Г л а в а 1 . СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

8 
 
Большинство  отвалов  для  кучного  выщелачивания  США 
расположено  на  естественных  водонепроницаемых  площадках  с 
топографией  [168],  позволяющей  легко  собирать  растворы  от 
выщелачивания (рудник Бингем Каньон). Там, где подобных условий нет, 
такие площадки подготавливаются заранее [195, 277]. 
В  каждом  случае  площадку  готовят,  учитывая  особенности 
местности.  В  одних  случаях  [168]  ее  цементируют  и  покрывают  слоем 
гудрона,  в  других  [57,  277]  -  слоем  мелкого  песка,  затем  слоем 
полиэтилена  и  снова  песка.  Руды,  идущие  в  отвал,  не  подвергают 
дроблению, так как они состоят чаще всего из материала не крупнее 600 
мм. Массу большинства отвалов варьируют от млн до млрд тонн. Отвалы 
для  кучного  выщелачивания  имеют,  как  правило,  форму  усеченной 
пирамиды.  Раствор  подают  различными  путями  [168]:  разбрызгиванием 
по  поверхности  отвала,  наполнением  фильтрующих  бассейнов, 
дренажных канав. 
Следует  отметить,  что  кучное  выщелачивание  руд  и  отвалов  в 
бывшем 
Советском 
Союзе 
не 
получило 
такого 
широкого 
распространения,  как  за  рубежом  [192].  В  Казахстане  имеется 
значительное  количество  объектов  для  его  применения  [104,  185,  186], 
содержащих  сотни  млн  т  медных,  десятки  млн  т  золотосодержащих 
забалансовых руд, пригодных для кучного выщелачивания. 
Довоенные  опытные  работы  по  кучному  выщелачиванию 
начинались  еще  в  30-е  годы  [192]  на  Белореченском  и  Пышминском 
рудниках,  а  затем  в  50-х  и  60-х  г.г.  были  попытки  организации 
выщелачивания  руды  Уральского  и  Коунрадского  рудников  [185,  186, 
203].  Однако  не  изученность  сырьевой  базы  и  вопросов  экономической 
целесообразности послужили причиной того, что ни кучное ни подземное 
выщелачивание  не  нашли  широкого  промышленного  применения  до 
начала 70-х годов. 
Примером  удачного  применения  кучного  выщелачивания  служило 
Николаевское  месторождение  с  отвалами  медно-  колчеданных  руд  [186, 
203]. Добавление серной кислоты на вы- 
 
 
 
 
 
 
 
 

9 
 
 
щелачивание здесь сведено к минимуму, благодаря образованию ее в ходе 
естественного  окисления  пирита.  В  наиболее  благоприятном  по 
климатическим  условиям  1975  г.  получено  818  тонн  цементационной 
черновой меди, себестоимость которой в 2 раза ниже чем на Балхашском 
горно-металлургическом  комбинате.  Под  орошением  находились  два 
отвала объемом примерно 2,7 млн тонн руды [186]. 
На  Коунрадском  и  Николаевском  месторождениях  в  связи  с 
климатическими  условиями  в  дневное  время  орошение  производили 
методом  заполнения  дренирующих  прудков  [192],  в  ночное  -  боковые 
поверхности орошались разбрызгиванием. Преимуществом последнего по 
сравнению  с  наполнением  фильтрующих  бассейнов  и  дренажных  канав 
является  равномерное  распределение  раствора  по  поверхности  отвала, 
недостатком - большие потери (до 60 % раствора) в результате испарения 
[159]. 
Значительное  влияние  на  показатели  извлечения  металлов 
оказывают  такие  параметры  кучного  выщелачивания,  как  концентрация 
реагента, плотность орошения и пауза, между орошениями. Путем подачи 
больших  объемов  растворов  на  выщелачивания  можно  добиться 
значительного  повышения  извлечения  металла  [188,  189,  190,  191,  204]. 
Однако  при  этом  увеличивается  расход  реагентов.  Кроме  того,  с 
увеличением  плотности  орошения  резко  снижается  концентрация  меди  в 
растворах  после  выщелачивания  [204]  и  увеличивается  расход 
электроэнергии из-за перекачки огромных объемов растворов. 
Пауза в орошении особенно необходима при кучном выщелачивании 
сульфидных  медных  руд.  При  этом  облегчается  доступ  кислорода  к 
увлажненной руде, для окисления сульфидов меди в руде пауза составляет 
1-5  сут  [189].  Дальнейшее  увеличение  паузы  [188]  повышает  удельный 
расход  кислоты  и  снижает  интенсивность  выщелачивания  меди  из-за 
пересыхания  руды  и  резкого  падения  при  этом  скорости  окислительного 
процесса. 
 
 
 
 
 
 
 
 

10 
 
При выщелачивании руд повышение концентрации кислоты [188] в 
зависимости  от  химического  и  минералогического  составов  руд 
способствует  увеличению  извлечения  меди  и  расхода  кислоты.  Так,  для 
Коунрадского месторождения [188] она составляет 5,0, для Волховского - 
10-12,  для  Кальмакырского  -  25  г/дм
3 
[187,  188,  190,  204].  Однако  с 
увеличением кислотности окисление сульфидов протекает с образованием 
элементной серы, экранирующей реакционную поверхность сульфидов. С 
понижением концентрации кислоты в орошающем растворе процесс идет 
с  образованием  растворимых  сульфатов  [290].  При  резком  уменьшении 
кислотности  раствора  гидролизуются  соли  железа  с  образованием 
плотной  корки  на  поверхности  руд  и  медных  минералов  [126],  что 
приводит в первом случае к выводу из строя трубопроводов, во втором - к 
снижению скорости выщелачивания меди. 
Большой  практический  интерес  при  кучном  выщелачивании  руд 
месторождений,  находящихся  в  засушливых  и  полупустынных  районах, 
представляет  возможность  многократного  оборота  технологических 
хвостовых  растворов.  Кроме  того,  сброс  их  ведет  к  загрязнению 
окружающей среды, а очистка - требует дополнительных затрат. 
         Литературные  данные  по  выщелачиванию  руд  оборотными  и 
хвостовыми  растворами  весьма  противоречивы,  что  объясняется 
различием  фазового  и  химического  составов  руд  различных 
месторождений,  а  также  способами  выделения  меди  из  товарных 
растворов.  Так,  на  руднике  "Блюберд"  (США)  [168]  оборот  растворов 
составляет  14  тыс.м
3
/сут.  Медь  извлекают  цементацией,  а  хвостовые 
растворы  после  подкисления  их  серной  кислотой  до  25  г/дм
3
  с 
содержанием  Сu  0,3  г/дм
3
  направляют  на  орошение.  Отрицательного 
влияния оборота хвостовых  растворов  не  отмечается.  На  Кальмакырском 
месторождении  [187,  204]  при  кучном  выщелачивании  оксидных  и 
смешанных  медных  руд  орошение  проводилось  оборотными  растворами 
после цементации. Установлено, 
 
 
 
 
 
 
 
 

11 
 
 
 
что  применение  их  в  количестве  от  40  до  85%  не  влияет  на  извлечение 
меди.  
          При  проведении  лабораторных,  полупромышленных  и  опытно-
промышленных  испытаний  кучного  выщелачивания  за  балансовой 
оксидной  руды  Коунрадского  месторождения  с  применением  хвостовых 
растворов после цементации [185, 188, 191] показано, что интенсивность 
процесса снижается на 10 % уже в первый год эксплуатации. Поэтому для 
успешного  извлечения  меди  необходимо  выводить  часть  оборотных 
растворов  (20  %).  Такая  же  закономерность  обнаружена  для  руд 
Волховского  месторождения  [190].  При  проведении  полупромышленных 
испытаний  установлено,  что  оборот  хвостовых  растворов  необходим  
только в начальных стадиях выщелачивания. 
Таким  образом,  концентрация  кислоты  в  орошающем  растворе, 
плотность  орошения,  пауза  в  процессе  выщелачивания  и  количество 
раствора,  находящегося  в  обороте,  определяются  экспериментально  в 
зависимости от химического и фазового составов руды. 
При  решении  проблемы  комплексной  переработки  как  оксидных, 
так  и  сульфидных  руд  кучным  выщелачиванием  очень  важен  подбор 
растворителей. Прежде всего следует исходить из следующих требований 
к  ним: максимально  возможное избирательное  выщелачивание  полезных 
компонентов из руд; отсутствие вторичных реакций между вмещающими 
породами  и  растворами  с  образованием  нерастворимых  осадков  или 
избыточных  газов,  которые  могли  бы  закальматировать  поры  в  рудном 
теле. 
          Наиболее  распространенными  растворителями  для  меди  являются 
соляная  [197,  263,  290],  серная  [3,  4,  31,  87,  106,  109,  110,  152,  160,  164, 
193,  196,  286,  319]  кислоты,  щелочные  [252,  253]  и  цианистые  [86] 
растворы.  Соляная  кислота  относится  к  агрессивным  растворителям, 
поэтому  она  менее  транспортабельна,  довольно  дорога  и  трудно 
регенерируется.  Аммиачные  растворы  [  136]  селективно  растворяют 
оксидную или элементную медь при 
 
 
 
 
 
 

12 
 
 
повышенном  содержании  основных  породообразующих  минералов  в 
руде.  Высокая  упругость  пара  аммиачных  растворов  и  жесткие 
требования  к  содержанию  их  в  воздухе  (ПДК  -  20  мг/  м
3
)  препятствуют 
широкому использованию их при кучном выщелачивании. 
Цианистые  растворы  не  нашли  широкого  применения  в 
гидрометаллургии  меди  [167,  168]  в  связи  с  их  высокой  токсичностью 
(ПДК  -  0,3  мг/м
3
)  и  большим  расходом  (на  1  вес.  ед.  меди  в  оксидной 
форме расходуется 3,5 вес. ед. NaCN). 
При  наличии  в  руде  большого  количества  кислотоемких 
компонентов  (карбонатов)  метод  кислотного  выщелачивания  чаще  всего 
неприемлем  [89,  147],  поэтому  предложен  способ  выщелачивания 
органическими  растворителями  [10].  В  [274]  описывается  опыт 
применения аммиачных растворов для выщелачивания оксидных медных 
руд с большим содержанием основных породообразующих минералов. 
Для  интенсификации  процессов  выщелачивания  сульфидных 
медных  руд  кислыми  растворами  предлагается  вводить  различные 
добавки: серно- и азотнокислые соли железа (III) и аммония, фторид-ионы 
,  поверхностно-активные  вещества,  кислород,  озон,  хлорид  натрия, 
нитраты и хлориды щелочных и щелочноземельных металлов [26, 30, 59, 
152, 185, 189, 198, 226, 229, 238, 252, 262, 264, 280, 284, 293], ускоряющие 
процесс растворения и сокращающие расход серной кислоты.. 
Таким образом, кучное выщелачивание - эффективный процесс для 
переработки  оксидных  медных  забалансовых  руд  месторождений 
Республики  Казахстан,  основные  параметры  которого  определяются 
экспериментально в зависимости от химического и фазового составов руд. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

13 
 
 

жүктеу/скачать 27,65 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: