Перколяционное выщелачивание оксидных руд Актогайского

101 
 
 
 
 
 
представленных  на  рис.  41,  показывает,  что  для  каждой  концентрации  кислоты 
прирост извлечения меди в раствор и концентрация металла в последнем растут с 
увеличением  числа  орошений  до  достижения  общего  извлечения  меди  из  руды 
30-35 %, а затем резко снижаются. 
Расход  кислоты  по  достижении  указанного  извлечения  меди  резко 
возрастает. Это объясняется тем, что в начальной стадии, наряду с растворением 
меди,  идет  интенсивное  выщелачивание  легкорастворимых  соединений  пустой 
породы (оксиды, гидроксиды железа, карбонаты кальция, магния и др.). С умень-
шением  содержания  их  в  руде  результаты  процесса  улучшаются.  Так,  при 
концентрации  кислоты  в  растворе  10-15  г/дм
3
  расход  ее  на  извлечение  одного 
грамма  меди  почти  в  1,5  раза  выше,  чем  при  2,5-5  г/дм
3
.  Однако  в  последнем 
случае очень низки скорость извлечения меди и концентрация ее в растворе. Для 
растворения  одного  и  того  же  количества  меди  требуется  вдвое  больше  оро-
шений, чем при концентрации кислоты 5 г/дм
3
. 
С  учетом  всего  сказанного  оптимальной  в  начальной  стадии 
выщелачивания  нами  выбрана  концентрация  кислоты  в  растворе  5  г/дм
3
,  при 
которой  достигаются  вполне  удовлетворительные  результаты  по  всем 
показателям  кучного  выщелачивания  по  сравнению  с  действующими 
производствами [191, 203, 204]. 
Влияние  плотности  орошения  изучали  без  паузы  в  орошении  при 
концентрации кислоты в орошающем растворе 5 г/дм
3
 в соответствии с данными 
предыдущих экспериментов. 
Результаты  исследований,  приведенные  на  рис.  42,  показывают,  что  для 
каждой  плотности  орошения  все  показатели  по  по  выщелачиванию  руды 
улучшаются с увеличением количества орошений до извлечения из руды 30-35 % 
меди.  После  этого  показатели  ухудшаются,  что  объясняется  факторами, 
приведенными  при  изучении  влияния  концентрации  кислоты  на  процесс  вы-
щелачивания. 
 

102 
 
 
 
 
 

103 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

104 
 
Следует  отметить,  что  с  увеличением  плотности  орошения  (рис.  42) 
увеличивается степень извлечения меди и ее общее извлечение при одинаковом 
числе  орошений.  Концентрация  же  меди  в  растворе  после  выщелачивания, 
наоборот, снижается. Так, при плотности орошения 80 дм
3
/т извлечение меди за 
один  цикл больше примерно  в два раза,  чем при 20  дм
3
/т  руды.  Концентрация 
меди в полученном растворе, наоборот, в два раза ниже. Выщелачивание руды 
при высоких плотностях орошения и, следовательно, при низких концентрациях 
меди  и  примесей  снижает  диффузионное  сопротивление  на  границе  фаз 
"твердое - жидкое" и способствует увеличению скорости растворения не только 
меди, но и элементов пустой породы. 
С  ростом  плотности  орошения  от  20  до  80  дм
3
/т  почти  в  два  раза 
увеличивается расход серной кислоты. 
Таким  образом,  повышая  плотность  орошения,  можно  добиться 
значительного  валового  выхода  металла  в  единицу  времени  при 
соответствующем  высоком  извлечении  меди  из  руды.  Однако  это  не  всегда 
целесообразно  по  следующим  причинам:  большой  расход  кислоты,  воды, 
значительные  затраты  электроэнергии  на  перекачку  орошающего  раствора.  В 
технологическом  отношении  растворы,  полученные  при  высокой  плотности 
орошения,  характеризуются  сравнительно  низкой  концентрацией  металла,  что 
резко снижает показатели его извлечения из растворов. 
Учитывая  вышеизложенное,  а  также  данные  действующих  производств 
[159, 192], в качестве оптимальной в начальной стадии выщелачивания принята 
плотность орошения, равная 40 дм
3
/т руды. При этом достигаются сравнительно 
высокое среднее извлечение меди за орошение (0,8-1,0 %) и удовлетворительная 
концентрация  металла  в  растворе  (около  1,2  г/дм
3
)  при  относительно  низком 
расходе  серной  кислоты  (4,39  т/т  меди).  При  изучении  влияния  паузы  в 
орошении выщелачивание проводили растворами, содержащими 5 г/дм
3
  серной 
кислоты, и плотности орошения - 40 дм
3
/т руды. Микроскопический анализ проб 
руды после выщелачивания 
 
 
 
 
 
 

105 
 
показывает,  что  в  полном  соответствии  с  результатами  исследований  кинетики 
растворения  медных  минералов  актогайской  руды  извлечение  металла  в 
начальной  стадии  процесса  ее  выщелачивания  происходит  в  основном  за  счет 
растворения  оксидной  части  меди,  находящейся  на  поверхности  кусков  руды. 
Дальнейшего улучшения показателей процесса выщелачивания последней (после 
извлечения 30-35 % Сu) можно достигнуть за счет растворения сульфидной меди 
и  ее  оксидных  минералов,  находящихся  в  массе  кусков  руды.  С  этой  целью 
необходимо,  как  будет  показано  ниже,  ввести  паузу  в  орошении.  При  этом 
создаются благоприятные условия для окисления кислородом воздуха сульфидов 
меди  и  их  растворения,  а  также  диффузии  растворителя  вглубь  кусков  руды  к 
минералам меди и транспортировки растворенного металла в раствор. 
Пауза (рис. 43 а, б, в, г, д) в орошении продолжительностью до двух сут и 
извлечение  примерно  30  %  меди  из  руды  не  оказывает  заметного  влияния  на 
показатели  процесса  перколяционного  выщелачивания.  Дальнейшее  же 
увеличение паузы в орошении значительно снижает степень извлечения меди и 
повышает  расход  кислоты.  Это  объясняется  тем,  что  при  длительной  паузе  в 
результате  взаимодействия  оставшейся  кислоты  с  минералами  повышается  рН 
раствора,  а  также  вследствие  испарения  влаги  увеличивается  концентрация 
солей железа, что создает благоприятные условия для их гидролиза. Выпавшие 
соли  железа  экранируют  поры  рудных  кусков  и  пассивируют  реагирующую 
поверхность  минералов  меди.  Вследствие  этого  снижается  степень  извлечения 
меди  и  повышается  расход  кислоты,  что,  очевидно,  вызвано  вторичным 
растворением солей. 
При  ежедневном  орошении  руды  растворами  серной  кислоты  после 
извлечения  30-35  %  меди  степень  извлечения  последней  за  одно  орошение 
снижается  до  0,4  %,  расход  кислоты  увеличивается  до  5,2  т/т  меди,  а 
концентрация  меди  в  растворе  не  превышает  0,38  г/дм
3
  (рис.  41).  Пауза  в 
орошении в этих услови- 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

106 
 
 
ях длительностью 1-2 суток (рис, 43 б, в) благоприятно влияет результаты 
выщелачивания. 
 
 
 
 
 
 
 

107 
 
 
Из  данных  рис. 43, б  видно,  что  уже  при односуточной паузе  в  орошении 
показатели  выщелачивания  меди  становятся  сравнимыми  с  результатами, 
достигнутыми в начальной стадии процесса. 
При  этом  выщелачивание  руды  в  указанных  выше  условиях  проводится 
растворами,  содержащими  5  г/дм
3
  серной  кислоты,  что  позволяет  извлечь  в 
раствор  в  среднем  за  орошение  0,92  %  меди  с  получением  растворов, 
содержащих около 1,2 г/дм
3
  меди. Расход  же  серной  кислоты  снижается  до  3,86 
т/т  меди.  Результаты  микроскопического  анализа  проб  (в  разд.  3.6.2.) 
показывают, что после извлечения из руды примерно 60 % меди в руде остаются 
в  основном  упорные,  труднорастворимые  сульфиды  меди  и  продукты  их 
окисления.  Вследствие  этого  при  выщелачивании  резко  снижается  извлечение 
меди,  за  одно  орошение  и,  особенно,  концентрация  ее  в  растворе.  С  учетом 
вышесказанного,  а  также  значительного  снижения  общего  содержания  меди  в 
руде, основ- 
 
 
 
 
 
 
 
 

108 
 
ной  задачей  завершающего  периода  выщелачивания  является  повышение 
содержания меди в растворе до оптимальных концентраций. 
Из рис. 43, в видно, что-увеличение паузы в орошении до двух суток после 
достижения  общего  извлечения  меди  из  руды  около  60  %  позволяет  повысить 
степень извлечения меди за орошение и снизить расход кислоты по сравнению с 
выщелачиванием при односуточной паузе. 
Однако  вследствие  значительного  снижения  общего  содержания  меди  в 
руде  концентрация  металла  в  растворах  не  превышает  0,8  г/дм
3
.  С  целью  ее 
повышения  проведены  исследования  по  снижению  плотности  орошения  (табл. 
24)  до  20  -  25  дм
3
/т  руды,  что  позволяет  вновь  поднять  концентрацию  меди  в 
растворе выше 1,35 г/дм
3
. Кроме того, установлено, что на завершающей стадии 
выщелачивания  концентрацию  серной  кислоты  можно  снизить  до  2,5-3,0  г/дм
3
 
без  ухудшения  основных  показателей  процесса  (табл.  24).  Это  еще  раз 
подтверждает, что на данном этапе медь в раствор извлекается в основном за счет 
растворения  продуктов  окисления  сульфидных  минералов  меди  с  образованием 
серной кислоты. 
Оптимальные  условия  процесса  выщелачивания  на  завершающей  стадии 
следующие: концентрация серной кислоты - 2,5 г/дм
3
, плотность орошения - 20-
25  дм
3
  /т  руды,  пауза  в  орошении  -  двое  сут.  При  этом  за  одно  орошение  в 
раствор  извлекается  0,39  %  меди,  при  расходе  кислоты  2,1  т/т  металла  и 
концентрации меди в растворе около 1,2 г/дм
3
. 
Таким  образом,  полученные  данные  подтверждают  предположение  о  том, 
что  процесс  перколяциоиного  выщелачивания  актогайской  руды  необходимо 
проводить  тремя  основными  стадиями.  Вначале  его  проводят  растворами, 
содержащими  5  г/дм
3 
серной  кислоты,  без  пауз  в  орошении  и  плотности 
орошения  40  дм
3
  /т  руды.  После  извлечения  30  %  меди  вводится  односуточная 
пауза в орошении, при которой процесс идет до извлечения 60 % 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

109 
 
Таблица  24.  Влияние  различных  факторов  на  показатели  перколяционного 

жүктеу/скачать 27,65 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: