DE3736243C2 - Verfahren und Anlage zur Gewinnung von Gold aus Golderz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Gold aus Golderz durch Haufenlaugung. Außerdem betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Metallisches Gold wird aus Golderzen meistens gewonnen durch Auslaugen des Erzes, beispielsweise mit einer Cyanid-Lösung, und anschließender Rückgewinnung aus der Lösung durch Fällung oder Adsorption. Übliche Verfahren für die Laugung sind die sogenann­ te Rührlaugung und die sogenannte Haufenlaugung. Gelegentlich wird auch eine Sickerlaugung in Becken angewandt. Die vorliegen­ de Erfindung betrifft die Vorbereitung des Erzes für die Haufenlau­ gung und ist auch für die Beckenlaugung anwendbar.

Damit die auf den Erzhaufen versprinkelte Lauge das Gold mög­ lichst weitgehend lösen kann, sind einige Voraussetzungen nötig:

• 1. Das Erz muß soweit zerkleinert werden, bis nahezu alle ein­ geschlossenen Elementar-Gold-Partikel aufgeschlossen sind, d. h. jedes Goldpartikel muß mit einem Teil seiner Oberfläche die Oberfläche des Erzpartikels tangieren. Es würde auch ge­ nügen, daß das Erzpartikel so von Mikrorissen durchzogen ist, daß die Lauge in das Innere des Erzpartikels eindringen und dort befindliches Elementargold lösen kann. Dieser Ef­ fekt tritt bei einer konventionellen Erzzerkleinerung jedoch kaum ein.
• 2. Die Erzschüttung als solche muß hinreichend durchlässig sein für die Lauge, so daß diese alle Erzpartikel erreichen kann. Die Durchlässigkeit innerhalb des Erzhaufens muß gleichmäßig sein; andernfalls sucht sich die Lauge Wege ge­ ringsten Widerstands und ein Teil des Erzes wird nicht ge­ laugt. Es darf somit beispielsweise auch nicht geschehen, daß die Lauge Feinstkorn aus den oberen Partien des Hau­ fens zwischen gröberen Partikeln herausspült, und daß sich das Feinstkorn im unteren Bereich sammelt und diesen Be­ reich wie eine Tonschicht abdichtet.
• 3. Schließlich ist ein hinreichendes Volumen luftgekühlter Poren in der Erzschüttung auch nötig, weil die cyanidische Lau­ gung die Anwesenheit von Sauerstoff erfordert.

Um diese Voraussetzungen zu erfüllen, ist nicht nur bei der Rühr­ werkslaugung, sondern auch bei der Haufenlaugung von Golderz bisher immer eine Erzfeinmahlung vorausgegangen. So war es üb­ lich, das Erz erst zum Zwecke des Aufschlusses zu zerkleinern (beispielsweise auf feiner 20 mm) und dann unter Zusatz von et­ was Bindemittel, beispielsweise Zement, zu granulieren, und zwar mittels einer Roll- oder Aufbaugranulierung, meistens in Granulier­ trommeln. Dadurch erreicht man die nötige Porösität der Schüt­ tung für den Laugedurchtritt und den Luftzutritt. Auch wird das im gebrochenen Erz enthaltene Feinstkorn gebunden und kann nicht ausgeschwemmt werden.

Die Erzpartikel sind jedoch nunmehr in den Granalien gebunden. Sind diese zu dicht, so wird der Zutritt der Lauge zu den Erzparti­ keln zusätzlich erschwert. Produziert man relativ poröse Granalien, kann die Lauge zwar eindringen, aber die Festigkeit der Granalien ist gering und die Gefahr besteht, daß die Granalien durch die Last der darüber befindlichen Schichten zusammengedrückt werden, wodurch die Porösität sowohl der einzelnen Granalien als auch der Schüttung als ganzes wieder verloren geht.

Optimale Verhältnisse sind infolgedessen nur schwer zu erreichen. Außerdem ist der Gesamtprozeß für die Vorbereitung des Erzes für die anschließende Laugung, bestehend aus den Verfahrensstufen Zerkleinern, Zudosieren des Bindemittels, Mischen und Rollgranu­ lierung, aufwendig.

Die der Haufenlaugung von Golderz bisher immer vorausgegan­ gene Erzfeinmahlung gilt auch für das in dem Buch "SME-Mineral Processing Hand Book" von Norman L. Weiss, Volume 2, 1985, Seite 18-19 beschriebene "Heap Leaching"-Verfahren.

In der DE-A-27 08 053 sowie in den Aufsätzen in "Zement-Kalk- Gips" Nr. 1/1979, Seiten 1 bis 9, sowie Nr. 7/1987, Seiten 360 bis 365 sowie Nr. 6/1986, Seiten 325 bis 329, wird die von Pro­ fessor Schönert erfundene Gutbettzerkleinerung spröden Mahlgu­ tes im Walzenspalt einer Hochdruck-Walzenmühle mit Pressung des Mahlgutes über 50 MPa Druck beschrieben. Bei dieser in sämtlichen Druckschriften beschriebenen Gutbettzerkleinerung werden die im engsten Walzenspalt gebildeten Gutagglomerate bzw. Schülpen in jedem Fall wieder zerstört bzw. aufgelöst (desagglomeriert), und zwar in nachgeschalteten Kugel- oder Prallmühlen oder durch Tränken in einer Flüssigkeit. Die in der Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenmühle aus dem Aufgabe­ gut gebildeten Gutagglomerate sind bisher schon deswegen immer aufgelöst/desagglomeriert worden, weil Ziel eines Zerkleinerungs­ verfahrens nicht eine Agglomeratbildung d. h. Kornvergröberung, sondern ganz im Gegenteil eine Kornverkleinerung bzw. Kornver­ feinerung ist. Außerdem hat man bei der Haufenlaugung von Golderz aus Gründen der Erzaufschließung der Laugung immer eine Erzfeinmahlung vorgeschaltet, an die sich eine Aufbaugranu­ lierung oder Brikettierung angeschlossen hat.

In der vorangemeldeten, aber nachveröffentlichten DE-A-37 21 509 wird beschrieben, metallhaltige Rohstoffe in einer Gutbettzer­ kleinerungs-Walzenmühle zu Schülpen zu pressen und anschlie­ ßend die Schülpen durch Eintauchen in einen Flüssigkeitsbehälter aufzulösen. Dabei wird das in der Flüssigkeit aufgelöste Gutmate­ rial nicht in einer Haufenlagung, sondern in einer Rührwerkslau­ gung (Suspensionslaugung) gelaugt. Der Einsatz eines Bindemit­ tels zur Erzeugung möglichst fester Schülpen wird in dieser Schrift gerade nicht angesprochen, ebenso nicht die Gewinnung von Gold aus Golderz.

Aus der DE-B-29 33 001 ist lediglich bekannt, Erz nicht einer Hau­ fenlaugung zu unterziehen, sondern Erz während seiner Laugung in einer Laugungsflüssigkeit zu zerkleinern, wobei als Zerkleine­ rungsmaschine nicht die energiesparende Gutbettzerkleinerungs- Hochdruck-Walzenmühle zum Einsatz kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Gewinnung von Gold aus Golderz durch Haufenlaugung eine hohe Goldausbeute zu erzielen und dabei noch in erheblichem Umfang Investitionskosten und Betriebskosten einzusparen, insbesondere die Kosten für die Erzmahlung zu reduzieren.

Gelöst wird diese Aufgabe verfahrensmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 3. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Behandlung im Walzenspalt der Hoch­ druck-Walzenpresse (Rollenpresse) wird das aufgegebene Golderz zugleich zerkleinert und agglomeriert zu sogenannten "Schülpen". Überraschenderweise ist die bei der Gutbettzerkleinerung auftre­ tende Agglomeratbildung in diesem Falle sogar erwünscht. Die Fe­ stigkeit der zu einem Haufen zum Zwecke der Haufenlaugung auf­ schichtbaren Schülpen hängt von den Eigenschaften des Aufgabe­ gutes und von den Betriebsparametern der Rollenpresse ab. Nach der Zerkleinerung des Erzes mit der Rollenpresse sind die Erzparti­ kel von Mikrorissen durchzogen. Dadurch kann die Lauge auch im Innern der Erzpartikel eingeschlossene Goldpartikel angreifen. Es ist deshalb zum Aufschluß der Goldpartikel eine weniger weitge­ hende Zerkleinerung nötig als bei konventioneller Zerkleinerung, bei der das Golderz zum Beispiel in Kugelmühlen energieaufwendig gemahlen wird, um danach zum Beispiel in Pellets geformt zu werden.

Durch die Erfindung wird zwecks Vorbereitung einer Haufenlau­ gung von Golderz also vorgeschlagen, das Erz in einer Gutbettzer­ kleinerungs-Hochdruck-Walzenmühle bzw. -Walzenpresse zu be­ handeln, der kein Desagglomerator zum Zerstören bzw. Auflösen der im Walzenspalt der Walzenmühle gepreßten Gutagglomerate bzw. Schülpen mehr nachgeschaltet ist, sondern die bei der Gut­ bettzerkleinerung bisher immer unerwünscht gewesenen Schülpen zu belassen, wie sie aus der Walzenmühle kommen, und zur Er­ zielung möglichst stabiler fester Agglomerate bzw. Schülpen, die bisher nicht erwünscht gewesen sind, das Gutmaterial in unübli­ cher Weise ggf. noch mit einem Bindemittel zu versehen.

Die erfindungsgemäß gebildeten Agglomerate weisen eine Porösi­ tät von etwa 10 bis 30 Volumen-% auf. Die Lauge kann somit von der Außenseite der Agglomerate gut zu den Erzpartikeln bzw. Goldpartikeln vordringen. Die plattigen Schülpen, etwa 10 bis 30 mm dick, lassen sich leicht in Bruchstücke von etwa 30 bis 90 mm Kantenlänge zerteilen. Diese haben eine günstige Form für die Bildung eines durchlässigen Haufens. Bei Platten mit einem größeren Verhältnis Kantenlänge zu Dicke bestünde die Gefahr, daß diese sich "platt auf platt" auf­ einanderlegten und eine Schüttung mit geringerer Porosität lieferten, bei größeren Stücken wäre der Weg der Lauge in das Innere der Agglomerate zu weit und würde eine sehr lange Laugezeit erfordern, bei größerem Feingutanteil wiederum wäre die Schüttgutporosität zu gering.

In vielen Fällen zerfallen die Schülpen bereits beim Aus­ trag aus der Rollenpresse in Stücke entsprechender Größe, insbesondere wenn man die Rollen in an sich bekannter Weise mit aufgeschweißten "chevron"-förmigen Profilen versieht, deren Abstand entsprechend gewählt ist. Im Fall besonders fester Schülpen kann man diese durch einen klei­ nen Stachelwalzenbrecher zerteilen. Der Stachelwalzenbre­ cher kann konstruktiv in die Rollenpresse integriert werden. Eine gesonderte Zerkleinerungsmaschine für das Zerteilen der Schülpen ist somit nicht erforderlich.

Versuche ergaben, daß - je nach den Eigenschaften des Roherzes und der gewählten Betriebsparameter - fallweise die Festigkeit der Schülpen sogar ohne Zugabe eines Binde­ mittels für die Haufenlaugung hinreichend ist. In anderen Fällen ist die Zugabe eines Bindemittels für eine hinrei­ chende Festigkeit nötig, jedoch kann das Bindemittel dem Golderz vor der Behandlung mit der Rollenpresse zugefügt werden. Zerkleinern und Granulieren geschehen in einem Arbeitsgang. Gegenüber dem konventionellen Verfahren wird also ein Arbeitsgang eingespart.

In der Rollenpresse kann ohne Schwierigkeit feuchtes Auf­ gabegut verarbeitet werden. Als Faustregel gilt, daß der Wassergehalt, ausgedrückt in Volumen-%, nicht höher sein darf als die Porosität der erzeugten Schülpen (je nach Dichte des Feststoffs ist dies etwa 4 bis 6% der Masse). Ist die Feuchte des Roherzes geringer, so besteht die Mög­ lichkeit, vor der Rollenpresse noch Flüssigkeit zuzugeben.

Es wurde auch gefunden, daß es zweckmäßig ist, eine Teil­ menge der Lauge vor der Rollenpresse dem Erz zuzufügen. Bei den im Gutbett im Walzenspalt auftretenden Maximal­ drücken in der Größenordnung von 50 bis 200 MPa wird die­ ser Anteil der Lauge sofort mit den neu geschaffenen Ober­ flächen, sowohl mit den neuen Bruchflächen der Erzpartikel als auch mit den "inneren" Oberflächen der gebildeten Mikrorisse in äußerst innigen Kontakt gebracht. Die neuen Oberflächen sind "in statu nascendi" besonders reaktiv. Die Geschwindigkeit des Lösevorgangs wird dadurch geför­ dert. So wird das Verfahren wirtschaftlicher, denn die Betriebskosten sind um so niedriger, je größer die Lei­ stung einer vorgegebenen Installation ist. Insbesondere werden die Kosten der Haufenlaugung beeinflußt durch den Zinsendienst für das geförderte und somit durch die För­ derkosten belastete Roherz bis zum Abschluß der Laugung. Eine Verkürzung der Laugezeit hat demnach eine entspre­ chende Senkung der Betriebskosten zur Folge.

Bei der erfindungsgemäßen Gewinnung von Gold aus Golderz werden aus folgenden Gründen Energie-, Verschleiß- und Investitionskosten eingespart: Das Golderz muß weniger fein aufgemahlen werden als bisher, d. h. durch die Vorbe­ handlung des Erzes in der Hochdruck-Walzenpresse werden hohe Goldausbeuten erzielt, ohne das Erz fein aufmahlen zu müssen, d. h. Feinmahlungsmaschinen, wie z. B. Kugelmühlen werden überflüssig. Bei gleicher Mahlfeinheit ist die Walzenpresse verschleiß- und energiegünstiger. Durch die Vorbehandlung des Golderzes in der Hochdruck-Walzenpresse vor der Laugung wird bei gleicher Goldausbeute die Lauge-Zeit im Vergleich zu derjenigen bei konventioneller Zerkleinerung erheblich reduziert; durch die vergleichs­ weise kurze Lauge-Zeit können Investitionskosten einge­ spart oder die Kapazität einer bestehenden Anlage erhöht werden.

Die erfindungsgemäße Zusammenfassung von Zerkleinerung und Agglomeration in einer Maschine, die zudem keinerlei hin- und hergehende Maschinenteile enthält, sehr ruhig läuft und deshalb keine Fundamente zur Aufnahme von Hori­ zontalkräften benötigt, ermöglicht es, die ganze Vorrich­ tung oberhalb des zu errichtenden Erzhaufens anzuordnen, wie in der Zeichnung dargestellt. Dadurch wird eine Zer­ störung der Agglomerate während des Transports vermieden.

Zur Erläuterung der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfah­ rens dient das folgende Zahlenbeispiel. Die Haufenlaugung wurde im Labor durch Laugung in Kolonnen aus Plexiglas mit 200 mm Durchmesser simuliert, auf welche im Kreislauf mit einer Dosierpumpe, einem Vorlaugebehälter und einer Adsorptionsflasche mit Aktivkohle eine Natriumcyanid-Lö­ sung (0,5 g NaCl je l) getropft wurde. Der ausgelaugte Goldanteil wurde in Abhängigkeit von der Laugezeit durch Analyse der Aktivkohle ermittelt.

In den Plexiglaskolonnen konnte der Vorgang visuell be­ obachtet werden. Als Aufgabegut diente ein Golderz mit einem Gehalt von 4,48 g/t, das auf die unterschiedlichen Arten vorbereitet worden war, nämlich

• a) konventionelle Zerkleinerung auf feiner 20 mm, Roll­ granulation nach Zusatz von 1% Portlandzement, und 3% Wasser,
• b) erfindungsgemäße Zerkleinerung und Agglomeration nach vorherigem Zusatz von 3% Wasser in der Hochdruck- Rollenpresse bei einer bezogenen Anpreßkraft von 44 kN je cm Schülpenbreite bezogen auf 1 m Rollendurch­ messer ohne Bindemittelzusatz,
• c) erfindungsgemäße Zerkleinerung und Agglomeration in der Hochdruck-Rollenpresse nach vorherigem Zusatz von 1% Portlandzement und 3% Wasser, wobei sich eine bezogene Preßkraft von 43 kN je cm Schülpenbreite einstellte.

Unter dem Erz war in jedem Fall eine Filterschicht aus Sand der Korngröße 2 bis 3 mm in einer Höhe von etwa 100 mm angeordnet. Die weiteren Versuchsdaten sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Es zeigt sich aus den Ergebnissen, daß die erfindungsgemäße Vorbehandlung des Golderzes mit der Rollenpresse sowohl mit als auch ohne Zementzusatz (Bindemittel) eine Schüttung Erzagglome­ rate hinreichender Stabilität und Porosität liefert, und daß die Laugegeschwindigkeit bei dem mit der Rollenpresse behandel­ ten Erz deutlich größer ist.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt das Fließbild der erfindungsgemäßen Gewinnung von Gold aus Golderz mit Zerkleinerung und cyanidische Laugung des Erzes. Auf eine Korngröße kleiner 70 mm vorzerkleinertes Goldroherz (10) mit einem Goldge­ halt von z. B. 4 g/t Au wird in einen Mischer (11) ge­ führt, in welchen ein oder mehrere Bindemittel (12) wie z. B. Zement und Wasser über Dosiereinrichtungen (13) zu­ dosiert werden. Das Gemisch (14) aus Golderz und Binde­ mittel wird im Spalt einer Hochdruck-Walzenpressen bzw. Rollenpresse (15), deren Walzendurchmesser etwa 1 m betra­ gen kann, unter Anwendung einer hohen Walzenpreßkraft von wenigstens 30 kN/cm Walzenbreite einer Gutbettzerkleine­ rung bzw. Gutbettbeanspruchung unterworfen, wobei soge­ nannte Schülpen (16) gebildet werden, die sich ähnlich wie z. B. Pellets über ein reversierbares Transportband (17) zu einem hohen Haufen (18) von z. B. 6 m Höhe aufschichten lassen. Zweckmäßigerweise ist die Walzenpresse (15) unmit­ telbar oberhalb des aufzuschichtenden Haufens (18) ange­ ordnet. Natriumcyanidhaltige Lösung wird über eine Sprinkleran­ lage auf den Haufen (18) gesprüht. Die nach unten durchge­ sickerte goldhaltige Lösung wird aufgefangen und der weiteren Verwendung zugeführt, nämlich zur Goldgewinnung aus der Lösung, z. B. durch Goldadsorption z. B. an Aktiv­ kohle.

Das in der Hochdruck-Walzenpresse (15) erfindungsgemäß vorbehandelte Golderz weist ein wesentlich besseres Lau­ gungsverhalten auf als konventionell zerkleinertes Erz. Die Gutbettbehandlung in der Walzenpresse (15) reicht aus, um hohe Goldausbeuten von größer 96% zu erzielen. Um die gleich hohe Ausbeute zu erhalten, müßte sonst das Erz konventionell energieaufwendig unter 0,125 mm zerkleinert werden.

Die Gründe für das günstige Laugungsverhalten des mit der Hochdruck-Walzenpresse (15) vorbehandelten Erzes körnen im wesentlichen darin gesehen werden, daß durch die Druckbe­ handlung bei der Gutbettbeanspruchung nicht nur das Material feinzerkleinert wird, sondern daß neben normalen Rissen zusätzlich Mikrorisse auftreten. Die cyanidische Lösung kann daher in die Kornanrisse eindringen und das Gold auflösen. Mikroskopische Untersuchungen der Schülpen (16) haben diese Tatsache bestätigt. Es haben sich in der Gangart des Erzes Rißbildungen sowie feinste Haarrisse gezeigt. Im übrigen wird durch die Hochdruckbehandlung des Golderzes das Gold im Mineral freigelegt und der Lauge gut zugänglich gemacht.

Gold-Ausbeuten von 95% und höher sind bei der cyanidi­ schen Laugung zu erhalten, wenn das Golderz bei der erfin­ dungsgemäßen Gutbettbeanspruchung auf eine Korngröße unter 1 mm zerkleinert wird. Somit ist eine Feinmahlung des Erzes gar nicht notwendig. Weil erfindungsgemäß ein ver­ gleichsweise grobes Material gelaugt wird, kann die anschließende Feststoff/Flüssigkeits-Trennung einfacher gestaltet werden.

Es besteht auch die Möglichkeit, die Schülpen bzw. Agglo­ merate (16) der Hochdruck-Walzenpresse (15) in einem Desagglomerator wie z. B. Hammermühle oder in einem Rühr­ werksbehälter durch Dispergieren zu desagglomerieren und anstatt der in der Zeichnung dargestellten Haufenlaugung eine cyanidische Rührlaugung anzuwenden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Gewinnung von Gold aus Golderz durch Haufen­ laugung, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merk­ male:

• a) das vorzerkleinerte Golderz (10) wird mit wenigstens einem Bindemittel (12) vermischt im Walzenspalt einer Hoch­ druck-Walzenpresse (15) einer Gutbettzerkleinerung unterwor­ fen;
• b) die aus der Gutbettzerkleinerung hervorgehenden Gut­ agglomerate (16) werden zur einem Haufen (18) aufgeschichtet;
• c) die zum Haufen aufgeschichteten Gutagglomerate (16) werden mit einer Lauge besprüht und gelaugt und aus der aufge­ fangenen goldhaltigen Lauge wird das Gold gewonnen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Golderz vor der Gutbettbeanspruchung eine Teilmenge der Lauge bzw. des Lösungsmittels beigefügt wird.

3. Anlage zur Gewinnung von Gold aus Golderz durch Haufenlau­ gung, mit einer Einrichtung zur Haufenlaugung, zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Haufenlaugungs-Einrichtung (18) eine Gutbettzerkleine­ rungs-Hochdruck-Walzenpresse (15) mit Gutbettbeanspruchung des mit wenigstens einem Bindemittel (12) versetzten Golderzes vorge­ schaltet ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruck-Walzenpresse (15) ein Mischer (11) mit Zudosiereinrich­ tung (13) für ein oder mehrere Bindemittel (12) und Vermischung von diesen mit dem Golderz (10) vorgeschaltet ist.

5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Walzenpresse (15) mit einem Profil (beispielsweise in Form von Schweißraupen) versehen ist, welches aus pfeilförmig an­ geordneten Erhöhungen von 1 bis 10 mm Höhe im Abstand 8 bis 50 mm besteht.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die pfeilförmigen Erhöhungen auf den beiden Walzen gegenläufig so an­ geordnet sind, daß ihre Eindrücke auf Vor- und Rückseiten der gebil­ deten Agglomerate (16) sich in einem Winkel kreuzen und insgesamt ein Rechteck- oder Rautenmuster von Sollbruchstellen ergeben.

7. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch eine Dosiervorrichtung für einen Teil­ strom der Lauge zur Gutaufgabe der Hochdruck-Walzenpresse.

8. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Walzen­ presse (15) in einem oder mehreren transportablen Gestellen, Schlitten oder Fahrgestellen oberhalb des aufzuschichtenden Erzhaufens (18) angeordnet ist.