Способ извлечения благородных металлов из цианистых растворов и пульп, содержащих цветные металлы

 

Использование: касается извлечения золота и/или серебра сорбцией из цианистых растворов и пульп, содержащих цветные металлы. Цель - осаждение металлов-примесей и предотвращение осаждения благородных металлов при подготовке к сорбции щелочно-цианистых жидких сред, а также возможность сорбции золота и/или серебра слабоосновными анионитами. Суть: извлечение благородных металлов из цианистых растворов и пульп, содержащих цветные металлы, проводят путем обработки их окислителем, содержащим активный хлор, при рН среды более 10 и до начала осаждения извлекаемого ценного компонента, например серебра или золота, если концентрация серебра незначительна. После снижения рН среды сорбцию золота и/или серебра ведут при рН среды 6-10. 1 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано в ионообменной технологии извлечения золота и/или серебра из цианистых рудных пульп и растворов, содержащих цветные металлы.

Известен способ извлечения золота и серебра из цианистых растворов и пульп сорбцией, включающий обработку их окислителем, содержащим активный хлор, в котором обработку окислителем ведут при рН среды более 10 до остаточной концентрации цианид-иона 2,5-28 мг/л, а сорбция золота и серебра осуществляют анионитами смешанной основности (АМ-26, АН-18), содержащими сильноосновные и слабоосновные ионообменные группы (1).

Недостатком способа является то, что при рН среды более 10 в сорбционном процессе не участвуют слабоосновные ионообменные группы, поскольку их сорбционные свойства снижаются от максимальных до минимальных при изменении рН среды от 3-6 до 7-10. При этом уменьшается коэффициент распределения благородных металлов между анионитом и жидкой фазой и соответственно снижается извлечение благородных металлов анионитом.

Известен способ извлечения золота из цианистых растворов, включающий подкисление растворов минеральной кислотой до рН среды менее 10 и сорбцию золота анионитами смешанной основности и слабоосновными анионитами (2).

К недостаткам данного способа относятся: образование и выделение токсичного газообразного цианистого водорода (HCN) из раствора при рН среды менее 10 (доля превращения цианид-иона в молекулярный цианистый водород при рН 10,9 и 8 составляет, соответственно, 10,50 и 96%), что препятствует применению способа для извлечения благородных металлов из цианистых пульп рудных материалов в условиях барботажного перемешивания и эрлифтного транспортирования пульпы, интенсифицирующих газовыделение; снижение извлечения золота и серебра анионитами из производственных растворов, содержащих цианистые анионы цветных металлов, сорбирующиеся анионитами одновременно с золотом и серебром.

Известен способ извлечения металлов из цианистых растворов, включающий обработку их хлоросодержащим реагентом до остаточной концентрации активного хлора в растворе 3-15 мг/л в присутствии сорбента - активированного угля и полиакриламида, в котором обработку раствора хлорсодержащим реагентом проводят при рН 8-9, а остаточную концентрацию активного хлора контролируют по значению потенциала амальгамированного серебряного электрода относительно хлорсеребряного электрода I_Hg.

К недостаткам способа относятся: образование и выделение в газовую фазу при рН среды менее 10 молекулярных летучих ядовитых веществ - цианистого водорода и хлорциана, что препятствует использованию способа для извлечения благородных металлов из цианистых пульп рудного материала в условиях барботажного перемешивания и эрлифтного транспортирования пульпы, интенсифицирующих газовыделение; неэффективность извлечения золота и серебра сорбцией из цианистых пульп рудных материалов, поскольку серебро и частично золото при обработке пульпы переходят в осадок, смешиваются с твердой фазой пульпы и не извлекаются сорбентом; присутствие избытка гипохлорида в обработанном им растворе делает неэффективным использование синтетических анионитов, так как приводит к снижению их сорбционных свойств.

Известен также способ извлечения золота из цианистых растворов, содержащих цветные металлы, включающий обработку растворов хлорсодержащим реагентом и сорбцию золота из полученных растворов анионообменной смолой, в котором обработку растворов хлорсодержащим реагентом проводят при рН 8-11, а сорбцию ведут при поддержании электродного потенциала раствора I_Нg относительно хлорсеребряного электрода от плюс 70 до минус 30 мВ.

К недостаткам способа относятся: образование и выделение в газовую фазу молекулярных летучих ядовитых веществ - цианистого водорода и хлорциана; полное осаждение серебра и частичное золота из жидкой фазы при обработке ее хлорсодержащим реагентом, что обуславливает неэффективность способа для извлечения благородных металлов из пульп; снижение обменной емкости анионитов при контактировании с подготовленным к сорбции золота раствором из-за наличия в нем активного хлора.

Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения золота и серебра из водных растворов, содержащих цианиды благородных металлов, включающий обработку раствора гипохлоритом до достижения окислительно-восстановительного потенциала раствора плюс 350 мВ, осаждение серебра, золота и цветных металлов путем введения в раствор в присутствии активированного угля минеральной кислоты до достижения рН среды не боле 5,0, отделение осадка и последующую сорбцию из раствора на активированный уголь остатков золота и серебра.

К недостаткам прототипа относятся: осаждение серебра и частично золота при обработке цианистого раствора до значений окислительно-восстановительного потенциала плюс 350 мВ (соответствует потенциалу I_Hg минус 30 мВ) и последующем подкислении раствора до рН менее 5,0, препятствует использованию способа для извлечения благородных металлов из пульп рудных материалов сорбцией; преобразование избытка гипохлорита (иона OCl^-) в обработанном им растворе при подкислении раствора в молекулярный хлор (Cl₂), препятствует применению способа для сорбции золота и серебра синтетическими анионитами из-за снижения их сорбционных свойств под воздействием хлора.

В отличие от прототипа предлагаемый способ при обработке хлорсодержащим реагентом цианистых растворов и пульп, содержащих цианиды благородных и цветных металлов, и снижении рН среды до значения менее 10 предотвращает образование и выделение в газовую фазу цианистого водорода и хлорциана, а также исключает осаждение серебра, частичное осаждение золота и присутствие в обработанном растворе (пульпе) остатков окислителя.

Цель изобретения - повышение извлечения золота и серебра из цианистых жидких сред слабоосновными анионитами, использование которых в процессе упрощает десорбцию металлов и регенерацию ионообменной смолы, снижение себестоимости извлекаемого продукта.

Цель достигается тем, что в способе извлечения благородных металлов из цианистых растворов и пульп, содержащих цветные металлы, включающем обработку их окислителем, содержащим активный хлор, при рН среды более 10, снижение рН среды и сорбцию золота и/или серебра, обработку окислителем проводят до начала осаждения извлекаемого ценного компонента, например серебра или золота, а сорбцию золота и/или серебра ведут при рН среды 6-10.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения сорбцию ведут слабоосновным анионитом.

Соответствие заявляемого изобретения требованию изобретательского уровня обусловлено тем, что совокупность его существенных признаков при подготовке цианистых жидких сред, содержащих цианиды благородных и цветных металлов, к сорбции обеспечивает полное осаждение цианистых комплексов цинка и частичное или полное осаждение меди с сохранением в растворенном состоянии серебра и/или золота при отсутствии окислителя в обработанной среде и тем самым существенное повышение извлечения благородных металлов из цианистых рудных пульп сорбцией в каскаде аппаратов с пневматическим перемешиванием и эрлифтной транспортировки пульпы с сорбентом без выделения ядовитых цианистого водорода и хлорциана в окружающую среду.

Обработка щелочно-цианистых жидких сред, содержащих цианиды благородных и цветных металлов хлорсодержащим окислителем при рН среды более 10, преимущественно 10,5-11,5, выбрана исходя из того, что цианистый водород среде в этих условиях отсутствует, а образующийся хлорциан мгновенно взаимодействует с ионом гидроксила (ОН^-), образуя неядовитые и нелетучие ионы Cl^- и CNO^-, что предотвращает выделение в газовую форму цианистого водорода и хлорциана, а также присутствие окислителя в обработанной им среде. При этом обработка щелочно-цианистых жидких сред до значений электродного потенциала I_Нg, соответствующих началу осаждения из обрабатываемой среды серебра или золота (если концентрация серебра низка), выбрана из условий полного окисления цианистых комплексов цинка и частичного или полного осаждения меди и сохранения в растворенной форме серебра и золота, в случае подготовки цианистых растворов и пульп к извлечению серебра или азота, если концентрация серебра настолько низка, что извлечение его экономически не выгодно.

Снижение рН среды при сорбции серебра и/или золота до рН 6-10 обусловлено условием предотвращения осаждения серебра и золота и повышенного расхода минеральной кислоты при рН менее 6, а также эффективностью сорбции благородных металлов слабоосновными анионитами при рН менее 10.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную щелочно-цианистую среду, например цианистую пульпу рудных материалов, содержащую в жидкой фазе золото, серебро и цветные металлы-примеси, такие как цинк, медь, обрабатывают при рН более 10 раствором гипохлорита кальция до начала осаждения серебра и полного осаждения цинка или, если концентрация серебра в пульпе незначительна, до начала осаждения золота и частичного или полного осаждения меди. При этом начало осаждения ценных компонентов контролируют по достижению величины электродного потенциала I_Hg, предварительно определенного для исходной среды.

Очищенную от металлов-примесей (Zn, Cu) исходную пульпу подкисляют серной кислотой до достижения рН 6-10.

Из подготовленной таким образом цианистой пульпы сорбируют золото и/или серебро слабоосновными анионитами, не содержащими или содержащими менее 3% сильноосновных групп, например АН-20А, АН-109-10П или АН-221, АН-551 соответственно.

Предлагаемый способ испытан при сорбционном извлечении золота из цианистой пульпы хвостов гравитационного обогащения смеси руд нижних горизонтов и забалансовой руды месторождения "Макмал".

Цианистую пульпу приготавливали введением в водную пульпу хвостов гравитации с массовой доле твердого 45% гидроксида кальция до рН 10,5-11,5 и цианистого натрия и агитацией пульпы до растворения золота и серебра. Процесс подготовки пульпы к сорбции (кондиционирование пульпы) состоял в обработке пульпы раствором гипохлорита кальция до потенциала амальгамированного серебра электрода I_Hgz - 130 мВ, обеспечивающего полное осаждение цинка из исходной пульпы, и последующем подкислении пульпы раствором серной кислоты до рН 7,5.

Кондиционирование вели в агитаторе с интенсивным механическим перемешиванием при автоматическом измерении рН и I_Hg и автоматической подаче реагентов до заданных значений этих параметров.

Подготовленную (кондиционированную) пульпу из механического агитатора направляли в процесс сорбции. Процесс сорбции вели в восьмиступенчатом сорбционном аппарате с воздушным перемешиванием пульпы и анионита АН-20А на каждой ступени контакта пульпы с сорбентом. Противоточную передачу анионита по ступеням контакта осуществляли передачей части пульпы с анионитом из каждой ступени в предыдущую с выводом насыщенного анионита из первой ступени контакта и введением такого же количества регенерированного анионита в последующую ступень.

Десорбцию золота из насыщенного анионита вели обработкой его раствором гидроксида натрия и цианистого натрия с их концентрациями 10,0 и 1,0 г/л, соответственно, при 60^оС и скорости пропускания раствора 2,0-2,5 объема на 1 объем смолы в час.

Результаты испытаний представлены в таблице.

В процессе десорбции металлов насыщенный анионит обработан десятью объемами раствора гидроксида натрия и цианистого натрия, в первых пяти объемах которого обнаружено, мг/л: золота 120; серебра 27. Содержание металлов в анионите после десорбции были, мг/л: золота 0,10; серебра 0,03; меди 0,1; цинка 0,0.

Из таблицы видно, что обработка пульпы гипохлоритом до величины электродного потенциала I_Hg, отвечающего полному осаждению цианистых комплексов цинка и началу осаждения серебра, и последующее подкисление пульпы до рН 6-10, обеспечивая осаждение металлов-примесей, предотвращает осаждение золота и серебра, препятствует выделению в газовую фазу цианистого водорода и хлорциана, позволяет эффективно вести сорбцию золота слабоосновным анионитом АН-20А.

Таким образом, предлагаемый способ при использовании в сорбционной технологии извлечения золота и серебра из цианистых пульп рудных материалов снижает затраты на сорбцию и десорбцию золота, регенерацию анионита, а также уменьшает загрязнение окружающей среды, улучшает условия труда.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ЦИАНИСТЫХ РАСТВОРОВ И ПУЛЬП, СОДЕРЖАЩИХ ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ, включающий обработку их окислителем, содержащим активный хлор при pH среды более 10, снижение pH среды и сорбцию золота и/или серебра, отличающийся тем, что обработку окислителем проводят до начала осаждения серебра или золота, а сорбцию золота и/или серебра ведут при pH среды 6 - 10.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбцию ведут слабоосновным анионитом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2