовление и эксплуатацию;
  • относительно небольшая занимаемая площадь.

Технические характеристики колонн

Наименование показателя 20 м³ 40 м³ 100 м³ 200 м³ 450 м³
Внутренний диаметр колонны, мм 2 200 2 800 3 500 4 500 5 500
Общая вместимость колонны, м³ 21 43 108 220 470
Полезная вместимость колонны, м³ 20 40 102 210 450
Производительность по пульпе, м³/ч 10–20 20–60 40–100 160–300 250–450
Расход воздуха на транспортировку 1м³ пульпы (эрлифт), м³ 2,0 2,0 2,0 2,0 1,5
Расход воздуха на перемешивание, м³/мин. 1,0 2,5 3,8 16,0 25,0
Давление подаваемого воздуха, Мпа 0,15 0,15 0,15 0,25 0,35
Количество насадок распределителей, шт. 6 6 6 6 6
Шаг между насадками, мм 880 1 000 1 600 2 000 2 500
Ячея дренажной сетки, мм 0,63 0,63 0,63 0,63 0,63
Количество сеток, шт. 2 2 4 16 24
Габариты в плане, мм 2 610 3 160 3 920 5 070 6 810
Габариты по высоте, мм 7 800 8 900 13 846 18 950 23 800
Масса колонны, кг 6 800 9 000 20 000 36 000 84 807

Пачуки секционные

При применении ионообменной технологии извлечения золота по методу «смола в пульпе» на первой опытно-промышленной установке, построенной на Лебединской ЗИФ для переработки глинистых руд Куранахского рудного поля, в качестве основного оборудования использовались пачуки предварительного цианирования и сорбционного выщелачивания вместимостью по 20 м³.

Пачуки в качестве агитационного оборудования за долгий срок их использования на многих предприятиях показали себя вполне надежными и удобными в эксплуатации аппаратами. Проблемы по конструктивному устройству пачуков стали возникать только при организации мелкомасштабных производств — укрупненных передвижных и полупромышленных установок, а также при проектировании небольших производств по переработке концентратов.

Для решения этой проблемы в Иригредмете была разработана принципиально новая конструкция пачуков секционного типа.

Их отличие состоит в том, что пачуки имеют прямоугольную форму и объединены в одну цепочку со смежными стенками и с необходимым числом ступеней сорбции. Это позволяет уменьшить до минимума общие габариты аппаратов и сократить в 3–4 раза площадь производственного помещения, занимаемого оборудованием. Также упростилось обслуживание аппаратов.

Типоряд разработанных секционных пачуков начинается с настольной гидрометаллургической установки объемом одной ступени 0,5 дм³ и возрастает до промышленных аппаратов объемом ступени 5 и 8 м³.

Вариант секционного сорбционного пачука с погруженными дренажами эксплуатировался несколько лет на Первомайской ЗИФ при переработке по угольно-сорбционной технологии дарасунских флотоконцентратов.

Другой вариант сорбционных пачуков с выносными дренажами успешно использовался на Самартинской ЗИФ (Республика Бурятия) при переработке концентратов руд Зун-Холбинского и Ирокиндинского месторождений также по угольно-сорбционной технологии.

Электролизер проточный

Электролизеры нашли широкое применение на золотодобывающих предприятиях, использующих угольно-сорбционную технологию извлечения благородных металлов и технологию цианирования богатых гравиоконцентратов.

Электролизеры используются для осаждения золота и серебра из щелочно-цианистых растворов, получаемых при десорбции металлов с насыщенных активных углей, или для прямого осаждения металлов из растворов выщелачивания.

Иргиредметом разработаны два типоразмера многокамерного проточного бездиафрагменного электролизера, производительностью по раствору ГЦН-20 0,2 м³/ч и ГЦН 40М 0,4 м³/ч, которые выгодно отличаются от других аналогичных аппаратов.

Преимущества:

  • достигается необходимая полнота осаждения металлов (96–97%) за один проход раствора;
  • обеспечивается экономичный режим процесса электроосаждения, благодаря небольшому межэлектродному расстоянию (4–5 мм);
  • биполярный способ подключения электродов, использованный в конструкции электролизера, позволяет применять в качестве источника питания постоянного тока относительно недорогие типовые сварочные агрегаты.

Режимные параметры электролизера обеспечивают условия самоосыпания осадка и его накопления в нижней отстойной части камер. Удаление осадка не требует остановки процесса электролиза и производится при минимальных трудозатратах.

Электролизеры успешно работают на предприятиях ОАО «Лензолото», АО «Васильевский рудник», АО «Нежданинское золото», АС «Чукотка», ОАО «Бурятзолото», АС «Западная», ЗДК «Золотая звезда», ЗАО «Южуралзолото», ОАО «Алданзолото».

За последние годы разработана новая монокамерная конструкция электролизера с производительностью по раствору ЭСП-0,5 0,4 м³/ч и ЭСП 2,0 2,0 м³/ч. Увеличение поверхности анодов и катодов достигается за счет использования стальной сетки, что позволяет довести эксплуатационный токовый режим до 600 и 2000 А, соответственно.

Использование в конструкции термостойких материалов позволяет вести процесс в сетчатом электролизере при температуре рабочего раствора до 95 °C. Выпуск катодных шламов также может производиться без остановки процесса электролиза. В проточном режиме работы извлечение золота и серебра из растворов достигает 95–98% за один проход.

Новые электролизеры успешно эксплуатируются в ОАО «Бурятзолото» (ЭСП-0,5) и ОАО «Артель старателей «Чукотка» (ЭСП-2,0).

Иргиредмет:

  • владеет всей конструкторской документацией;
  • изготавливает электролизеры;
  • оказывает содействие при запуске электролизеров в эксплуатацию;
  • проводит обучение специалистов.

Механизированный электролизер

В 1999–2000 гг. для Колымского аффинажного завода изготовлен и испытан опытно-промышленный образец электролизера, производительностью до 4,0 кг/час аффинированного серебра. Проведены два этапа промышленных испытаний, получено более 800 кг аффинированного серебра марки СрА-1 (ГОСТ 28595-90).

С учетом результатов проведенных испытаний Иргиредметом разработан промышленный электролизер производительностью 5–6 кг/час аффинированного серебра.

Отличительными особенностями электролизера являются использование насыпного анода и новая конструкция катода, вращающегося вокруг горизонтальной оси, что дает возможность непрерывно выделять кристаллы серебра из электролита, а постоянное смещение катода предотвращает прорастание и замыкание кристаллов.

Использование такого электролизера для аффинажа серебра позволяет исключить операции плавки всего металла на аноды, переплавку и вторичный аффинаж анодных остатков, и, тем самым, сократить количество оборотного серебра в 3-4 раза, повысить качество готовой продукции, сократить ручной труд и увеличить производительность труда.

Механизированный электролизер для рафинирования серебра
Механизированный электролизер для рафинирования серебра на Колымском аффинажном заводе