Для примера взята кварцевая малосульфидная руда, количественный химический и рациональный состав которой приведен в табл. IV.7. Руда содержит золота 5,2 г/т и серебра 3,6 г/т.
Степень взаимодействия компонентов руды с раствором NaCN принимается на основе предварительных испытаний. Расход NaCN и количество образующихся продуктов выщелачивания получены расчетом на 100 т руды в единицу времени (сутки или час).
При расчете принято, что сульфиды - пирит (FeS2), арсенопирит (FeAsS) и халькопирит (CuFeS2) - в неокисленном состоянии в растворе (NaCN) не растворяются.
1. Железо. Из компонентов железа с раствором NaCN взаимодействуют Feмет, переходящее в руду в процессе дробления и измельчения, и FeO:
а) Feмет - тонкоизмельченное железо быстро окисляется с образованием поверхностного покрова Fe(OH)3, нерастворимого в NaCN. Степень растворения Feмет принята в связи с этим относительно небольшой — 1%, количество железа, переходящего в раствор, будет 0,1*0,01 = 0,001 т.
Реакция растворения:
Fe + 6NaCN + 0,5 O2 + H2O = Na4Fe(CN)6 + 2NaOH.
Расход NaCN составит: (6*49:0,001):55,85 = 0,0052 т, где 49 - молекулярная масса NaCN; 55,85 - атомная масса Fe.
Образуется по реакции: Na4Fe(CN)6 в количестве (303,91*0,001): 55,85 = 0,005 т; NaOH:(2*40*0,001):55,85 = 0,0014 т, где 303,91 - молекулярная масса Na4Fe(CN)6; 40,0 - молекулярная масса NaOH;
б) FeO - степень растворения принята 2%. Переходит в раствор FeO в количестве: 0,3*0,02 = 0,006 т.
Реакция взаимодействия:
FeO + 6NaCN + H2O = Na4Fe(CN)6 + 2NaOH.
Расход NaCN:(6*49*0,006):71,85 = 0,0246 т.
Образуется: Na Fe(CN)6 в количестве (303,91*0,006):71,85 = 0,025 т.
Расход NaOH:(2*40*0,006):71,85 = 0,0067 т.
2. Медь — переходят в раствор Cu2S и Cu2O:
а) Cu2S — степень растворения 5%. Переходит в раствор Cu2S:0,03*0,05 = 0,0015 т.
Реакция:
Cu2S + 7NaCN + 0,5О2 + H2O = 2Na2Cu(CN)3 + NaSCN + 2NaOH.
Расход NaCN:(7*49*0,0015):159,15 = 0,0032 т.
Образуется: Na2Cu(CN)3 в количестве (2*187,54*0,0015):159,15 = 0,0035 т;
NaSCN:(81,08*0,0015):159,15 = 0,00076 т;
NaOH:(2*40*0,0015):159,15 = 0,00075 т, где 159,15 — молекулярная масса Cu2S; 187,54 — молекулярная масса Na2Cu(CN)3; 81,08 - молекулярная масса NaSCN;
б) Cu2O — степень растворения 10%. Переходит в раствор Cu2O:0,03*0,1=0,003 т.
Реакция:
Cu2O + 6NaCN + H2O = 2Na2Cu(CN)3 + 2NaОH.
Расход NaCN:(6*49*0,003):143,08 = 0,0062 т, где 143,08 - молекулярная масса Cu2O.
Образуется: Na2Cu(CN)3 в количестве: (2*187,54*0,003):143,08 = 0,0079 т;
NaOH:(2*40*0,003):143,08 = 0,0017 т.
3. Цинк — растворяются ZnS и ZnO:
а) ZnS — переходит в раствор 1% или 0,28*0,01 = 0,0028 т.
Реакция:
ZnS + 5NaCN + 0,502+ H2O = Na2Zn(CN)4 + NaSCN + 2NaOH.
Расход NaCN:(5*49*0,0028):97,38 = 0,007 т, где 97,38 -молекулярная масса ZnS.
Образуется: Na2Zn(CN)4 в количестве (215,38*0,0028):97,38 = 0,0062 т;
NaSCN:(81,08*0,0028):97,38 = 0,0023 т;
NaOH:(2*40*0,0028):97,38 = 0,0023 т, где 215,38 - молекулярная масса Na2Zn(CN)4;
б) ZnO - переходит в раствор 10% или 0,02*0,1 = 0,002 т.
Реакция:
ZnO + 4NaCN + H2O = Na2Zn (CN)4 + 2NaOH.
Расход NaCN:(4*49*0,002):81,38 = 0,0048 т, где 81,38 -молекулярная масса ZnO.
Образуется: Na2Zn(CN)4 в количестве (215,38*0,002):81,38 = 0,0053 т;
NaOH: (2*40*0,002):81,38 = 0,002т.
4. Никель - растворяется NiO — 5% или 0,02*0,05 = 0,001 т.
Реакция:
NiO + 4NaCN + H2O = Na2Ni(CN)4 + 2NaOH.
Расход NaCN:(4*49*0,001):74,69 = 0,0026 т, где 74,69 -молекулярная масса NiO.
Образуется: Na2Ni(CN)4 в количестве (208,69*0,001):74,69 = 0,0028 т;
NaOH: (2*40*0,001):74,69 = 0,0011 т, где 208,69 - молекулярная масса Na2Ni(CN)4.
5. Золото - переходит в раствор 95% или 5,2*0,95= 4,94 г/т.
Реакция:
2Au + 4NaCN + 0,5О2 + H2O = 2NaAu(CN)2 + 2Na0H.
Расход NaCN: (4*49*494):(197*2) = 246 г = 0,00025 т, где 197 — атомная масса Au.
Образуется: NaAu(CN)2 в количестве (272*494): 197 = 682 г = 0,000682 т;
NaOH:(40*494):197 = 100,3 г = 0,0001 т, где 272 - молекулярная масса NaAu(CN)2.
6. Серебро - переходит в раствор 90% или 3,6*0,9 = 3,24 г/т, или 3,24*100 = 324 г.
Реакция:
2Ag + 4NaCN + 0,502 + H2O = 2Na Ag (CN)2 + 2NaOH.
Расход NaCN:(4*49*324):(107,87*2) = 294,4 г = 0,000294 т, где 107,87 - атомная масса Ag.
Образуется: NaAg(CN)2 в количестве (182,88*324):107,88 = 549 г = 0,000549 т;
NaOH:(40-324):107,87 = 120 г = 0,00012 т, где 182,88 -молекулярная масса NaAg(CN)2.
Суммарный расход NaCN составил 0,05414 т на 100 т руды или 0,5414 кг/т руды. Принимаем 10% на дополнительные потери NaCN (гидролиз, химическое разложение): 0,5414 + 0,05414*0,1 = 0,05955 = 0,06 т или (0,06*1000):100 = 0,6 кг/т руды.
При выщелачивании ж:т составляет по массе 1,5:1, следовательно, на 100 т руды загружается 150 т (м3) цианистого раствора с концентрацией NaCN 0,06% (600 г/ м3). Всего загружается NaCN 0,6*150 = 90,0 кг = 0,09 т. При расходе NaCN 0,06 т остаточное количество NaCN будет 0,09-0,06 = 0,03 т, что соответствует концентрации раствора (0,03*1000):150 = 0,2 кг/ м3 (200 г/м3 - 0,02%).
Расход чистого оксида кальция CaO на реакции взаимодействия с кислотами, сульфатами, карбонатами, глиноземом, углекислотой воздуха при аэрации пульпы и др. принимаем (устанавливается экспериментально для каждого сырья) 2,0 кг/т руды или на 100 т руды - 200 кг = 0,2 т. При использовании технической извести, содержащей 80% CaO, расход ее составит 2,0:0,80 = 2,5 кг/т или на 100 т руды 250 кг = 0,25 т. При загрузке известкового молока с содержанием 10% CaO его потребуется (0,25*100):10 = 2,50 т или 2,50:1,08 = 2,315 м3, где 1,08 т/м3 - плотность 10%-ного раствора CaO. Начальная и конечная концентрации защитной щелочи в растворе принята 0,02% CaO (200 г/м3) или на 100 т руды 0,2*150 = 30,0 кг = 0,03 т. Составы и цианистого раствора и руды после выщелачивания приведен в табл. IV.8 и IV.9.
Материальные балансы процесса выщелачивания руды цианистым раствором при отношении ж:т = 1,5:1 приведены в табл. IV.10 и IV.11.
Принято, что CaO расходуется на образование малорастворимых солей CaCO3, CaSO4 и др.
В связи с образованием NaOH при выщелачивании рудных компонентов содержание CaO в растворе уменьшено на количество, эквивалентное количеству NaOH.