Добыча золота методами геотехнологии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КРАСНОЯРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И ЗОЛОТА
РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:
«ДОБЫЧА ЗОЛОТА МЕТОДАМИ
ГЕОТЕХНОЛОГИИ»
Выполнил: Д.А.
Группа:
Преподаватель:Е.Л.
/>Красноярск — 2001ОГЛАВЛЕНИЕ
1.  ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКА  ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ         3
Объекты применениягеотехнологии… 3
Преимущества геотехнологии… 3
Экономические показатели… 4
2.  ОБЗОРТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СПОСОБОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ КУЧНОМ  ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ ЗОЛОТА ИЗ РУД… 7
Цианидное выщелачивание… 7
Тиомочевинное (тиокарбамидное)выщелачивание… 8
Тиосульфатное иаммиачно-тиосульфатное  выщелачивание    10
Окислительное выщелачивание минеральными кислотами и солями        10
Бактериальное выщелачивание… 12
Вторичные ионообменные явленияв процессах  выщелачивания золота   15
Методы извлечения золота израстворов  и сточных вод 16
Сорбция благородных металловактивными углями… 16
Извлечение благородных металловионообменными  смолами и экстрагентами… 17
Использование ферритизированныхсорбентов… 19
Электролитическое извлечениезолота из растворов… 19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ… 21
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙСПИСОК… 22/>/>1.ОБЩАЯХАРАКТЕРИСТИКА
ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ/>/>Объекты применения геотехнологии
Геотехнология определяется как метод добычи цветных,редких и благородных металлов путем их избирательного растворения химическимиреагентами на месте залегания и последующего извлечения образованных в зонереакций химических соединений без формирования значительных пустот и массовогосдвижения вмещающих пород.К геотехнологии относят также кучное иотвальное выщелачивание металлов, хотя эти методы являются промежуточными междусобственно геотехнологическим выщелачиванием – подземным и гидрометаллургическим– чановым.
Геотехнологические методы добычи полезных ископаемыхследует рассматривать не как конкурирующие с традиционными, а как дополняющиеих. Эти методы целесообразно применять на нерентабельных для подземного иоткрытого способов объектах: на крупных месторождениях сравнительно бедных руд,где значительный экономический эффект может быть получен за счет масштабностипроизводства; на мелких залежах и рудопроявлениях богатых руд на месторождениях,отработанных традиционными методами, для извлечения полезных компонентов изоставшихся целиков и забалансовых руд; на отвалах забалансовых руд и хвостовобогащения закрытых и действующих горных предприятий. />/>Преимущества геотехнологии
Наиболее экономичным является подземное скважинноевыщелачивание на новых месторождениях, когда проницаемость руды для растворадостаточна и предварительное дробление не требуется. В этом случае отпадаетнеобходимость транспортировки руды от рудника, не нужны хвостохранилища,появляется возможность полной автоматизации процесса, исключается опасный трудчеловека под землей, резко (примерно в три раза) сокращаются объемы, сроки вводаи освоения промышленных мощностей, не происходит вредных выбросов газов и пыли.
Основной проблемой подземного выщелачивания являетсяобеспечение защиты от проникновения промышленных растворов в подземнуюгидросеть. В связи с этим требуется тщательное геологическое изучение объекта,особенно в плане тектонических нарушений. При наличии разломов или зонтрещиноватости необходимо проведение работ с целью создания искусственных водонепроницаемыхэкранов путем закачки бетонной смеси в плоские щели, сформированные методомгидроразрыва, который разработан в институте Горного дела СО РАН.
Кучное выщелачивание на специально подготовленныхоснованиях максимально снижает возможность утечки промышленных растворов.Однако себестоимость готовой продукции становится несколько выше, чем приподземном выщелачивании, но существенно ниже, чем при традиционных методахдобычи.
Кучное и, в меньшей степени, подземное выщелачиваниедавно и широко используются в разных странах (США, Испании, Чили, Чехословакии,Канаде, Мексике, Перу, Замбии, Австралии, ЮАР и др.) для добычи урана, меди,золота и серебра. Известны запатентованные разработки по выщелачиванию свинца,цинка, молибдена, вольфрама, олова, мышьяка, висмута и других металлов. В нашейстране в промышленном масштабе этими методами добывался только уран, а медь,золото и серебро извлекались лишь на опытно-промышленных установках малойпроизводительности. В последние годы, в связи с некоторым подъемом в экономике,интерес промышленников к геотехнологии усилился. Начато внедрение кучноговыщелачивания на горнодобывающих предприятиях Рудного Алтая. Планируетсяиспользование геотехнологии для добычи золота и меди в Забайкалье. Можнонадеяться, что геотехнологические методы найдут применение в России при добычецветных и благородных металлов. />/>Экономические показатели
По оценке американских специалистов капитальные затратына организацию кучного выщелачивания золотосодержащей руды производительностью180 т/сут (без учета расходов на горные работы) составляют $ 200 тыс., при этомзатраты на цианид натрия не превышают $ 0.15, а потребление электроэнергии –0.0003 кВт * ч на 1 т руды.
Если расходы на извлечение золота по стандартной технологии(чановое выщелачивание с предварительным перемешиванием, осаждение золотацинковой пылью) принять за единицу, то для геотехнологического варианта (кучноевыщелачивание с предварительным дроблением руды, осаждение золота на угле, электролиз)они составят 0.32. Соответствующее соотношение эксплуатационных затратсоставляет 1:0.66.
Традиционная технология экономически выгодна, когдасодержание золота в руде не менее 1.74 г/т (эта цифра зависит от цены золота намировом рынке), а кучное выщелачивание – при содержании золота до 0.96 г/т.
На руднике Эберли (США) капитальные вложения на кучноевыщелачивание составили $ 600 тыс., а эксплуатационные расходы – 11.5 $/т.Затраты распределяются так: $/т % Добыча руды (рабочая сила, взрывные работы техн. обслуживание, страхование и прочее) 2,44 21,2
Кучное выщелачивание:
оплата труда:
– рабочих
– инженерно-технических работников
электроэнергия и топливо
реагенты
вода
техническое обслуживание
плата землевладельцу за разработку недр
дробление руды и укладка в кучи
процесс сорбции золота на угле
десорбция золота и электролиз элюата
химические анализы
отчисления на оборудование
1,05
0,78
0,77
0,83
0,11
0,48
1,05
0,44
0,26
0,26
0,13
2,90
9,14
6,78
6,7
7,22
0,96
4,17
9,15
3,83
2,26
2,26
1,13
25,2 Всего 11,5 100,0
Таким образом, кучное выщелачивание золота экономичнеетрадиционных методов добычи по всем показателям.
Технико-экономическая эффективность кучного и сорбционноговыщелачивания золота из рудного сырья в зависимости от содержания золота,производительности установки, материала основания под рудный штабель, крупностидробления руды и т.д. приведена в [3] применительно к экономическим условиям России.
Ниже даны два варианта расположения установки длявыщелачивания:
–в непосредственной близости от источника сырья (транспортировка руды осуществляетсяне более чем на 1 км, требуется сооружение хвостохранилища для слива жидких отходов);
–в районе хвостохранилища золотоизвлекательной фабрики (транспортировка рудыпроизводится на расстояние до 10 км).
Эффективность кучного выщелачивания рассматриваласьдля песчано-глинистых и кварц-карбонатных руд с содержанием золота 1.5; 2.0;2.5 г/т при производительности установки 50, 100 и 200 тыс. т/год.
Известно, что для песчано-глинистых руд, требующихболее длительного выщелачивания, целесообразно использовать одноразовыеоснования – глиняные с пленочным экраном. Для кварцевых руд, цикл обработкикоторых короче, можно применять бетонные основания. Метод кучного выщелачиваниязолота оказывается экономически приемлемым даже в случае дробления руды докрупности -5 мм, если содержание золота в руде не ниже 1 г/т ипроизводительность установки не менее 100 тыс. т/год. Кучное выщелачиваниеследует проводить в непосредственной близости от источника сырья, так какрасходы на транспорт превышают затраты на сооружение хвостохранилища. Этими жеавторами [3] рассмотрена эффективность кучного выщелачивания золотамалотоксичными и нетоксичными, в сравнении с цианидами, растворителями.Показано, что при бактериальном выщелачивании значительный экономический эффектдостигается за счет резкого сокращения издержек на обезвреживание жидкихотходов. />/>2.ОБЗОРТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СПОСОБОВ,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ КУЧНОМ
ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ ЗОЛОТА ИЗ РУД
Золотосодержащие руды, пригодные для переработки методомкучного выщелачивания, разделяют на следующие типы:
1)известковый алеврит с субмикронными частицами золота и примесями пирита,галенита, киновари, стибнита;
2)окремненные алевролиты с микронными частицами золота, часто связанными состаточными окислами железа;
3)песчаная и доломитовая руда, содержащая золото в межзерновом пространстве;
4)жильная кварцевая руда;
5)изверженные горные породы с небольшими кварцевыми жилами со свободным золотом. />/>Цианидное выщелачивание
Цианидное выщелачивание на сегодняшний день являетсяосновным способом извлечения золота из руд, как в традиционной технологии, таки при геотехнологической добыче. В качестве реагента используются соли циановойкислоты – цианиды натрия или калия концентрацией 0.02–0.3%. Растворение золотапроисходит по реакции 2Au + 4KCN + 0/2O2  + Н2O = 2KAu(CN)2+ 2КОН, из которой следует необходимость введения в процесс окислителя –добавок в рабочий раствор перекиси водорода, гипохлоритов калия, натрия и др. Вцианистых растворах должно быть обеспечено, кроме того, создание, такназываемой, защитной щелочи, уменьшающей разложение цианистых солей. Вподземном или кучном выщелачивании для предотвращения кольматационных явленийпредпочтительнее использование едких щелочей (КОН или NaOH), неприводящих к увеличению в растворе содержания кальция.
Процесс цианирования золотосодержащих руд и концентратовиспользуется и в традиционной технологии и, соответственно, разностороннеизучен. В частности установлено, что скорость растворения золота может контролироватьсялибо концентрацией NaCN, либо кислорода; интенсивное пассивирование золотаимеет место в присутствии солей свинца; при малых концентрациях (5–25 мг/л)серебро, свинец и ртуть ускоряют растворение золота; в присутствии сульфосолеймышьяка скорость растворения золота резко подавляется.
Интенсификация цианирования может быть достигнута засчет предварительного введения извести и цемента для гранулирования материала;использования концентрированных цианистых растворов, цианида кальция, которыйдешевле NaCN, комбинированных реагентов (особенно для теллуристыхи золотосеребряных руд); введения в раствор некоторых добавок (солей таллия,марганца, высокомолекулярных спиртов и т. д.).
Продолжительность выщелачивания колеблется от 7 до 30суток для дробленой руды (крупностью менее 20 мм) и до нескольких месяцев дляполучаемой в результате взрыва.
При всех достоинствах цианистого процесса извлечениязолота из руд у него имеется и существенный недостаток – очень высокаятоксичность цианистых солей. До сих пор не решена проблема обезвреживаниястоков, поэтому уже давно ведется поиск альтернативных реагентов длягидрометаллургической (в том числе и геотехнологической) переработкизолотосодержащего сырья. />/>Тиомочевинное (тиокарбамидное) выщелачивание
Возможным заменителем цианистых растворителей золотаявляются кислые растворы тиомочевины. Впервые предложения об использованиитиокарбамидного выщелачивания для извлечения золота из сурьмянистых руд были высказаныв начале сороковых годов XX века.Исследования как у нас в стране, так и за рубежом показали следующиепреимущества тиомочевинного растворения, по сравнению с цианированием: скоростьпроцесса выше примерно в 10 раз, он менее подвержен воздействию со стороныионов-примесей, меньше удельный расход и коррозионная активность реагента.Вместе с тем указывались и отрицательные моменты: тиомочевина дороже NaCNна 25%, в окислительных условиях она разлагается, имеются сложности при извлечениизолота из тиомочевинных растворов активированным углем.
Тиомочевинная технология перспективна для переработкиуглеродсодержащих глинистых золотоносных руд, а также мышьяксодержащих. Вцианистом процессе серьезные трудности вызывает наличие меди, при тиомочевинномрастворении это осложнение частично снимается вследствие значительно меньшейскорости ее разложения, эффективно растворяется золото в кислых растворах вприсутствии окислителя. Установлено, что наилучшим из исследованных реагентовявляется раствор тиомочевины с добавками серной кислоты и трехвалентногожелеза. При этом окислительно-восстановительный потенциал не может быть ниже125–130 мВ (из-за осаждения золота) и выше 160–165 мВ (из-за окисления свободнойтиомочевины). Стабилизация его в ходе процесса на определенном уровне можетосуществляться, например, добавками сернистого газа. Эксперименты показали, чтов случае тиомочевинного выщелачивания золото извлекаешься с большей полнотой,чем цианированием: 90 – 97% против 81–92%. Показана возможность использованиярастворов тиомочевины в замкнутом цикле с концентрацией железа не выше 10–12г/л.
В результате промышленных испытаний установлено:тиомочевинное выщелачивание золота возможно, причем извлечение его равно иливыше, чем при планировании; в случае тонкой вкрапленности золота такоевыщелачивание не имеет кинетических преимуществ перед цианированием;тиомочевинная технология может оказаться рентабельной даже с низким извлечением(60%) выщелачивания углеродсодержащих руд, которые невозможно перерабатывать инымиспособами, она может быть использована для переработки низкосортныхзолотосодержащих отвалов.
В промышленном масштабе тиомочевина применяется лишьна предприятиях с очень богатым концентратом, что оправдывает затраты нареагент. В России в результате испытаний на опытных установках выявленынедостатки способа: длительность операции закисления, высокий расход кислоты,обогащение продуктивных растворов элементами-примесями и др.
Эксплуатационные затраты при тиокарбамидном выщелачиваниив целом примерно на 25% меньше, чем для цианирования за счет существенно (болеечем в три раза) меньших затрат на обезвреживание промышленных стоков. />/>Тиосульфатное и аммиачно-тиосульфатное
выщелачивание
Процессы тиосульфатного и аммиачно-тиосульфатноговыщелачивания золота протекают по следующим реакциям:
4Au + O2 + 8S2O32-+ 4H+ → 4Au(S2O3)23-+ H2O,
Au + 5S2O32- + Cu(NH3)42+→ Au(S2O3)23- + 4NH3+ Cu(S2O3)35-
Образующийся тиосульфатный комплекс золота очень прочный(константа диссоциации равна 10-26).
          Наличиерастворимой меди и сульфидов может замедлить процесс аммиачно-тиосульфатногорастворения золота, если не принять специальных мер. В частности, его рекомендуетсяпроводить в слабоокислительной среде.
Аммиачно-тиосульфатное выщелачивание применимо купорным для цианистого процесса рудам: марганцевым и медистым. Оптимальныеусловия сохраняются поддержанием в растворе рН на уровне 7–8 ед. Этообеспечивает устойчивость тиосульфат-ионов. Установлено, что при их отсутствииизвлечение золота резко падает, кроме того, для повышения скорости реакциирекомендуется вводить в систему элементарную серу. Испытания, проведенные срудами ряда месторождений США и Мексики, показали, что выщелачивание реагентом,состоящим из смеси тиосульфата и сульфита аммония, обеспечивает извлечениезолота в пределах 50 – 96%. Аммиачными тиосульфатными растворами можно добыватьзолото и серебро из хвостов окислительного выщелачивания в присутствии меди. />/>Окислительное выщелачивание
минеральными кислотами и солями
Этот способ применим для добычисеребра и, в меньшей степени, золота. Имеется патент на селективное солянокислоевыщелачивание золота, серебра, свинца, сурьмы и висмута из арсенатов. Процесспроводят при рН = 1 и с наличием в растворе железа (2–4 г/л).
Для переработки материалов, содержащих благородныеметаллы, рассмотрена возможность использования гидрохлорирования, имеющегонекоторые преимущества, по сравнению с цианистым процессом: большаяконцентрация окислителя (молекулярный хлор) в растворе обусловливает высокуюскорость процесса; возможность получениясолянокислых растворов, изкоторых удобно выделять золото электролизом, переработки ряда упорных дляцианирования золотосодержащих материалов, в том числе углистых, медистых, мышьяковистыхи других, а также разделения золота и серебра при их осаждении из солянокислыхрастворов.
Экологически чистый способ извлечения благородныхметаллов из руд, в том числе карбонатных, включает их обработку воднымраствором, содержащим хлоридные и гипохлоридные ионы, восстановление металловцементацией, регенерацию ионов гипохлорита электрохимическим способом иповторное использование выщелачивающего раствора. Гипохлорирование применяетсядля предварительной обработки углеродсодержащих золотых руд передцианированием, чтобы извлечь золото из шлака, обогащенного сурьмой.
В опытно-промышленных масштабах исследовано извлечениезолота и серебра из анодных шламов электролиза меди с применением смесиконцентрированных кислот: 1 объем азотной и 3 – соляной.
Кроме того, теоретически и экспериментально прорабатываютсяварианты выщелачивания золота иодидными, тиоцианатными растворами, а такжераствором хлорида меди.
В последнее время в США ведутся исследования посорбционному извлечению золота из пульпы с помощью активного угля, обладающегомагнитными свойствами. Этот способ позволяет селективно извлекать золото в присутствиитаких примесей как As, Sb и др. Ввиду того, что большинство руд содержит магнетитв количестве 0.2–3%, необходима предварительная магнитная сепарация руды.
Многие из перечисленных методов химического извлечениязолота используются только для чанового выщелачивания, поскольку требуютпроведения некоторых дополнительных операций. />/>Бактериальное выщелачивание
Существенная интенсификация процесса выщелачиваниядостигается в присутствии бактерий. Например, тионовые бактерии Thiobacillus ferrooxidans могут применяться для выщелачивания меди, никеля,цинка, мышьяка, кадмия, золота и других металлов. В России и Канадеразрабатываются технологии бактериального выщелачивания мышьяка и вскрытиятонковкрапленного золота из упорных золотосодержащих концентратов перед ихцианированием. Это позволяет исключить дорогостоящий процесс обжига, загрязняющийатмосферу ядовитыми соединениями мышьяка.
Упорные руды характеризуются тонковкрапленным(субмикроскопическим) трудно вскрываемым золотом, присутствием минераловсурьмы, меди, мышьяка, двухвалентного железа, а также сульфидов и углистыхсланцев. Они не перерабатываются обычным цианированием. Для пирротиновых,медистых и сурьмянистых руд рекомендуются добавки PbO2 или Pb(NO3)2,интенсивная аэрация и сравнительно низкая концентрация выщелачивающего раствораNaCN; для углистых руд – многостадийные схемы цианированияс быстрым отделением продуктивных растворов от твердой части пульпы; длясульфидных и мышьяковистых руд – окислительный обжиг, в результате которогоплотные зерна сульфидов переводят в пористый гематит
2FeS2 + />O2= Fe2O3 + 4SO2,
2FeAsS + 5O2 = Fe2O3+ As2O3 + 2SO2.
 
Бактериальное выщелачивание позволяет решить проблемупереработки труднообогатимых руд.
Проводится поиск новых видов микроорганизмов, которыеспособны функционировать не только в кислой, но и в нейтральной и в щелочнойсредах. Как показали опыты, проведенные в СССР и в Индии, специальное внесениебактерий в рудную массу необязательно. Путем адаптации с использованием различныхмутагенных факторов можно получить культуру со свойствами, необходимыми для еепромышленного применения.
Пионерами исследований по бактериальному выщелачиваниюзолота были институт Пастера (Франция) и университет г. Дакар (Сенегал).Информация об этих работах появилась в печати в 60-х годах XXвека.
Бактериальные методы извлечения золота из руд базируютсяна результатах изучения микрофлоры крупных золоторудных месторождений,позволивших выделить культуры доминирующих видов бактерий и грибов. Установлено,что повышенной активностью в процессе растворения золота обладают представителиродов Bacillus, Bacterium, Chromobacterium, а также полученные на основе индуцированного мутагенезаштаммы бактерий Bac. mesentericus niger 12 и 129.
Микроскопические грибы, в отличие от бактерий, способныаккумулировать золото из растворов. Наиболее эффективны представители родов Aspergillus niger и Aspergillus oryzae.
В процессах бактериального выщелачивания золота определяющаяроль принадлежит продуктам микробного синтеза: аминокислотам, пептидам, белками нуклеиновым кислотам. Углеводы в растворении золота участия не принимают.Экспериментально установлено, что в кислой среде белки осаждают золото, а вщелочной – растворяют. Солерастворимые белки микробного синтеза существеннолучше действуют на золото, чем глобулин животного происхождения. Реакционнаяспособность пептидов зависит от их молекулярного веса: чем он меньше, тем вышерастворимость золота.
В результате исследований факторов, регулирующихвыщелачивание золота продуктами метаболизма гетеротрофных микроорганизмов,определено, что начальной стадией процесса является биосинтеззолоторастворяющих соединений, который рекомендуется проводить в течение 2–3суток при рН среды 5.5–6.5, температуре 30-35˚С и загрузке 3–4-х суточногопосевного материала в количестве 4–5%. Основной процесс выщелачивания золотаследует проводить при рН 9–10 в присутствии окислителя металла.
Исследованы механизм и кинетика растворения золота вводно-щелочных смесях малоно-нитрила. Показано, что наибольшая эффективностьего проявляется в области рН 10 – 11, концентрация золота может достигать 65–70мг/л, но уже при рН > 11.5 растворимость золота резко падает, а в кислойсреде она практически не происходит.
Разложение золота существенно возрастает при использованиимодифицированных гуминовых кислот, полученных путем нитрирования исульфирования природных гуматов, а концентрация достигает 48–50 мг/л, что в15–16 раз выше, чем с природными гуминовыми кислотами.
Для кучного выщелачивания золота аминокислотамимикроорганизмов смонтирована установка и проведены испытания на песчаной руде(0.75 г/т Au) крупностью –300 +0 мм. Наибольшей величиныконцентрация золота в продуктивных растворах достигла в первые 5–6 суток. Присредней скорости фильтрации 12–15 л/т * сутки за 12 суток было извлечено 46.7% золота иизрасходовано 0.6 кг аминокислот, 0.4 кг перманганата калия и 4 кг гидроксиданатрия на тонну руды.
Одной из наиболее активных по отношению к золотугруппой бактерий является разновидность, относящаяся к виду Aeromonas. И. Парес, изучавший бактериальное выщелачивание золота, пришел кследующим выводам: наиболее сильной растворяющей способностью обладаютбактерии, отобранные на самих золотоносных месторождениях; растворение Auосуществляется в несколько этапов (скрытая фаза, фаза нарастания интенсивностивыщелачивания и стабильная фаза), примерно через 12 месяцев интенсивностьвыщелачивания резко снижается; бактерии, активно действующие на золото,разрушаются обычными микроорганизмами, живущими в воздухе; на растворениезолота в числе других факторов большое влияние оказывает состав питательнойсреды.
В Иркутском государственном институте редких металловпроводились эксперименты по бактериальному выщелачиванию золота из рудразличных месторождений. Изучен состав рудничных вод и пород с целью получениякультур, способных интенсифицировать процесс выщелачивания золота. Установленыследующие микроорганизмы: Bacillus, Bacterium, Chromobacterium, Pseudomonas, Micrococcus, Sarcina, Thiobacillus. Показано, что в присутствии продуктов метаболизмабактерий выщелачивание протекает быстрее (в 2-4 раза). Разложение золотазначительно возрастает с наличием окислителя и при использовании новых мутантов,полученных в результате воздействия на бактерии ультрафиолетового излучения вкомбинации с химическим мутагеном – этиленимином: 1.5–2 против 0.4 мг/л безмутантов. Еще большая растворимость золота может быть достигнута путем разрушенияклеточных оболочек различными реагентами (до 10–18 мг/л). />/>Вторичные ионообменные явления в процессах
выщелачивания золота
Выщелачивание золота различными растворителями сопровождаетсянекоторыми побочными явлениями, снижающими извлечение металла или ухудшающимикинетические показатели. Этот вопрос пока еще недостаточно изучен. Существеннуюроль в процессах, протекающих в системах типа «вода-порода», играютповерхностные явления – сорбция, ионный обмен и т.д. Известно, что золото обладаетспособностью довольно активно сорбироваться различными минералами, особенносульфидными и глинистыми. Соответственно, минеральный состав золотосодержащихпород должен быть оценен и с этих позиций.
Условия, способствующие и препятствующие сорбциизолота различными минералами, изучались, например, в работе [4], в которойсделаны, следующие выводы: снижение извлечения золота за счет сорбции можноуменьшить, проводя выщелачивание в более жестких условиях; ограниченностьиспользования растворителей, альтернативных цианидам, но образующих менеепрочные комплексы с золотом, чем цианиды, связана с конкуренцией процессоввыщелачивания и сорбции; при наличии в руде сорбционно-активных глинистыхминералов нецелесообразно стремиться к чрезмерному повышению концентрациизолота в растворе, поскольку это приведет к росту его потерь за счет сорбции. />/>Методы извлечения золота из растворов
и сточных вод
Прогресс в гидрометаллургии благородных металлов взначительной степени связан с совершенствованием методов их извлечения изпромышленных растворов и сточных вод. Эффективность осаждения их из различныхсред зависит от наличия широкого ассортимента испытанных в производственныхусловиях методов. В связи с этим во многих странах, в том числе и в России,разработке этих вопросов уделяется большое внимание.
Стандартный (традиционный) метод осаждения золота израстворов – цементация металлическим цинком. В присутствии мышьяка Auосаждают методом сорбции на угле. В нашей стране промышленно освоен методсорбционного цианирования, который повлек за собой разработку принципиальноновых методов извлечения золота и серебра из тиомочевинных растворов. Россиитакже принадлежит приоритет в развитии методов извлечения благородных металловс помощью углеграфитовых электродов. />/>Сорбция благородных металлов активными углями
В мире установилась тенденция широкого использованияактивных углей в качестве осадителей металлов. В настоящее время практическуюзначимость имеет только сорбция из цианистых растворов, этому процессу отдаетсяпредпочтение. За рубежом ионообменные смолы не получили промышленногоприменения в качестве осадителей благородных металлов из цианистых пульп, этосвязано с лучшими сорбционными и кинетическими свойствами активных углей и ихболее высокой селективностью по отношению к золотоцианистому комплексу, а такиеже их низкой стоимостью (в 7–12 раз ниже цены ионообменных смол).
Различают два вида активных углей: пылевидные (-0.1мм) и гранулированные (0.2 мм). Сорбция золота активными углями сопровождаетсяокислительно-восстановительными процессами. Находящиеся в растворедицианоаурат-ионы на поверхности угля преобразуются в цианокарбонилы и затемвосстанавливаются до металлического золота.
Преимущества пылевидных углей – в их низкой стоимости,высоких кинетических и емкостных характеристиках, возможности исключениярегенерации. Для того, чтобы снизить потери золота с тонкодисперсными частицамиугля и быстро его отделить от раствора декантацией, разработан способкоагуляции угля в присутствии сернокислого алюминия. Вместе с тем, аппаратурадля извлечения благородных металлов из цианистых растворов дисперсным активнымуглем еще до конца не разработана. Использование пылевидных сорбентов дляизвлечения золота из пульп менее распространено, что обусловлено трудностьюотделения сорбента от пульпы. Извлечение золота в концентрат в этом случае составляет88–92%, при этом последний содержит до 60–80% шлама. Отделить шлам от дисперсногоугля практически не удается.
Более перспективным в настоящее время является применениесферических активных углей, которые характеризуются хорошо развитой пористойструктурой, равномерной во всем объеме гранул. Однако их потери за счетистирания в 2–2.5 раза выше, чем потери ионообменных смол. Вместе с тем,активные угли обладают значительно большей селективностью по отношению кзолоту, чем указанные смолы. При достижении насыщения угля АУ-50 его сорбционнаяемкость распределяется только между золотом и серебром в соотношении 4:1,коэффициент селективности равен единице, а для анионита АМ-2Б в аналогичных суглем условиях – 0.19.
Сорбционное осаждение золота из цианистых растворовактивным углем оказалось наиболее оптимальным методом при кучном выщелачиваниизолотосодержащих руд ряда месторождений США. Технологические схемы на каждом месторождении,естественно, имеют свои особенности. />/>Извлечение благородных металлов ионообменными
смолами и экстрагентами
Применение ионного обмена для извлечения золота израстворов связано с успехами в области синтеза специфических ионитов. На рядеобогатительных фабрик СНГ осуществлена сорбционная технология извлечения золотаи серебра из цианистых пульп различного состава с помощью макропористогоанионита АМ-2Б. Установлено, что сложный состав жидкой фазы пульп ухудшаетпроцесс: емкость анионита по золоту может снизиться в три раза. Работы поповышению извлечения золота из сложных цианистых пульп, ведутся в основном вдвух направлениях: синтез новых селективных сорбентов и разработка эффективныхсхем их регенерации.
Для извлечения благородных металлов из солянокислыхрастворов эффективно применение смолы хелатного типа, имеющей емкость по золотудо 660 г/кг в присутствии меди, железа, никеля, кобальта, алюминия, кальция идругих металлов. Дисульфидная смола нейтрального типа селективно извлекаетзолото из хлоридных растворов сложного состава. Перспективны исследования поразработке волокнистых сорбентов, которые значительно дешевле ионитов, обладаютхорошими кинетическими и емкостными характеристиками. Разработана сорбция золотаиз тиомочевинных растворов электрообменными волокнами на основе поливиниловогоспирта. Затраты электрообменного волокна – 0.22 г на 1 г золота. Золотоизвлекается из раствора полностью, после сжигания волокна получается зола, содержащаядо 48% золота. Российскими разработчиками получены и другие технологическиерешения по этой проблеме.
Успешное использование ионитов в обороте возможно приусловии полного восстановления их первоначальной пористости и свойств последесорбции. В нашей стране и за рубежом имеется несколько схем регенерациианионитов. Наиболее распространенной является технология, разработаннаяроссийскими исследователями в 70-х годах XX века. Схемаприемлема для восстановления гелеобразных и пористых анионитов различнойосновности и селективности (АМ, АМ-2Б, АП-2 и др.) и обеспечивает ее высокоекачество. Эффективная бескислородная схема селективной регенерации анионитоврастворами щелочи и роданида аммония, позволяющая исключить применение хлорида,цианида натрия, уменьшить количество промывочных операций, ускорить в 3–4 разапроцесс восстановления, снизить расход реагентов. Из роданистых растворовзолото может быть осаждено электролизом, цинковой или алюминиевой пылью,активированным углем, двуокисью серы. />/>Использование ферритизированных сорбентов
Новым технологическим приемом извлечения благородныхметаллов из пульп является использование ферритизированных сорбентов вмагнитном поле. Преимущества этого способа – возможность проведения сорбции набольших скоростях и простота отделения сорбентов от промышленных растворов.Например, скорость потока раствора может быть увеличена в 15–17 раз. Многиевопросы практического применения дисперсных ферритизированных сорбентов еще нерешены, однако перспективность метода предопределяет актуальность исследованийв этом направлении. />/>Электролитическое извлечение золота из растворов
Электролиз в аппаратах с проточными объемно-пористымикатодами – один из наиболее экономичных способов извлечения золота израстворов. Эта технология базируется на исследованиях, выполненных в Институтехимии твердого тела и механохимии СО РАН. Достоинства метода в том, что металлполучается в достаточно концентрированном и чистом виде, не требуетсяиспользование реагентов, упрощается решение проблемы оборота растворов иавтоматизация производства. Применение катодов с высокоразвитой поверхностью,по сравнению с плоскими катодами, позволило интенсифицировать процесс в 15–20раз. Электролитически золото может извлекаться из тиомочевинных, цианистых, гипохлоридныхрастворов. Однако многие аспекты этого метода еще требуют дальнейшего исследования.
Необходимо упомянуть еще один способ осаждения золотаиз кислых хлоридных растворов плесневым грибом Aspergillus oryzaeВКМ-56 и Aspergillus niger, разработанный в Иркутском государственном институтередких металлов. При загрузке гриба в количестве 40 г/л за 4 суток осаждается100% золота, 96% серебра, 84% платины и 92% палладия из  солянокислыхрастворов. Промышленные испытания показали приемлемость этого способа длябедных растворов золота (до 0.1 мг/л).
Существуют и другие технологические решения по извлечениюзолота из растворов, однако, они требуют специальной аппаратуры, могут бытьосуществлены только в заводских условиях и поэтому не могут быть использованыпри геотехнологической добыче золота. />/>ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Резюмируя вышеизложенный материал, можно сделать следующиевыводы.
1.На зарубежных предприятиях наиболее распространен метод цианирования споследующим осаждением золота цинковой пылью. В России параллельно развиваютсяметоды цианирования и сорбционного цианирования.
2.Во всех промышленно развитых странах применяется сорбция золота по методу«уголь в пульпе».
3.Сорбционное выщелачивание золота, использование ферритизированных сорбентов,электролитическое извлечение золота углеграфитовыми электродами развиваетсяпреимущественно в нашей стране.
4.Существуют технологические приемы извлечения золота и серебра из растворов,изученные только в лабораторных условиях. Внедрение их в практику – делобудущего. />/>БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
 
1. ПтицынА.Б. Добыча золота методами геотехнологии. Ч.1: технологические решения //Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2001. – №1.
2. АренсВ.Ж. Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых. – М.: Недра, 1975.
3.   Минеев Г.Г.Биометаллургия золота. – М.: Металлургия, 1989.
4.   Черняк А.С.,Овчинникова О.В. Вторичные ионообменные явления в процессах выщелачиваниязолота и серебра // Гидрометаллургия золота. – М.: Наука, 1980.