Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

Технология кучного выщелачивания состоит в следующем. На поверхность кучи (рудного штабеля) или внутрь нее подается раствор, содержащий серную кислоту, окислитель (кислород, ионы железа (III) и др.), а также микроорганизмы (например, Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans и др.). Раствор распределяется равномерно по поверхности и массе отвала посредством бассейнов, дренажных канав, сети перфорированных труб или разбрызгиванием. Выходящий из-под кучи обогащенный цветными металлами раствор собирается по канавам или трубам и направляется на дальнейшую переработку [1, 2 и др.]. Зарубежная гидрометаллургическая практика свидетельствует о перспективности применения кучного выщелачивания, прежде всего, золота, меди и урана из бедных руд и отходов горного и обогатительного производств [1, 2 и др.]. Мировой объем производства меди по технологии кучного выщелачивания руд и отвалов горнодобывающих производств с последующей экстракцией и электролизом — Solvent Extraction Electrowinning (SX/EW) — в настоящее время составляет 20 % от общего [3]. В последнее десятилетие начаты опытно-промышленные работы по кучному выщелачиванию бедных медно-никелевых сульфидных руд [4]. При использовании кучного выщелачивания содержание полезных компонентов может быть существенно ниже, чем для традиционных металлургических технологий. Так, в технологии кучного выщелачивания, применяемой финской компанией “Talvivaara Mining Company Р1с” на никелевом руднике месторождения полиметаллических руд, расположенном в субарктической зоне на северо-востоке Финляндии, среднее содержание никеля в руде составляет 0,27, меди 0,14, кобальта 0,02 и цинка 0,56 % [5]. В случаях переработки техногенного сырья кондиционное содержание может быть еще ниже. Для широкого применения способа извлечения металлов методом кучного выщелачивания в нашей стране имеются все необходимые предпосылки. Определенным препятствием, несомненно, является неблагоприятные климатические условия горнодобывающих регионов России. Большая часть зарубежных предприятий расположено в районах с теплым климатом, где даже в холодное время года самая низкая температура выше нуля. В этой связи рассмотрим особенности организации процесса кучного выщелачивания металлов в зонах с арктическим и субарктическим климатом. Особенности кучного выщелачивания металлов в суровых климатических условиях В настоящее время в мире эксплуатируется свыше 300 объектов кучного выщелачивания металлов. Около 70 проектов (примерно 25 %) из этого числа работают в зонах с арктическим и субарктическим климатом с отрицательными среднегодовыми температурами. Эти объекты находятся в Северной Европе, Азии, Северной Америке, а также в высокогорных регионах Южной Америки. Крупнейшие предприятия в Арктической зоне — золотодобывающие. Это проекты «Форт Нокс» (Фэрбэнкс, Аляска, США), «Игл и Кофи-Голд» (Юкон, Канада), а также «Казино» (Юкон, Канада), перерабатывающее сульфидные и окисленные медные золотосодержащие руды [6]. Низкие температуры и наличие многолетнемерзлого грунта осложняют и значительно удорожают работы по созданию и эксплуатации установок кучного выщелачивания. Для сбережения тепла в отрабатываемых кучах осуществляют следующие мероприятия [6, 7]: сооружение рудного штабеля в кюветах; применение системы капельного орошения, состоящей из напорных эмиттеров-капельниц лабиринтного типа; использование снежного покрова как естественного теплоизолирующего верхнего слоя рудного штабеля; намораживание «ледяной глазури» на поверхности рудного штабеля; укрытие кучи на холодный период теплоизолирующими материалами (полимерными тканями, полиэтиленовыми пленками с подачей подогретого воздуха под покрытие, горнорудными массами слоем до 1 м); подогрев технологических растворов. Кроме этого, рекомендуется размещать площадку выщелачивания и рудный штабель с учетом максимально возможного использования солнечной энергии и наименьшего воздействия ветра, не формировать штабель на участках многолетней мерзлоты, не укладывать в штабель смерзшуюся руду. Российскими специалистами был разработан метод выщелачивания благородных металлов из минерального сырья при низких температурах (до -40 °С), не требующий движения растворителя относительно кусков руды [7]. Метод был назван пассивным выщелачиванием. Сущность метода: руду подвергают крупному дроблению, смешивают со щелочным цианистым раствором до полной пропитки рудной массы и выдерживают в течение определенного времени, пока все свободное золото не перейдет в водорастворимое состояние. По окончании процесса рудную массу подвергают водному выщелачиванию. Рассмотрим имеющиеся примеры реализации и перспективные проекты извлечения цветных металлов из сульфидных и смешанныхруд методом кучного выщелачивания в северныхрегионах нашей страны и за рубежом. Геотехнологическая переработка руд Удоканского месторождения Удоканское месторождение (север Забайкальского края) — одно из крупнейших месторождений меди в мире, находится в 30 километрах южнее железнодорожной станции Новая Чара на хребте Удокан. Территория месторождения приравнена к районам Крайнего Севера. Б. Д. Халезовым предлагается осуществлять переработку руды пиро- и гидрометаллургическими способами. При этом окисленные, окислено-сульфидные и бедные смешанные руды Удоканского месторождения рекомендуется перерабатывать геотехнологией - - кучным выщелачиванием [8]. Медные минералы содержатся в следующем количестве, %: 68,5 малахита и брошантита; 29,6 халькозина, ковеллина, борнита; 1,9 халькопирита. Руда имеет прожилковое тонковкрапленное оруднение. Породообразующие минералы руды (кварц, полевой шпат, серицит), на долю которых приходится до 90 %, являются кислотоупорными, что предопределяет пониженный расход серной кислоты. Пирометаллургическое 59