Способ извлечения золота из золотосодержащих рудных концентратов

 

Использование: извлечение золота из золотосодержащих рудных концентратов. Сущность изобретения: при извлечении золота измельчают руду, обрабатывают флотоконцентрат водой с получением пульпы, которую нагружают ударно-волновым импульсом амплитудой 0,1 - 1,5 ГПа, отделяют осадок, жидкую фазу цианируют. Повторно отделяют осадок. Технический результат: снижается трудоемкость, экономятся дефицитные реагенты, степень извлечения золота повышается от 3 до 100 раз. 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, конкретно к технологии извлечения благородных металлов, и может быть использовано для селективного извлечения золота из рудных концентратов.

Известен способ извлечения благородных металлов из рудных концентратов, включающий измельчение исходного материала, обработку с получением пульпы и химическую обработку с одновременным воздействием незначительного по величине, но длительного плавно возрастающего давления (патент Франции N 2488284).

Однако приемы известного способа не обеспечивают достаточно высокой эффективности извлечения золота в рекомендуемых в способе условиях.

Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения золота из золотосодержащих рудных концентратов, включающий измельчение исходного материала (в зависимости от состава руды рекомендуется различная степень ее измельчения), обработку водой с получением пульпы, сгущивание пульпы путем ее обезвоживания, последующее цианирование и окончательное отделение золотосодержащего раствора от осадка [1] К недостаткам известного способа относится необходимость привлечения значительного количества дефицитного сырья растворов цианистых солей, что вызвано отсутствием мероприятий по предварительному удалению примесей, мешающих наиболее эффективному извлечению золота из руды.

Цель изобретения повышение селективности извлечения золота при одновременном снижении трудоемкости способа и экономия дефицитных реагентов.

Цель достигается тем, что в известном способе, включающем измельчение исходного материала, обработку водой с получением пульпы и цианирование, полученную пульпу перед цианированием подвергают воздействию ударной волны с амплитудой в диапазоне величин давления Р=0,1-1,5 ГПа с последующей фильтрацией раствора.

Сущность способа заключается в следующем.

Приготовленную пульпу рудного концентрата перед введением реагента подвергают воздействию ударной волны амплитудой Р=0,1-1,5 ГПа, длительностью в несколько мкс. Рудный концентрат представляет собой химико-механическое соединение различных минералов с вкраплением мельчайших частичек золота. После измельчения руды и отсева легких примесей, содержащих пустую породу, концентрат смешивают с водой (обычно в соотношении: твердое жидкое 1:4). Образуется пульпа, которую помещают в контейнер и подвергают ударно-волновому воздействию. Ударно-волновое нагружение, как установлено в экспериментах, приводит к разрушению механических и слабых молекулярных связей минералов-примесей с золотом. Примеси (арсенопирит, пирит, и т.д.) выпадают в осадок, а свободные частички золота остаются в растворе в виде взвеси. В экспериментах показано, что ударно-волновое нагружение концентрата давлением Р<0,1 ГПа не приводит к разделению золота и примесей. Динамическая прочность химико-механических связей минералов и золота (при длительности нагружения в несколько мкс) составляет величину Р _g≈ 0,1 ГПа. Этот факт установлен экспериментально. Ударно-волновое нагружение концентрата до давлений Р>1,5 ГПа не приводит к увеличению количества отделяющихся примесей (это показано в опытах), но сопровождается негативными побочными эффектами (акустическим, бризантным, фугасным). Следовательно, увеличивать амплитуду нагружающей ударной волны свыше Р ≈ 1,5 ГПа нецелесообразно.

В экспериментах показано, что наряду с отделением вредных для цианирования примесей (минералы, содержащие железо, мышьяк, серу, которые характерны для арсенопиритных руд) одновременно выделяются и другие минеральные включения (содержащие титан, цинк, цирконий, свинец, медь и т.д.). Следовательно, данный способ отделения примесей от золота является универсальным для любого состава золотоносных рудных концентратов.

Далее проводят фильтрацию осадка, содержащего вредные примеси, и его отделение. Существенное значение имеет операция отделения примесей, негативно влияющих на процесс цианирования (т.е. соединений, содержащих железо, мышьяк и серу), проводимая до начала процесса цианирования, поскольку без этого будет существенно понижен выход чистого золота, повышен расход дефицитных реагентов цианирования (цианидов щелочных металлов). Так, минералы, содержащие железо, серу и мышьяк (FeS пирротонит, Fe₂S пирит, FeAsS арсенопирит, As₃S₄ реалгар, FeAs₂ леллингит, и т.д.), активно вступают в химическую реакцию с цианистыми растворами с образованием цианистых солей [1] Извлечение золота из таких растворов становится проблематичным. Воздействие же ударной волны на массу пульпы перед цианированием сопровождается высокой степенью отделения примесей (в отличие от мероприятий, используемых в способе-прототипе), способствует наиболее полному и эффективному извлечению золота из руды при одновременном снижении трудоемкости способа и экономии дефицитных реагентов цианирования.

Затем проводят традиционный процесс цианирования без применения активизирующих добавок. Расход растворов цианистых солей в данном случае (при отделении осадка с примесями) сокращается, а выход золота из рудного концентрата повышается. Таким образом, по сравнению с прототипом использование мероприятий предлагаемого способа приводит к повышению селективности извлечения золота, экономии дефицитных реагентов и понижению трудоемкости способа.

На фиг. 1 представлена схема реализации предлагаемого способа (позиция I образец, позиция 2 ампула, позиция 3 охранная обойма, позиция 4 ударник, позиция 5 заряд ВВ); на фиг. 2,3 рентгенограммы рентгеноструктурного анализа флотоконцентрата (фиг. 2 исходный концентрат; фиг. 3 концентрат после нагружения ударной волны амплитудой Р ≈ 0,3 ГПа); на фиг. 4, 5 спектрограммы рентгеновского излучения флотоконцентрата до (сплошные линии) и после нагрузки (пунктирные линии) (фиг. 4 нагрузка до Р ≈ 1 ГПа; фиг. 5 нагрузка до Р ≈ 0,2 ГПа).

П р и м е р. Концентрат (черный мелкодисперсный порошок, содержащий 19 г золота на 1000 кг руды, нарабатывается в Казахстане) тщательно смешивается с водой (в соотношении: твердое-жидкое 1:4). Полученная пульпа помещается в стальную ампулу (цилиндр высотой 20 мм, диаметром D₁=64 мм или D₂=115 мм, с толщиной стенок Δ=2-5 мм). Ампула размещается в охранной обойме, устанавливается на ровной грунтовой поверхности и нагружается ударно-волновым импульсом (Р=1-15 ГПа), который фоpмиpуется при детонации заряда ВВ и торможении о поверхность ампулы летящего ударника (фиг. 1). Оценка параметров ударно-волнового импульса в пульпе, проведенная по методу смесей показала, что сам концентрат нагружается до давлений в ≈10 раз меньших (Р_к=0,1-1,5 ГПа). Затем ампула вскрывается. Пульпа перемещается в отдельный сосуд и фильтруется (проводится отделение осадка).

Результаты химического анализа обработанного флотоконцентрата представлены в таблице. Видно, что в жидкой фазе содержание железа снижается до 6 раз, мышьяка до 6 раз, серы (SO₄^-) до 3 раз.

Данные рентгеноструктурного анализа (фиг. 2, 3) свидетельствуют о том, что ударное нагружение приводит, в частности, к значительному снижению содержания арсенопирита (на пределе чувствительности прибора).

На фиг. 4, 5 приведены данные рентгенофлуоресцентного анализа образцов флотоконцентрата. Ударное нагружение способствует значительному снижению содержания железа, мышьяка и серы во флотоконцентратах. Существенно уменьшается содержание и иных минеральных примесей во флотоконцентрате (Cu, Zn, Ti, Pb, Sr, Zr, Nb и т.д.).

Полученные результаты позволяют сделать вывод об эффективности использования ударно-волнового нагружения для повышения селективности извлечения золота из концентрата. Действие ударно-волнового нагружения связано с разрушением фаз арсенопирита и др. что существенно уменьшает содержание железа, мышьяка и серы в исходном флотоконцентрате. В ударной волне происходит также отделение мелких частиц минеральных примесей, содержащих значительную часть исходного золота, от остальной массы флотоконцентрата. Необходимым условием отделения мелких частиц при ударно-волновом нагружении является наличие водной фазы.

Таким образом экспериментальная отработка способа показала, что проведение всех мероприятий предполагаемого способа приводит к повышению селективности извлечения золота при одновременном снижении трудоемкости способа и экономии дефицитных реагентов.

Формула изобретения

Способ извлечения золота из золотосодержащих рудных концентратов, включающий измельчение исходного материала, обработку измельченного материала водой с получением пульпы, цианирование и отделение золотосодержащего раствора от осадка, отличающийся тем, что перед цианированием водную пульпу подвергают воздействию ударной волны с амплитудой в диапазоне величин давления 0,1 1,5 ГПа с последующим отделением раствора от осадка и цианированием последнего.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6