Файл: Набойченко, С. С. Гидрометаллургия меди.pdf

Бьютт {США, шт. Монтана) [ 106, 329— 332]

Цементация меди из рудничных вод была организована в 1890 г. В 1939 г. установка была полностью механизирована. Перерабаты­ вали около 30 тыс. м3/сут раствора следующего состава: 0,3 г/л Си, 5 г/л Feo6u;, 4,5 г/л Fe3+, 3,8—4,8 г/л шлама. В связи с повышенным содержанием шламов большое внимание приходилось уделять пред­ варительной очистке растворов.

Специальная система шиберов обеспечивала равномерную по­ дачу раствора в каждый цементационный желоб. Ниже приведены показатели цементации меди по длине желоба:

Дополнительно цементный осадок улавливали в отстойной железо­ бетонной ванне. Осадок из желобов смывали брандспойтами, смонти­ рованными на передвижной напольной установке.

С 1963 г. рудничные воды стали использовать для выщелачивания специально подготовленных отвалов руды. Это потребовало более тщательной очистки растворов от шлама. Автоматическое дозирова­ ние .флокулянта и серной кислоты (до pH = 2,1) позволило снизить содержание шламов до 0,046 г/л.

Вначале орошение куч осуществляли с помощью каналов (46 X X 46 см), проложенных канавокопателем. Позднее подачу раствора и аэрацию отвалов стали проводить через глубинные скважины.

Работа установки Бьютт — пример успешной практики выщела­ чивания в северных районах.

Бассейн Бор (Югославия) [28, с. 116—124; 259; 333]

Выщелачиванию подвергают хвосты обогащения, потерянную ■руду в подземных выработках, вскрышные отвалы.

Основные медьсодержащие минералы — халькопирит, халько­ зин, ковеллин, борнит, энаргит. Для сырья характерно высокое со­ держание пирита и кремнезема, а также неравномерное распределе­ ние меди в объеме руды.

Первые испытания по подземному выщелачиванию старого забоя дали обнадеживающие результаты: за шесть месяцев извлекли до 50% меди от предполагаемого ее количества в обрабатываемом участке. Начальная скорость перколяции 0,24 л/(мин-м2) в дальней­ шем была повышена до 0,8 л/(мин-м2) за счет создания мелких шур­ фов (глубиной 0,5—0,7 м) по поверхности забоя. Позднее выщелачи­ вание организовали еще в шести забоях.

После успешных испытаний на одном из участков было организо­ вано выщелачивание всего отвала, в котором до 29% меди представ-

154

лено окисленными минералами. Предварительно был удален заилен­ ный верхний слой (толщиной 0,3—0,5 м), а поверхность отвала вспа­ хали для образования оросительных каналов. Умелое использование естественных условий, местности позволило значительно сократить капитальные затраты.

Магистрали для подачи, перекачки и подачи раствора выпол­ нены из полиэтиленовых труб.

Большое внимание уделяется организации бактериального ре­ жима выщелачивания.

Практика кучного выщелачивания

Рио-Тинто (Испания) [106, 334]

Первые сообщения об использовании кучного выщелачивания на этом предприятии относят к XVIII веку. В настоящее время выщела­ чивают пиритные руды, содержащие 1,26% Си, 42% Fe, 47% S. Медь представлена халькопиритом, халькозином. Сооружают отно­ сительно небольшие кучи по 90—140 тыс. т, оборудованные венти­ ляционными каналами. После 2—2,5 лет выщелачивания кучу раз­ бирают, материал дробят до 9,5 мм и направляют его на сернокислот­ ную установку. В остатках от выщелачивания содержится: 0,4% Си, 0,9% Zn, 41,7% Fe, 48% S.

Раньше раствор для орошения поступал через перфорированные трубы, однако из-за недостаточной равномерности орошения стали использовать переносные разбрызгиватели. Обработку поверхности кучи производят периодически, орошая каждый участок в течение

7дней.

Всвязи с большим содержанием пирита возможное разогревание кучи, которое приводит, к значительным потерям серы, предотвра­ щают изменением количества раствора для орошения и организован­ ной вентиляцией. По этой же причине высота куч ограничена и не превышает 4,6—9,2 м.

Всутки получают около Л6,5 тыс. м3 раствора, который перед цементацией обрабатывают сернистым газом для восстановления трех­ валентного железа. Цементацию проводят в ваннах емкостью 1000 м3. После промывки и просеивания получают осадки двух сортов, со­ держащих 75—80% и 62% Си.

Завод Мангула (Ю. Родезия) [261, 335]

Основные медные минералы в перерабатываемой руде—хризокол- ла, ма'лахит, азурит, борнит и халькозин; среднее содержание меди 1,25%. Особенностью технологии является тщательная подготовка руды путем двустадийного дробления с промежуточным выводом шламов (рис. 54). Отсыпка кучи осуществляется с помощью ленточ­ ного транспортера. Основание кучи имеет поперечный уклон 4% в обе стороны от продольной оси и продольный уклон 0,5%. Куча оборудована продольными бетонными дренажерами. Исходный рас­

155

твор подается через полихлорвиниловые трубы и разбрызгивается. На переработку поступает 200 т руды в час, цикл выщелачивания 50 сут. Отработанные слои руды удаляют с кучи и используют для заполнения подземных выработок.

Состав раствора, поступающего на цементацию, регулируют сме­ шиванием богатых (от выщелачивания новой порции руды) и бедных растворов. В связи с высоким содержанием железа в растворе после цементации (до 30 г/л) часть его после глубокого обезмеживания (до 0,1 г/л Си) направляют на выпарную установку.

Руда

\

ПерВое дробление (-1 3 0 мм)

Гот овая продукция

Рнс. 54. Технологическая схема производства цементной меди на установке в Мангула

Завод Элефант {Замбия) [336]

На этой установке организована эффективная технология пере­ работки окисленных руд, несмотря на небольшой масштаб произ­ водства.

Руду, содержащую не менее 2% меди, дробят до крупности — 19 мм и укладывают на шести бетонированных площадках. Из шести куч одновременно работают три по пятидневному циклу. Для выщела­ чивания используют раствор, содержащий до 30 г/л H 2S04, который закачивают на кучу. Раствор собирают в 3 зумпфах, имеющих длину 2,74 м, ширину 2,44 м и глубину 1,52 м, и вновь возвращают на выще­ лачивание, пока содержание в нем меди не достигнет 30 г/л. Тща­ тельно следят за содержанием в растворе железа,

156

Обогащенный раствор осветляют и направляют на электролиз, который проводят в четырех секциях по 10 ванн, изготовленных из стекловолокна. В ванну емкостью 0,23 м3 загружают шесть анодов и пять матричных основ. Электролиз ведут при плотности 'тока 130 А/м3, напряжении 2,2 В до остаточной концентрации в растворе меди, равном 20 г/л. Получают в год 82 т катодной меди, содержащей

99,99% Си.

Рам Джангл (Австралия) [128, 130, 337—338 ]

В связи с небольшим запасом руд (—1 млн. т) оказалось более рациональным перерабатывать их кучным выщелачиванием, а не по стандартной пирометаллургической схеме.

Руда содержит окисленные (малахит, куприт, азурит) и сульфид­ ные (халькопирит, пирит) минералы. Поэтому сооружали отдельные кучи из окисленной (2% Си) и сульфидной (1,7% Си) руд. Для их размещения была выбрана площадка площадью 40,5 тыс. м2, имею­ щая естественный уклон 2%, которую на площади 25 тыс. м2 покрыли водонепроницаемым слоем толщиной 102 мм.

Выщелачивание осуществляют в замкнутом цикле: сульфидную кучу подвергают обработке в режиме бактериального выщелачива­ ния, а получаемые растворы используют для орошения окисленной кучи.

Из-за недостаточной прочности руды и склонности к выветрива­ нию, а также сухого климата был проведен тщательный поиск ра­ ционального режима орошения. При орошении окисленной кучи с помощью прудков скорость перколяции раствора не превышала 0,38 м3/м2-мин. Использование более кислых растворов (pH = 0,5) ухудшило перколяцию из-за прогрессирующего разрушения руды. По этой лее причине орошение с помощью скважин не дало желае­ мого результата из-за сильного уплотнения верхнего слоя кучи и быстрого забивания скважин. Стали периодически «срезать» бульдо­ зером верхний слой кучи (~2 м) и орошать поверхность с помощью дренчеров. Это позволило достигнуть скорость перколяции раствора

Раствор на сульфидную кучу подают по перхлорвиниловым тру­ бам диаметром 152 мм из сборника емкостью 3040 м3. Состав раствора, режим выщелачивания, наличие в руде азота, фосфора, калия, маг­ ния обеспечивают благоприятные условия для жизнедеятельности бактерий. Получаемый раствор собирают в прудке объемом 1330 м3 и подают на кучу окисленной руды. Конечный раствор из сборника емкостью 2920 м3 поступает со скоростью 0,8 м3/мин на цементацию.

Сборные прудки оборудованы дамбами, внутренняя поверхность которых защищена специальными плитами из многослойного мате­ риала (териленового пластика — битума — стекловолокна— битума).

Медь осаждают листовой обрезью в ваннах общей емкостью 153 м3. Ванны изготовлены из железобетона, внутри футерованы битумной

157