RU2110681C1

RU2110681C1 - Method for heap electrochemical lixiviation of ores

Info

Publication number: RU2110681C1
Application number: RU96105526/03A
Authority: RU
Inventors: В.А. Чантури; В.А. Чантурия; А.Е. Воробьев; Т.В. Чекушина; А.А. Федоров
Original assignee: Чантурия Валентин Алексеевич; Воробьев Александр Егорович; Чекушина Татьяна Владимировна; Федоров Анатолий Анатолиевич
Priority date: 1996-03-20
Filing date: 1996-03-20
Publication date: 1998-05-10

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: according to method, created in recess on antifiltration base is system of perforated piping. Initially buffer layer is made of finely crushed rock material, then constructed above it is perforated piping system. Upon that, built up is layer of material to be lixiviated and electrodes are installed. Small pond is arranged atop. Initially delivered into perforated piping are special solutions, electrodes are fed with potential difference. Then, delivered into perforated piping on antifiltration base are technological solutions. In this way, performed is electrochemical dissolving of gold. Buffer layer is formed of rock materials possessing reduction properties. In result, produced in additional pipeline are technological solutions with reduced amount of free oxygen. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области геотехнологии и может быть использовано при кучном селективном выщелачивании комплексных золотосодержащих руд. The invention relates to the field of geotechnology and can be used for heap selective leaching of complex gold-bearing ores.

Известен способ совместной переработки марганцевых и медных руд (Авт. св. СССР N 1435638, 1986), включающий выщелачивание их в кислой среде, отличающийся тем, что с целью повышения содержания благородных металлов в шламе от медной руды выщелачивание марганцевых и медных руд проводят соответственно в анодной и катодной частях диафрагменного электролизера. A known method for the joint processing of manganese and copper ores (Aut. St. USSR N 1435638, 1986), including leaching them in an acidic environment, characterized in that in order to increase the content of precious metals in the sludge from copper ore, the leaching of manganese and copper ores is carried out respectively in anode and cathode parts of the diaphragm electrolyzer.

Недостатком данного способа является ограниченность области его применения выщелачиванием монометалльных руд. The disadvantage of this method is the limited scope of its application by leaching of monometallic ores.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ кучного электрохимического выщелачивания руд (В кн.: А.Е. Воробьев и др. Способы и методы формирования техногенных минеральных объектов при открытой разработке сложноструктурных месторождений. - М.: Цветметинформация, 1990, с. 52-53), согласно которому последовательно производят формирование штабеля кучного выщелачивания с закладкой в нем перфорированного трубопровода и электродов, создание прудка для сбора растворов и одновременной обработки заскладированной руды технологическими растворами и электрическим током. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of heap electrochemical leaching of ores (In the book: A.E. Vorobyev et al. Methods and methods of forming technogenic mineral objects in the open development of complex structural deposits. - M .: Tsvetmetinformatsiya, 1990, p. 52-53), according to which the heap leaching stack is formed sequentially with the perforated pipeline and electrodes laid in it, a pond is created to collect solutions and simultaneously process and stockpiled ore with technological solutions and electric current.

Недостатком данного способа является малая эффективность окисления и выщелачивания золота. The disadvantage of this method is the low efficiency of oxidation and leaching of gold.

Цель предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности процесса кучного выщелачивания комплексных руд путем уменьшения электродного потенциала минералов. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the heap leaching of complex ores by reducing the electrode potential of minerals.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего формирование выщелачиваемого штабеля из упорных золотосодержащих арсенопирит-пирротиновых руд, подачу воды или активного агента, например растворов хлорной кислоты, и обработку постоянным электрическим током. С позиций электрохимического растворения металлов золотосодержащие арсенопирит-пирротиновые руды необходимо рассматривать как систему, состоящую из трех минералов: арсенопирит - пирротин - самородное золото. Ионы каждого металла имеют индивидуальный электродный потенциал выхода из кристаллической решетки минерала, обусловленный его стандартным электродным потенциалом, кислотностью раствора, потенциалом окислителя. Под воздействием электрохимических реакций, в первую очередь, будет растворяться наиболее электроотрицательный минерал этой триады. Поэтому изменение значений электродных потенциалов и элементов в электрогеотехнологии имеет существенную роль. This goal is achieved by the fact that in the implementation of the proposed method, including the formation of a leachable stack of refractory gold-bearing arsenopyrite-pyrrhotite ores, the supply of water or an active agent, for example, perchloric acid solutions, and treatment with direct electric current. From the standpoint of the electrochemical dissolution of metals, gold-bearing arsenopyrite-pyrrhotite ores must be considered as a system consisting of three minerals: arsenopyrite - pyrrhotite - native gold. The ions of each metal have an individual electrode potential of exit from the crystal lattice of a mineral, due to its standard electrode potential, solution acidity, oxidizer potential. Under the influence of electrochemical reactions, in the first place, the most electronegative mineral of this triad will dissolve. Therefore, a change in the values of electrode potentials and elements in electrogeotechnology has a significant role.

Величина электродного потенциала арсенопирита 0,5В, пирита 0,55В, золота 1,5В (см., например, Латимер В.М. Окислительные состояния элементов и их потенциалы в водных растворах. - М., 1954; Яхонтова Л.К., Нестерович Л.Г. Зона гипергенеза рудных месторождений как биокосная система. - М.: МГУ, 1983). The value of the electrode potential of arsenopyrite 0.5V, pyrite 0.55V, gold 1.5V (see, for example, Latimer V.M. Oxidative states of elements and their potentials in aqueous solutions. - M., 1954; Yakhontova L.K., Nesterovich L.G. The zone of hypergenesis of ore deposits as a biocos system. - M.: Moscow State University, 1983).

При изменении электродных потенциалов необходимо учитывать такое широко известное в природных геологических процессах (см., например, В.Н. Щеточкин и др. "Природный гальванический эффект при формировании рудоносных зон пластового окисления - Геохимия, N 2, 1995, с. 264), но не применяемое пока в технике и технологиях свойство, как увеличение потенциала минералов с ростом содержания в среде свободного кислорода. Чем положительнее потенциал сульфидов, тем труднее проходит реакция их электрического окисления. Следовательно, если добиться снижения количества свободного кислорода в технологических растворах, то повысится эффективность электрохимического выщелачивания золотосодержащих сульфидных руд. When changing electrode potentials, it is necessary to take into account such a widely known in natural geological processes (see, for example, VN Shchetochkin and others. "The natural galvanic effect in the formation of ore-bearing zones of formation oxidation - Geochemistry, N 2, 1995, p. 264), but a property not yet used in engineering and technology, such as an increase in the potential of minerals with an increase in the content of free oxygen in the medium, the more positive the potential of sulfides, the more difficult the reaction of their electrical oxidation. amount of free oxygen in technological solutions, the efficiency of electrochemical leaching of gold-containing sulfide ores will increase.

Для этого выщеличиваемый штабель формируют в выемке, экранированной антифильтрационным слоем. На дне выемки создают сеть перфорированного трубопровода, в который впоследствии подаются технологические растворы. Затем отсыпают буферный слой мелкодисперсных пород, которые могут также являться восстановителями свободного кислорода, содержащимися в технологических растворах. На поверхности буферного слоя формируют сеть дополнительного перфорированного трубопровода, в который по мере необходимости подаются растворы, восстанавливающие свободный кислород из технологических растворов. На поверхности дополнительного трубопровода формируют второй, дополнительный буферный слой, также служащий для равномерного перемешивания и распределения растворов. Затем закладывают электроды, например из сетки. После чего осуществляют формирование выщелачиваемого слоя из некондиционных золотосодержащих сульфидных руд. В верхней части которого закладывают электроды - катоды. На поверхности штабеля формируют прудок для сбора продуктивных растворов. For this, a leachable stack is formed in a recess shielded by an antifiltration layer. At the bottom of the recess, a network of perforated piping is created, into which technological solutions are subsequently fed. Then, a buffer layer of finely dispersed rocks is poured, which can also be free oxygen reducers contained in technological solutions. On the surface of the buffer layer, a network of an additional perforated pipeline is formed, into which, as necessary, solutions are supplied that restore free oxygen from technological solutions. A second, additional buffer layer is also formed on the surface of the additional pipeline, which also serves to uniformly mix and distribute the solutions. Then lay the electrodes, for example from a grid. After that, the formation of a leachable layer from substandard gold-containing sulfide ores is carried out. In the upper part of which electrodes are laid - cathodes. A pond is formed on the surface of the stack to collect productive solutions.

В результате обеспечивается эффективное электрохимическое окисление сульфидов и выщелачивание золота. The result is an efficient electrochemical oxidation of sulfides and leaching of gold.

На чертеже представлен вариант схемы кучного выщелачивания, где цифрами обозначены:
1 - антифильтрационное основание; 2,4 - перфорированный трубопровод; 3,5 - буферный слой; 6,8 - электроды; 7 - выщелачиваемый слой; 9 - прудок; стрелками показано направление миграции растворов.The drawing shows a variant of the heap leaching scheme, where the numbers indicate:
1 - antifiltration base; 2.4 - perforated pipe; 3,5 - buffer layer; 6.8 - electrodes; 7 - leachable layer; 9 - a pond; the arrows indicate the direction of migration of the solutions.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Первоначально формируют антифильтрационное основание 1, на котором укладывают трубопровод 2. Затем формируют буферный слой 3 из мелкодробленных пород (обладающих, например, свойством восстанавливать свободный кислород из растворов). После чего формируют дополнительный трубопровод 4, а на его поверхности - дополнительный буферный слой 5, на поверхности которого располагают электрод 6 в виде сетки. После чего осуществляют формирование выщелачиваемого слоя 7, например, из некондиционных золотосодержащих сульфидных руд. В верхней части слоя 7 закладывают катоды 8. На поверхности штабеля формируют прудок 9 для сбора продуктивных растворов, откуда их откачивают насосами (на рисунке не показано). Initially, an anti-filtration base 1 is formed on which pipe 2 is laid. Then a buffer layer 3 is formed of finely divided rocks (having, for example, the ability to restore free oxygen from solutions). Then an additional pipeline 4 is formed, and on its surface an additional buffer layer 5 is formed, on the surface of which an electrode 6 is arranged in the form of a grid. Then carry out the formation of the leachable layer 7, for example, from substandard gold-bearing sulfide ores. Cathodes 8 are laid in the upper part of layer 7. A pond 9 is formed on the surface of the stack to collect productive solutions, from where they are pumped out (not shown in the figure).

Миграция растворов осуществляется за счет действия гидравлического замка снизу вверх. При прохождении слоев 3 и 5 происходит восстановление свободного кислорода, содержащегося в технологических растворах. Для полного восстановления свободного кислорода и трубопровод 4 дополнительно подаются специальные растворы. Migration of solutions is carried out due to the action of the hydraulic lock from the bottom up. With the passage of layers 3 and 5, there is a restoration of free oxygen contained in the technological solutions. For the complete recovery of free oxygen and pipeline 4 additional special solutions are supplied.

В результате при подаче напряжения на электроды 6 и 8 и растворов в трубопровод 2 и 4 обеспечивается эффективное электрохимическое окисление сульфидов, раскрытие золотой вкрапленности, выщелачивание золота. As a result, when voltage is applied to the electrodes 6 and 8 and solutions in the piping 2 and 4, the effective electrochemical oxidation of sulfides, the disclosure of gold impregnation, and the leaching of gold are ensured.

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит кучное электрохимическое выщелачивание золотосодержащих арсенопирит-пирротиновых руд. An example of a specific implementation of the proposed method is a heap of electrochemical leaching of gold-bearing arsenopyrite-pyrrhotite ores.

Первоначально в выемке формируют антифильтрационное основание 1, например из глины, мощностью 0,5 м. В качестве основания возможно применение полиэтиленовой пленки. На слое 1 формируют сеть перфорированного трубопровода 2. Затем отсыпают слой 3 из мелкораздробленных пород, мощностью 0,5-1 м. После чего формируют перфорированный трубопровод 4, а на его поверхности - слой 5 горных пород, мощностью 0,5-1 м. На его поверхности размещают электрод 6 - анод, в виде сетки. Затем формируют слой 7 из некондиционных упорных золотосодержащих тонкодисперсных сульфидных руд, мощностью 5-8 м. В поверхностной части слоя 7 формируют катоды 8, выполненные в виде труб (цилиндров). Для сбора растворов на поверхности слоя 7 создают прудок 9. Initially, an anti-filtration base 1 is formed in the recess, for example from clay, with a thickness of 0.5 m. A plastic film can be used as the base. A network of perforated pipeline 2 is formed on layer 1. Then, layer 3 of finely divided rocks with a thickness of 0.5-1 m is poured. After that, a perforated pipeline 4 is formed, and on its surface a rock layer 5 with a thickness of 0.5-1 m. On its surface an electrode 6 is placed - the anode, in the form of a grid. Then a layer 7 is formed of substandard refractory gold-containing finely dispersed sulfide ores with a thickness of 5-8 m. In the surface of layer 7, cathodes 8 are formed, made in the form of pipes (cylinders). To collect solutions on the surface of the layer 7 create a pond 9.

При подаче технологических растворов (содержащих в виде активного агента NaOH) происходит их миграция снизу вверх. При прохождении ими слоев 3 и 5, а также при встрече с восстанавливающими растворами обеспечивается восстановление свободного кислорода по реакциям:
2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂
или
2SO₂ + O₂ → SO₃
Для электрохимического окисления минералов и вскрытия тонкодисперсного золота на электроды 6 и 8 подают напряжение 0,1-100 В/см². При этом обеспечится интенсивное окисление сульфидов, раскрытие минерализации и эффективное выщелачивание золота.When applying technological solutions (containing NaOH as an active agent), they migrate from the bottom up. When they pass through layers 3 and 5, as well as when they meet with reducing solutions, free oxygen is restored by the reactions:
2H ₂ S + 3O ₂ → 2H ₂ O + 2SO ₂
or
2SO ₂ + O ₂ → SO ₃
For the electrochemical oxidation of minerals and the opening of finely divided gold, a voltage of 0.1-100 V / cm ^{2 is} applied to the electrodes 6 and 8. This will ensure intensive oxidation of sulfides, the disclosure of mineralization and effective leaching of gold.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении эффективности процесса электрохимического кучного выщелачивания путем предварительного восстановления свободного кислорода, содержащегося в технологических растворах. The positive effect of the proposed technical solution is to increase the efficiency of the process of electrochemical heap leaching by preliminary reduction of free oxygen contained in technological solutions.

Предложенное изобретение может быть использовано при кучном выщелачивании золотосодержащих руд. The proposed invention can be used for heap leaching of gold-bearing ores.

Claims

The method of heap electrochemical leaching of ores, including the sequential formation of an antifiltration base, a buffer layer, a perforated pipe, a leach layer from gold-bearing ores in a recess, laying electrodes, applying voltage to them, creating a pond for collecting productive solutions and processing the formed stack with technological solutions, characterized in that gold leaching is carried out with technological solutions supplied to an additional pipeline with a reduced quantity free oxygen due to the interaction with the buffer layers of rocks with reducing properties.