Полупромышленные испытания переработки окисленных медных руд месторождения Эрдэнэтийн Овоо методом кучного выщелачивания

В современных условиях сокращения запасов богатых медных сульфидных руд источником минерального сырья, содержащего цветные и благородные металлы, становятся окисленные руды. При их переработке традиционным флотационным методом получают низкосортные концентраты при низком (40–60 %) извлечении металлов. Наиболее перспективным направлением переработки подобных руд является кучное выщелачивание. В результате многолетней интенсивной эксплуатации месторождения Эрдэнэтийн Овоо (г. Эрдэнэт, Монголия) в контуре карьера накоплено около 800 млн т отвалов окисленной руды со средним содержанием меди 0,45–0,48 %. Мировой опыт переработки такого техногенного сырья показывает высокую экономическую эффективность извлечения меди методом кучного выщелачивания с последующим извлечением меди из продуктивного раствора по технологии «экстракция–электролиз». Для ПГС «Предприятие Эрдэнэт» актуально проведение исследований выщелачивания окисленных руд и укрупненных испытаний технологии на руде существующих отвалов. Для решения поставленной задачи в отвалах пробурено 35 скважин (16 – в отвале № 8а и 19 – в отвале № 12), из которых получены керновые пробы. Изучен минералогический состав проб окисленной медной руды, определено влияние условий кучного выщелачивания (крупности руды, кислотности раствора и др.) на показатели перевода меди в продуктивный раствор. Для более точного определения количества меди, которое можно получить методом выщелачивания из двух отвалов, из каждой скважины отобрана составная (композитная) проба и в 30 колоннах проведены укрупненные испытания кучного выщелачивания в открытом цикле. В результате этих испытаний для отвала № 8а извлечение меди составило от 35,8 до 69,1 % (среднее значение – 56,0 %), а для отвала № 12 – варьировалось в диапазоне 51,8–77,4 % (среднее значение – 63,6 %). 

1. Пурэвдаш М. Перспективы гидрометаллургической переработки окисленных медных руд и сульфидных медных концентратов как составная часть новой технологии комплексной переработки месторождения «Эрдэнэтийн Овоо». Записки Горного института. 2011;189:313—316.

2. Bartos P.J. SX-EW copper and the technology cycle. Resources Policy. 2002;28(3-4):85—94. https://doi.org/10.1016/S0301-4207(03)00025-4

3. Ansah E.O., Jyoti A., Black J.R., Haese R.R. The importance of reaction mechanisms and coupled dissolution with reprecipitation (CDR) reactions when modelling copper leaching in heap systems. Minerals Engineering. 2023;203:108357. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2023.108357

4. Trujillo J.Y., Cisternas L.A., Galves E.D., Mellado M.E. Optimal design and planning of heap leaching process. Application to copper oxide leaching. Chemical Engineering Research and Design. 2014;92(2): 308—317. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2013.07.027

5. Mortazavi A., Abbasloo Z., Ebrahimi L., Keshavars A., Masoomi A. Geotechnical investigation and design of leaching heap No. 2, Meydook copper mine, Iran. Minerals Engineering. 2015;79:185—195. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2015.06.010

6. Robertson S.W., Staden P.J., Cherkaev A., Petersen J. Properties governing the flow of solution through crushed ore for heap leaching. Hydrometallurgy. 2022; 208:105811. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2021.105811

7. Lizama H.M. In-situ leaching of copper from spent heaps. Hydrometallurgy. 2023;215:105997. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2022.105997

8. Дамдинжав Ж., Сизяков В.М., Бричкин В.П., Андреев Е.Е., Бодуэн А.Я. Практика применения кучного выщелачивания труднообогатимых руд месторождения «Эрдэнэтийн Овоо». Обогащение руд. 2009;(5):3—5.

9. Халезов Б.Д. Кучное выщелачивание медных и медноцинковых руд. Екатеринбург: УрО РАН, 2013. 346 с.

10. Column Leaching Procedure. https://www.911metallurgist.com/hydrometallurgy-testing/ (accessed: 01.03.2024).

11. Staden P.J., Kolesnikov A.V., Petersen J. Comparative assessment of heap leach production data — 1. A procedure for deriving the batch leach curve. Minerals Engineering. 2017;101:47—57. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2016.11.009

12. Robertson S.W. Development of an integrated heap leach solution flow and mineral leaching model. Hydrometallurgy. 2017;169:79—88. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2016.12.010

13. Wang L., Yin S., Wu A. Ore agglomeration behavior and its key controlling factors in heap leaching of lowgrade copper minerals. Journal of Cleaner Production. 2021;279:123705. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123705

14. Apua M.C., Mapilane S. Leaching kinetics and predictive models for elements extraction from copper oxide ore in sulphuric acid. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2021;121:313—320. https://doi.org/10.1016/j.jtice.2021.04.005

15. Liu W., Hashemzadeh M. Solution flow behavior in response to key operating parameters in heap leaching. Hydrometallurgy. 2017;169:183—191. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2017.01.007

16. Kimball B.E., Rimstidt J.D., Brantley S.L., Chalcopyrite dissolution rate laws. Applied Geochemistry. 2010;25(7):972—983. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2010.03.010

17. Cerqueira B., Covelo E.F., Rúa-Díaz S. Contrasting mobility of arsenic and copper in a mining soil: A comparative column leaching and pot testing approach. Journal of Environmental Management. 2022;318:115530. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.115530

18. Lizama H.M. How copper dump leaching works. Minerals Engineering. 2021;171:107075. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2021.107075

19. Ansah E.O., Jyoti A., Black J.R., Haese R.R. The importance of reaction mechanisms and coupled dissolution with reprecipitation (CDR) reactions when modelling copper leaching in heap systems. Minerals Engineering. 2023;203:108357. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2023/108357

20. Lichtner P.C. The quasi-stationary state approximation to coupled mass transport and fluid-rock interaction in a porous medium. Geochimica et Cosmochimica Acta. 1988;52:143—165. https://doi.org/10.1016/0016-7037(88)90063-4

21. Dzhartaeva I., Massakbayeva S. Investigation of factors affecting the process of heap leaching of copper ores. Polish Journal of Science. 2021;40:13—16.

22. Jamsa-Jounela S.L., Cziprian Z. Heap leaching simulation. In: IFAC Symposium on Automation in Mining, Mineral and Metal Processing. Cologne, Germany, 1998. P. 43—48. https://doi.org/10.1016/S1474-6670(17)35854-8