изучение Влияние неадаптированной культуры  Acid.ferrooxidans  и химических окислителей на выщелачивание золота месторождений бестюбе

 

Р.А. Хамуда , А.Т. Канаев, З.К. Канаева, М.Р. Камалов

 

Казахский национальный педагогический университет им.Абая

  

Одной из важных проблем золотомышьяковой промышленности является проблема металлургической переработки упорных пиритных и мышьяково-пиритных руд (концентратов) золота, в которых присутствует в виде кратчайших вкраплений в плотных зёрнах сульфидных минералов. По этой причине не поддаётся выщелачиванию щелочными цианидами и других растворителей. Гидрометаллургическая переработка таких руд и концентратов возможно лишь при условии предварительного химического или термохимического вскрытия ассоциирующих золотосульфидных минералов.

Особый интерес в этом плане представляет биохимическое окисление сульфидов, с использованием автотрофных и серо- и железо окисляющих бактерий типа Aciditiobacillus ferrooxidans. Эффективные технологии бактериального вскрытия – титрование подтверждена опытами работ некоторых предприятий ЮАР, США, Бразилия, КНР и других стран, успешно применяющих в последние годы данную технологию для извлечения золота мышьяковидных руд и концентратов /1-4/. Безусловный интерес биогеометаллургичесих технологий представляет и для золотодобывающей отрасли нашей Республики, пререрабатывающей значительные объемы упорного золоторудного сырья.

В нашей Республике имеются ряд месторождений, где целесообразно получение металлов способом бактериально-химического выщелачивыания. Например, на различных месторождениях (Аксу Аксакал, Акбакай, Бакырчик, Бестюбе, Большевик, Бескемпир, Васильковское и др.) имеются огромные запасы бедных, заброшенных, забалансовых, труднообогатимых руд и хвостов обогащения.

Целью данной работы являлось изучение возможности вскрытия золота из упорных золотомышьяковых руд Бестюбе и продуктов обогащения после цианирования биотехнологическим способом  с помощью бактерий Aciditiobacillus ferrooxidans.

Бестюбинское золотоносное месторождение эксплуатируется с 1931 года подземным способом. Как известно, эффективность применяющихся технологий добычи и получения золота предопределяется характеристиками месторождений. Вещественный состав руд определяется главным образом развитием золоторудных кварцевых тил, которые широко развиты на всех участках месторождения и являются объектом промышленной добычи золота.

Месторождения золота разделяются по типам, запасам, содержанию золота в рудах, уровню его извлечения, объему производства и себестоимости. Золоторудные тилы имеют карбонатно-кварцевый состав с незначительным содержанием в них сульфидов, железа, цинка, меди, свинце-сурьмы, причем содержание  которых в тилах составляет 2,0-3,0% и не превышает 4,0%.

Химический состав руд месторождения Бестюбе позволяет отнести их к золотокварцевому малосульфидному типу (табл. 1).  

Таблица 1 . Химический состав руд месторождения Бестюбе

 

Компоненты

Содержание, %

Примечания

SiO2

54,5

Отвальные хвосты содержат 0,6 – 0,7 г/т Au

Al2O3

16,4

Fe2O3

8,6

CaO

5,2

MgO

2,6

As

0,72

S6

0,74

S общ

0,73

Pb

0,03

Cu

0,03

Zn

0,09

Au

11,2 г/т

 

Как видно из табл.1, в составе руд месторождения Бестюбе довольно в большом количестве присутствуют SiO2 (54,5%) и Al2O3 (16,4%). Тогда как содержание Au доходит всего 11,2 г/т. В составе руд отвального хвоста количество Au содержат 0,6 – 0,7 г/т.

Минералогический состав кварцевых тил руд месторождения Бестюбе состоит из нерудных и рудных минералов. К нерудным минералам можно отнести кварц, анкерит, кальцит, хлориты, серицит, альбит, эпидот, целестин. К рудным – шеелит, арсенопирит, пирит, сфалерит, халькопирит, галенит, сульфоантилюниты свинца и меди.

После процесса технологической переработки товарной руды из нее получается концентрат, с химическим составом приведенной в табл. 2.

Таблица 2. Химический состав золотосодержащих концентратов Бестюбе

 

Компоненты

Массовое доля, %

SiO2

29,50

Al2O3

12,50

S

12,50

Cu

…

Pb

0,08

Zn

0,08

S6

0,13

As

6,5

Au, г/т

48

Ag, г/т

27,5

 

В работе применяли лабораторные штаммы бактерий Acid.ferrooxidans, неадаптированные к высоким содержаниям цветных металлов, мышьяка и серной кислоты. При обработке,Т:Ж = 1:3 , 1:4 , 1:5 , 1:6 .

 При исследованиях выполняли следующие операции: Рис. 1. и как  в опыте /5/.

 

Рис. 1. Технологическая схема переработки высокомышьяковистых золотосодержащих концентратов с использованием бактериального выщелачивания.

Результаты опытов приводятся в таблице 3,4

 

Таблица 3. Бактериальное выщелачивание железа из концентратов руд месторождения «Бестюбе»

Т:Ж

Cутки

1:3

1:4

1:5

1:6

Cодиражиная желаза г/л

 

Fe+3

Fe+2

Fe+3

Fe+2

Fe+3

Fe+2

Fe+3

Fe+2

1-ая стадия бактериального выщелачивания, Fe+3 = 4.2 г/л

3

0.56

1.74

1.62

2.46

1.12

2.8

1.96

3.00

6

0.28

2.73

0.39

3.19

0.59

3.08

0.5

4.53

9

0.28

3.64

0.39

3.6

0.39

3.92

0.05

3.4

12

0.39

3.64

0.39

3.81

0.46

4.2

0.05

3.97

15

0.39

3.64

0.39

3.92

0.56

4.82

0.02

4.2

2-ая стадия бактериального выщелачивания, Fe+3 = 4.2 г/л

18

0.33

3.64

1.8

2.8

1.73

2.52

2.24

2.18

21

0.28

3.58

0.78

3.08

0.89

3.64

1.4

2.24

24

0.16

3.13

0.39

2.96

0.61

2.18

1.51

2.12

27

0.28

6.18

0.89

7.16

1.15

6.66

2.94

6.44

30

0.28

7.28

1.0

8.12

1.81

7

3.07

7.3

3-ая стадия бактериального выщелачивания, Fe+3 = 4.2 г/л

33

0.28

4.06

1.17

3.36

1.45

2.8

2.07

3.08

36

0.53

4.16

2.13

3.12

1,98

2.8

3.12

2.8

39

0.72

4.00

3.00

2.91

2.24

2.8

3.64

2.29

42

1.02

3.92

3.63

2.52

3.64

1.8

4.52

1.62

45

1.42

3.64

3.8

2.36

3.64

1.52

5.6

0.11

 

Из данных табл.3 видно, что 1-ая и 2-ая стадия бактериального выщелачивания снижение количества Fe+3 повышение  Fe+2, 3-ая стадия повышение количества Fe+3 снижение Fe+2   это обозначенный бактериальное окислителей концентратов на 3-ая стадия

Как растворимость в /6/ золота существенно возрастает и в присутствии в качестве окислителя мутирующих бактерий: если при выщелачивании обычными бактериями концентрация золота в растворе составляет около 0,4 мг/л, то в присутствии мутагенов она увеличивается в 4-5 раз и достигает значения 1,5-2 мг/л.

В случае /7/ (использования неадаптированной культуры наличие карбонатных минералов в среде приводит к быстрому подщелачиванию среды уже в первые сутки культивирования и требует подкисления проб в течение 5-6 суток. В противном случае резко снижается Eh среды, что приводит к торможению роста культуры и ее последующей гибели.

Таблица 4. Извлечение золота из остатков биовыщелачивания с цианированием

 

Т:Ж

 

Крупность,мм

Au г/л

NaCN г/л

N aOH г/л

Извлечение золота

мг/л

мг

%

1:3

0,074

48

5

0.15

13.4

4.02

83.75

1:4

0,074

48

5

0.15

10.5

4.2

87.75

1:5

0,074

48

5

0.15

9.5

4.75

98.95

1:6

0,074

48

5

0.15

8.00

4.8

100

 

Примечание: 1-контрольный вариант без бактериальной обработки;

                        2,3,4,5 – после обработки NaCN.

Рис. 2 .Степень извлечения золота из флотоконцентратов Бестюбе после биовыщелачивания

   Как видно из данных табл.4 и рис.2 при цианировании исходного концентрата извлекается 42% Бактериальное выщелачивание поднимает степень извлечения при цианировании до   83.75, 87.75, 98.95,100   от Т: Ж 1:3, 1:4, 1:5, 1:6 соответственно в течение 45  дней.

Согласно с /5/ все технологии непосредственно включают бактериальное разложение сульфидных и мышья-ксодержащих минералов, очистку бактериальных растворов после выщелачивания с использо-ванием их в обороте и цианирование кеков выщелачивания. Процесс бактериального выщелачивания проводится в одну или две стадии в пачуках с различной интенсивностью перемешивания. Условия выщелачивания следующие: Т:Ж = 1:5, крупность концентратов - 90-95 % класса - 0,074 мм, температура - 28-35 °С, рН пульпы - 2,2-1,7. Регенерацию отработанных бактериальных растворов проводят нейтрализацией их известковым молоком до рН = 2,8: 3,2. Степень окисления арсенопирита после 60:120 ч бактериального выщелачивания достигает 80: 90 %.

Влияние химических окислителей

       В лабораторном  опыте в качестве окислителей были использованы соли сернокислого железа Fe2(SO4), серной кислоты , гипохлорит калци. Опыты проводились на агитационной установке с рудой крупности 0,074мм, содержащий 48 г/т золота и 6,5% мышьяка. (Т:Ж=1:3). Продолжительность агитации от 24 часов (150-180 об/мин) при комнатной температуре.

При исследованиях выполняли (табл. 5) для химическое окисление сульфидов, (рис.3) для степень извлечения золота

Таблица 5. Влияние различных окислителей на степени извлечения золота

 

 

№

Fe+3 г/л

H2SO4

г/л

CaHOCl2

г/л

После окисление

Извлечение золота

NaCN г/л

NaOH г/л

мг/л

мг

%

1

-

-

-

5

0.15

6.74

2.02

42

2

-

20

-

5

0.15

8.47

2.54

53

3

4.76

20

-

5

0.15

7.32

2.14

44.6

4

-

-

10

5

0.15

9.54

2.86

59.56

 

Рис. 3 .Влияние химических окислителей на степень извлечения золота

 

     Как видно из данных табл.5 и рис.3 при цианировании исходного концентрата извлекается 42% химических выщелачивание поднимает степень извлечения при цианировании до   53%,44.6%,59.56% серной кислоты , соли сернокислого железа , гипохлорит соответственно .

    Таким образом, полученные результаты показателем влияние расход серной кислоты, соли сернокислого железа Fe2(SO4)  , гипохлорит калци на подкисление руды, так и в процессе выщелачивания на подкисление оборотных растворов. Установлено, что их слабокислителей выщелачивания чем  биовыщелачивания.

Таким образом, из полученных данных  можно сделать следующие выводы.

выводы

1-Применение разбавленных бактериальных растворов, содержащих безадаптировани A.ferrooxidans, после закисления рудыувеличивает продолжительность выщелачивания золота продолжительности процесса в несколько раз и при этом извлечения золота при цианировании до100%.

2- Химическое окисление сульфидов руд слабокислителей и извлечения золота при цианировании меньше, чем бактериальных растворов

 Литература

1.Каравайко Г.И. Седельникова Г.В. Асландинов Р.Я. и др .  « Биогидро металлургия золота и серебра » Цветные металлы. 2000, №8, 20-26 с.

2.Биогеотехнология металлов Практическое руководство. М.1989 г.372 с.

3.Куканова С.Н., Зайнитдинова Л.Н., Борминскии С.Н.,Айропетова Ж.С. «Биовыщелачивание магнитной фракций золотосодержащих руд в отлично доливном режиме» Горный вестник. Узбекистан. 2005 г.  №3.(22) с. 55-59.

4.Douglas Eric Rawling.Microbially assited dissolution of minerals and its use in the mining industry. Pure Appl. Chem.2004;vol.76 No.4,Р.847-859

5. Чекушин, В.С., Н.В.Олейникова. Переработка золотосодержащих рудных концентратов (обзор методов) .Металлургические процесcы и металлообработка Известия Челябинского научного центра, вып. 2005., No 4 (30),

6. Тургенев. И.С.  Разработка эффективной экологически щадящей технологии выщелачивания золота из минерального сырья для регионов с суровым климатом. 2007. Тех.поддержка 8 (961)852-49-37.99 8888ех.поддержка: 8(961)852-49-37

 

7- Углова, Т.Д., С.К. Малинкина, Л.М. Долгих .Биоокисление золлотосодержащихт руд сергеевского месторождения. Геоэкология .Секция 9, C24-25

 Summary

Studying Influence of noN adapted culture Acid.ferrooxidans and chemical oxidizers on LEACHING gold of deposits бестюбе

In article data process studying application of the diluted bacterial solutions containing nonadaption A.ferrooxidans,on gold- arsenic concentrates ore w:v 1:3; 1:4;1:5;1:6. It showed that gold extraction at 1:6 was 100% .

Chemical oxidation of sulphidic ores are less effective than biooxidation