Разработка технологии извлечения благородных металлов из медно-магнетитовых золотосодержащих концентратов Быстринского месторождения

• Автор: Пересади, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ СВЕДЕНИЙ ПО ТЕМАТИКЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Золотосодержащие концентраты и способы их переработки

1.1.1 Общая характеристика концентратов

1.1.2 Способы переработки концентратов

1.1.2.1 Гидрометаллургические способы переработки концентратов.•

1.1.2.2 Пирометаллургические способы переработки концентратов

1.2 Переработка концентратов способом восстановительной коллекторной плавки

1.2.1 Подготовка сырья к восстановительной тавке. Окислительный обжиг сульфидных концентратов

1.2.2 Восстановительная плавка

1.2.3 Механизмы восстановления оксидов в присутствии твердого углерода

1.3 Потери благородных и цветных металлов со шлаками
1.3.1 Формы потерь благородных и цветных металлов со шлаками
1.3.2 Влияние основных шлакообразующих компонентов на физико-химические свойства шлаков и потери благородных металлов
1.4 Зависимость плотности и вязкости шлаковых расплавов от их химеческого состава
1.5 Моделирование металлургических систем
1.6 Выводы по главе 1 и постановка задачи исследований
2 ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ ОБЖИГ КОНЦЕНТРАТОВ «НАМЕРТВО»
2.1 Материалы и реагенты
2.2 Обжиг концентрата в муфельной печи
2.2.1 Методика проведения экспериментов
2.2.2 Результаты проведения экспериментов
2.3 Выводы по главе
3 ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ ПЛАВКА ОБОЖЖЕННОГО МЕДНОГО
ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО КОНЦЕНТРАТА
3.1 Методика проведения экспериментов и выбор материалов
3.2 Изучение зависимости извлечения золота от количества углерода
3.3 Влияние состава шлака и условий восстановления на потери меди и благородных металлов
3.3.1 Влияние содержания МагО в шлаках на потери меди, золота и серебра
3.3.2 Влияние содержания СаО в шлаках на потери меди, золота и серебра
3.3.3 Влияние содерэ/сания ВЮ2 в шлаках на потери меди, золота и серебра
3.4 Анализ микроструктуры шлаков восстановительной плавки
3.5 Выводы по главе
4 ИЗМЕРЕНИЕ ПЛОТНОСТИ И ВЯЗКОСТИ ШЛАКОВЫХ РАСПЛАВОВ СИСТЕМЫ ГеО-АТЬ-СяО-АщО
4.1 Измерение плотности
4.1.1 Методика проведения экспериментов и выбор материалов
4.1.2 Результаты проведения экспериментов
4.2 Измерение вязкости
4.2.1 Методика проведения экспериментов и выбор материалов
4.2.2 Результаты проведения экспериментов
4.3 Выводы ПО ГЛАВЕ
5 АНАЛИЗ ПОВЕДЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНЫХ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ ФЛОТАЦИОННЫХ КОНЦЕНТРАТОВ
5.1 Разработка математической модели процесса восстановительной плавки
ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВ НА МЕДНЫЙ КОЛЛЕКТОР
5.1.1 Выбор подхода к моделированию
5.1.2 Описание термодинамической модели
5.1.3 Методика расчета
5.1.4 Расчет показателей плавки с использованием модели
5.2 Разработка технологической схемы извлечения благородных металлов из медных
ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВ
5.3 Выводы по главе
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Значительная часть золотого потенциала Российской Федерации находится в отдаленных районах Сибири и Дальнего Востока, и его реализация сопряжена с большими инвестиционными рисками, экологическими проблемами, что сказывается на себестоимости, достигающей порой закупочной цены Центробанка.
Россия, единственная из стран - основных производителей золо та - получает более половины его из россыпей. В то же время сырьевая база россыпного золота истощена, ухудшились горно-геологические показатели, возросли издержки производства. В настоящее время прирост золотодобычи, в основном, производится, за счет мелких по запасам участков россыпных месторождений. Об этом свидетельствует структура разведанных запасов, где все большую долю за последние годы составили сначала средние, а затем мелкие месторождения.
В этих условиях одним из путей увеличения сырьевой базы золота является вовлечение в переработку комплексных золотосодержащих руд преимущественно полиметаллических и медных месторождений, примером которых является Быстринское месторождение Забайкальского края.
Из всех известных способов переработки медных золотосодержащих концентратов наиболее подходящим является пирометаллургический метод, суть которого заключается в плавке предварительно обожженных золотосодержащих концентратов на медный коллектор.
Как правило, в отечественной и зарубежной практике в качестве коллектирующих компонентов используют медь и свинец. Но, учитывая, что в концентрате Быстринского месторождения содержится медь, технологически целесообразно осуществлять плавку на медный коллектор.
Ранее уже проводились исследования по изучению процесса восстановительной плавки на медный коллектор применительно к золотосодержащим концентратам, в которых медь, используемую в качестве коллектора, по причине ее недостаточного количества в исходном сырье добавляли извне [1]. Данные исследований показали, что в процессе плавки образуется большое количество шлаков (150 - 200 % по отношению к огарку), с которыми возможны значительные потери золота и серебра. В связи с этим возникает необходимость изучения причин потерь благородных металлов со шлаками, а также влияния основных шлакообразующих компонентов (Na20, СаО, SiOi) на поведение золота и серебра в процессе плавки.
Поэтому данное исследование и разработка технологии извлечения благородных металлов из медных золотосодержащих концентратов Быстринского месторождения с применением в качестве коллектора меди, содержащейся в концентратах, является актуальной.
Для разработки технологических решений по организации процесса извлечения благородных металлов с применением восстановительной плавки на медный коллектор, требуется его всестороннее исследование и анализ с учетом конкретных задач и условий.

Для приготовления разных по содержанию оксида натрия шлаков в ходе экспериментальных исследований использовалась сода в стехиометрических количествах согласно реакции (1.38):
Na2C03—> JVn20-b С(72 (1.38)
В процессе восстановительной плавки огарка происходит диссоциация. соды, входящей в' состав шихты, что создает дегазацию расплава углекислым газом и способствует перемешиванию расплава. Одновременно окснд натрия всплывает на поверхность расплава, обволакивая и увлекая в пглак тугоплавкие оксиды и твердые включения. Оксид натрия снижает температуру плавления шлака. С диоксидом кремния, находящимся в огарке, оксид натрия хорошо взаимодействует, образуя соединение Na?SiO}, которое хорошо шлакуется. Силикат натрия, в сою очередь, ошлаковы-вает гематит в нераскристаллизованнос стекло — 2(NciiO-SiO^-FeiOОксид железа (III), диоксид кремния, глинозем и другие тугоплавкие оксиды и включения ошлаковываются - происходит освобождение частиц меди от механической связи с огарком, расплавление, коагуляция медных частиц в металлические фазы которые за счет высокой плотности опускаются сквозь расплав шлака и формируются в донной части в одну жидкую металлическую фазу.
Влияние оксида кальция. Оксид кальция является важным компонентом, а в некоторых процессах - основой шлаковых расплавов, в связи с чем целесообразно изучить его влияние на потери благородных металлов при восстановительной плавке огарка.
Влияние оксида кальция на физико-химические свойства шлаковых расплавов не однозначно. В определенных пределах, этот компонент снижает плотность и вязкость расплава, но в то же время, будучи тугоплавким, повышает температуру плавления, при превышении оптимальных пределов его содержания. Известно, что замена FeO на СаО снижает растворимость меди в шлаке: при повышении концентрации СаО в силикатном расплаве до 7 % обеспечивается снижение растворимости меди в шлаке на 0,15 - 0,2 %.
В работе [46] A.B. Ванюковым и А.Н. Попковым было проведено исследование влияния замены закиси железа окисью кальция на величину механических потерь никеля в шлаке. Было установлено, что увеличение концентрации окиси кальция до 20-25 % уменьшало механические потери вследствие возрастания межфазного натяжения. Повышение содержания окиси кальция до 30 и более процентов увеличивает вязкость расплава при температурах шахтной плавки вследствие его гетерогенизации, в результате возрастают механические потери металлов. Также в работе приведены результаты исследования влияния повышения содержания окиси кальция в шлаках шахтной свинцовой плавки на электрохимические потери. В одном случае окись кальция вводили как добавку, разубоживая шлак, в другом часть закиси железа замещали окисью кальция. Характерно, что только замена закиси железа окисью кальция вызывает резкое снижение растворимости