Cтраница 1
Выщелачивание отвалов также практикуется во многих странах и, по-видимому, это наиболее широко используемый вид бактериального выщелачивания. Оно применяется для переработки сырья, обычно рассматриваемого как отходы при крупномасштабной добыче открытым способом, либо для переработки накопившихся в течение ряда лет отвалов, содержащих медь в рассеянном состоянии. Интересно отметить, что в США примерно 15 % меди извлекается с помощью выщелачивания отвалов. При таком выщелачивании образуется раствор с меньшей концентрацией металла, чем при выщелачивании куч. Переработка как куч, так и отвалов подобна процессу природного бактериального выщелачивания, а главное отличие состоит в том, что она проводится и управляется так, чтобы оптимизировать извлечение металла. [1]
Поскольку при выщелачивании отвалов в среде развиваются природные тиобациллы, никакого засева не проводят. Проявлению необходимой активности микроорганизмов способствуют обеспечение кислотности отвала и обилие кислорода. Иногда вертикально внутри отвала помещают трубы с отверстиями и через них продувают сжатый воздух, способствующий протеканию биологических и химических реакций. [2]
Выщелачивание куч отличается от выщелачивания отвалов, поскольку применяется для руд, подверженных более быстрому выщелачиванию и с более высоким содержанием металла. Из этих руд, после того как их добудут, измельчат до необходимых для выщелачивания размеров и транспортируют в специальные места, формируются кучи, в которых происходит выщелачивание. Выщелачивание куч позволяет извлечь металлы из руд за несколько месяцев, в то время как для извлечения такого же количества металла при переработке металлсодержащих отходов ( бедных отвалов) могут понадобиться годы. Бактериальное выщелачивание куч применяется во многих странах для извлечения меди, особенно там, где исходная сульфидная форма перерабатываемых руд частично окислена. Опыт, полученный при формировании куч для выщелачивания, теперь интенсивно используется для операций химического выщелачивания, например извлечения золота разбавленными растворами цианидов. [3]
Скорость извлечения металла при промышленном выщелачивании отвалов или куч руды зависит от многих факторов. Некоторые из них относятся к характеристикам перерабатываемой руды, другие - к поддержанию активной культуры требуемых микроорганизмов в контакте с субстратом. Важнейшим фактором является скорость фильтрования раствора и прохождения воздуха в глубь руды. Этот фактор существенно зависит от размера частиц и объема пустот. Быстрое фильтрование приводит к быстрому проникновению кислорода и выщелачивающего раствора в глубь рудного материала и быстрому выносу растворенного металла, но при этом могут образовываться растворы с низким содержанием выделяемого металла, а также происходить вымывание бактерий, содержащихся в руде. Слишком большая скорость фильтрования может также вызывать перенос мелкодисперсного материала к основанию кучи или отвала, что приводит к уплотнению этого материала и последующей забивке стока. Размер частиц перерабатываемого материала также определяет площадь свободной поверхности, доступной для бактериального выщелачивания. Однако снижение размера частиц для увеличения доступной для реакции поверхности приводит к снижению скорости фильтрования и аэрации. Таким образом, необходимо равновесие, которое оптимизирует процесс получения металла, обычно оно достигается при выщелачивании в пилотных масштабах образцов руды различной дисперсности. Скорость извлечения металла в большой степени зависит от минералогических характеристик перерабатываемой руды, важными факторами являются размеры кристаллов минерала и пористость руды. Если размер частиц выщелачиваемого материала не задается специально, то применяемая скорость выщелачивающего раствора будет зависеть от глубины фильтрования, площади поверхности выщелачиваемого материала и требуемой концентрации металла в выходном выщелачивающем растворе. Большая часть процессов выщелачивания отвалов и куч проводится циклично с перерывами между отдельными стадиями применения раствора. [4]
В металлургии меди, по многим данным, ожидается более широкое применение выщелачивания отвалов, а также забалансовых и трудноразрабатываемых руд кучным или подземным способами. В частности, в СССР эти способы будут развиваться для руд Казахстана, Урала, Алтая. [5]
В большинстве случаев в качестве оптимальной выбирают комбинированную схему растворения, по которой в первом по ходу руды растворителе движение щелока и породы происходит ирямо-током, а в последующих - противотоком. По такой схеме в первый растворитель подают щелок после выщелачивания во втором растворителе, в который поступает нагретый маточный щелок и слабые щелока после выщелачивания отвала в третьем растворителе ( при промывке водой); во втором растворителе происходит дорастворе-ние руды, передаваемой из первого растворителя. Количество солевого шлама, выделяющегося на 1 м3 осветленного щелока при переработке верхнекамских сильвинитов, составляет в среднем 250 - 260 кг и может быть снижено на 20 % при подаче части маточного щелока ( - 15 % от общего количества) в первый растворитель. [6]
В большинстве случаев в качестве оптимальной выбирают комбинированную схему растворения, по которой в первом по ходу руды растворителе движение щелока и породы происходит прямотоком, а в последующих - противотоком. По такой схеме в первый растворитель подают щелок после выщелачивания во втором растворителе, в который поступают нагретый маточный щелок и слабые щелока после выщелачивания отвала в третьем растворителе ( при промывке водой); во втором растворителе происходит дорастворение руды, передаваемой из первого растворителя. Количество солевого шлама, выделяющегося на 1 мя осветленного щелока при переработке верхнекамских сильвинитов, составляет в среднем 250 - 260 кг и может быть снижено на 20 % при подаче части маточного щелока ( - 15 % от общего количества) в первый растворитель. [7]
В большинстве случаев в качестве оптимальной выбирают комбинированную схему растворения, по которой в первом по ходу руды растворителе движение щелока и породы происходит прямотоком, а в последующих - противотоком. По такой схеме в первый растворитель подают щелок после выщелачивания во втором растворителе, в который поступает нагретый маточный щелок и слабые щелока после выщелачивания отвала в третьем растворителе ( при промывке водой); во втором растворителе происходит дорастворение руды, передаваемой из первого растворителя. Количество солевого шлама, выделяющегося на 1 м3 осветленного щелока при переработке верхнекамских сильвинитов, составляет в среднем 250 - 260 кг и может быть снижено на 20 % при подаче части маточного щелока ( - 15 % от общего количества) в первый растворитель. [8]
В большинстве случаев в качестве оптимальной выбирают ком бинированную схему раствор-ения, по которой в первом по ход руды растворителе движение щелока и породы происходит пря мотоком, а в последующих-противотоком. По такой схеме в пер вый растворитель подают щелок после выщелачивания во второг растворителе, в который поступают нагретый маточный щелок i слабые щелока после выщелачивания отвала в третьем раствори теле ( при лромывке водой); во втором растворителе происходи дорастворение руды, передаваемой из первого растворителя. Кс личество солевого шлама, выделяющегося на 1 м3 осветленног щелока при переработке верхнекамских сильвинитов, составляе в среднем 250 - 260 кг и может быть снижено на 20 % при подач части маточного щелока ( - - 15 % от общего количества) в первы: растворитель. [9]
Методы, использовавшиеся в XVIII в. В нынешнем столетии выщелачивание отвалов, как называют этот процесс, развивалось в США; оно используется для получения меди из бедных руд [ содержащих менее 0 4 % меди ( по весу) ], а также из отвального материала с очень низким содержанием меди Такие отвальные материалы накапливаются при крупномасштабной открытой разработке руды. Во избежание загрязнения подпочвенных и поверхностных вод выбирают непроницаемые для воды участки. Отвалы, образующиеся в результате работы землеройной техники, имеют огромные размеры, достигая в высоту 300 и более метров. Самым большим в мире отвалом является Бингхэм-Каньон ( Кеннекотт Коппер Корпорэйшн), Он вмещает около 3 6 - 1012 кг породы. [10]
Выщелачивание отвалов также практикуется во многих странах и, по-видимому, это наиболее широко используемый вид бактериального выщелачивания. Оно применяется для переработки сырья, обычно рассматриваемого как отходы при крупномасштабной добыче открытым способом, либо для переработки накопившихся в течение ряда лет отвалов, содержащих медь в рассеянном состоянии. Интересно отметить, что в США примерно 15 % меди извлекается с помощью выщелачивания отвалов. При таком выщелачивании образуется раствор с меньшей концентрацией металла, чем при выщелачивании куч. Переработка как куч, так и отвалов подобна процессу природного бактериального выщелачивания, а главное отличие состоит в том, что она проводится и управляется так, чтобы оптимизировать извлечение металла. [11]
Кучное выщелачивание применяют для химической экстракции урана, меди, золота и серебра. При выщелачивании урана и меди руду измельчают и помещают на специальные водонепроницаемые поверхности. Вершины куч выравнивают и наносят на них раствор серной кислоты. Новые кучи часто помещают поверх уже существующих. Такой способ выщелачивания урана и меди сходен с выщелачиванием отвалов; однако здесь используются более концентрированные растворы серной кислоты, частицы породы меньше по размеру, а качество породы ( содержание металла в ней) выше. Кучное выщелачивание длится несколько месяцев, а для выщелачивания отвалов требуются годы. [12]
Кучное выщелачивание применяют для химической экстракции урана, меди, золота и серебра. При выщелачивании урана и меди руду измельчают и помещают на специальные водонепроницаемые поверхности. Вершины куч выравнивают и наносят на них раствор серной кислоты. Новые кучи часто помещают поверх уже существующих. Такой способ выщелачивания урана и меди сходен с выщелачиванием отвалов; однако здесь используются более концентрированные растворы серной кислоты, частицы породы меньше по размеру, а качество породы ( содержание металла в ней) выше. Кучное выщелачивание длится несколько месяцев, а для выщелачивания отвалов требуются годы. [13]
Скорость извлечения металла при промышленном выщелачивании отвалов или куч руды зависит от многих факторов. Некоторые из них относятся к характеристикам перерабатываемой руды, другие - к поддержанию активной культуры требуемых микроорганизмов в контакте с субстратом. Важнейшим фактором является скорость фильтрования раствора и прохождения воздуха в глубь руды. Этот фактор существенно зависит от размера частиц и объема пустот. Быстрое фильтрование приводит к быстрому проникновению кислорода и выщелачивающего раствора в глубь рудного материала и быстрому выносу растворенного металла, но при этом могут образовываться растворы с низким содержанием выделяемого металла, а также происходить вымывание бактерий, содержащихся в руде. Слишком большая скорость фильтрования может также вызывать перенос мелкодисперсного материала к основанию кучи или отвала, что приводит к уплотнению этого материала и последующей забивке стока. Размер частиц перерабатываемого материала также определяет площадь свободной поверхности, доступной для бактериального выщелачивания. Однако снижение размера частиц для увеличения доступной для реакции поверхности приводит к снижению скорости фильтрования и аэрации. Таким образом, необходимо равновесие, которое оптимизирует процесс получения металла, обычно оно достигается при выщелачивании в пилотных масштабах образцов руды различной дисперсности. Скорость извлечения металла в большой степени зависит от минералогических характеристик перерабатываемой руды, важными факторами являются размеры кристаллов минерала и пористость руды. Если размер частиц выщелачиваемого материала не задается специально, то применяемая скорость выщелачивающего раствора будет зависеть от глубины фильтрования, площади поверхности выщелачиваемого материала и требуемой концентрации металла в выходном выщелачивающем растворе. Большая часть процессов выщелачивания отвалов и куч проводится циклично с перерывами между отдельными стадиями применения раствора. [14]