Percolation leaching of clay mixed copper ores

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The present work addresses the problem of improving the percolation properties of heap leaching piles of clay, slime-oxidised and mixed ores. These ores are prone to colmatation, which hinders percolation of the solution through the ore layer. Laboratory tests on percolation leaching were carried out using a 2 m column having an internal diameter of 190 mm, loaded with 89.42 kg of ore material having a grain size of -55+0 mm. In order to eliminate colmatation, the ore layer was divided into two equal parts by a drainage layer of polystyrene foam. The research object was ore material extracted from the northern Nurkazgan deposit (Karaganda region, Republic of Kazakhstan), in which copper is present in the form of sulphide (53.48%) and oxidised minerals (46.52%), including 23.5% of chrysocolla. The mineral composition of a test sample determined by optical and electron microscopy, X-ray diffraction, local X-ray spectral, X-ray fluorescence and inductively coupled plasma mass spectrometry was characterised by 93.78% of rock-forming minerals, 53.23% of which comprised layered silicates, namely, mica, chlorite and kaolinite. Ore mineralisation was characterised by both sulphide (copper sulphides, pyrite) and oxide (malachite, iron hydroxides and manganese oxides) phases. The content of easy-sliming minerals equalled 56.30%. Prior to leaching, moisture saturation during the period of one day was carried out. The ore was top irrigated with a solution of sulphuric acid having a concentration of 60 g/dm3. Pregnant solutions were processed following a sorption method (sorption/desorption–electrolysis). The copper extraction into the solution yielded 60.04% with a sulphuric acid consumption of 50.0 kg/t ore at an average irrigation rate of 10.58 dm3/(m2h) or 0.1058 dm/h per clear opening. Therefore, heap leaching of ores at a layer height of lower than 1 m can be performed following the "leaching–extraction/re-extraction or sorption/desorption–electrolysis" scheme.

About the authors

L. M. Karimova

KazHydroMed LLP

Author for correspondence.
Email: lutsia.08@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6205-6585

Y. T. Kairalapov

KazHydroMed LLP

Email: kairalapov.e@mail.ru

References

  1. Фазлуллин М. И. Подземное и кучное выщелачивание урана, золота и других металлов. В 2 т., т. 2: Золото. М.: ИД «Руда и металлы», 2005. 328 с.
  2. Дружинина Г. Я., Строганов Г. А., Зырянов М. Н. Кучное выщелачивание золота из предварительно окомкованных руд // Цветные металлы. 1997. № 9. С. 17–19.
  3. Рашкин А. В., Авдеев П. Б., Яшкин И. А. Классификация способов управления процессами кучного выщелачивания руд // Вестник Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ). 2006. Т. 11. № 5. С. 166–169.
  4. Рашкин А. В., Авдеев П. Б., Яшкин И. А. Рациональное формирование рудного штабеля при кучном выщелачивании руд // Горный информационноаналитический бюллетень. 2005. № 11. С. 252–254.
  5. Волощук С. Н. Кучное и подземное выщелачивание металлов. М.: Из-во «Недра», 1982. 113 c.
  6. Водолазов Л. И., Дробаденко В. П., Лобанов Д. П., Малухин Н. Г. Геотехнология. Кучное выщелачивание бедного минерального сырья. М.: Из-во МГГРУ им. C. Орджоникидзе, 2000. 300 с.
  7. Пат. № 2283879, Российская Федерация, C22B3/04 C22B11/00. Способ кучного выщелачивания руд / А. В. Рашкин, П. Б. Авдеев, Ю. Н. Резник, Л. В. Шумилова, И. А. Яшкин; заявитель и патентообладатель Читинский государственный университет. Заявл. 20.04.2006; опубл. 20.09.2006. Бюл. № 26.
  8. Пат. № 2283883, Российская Федерация, С22В 11/00. Способ рудоподготовки техногенных отходов к кучному выщелачиванию золота / Л. В. Шумилова, Ю. Н. Резник, Ю. И. Рубцов; заявитель и патентообладатель Читинский государственный университет. Заявл. 03.03.2005; опубл. 20.09.2006. Бюл. № 26.
  9. Пат. 2361937, Российская Федерация, C22B 11/00, C22B 3/04. Способ подготовки упорных сульфидных руд и концентратов к выщелачиванию / А. Г. Секисов, Ю. Н. Резник, Л. В. Шумилова, Н. В. Зыков, А. Ю. Лавров, В. С. Королев, Т. Г. Конарева; заявитель и патентообладатель Читинский государственный университет. Заявл. 06.12.2007; опубл. 20.07.2009. Бюл. № 28.
  10. Фазлуллин М. И. Кучное выщелачивание благородных металлов: монография. М.: Из-во АГН, 2001. 647 с.
  11. Lewandowski K. A., Kawatra S. K. Binders for heap leaching agglomeration // Mining, Metallurgy & Exploration. 2009. Vol. 26. No. 1-24. Р. 489–492. https://doi.org/10.1007/BF03403413.
  12. Nab B. М. Exploring HPGR technology for heap leaching of fresh rock gold ores // IIR Crushing & Grinding Conference (Townsville, 29–30 March 2006). Townsville, 2006.. URL: https://orway.com.au/wp-content/uploads/2015/10/Technical-ExploringHPGRTechnology.pdf (30.08.2021).
  13. Thiel R., Smith M. E. State of the practice review of heap leach pad design issues // Geotextiles and Geomembranes. 2003. Vol. 22. Iss. 6. P. 555-568. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2004.05.002.
  14. Bouffard S. C. Agglomeration for heap leaching: equipment design, agglomerate quality control, and impact on the heap leaching process // Minerals Engineering. 2008. Vol. 21. Iss. 15. Р. 1115–1125. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2008.02.010.
  15. Рогожников Д. А., Русалев Р. Э., Дизер О. А., Набойченко С. С. Азотнокислотное вскрытие упорных сульфидных концентратов, содержащих благородные металлы // Цветные металлы. 2018. No 12. С. 38–44. https://doi.org/10.17580/tsm.2018.12.05.
  16. Velarde G. Agglomeration control for heap leaching processes // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2005. Vol. 26. Iss. 3-4 Р. 219–231. https://doi.org/10.1080/08827500590943974.
  17. Lowandowski K. A., Kawatra S. K. Development of experimental procedures to analyze copper agglomeration stability // Minerals and Metallurgical Processing. 2005. Vol. 25. No. 2. Р. 110–116. https://doi.org/10.1007/BF03403395.
  18. Кольцов В. Ю., Кринов Д. И., Кузнецов И. В. Использование серной кислоты при окомковании урановых руд перед их кучным выщелачиванием // Горный журнал. 2014. № 7. С. 90–93.
  19. Тюпин В. Н., Зайцев Р. В., Барышников В. И., Трухин В. А. Использование энергии взрыва в качестве эффективного и экологически безопасного способа интенсификации кучного выщелачивания урановых и золотосодержащих руд // Безопасность труда в промышленности. 1999. № 6. С. 12–14.
  20. Секисов А. Г., Шевченко Ю. С., Лавров А. Ю. Взрывоинъекционная подготовка руд к выщелачиванию // Фундаментальные проблемы формирования техногенной геосреды: тр. Всерос. конф. с участием иностранных ученых (г. Новосибирск, 9–12 октября 2012 г.). В 2 т. Новосибирск: Изд-во ИГД им. Н.А. Чинакала СО РАН, 2012. Т. 1. С. 283–287.
  21. Секисов А. Г., Шевченко Ю. С., Лавров А. Ю. Перспективы использования шахтного выщелачивания при разработке золоторудных месторождений // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2016. № 1. С. 116–123.
  22. Ghorbani Y., Mainza A. N., Petersen J., Becker M., Franzidis J.-P., Kalala J. T. Investigation of particles with high crack density produced by HPGR and its effect on the redistribution of the particle size fraction in heaps // 8th International Comminution Symposium: Proceedings of Comminution 2012. (Cape Town, 17–20 April 2012). Cape Town, 2012.. URL: http://toc.proceedings.com/15671webtoc.pdf (30.08.2021).
  23. Пат. 2350665, Российская Федерация, C22B 3/18, C22B 11/08. Способ кюветно-кучного выщелачивания металлов из минеральной массы / А. Г. Секисов, Ю. Н. Резник, Н. В. Зыков, Л. В. Шумилова, А. Ю. Лавров, Д. В. Манзырев.; заявитель и патентообладатель Забайкальский государственный колледж. Заявл. 05.16.2007; опубл. 27.03.2009. Бюл. № 9.
  24. Chen Qiusong, Zhang Qinli, Xiao Chongchun, Chen Xin. Backfilling behaviour of a mixed aggregate based on construction waste and ultrafine tailings // PloS one. 2017. Vol. 12. No. 6. Р. e0179872. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179872.
  25. Рогожников Д. А., Тропников Д. Л., Мамяченков С. В., Дизер О. А. Совершенствование процесса сульфатизирующего обжига трудновскрываемого медно-цинкового сульфидного сырья // Металлург. 2017. № 8. С. 92–97.
  26. Захарьян С. В., Рогожников Д. А., Каримова Л. М., Набойченко С. С., Дизер О. А. Исследование гидрометаллургической переработки растворов выщелачивания обожженного медного концентрата // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 5. С. 207–213. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-5-207-213.
  27. Захарьян С. В., Гедгагов Э. И., Юн А. Б. Повышение экологической безопасности на предприятиях цветной металлургии // Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. № 1. С. 26–32. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2018-1-26-32.
  28. Юн А. Б., Захарьян С. В., Каримова Л. М., Терентьева И. В., Серикбай А. У. Исследования по азотнокислому выщелачиванию чернового медного концентрата ЖОФ из руд текущей добычи ТОО «Корпорация Казахмыс» // Абишевские чтения–2016; Инновации в комплексной переработке минерального сырья: материалы науч.-практ. конф. (г. Алматы, 21– 22 января 2016 г.). Алматы: Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан, 2016. С. 581–583.
  29. Пат. 6649, Республика Казахстан. Способ перколяционного выщелачивания меди из глинистых окисленных и смешанных медных руд / Т. О. Олейникова, В. П. Зеленский, И. В. Терентьева, Л. М. Каримова, В. П. Малышев, Е. Т. Кайралапов; заявитель и патентообладатель РГП «Национальный институт интеллектуальной собственности». Опубл. 08.07.2021.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).