Раствор для выщелачивания рудных минералов и концентратов

 

Изобретение относится к области обогащений руд и концентратов, а также подземного выщелачивания урана и ценных металлов. Суть изобретения состоит в более полном раскрытии благородных и других металлов из глинистых золотосодержащих руд, повышении степени выщелачивания, улучшении фильтруемости пульп, снижении набухаемости глинистых включений при подземном выщелачивании благородных металлов и урана из заглинизированных урансодержащих песчаников. Суть: в качестве основного выщелачивающего раствора рудных минералов и концентратов применено твердое ракетное топливо - гидразингидрат и продукт его взаимодействия с кислотами в виде водных растворов в присутствии хинолина или его производных: изохинолина, 4-метилхинолина или 3-этилхинолина. Предложенный раствор удачно сочетается с цианированием и тиомочевированием с обеспечением надежной защиты оборудования и трубопроводов от коррозии в водных растворах солянокислого гидразина.8 з.п.ф-лы.4 табл.

Изобретение относится к области обогащения руд и гидрометаллургии цветных, редких и благородных металлов, в частности, к растворам для выщелачивания рудных минералов и концентратов и может найти применение при извлечении ценных и благородных металлов из глинистых золотосодержащих руд, бокситов, литиевых и бериллиевых руд.

Известно, что до 10% благородных металлов теряется с глинистыми частицами хвостов золотоизвлекательных фабрик, работающих по флотосорбционной технологии или по схеме водного илового процесса. Седиментационный и минералогической анализы золотосодержащей глинистой руды показывают, что наиболее обогащены золотом тонкие фракции руды крупностью 0,02 мм и менее, представленные гидрослюдами и каолинитом. Эти минералы содержат значительное количество золота в виде субмикроскопических частиц размером до 0,0001 мм.

Основной причиной технологической упорности глинистых золотосодержащих руд является наличие золота, упрятанного в самой структуре глин, как и других редких металлов. Наличие в руде тонкодисперсной глины с тончайшими минеральными зернами-шламом экранирует золотинки. Тонкие глинистые частицы в зависимости от рН среды несут положительный или отрицательный заряд и могут под влиянием реагентов и солей коагулировать и флокулировать в сетчатые агрегаты и агломеранты, флокулы, хлопья, куда плохо проникает раствор цианида или тиомочевины или выщелачивающий раствор.

Выщелачивание благородных металлов идет трудно и вообще прекращается, так как диффузионные процессы заторможены. Следовательно, надо разрушить структуру глин и вскрыть золото. Другой причиной недораскрытия золота при цианировавии глинистых, да и углистых и битуминозных руд, является наличие масляных пленок нефтепродуктов, оксидных железных пленок и ошламование металлических частиц в процессе шарового измельчения в цианистой или водной среде.

Таким образом, ценные и благородные металлы зачастую находятся в самой структуре глин или ее агрегатов, доступ выщелачивающего раствора к которым затруднен. Кроме того, глинистые алюмосиликаты значительно поглощают нефть и нефтепродукты, экранируя масляными пленками доступ цианистого раствора или другого выщелачивающего раствора, затрудняя процесс растворения ценных и благородных металлов, а тонкодисперсная глина значительно поглощает выщелачивающий раствор, включая свободный цианид и анионные комплексы благородных металлов. Наличие глины в руде или концентрате резко ухудшает фильтруемость пульп и кеков при цианировании или тиомоченирования вследствие набухания и распушивания глины, и повышает влажность концентрата или флотоконцентрата до 10-20% При этом фильтруемость глинистой золотосодержащей пульпы обычно не превышает 0,15-0,20 т с 1 м² в сутки.

Целью изобретения является повышение степени вскрытия рудных минералов, эффективности выщелачивания ценных и благородных металлов с одновременным улучшением фильтруемости пульпы и кека со снижением влажности концентратов и кеков.

Поставленная цель достигается тем, что раствор для выщелачивания рудных минералов и концентратов, включающий растворяющий агент и воду, в качестве растворяющего и восстанавливающего агента содержит ракетное топливо или продукт его взаимодействия с кислотой при следующем соотношении компонентов, мас.

ракетное топливо или продукт его взаимодействия с кислотой 0,05 50 вода остальное В качестве ракетного топлива может быть использован гидразингидрат общей формулы N₂H₄OH · H₂O или продукт его взаимодействия с соляной кислотой солянокислый гидразин общей формулы N₂H₄nHCI, где n 1-2, а также другие виды азотсодержащего ракетного топлива.

И дополнительно содержат цианид щелочного металла или тиомочевину при следующем соотношении компонентов, мас.

ракетное топливо или продукт его взаимодействия с кислотой 0,05 50 цианид щелочного металла: натрия, калия или кальция 0,02 0,1 или тиомочевина 8 9 вода остальное При этом, если в качестве ракетного топлива применен гидразингидрат, то он используется в сочетании с цианидом щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мас.

гидразингидрат 0,05 50 цианид натрия, калия или кальция 0,02 0,1 вода остальное А солянокислый гидразин в сочетании с тиомочевиной при следующем соотношении компонентов, мас.

солянокислый гидразин 0,05 50
тиомочевина 8,0 9,0
вода остальное.

С целью растворения масляных и сульфидных пленок на частицах минералов руды или концентрата с одновременной экстракцией или флотоэкстракцией ценных и благородных металлов и совмещения процессов выщелачивания, экстракции или флотоэкстракции в одном аппарате с одновременной защитой технологического оборудования от коррозии и наводораживания раствор дополнительно содержит хинолин или его производные: изохинолин, 4-метилхинолин, 3-этилхинолин; или триалкилбензиламмонийгалогенид: фторид, бромид, йодид, хлорид: или широкую добитумную фракцию асфальтобитумных заводов АБЗ при следующем соотношении компонентов, мас.

ракетное топливо или продукт его взаимодействия с кислотой 0,05 50
цианид щелочного металла 0,02 0,1
или тиомочевина 8 9
хинолин или его производные, или триалкилбензиламмонийгалогенид, или широкая добитумная фракция асфальтобитумных заводов 0,01 10
вода остальное
Раствор на основе ракетного топлива или продукта eго взаимодействия с кислотой и воды может применяться как перед цианированием, тиомочевированием или хлоридизацией, так и в сочетании с ними с подачей раствора в цикл измельчения руды или концентрата и включать в свой состав цианид щелочного металла или тиомочевину с добавками хинолина или его производных, или триалкилбензиламмонийгалогенида, или широкой добитумной фракции АБЗ в качестве жидких экстрагентов и флотоэкстрагентов и ингибиторов коррозии и наводораживания стального технологического оборудования и трубопроводов.

При разложении ракетного топлива выделяется аммиак, который используется в качестве флотоагента и маскирующего комплексообразователя с целью селективной флотации, позволяя маскировать или извлекать аммиакаты меди, кобальта, никеля, способствуя интенсивному перемешиванию пульпы и растворению минералов и извлечению ценных попутных компонентов. Применяя ракетное топливо или продукты его взаимодействия с кислотой, например, гидразингидрат или солянокислый гидразин, в том числе и в сочетании с цианированием или тиомочевированием, наряду с растворением минералов и разрушением глины, одновременно восстанавливают благородные металлы в пульпе или в технологических осветленных растворах.

Предлагаемое изобретение не исключает ввод раствора в пульпу и для промывки кеков фильтрации с целью глубокого обеззолочивания их для золотоизвлекательных фабрик, работающих по схеме полного илового процесса Кроу, а также применяться в сочетании с сорбционным цианированием в присутствии твердых гранулированных сорбентов: активированного угля, нефтекокса или ионообменных смол, в частности, анионобменных типа АМ-2Б для золотоизвлекательных фабрик, работающих по флотосорбционной технологии.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Выщелачивание со вскрытием минералов водными растворами ракетного топлива и продуктами его взаимодействия с кислотой, в том числе и с различными добавками цианида щелочного металла тиомочевины, хинолина и его производных, триалкилбензиламмонийгалогенида и широкой добитумной фракции асфальтобитумного завода при различных концентрациях проводили на золотосодержащей руде следующего состава, SiO₂ 61,l; Al₂O₃ 16,0; Fe_общ 4,6; CaO 2,8; As 0,4; C 0,63; S_общ 2,1; Au 5,9 г/т; Ag -14,8 г/т и концентрате с химическим составом, Fе 16,4; S_общ 14,1; As 5,0; Pb 0,3; Cu 0,2; Zn - 0,3; СаО 7,6; Al₂O₃ 12,7; MgO 0,9; SiO₂ 37,2; Au-38,0 г/т; Ag 45,1 г/т; С 5,3.

Руду по составу можно отнести к углистоглинистой с незначительной сульфидной минерализацией, в которой золото тонко вкраплено в породообразующие минералы кварца, пирита, арсенопирита, пирротина и ассоциировано с углистыми, битуминозными и глинистыми минералами, поверхность которых покрыта микроскопическими пленками окислов железа, сульфидов и углеводородов, придающих руде технологическую упорность.

Пробы руды и концентрата подвергались измельчению до содержания 80% класса 0,074 мм в присутствии водных растворов ракетного топлива или продуктов его взаимодействия с кислотой, в том числе в присутствии цианида или тиомочевины и добавок хинолина, изохинолина, 4-метилхинолина, 3-этилхинолина, триалкилбензиламмонийфторида, хлорида, бромида или широкой добитумной фракции Ташкентского асфальтобитумного завода в качестве экстрагентов и флотоэкстрагентов, растворителей сульфидных пленок и ингибиторов кислотной коррозии и наводораживания, включая предварительное измельчение с последующим введением ракетного топлива или продукта его взаимодействия с кислотой в виде водных растворов различной концентрации. В качестве ракетного топлива использовали гидразингидрат и солянокислый гидразин, представляющий собой продукт взаимодействия гидразингидрата с соляной кислотой. При этом замечено, что при введении ракетного топлива гидразингидрата или солянокислого гидразина в цикл измельчения тонина помола руды возрастает с 80 до 90% класса 0,074 мм, а концентрата до 99% класса 0,074 мм; фильтруемость пульпы с Ж Т 2 1 4 1 увеличивается с 0,15-0,20 до 1,6-2,2 т/м²·сут, а влажность концентрата снижается с 14-16% до 5-6%
О степени вскрытия минералов золота водными растворами ракетного топлива или продуктов его взаимодействия с кислотой, в том числе и с различными добавками, судили по количеству золота, перешедшего из руды в раствор при Ж Т 2 1 за время 16 ч цианирования в бутылочном агитаторе атомно-абсорбционным методом или тиомочевирования в присутствии или отсутствии ракетного топлива или продуктов его взаимодействия с кислотой.

Все опыты по цианированию проводили совместно гидразингидратом, включая добавки цианида щелочного металла в раствор на основе ракетного азотсодержащего топлива. Концентрация цианида в расчете на NaCN составляла 0,02-0,1% При этом дополнительного введения щелочи в виде NaОН или СаО с целью создания защитной щелочности от синильной кислоты или хлорциана и предотвращения разложения цианидов не требуется, поскольку гидразингидрат сам создает защитную щелочность с рН 9,5-10,5. Тиомочевирование осуществляли совместно с солянокислым гидразингидратом, в том числе включая добавки к составу выщелачивающего раствора на основе продуктов взаимодействия ракетного топлива с кислотой в виде тиомочевины. При этом дополнительного расхода кислоты на создание кислотности не требуется, в чем также заключается преимущество предлагаемого раствора и способа выщелачивания.

Одновременно испытывали влияния присадок хинолина и его производных: изохинолина, 4-метилхинолина, 3-этилхинолина; триалкилбензиламмонийгалогенида (фторида, хлорида, бромида) и широкой добитумной фракции Ташкентского АБЗ с целью совмещения процессов экстракции благородных металлов и защиты от коррозии и наводораживания в кислой среде с рН 1-2. Скорость коррозии определяли поляризационным методом на приборе-коррозиметре УК-1 в водных растворах выщелачивания в присутствии продукта взаимодействия ракетного топлива с кислотой. Эффект защиты оценивали по формуле:

где И_о и И скорость коррозии без добавки и в присутствии добавок экстрагента ингибитора. Эффект защиты от наводораживания оценивали по потере пластичности на изгиб металлических пластин из стали У8А, выдержанных в кислом выщелачивающем растворе на основе продукта взаимодействия ракетного топлива с кислотой (минеральной или органической). Одновременно производились замеры фильтруемости пульп, кеков и влажность концентратов (флотоконцентратов) при обработке их водными растворами ракетного топлива или продуктом его взаимодействия с кислотой и без них.

Результаты опытов по испытанию растворов при следующем соотношении компонентов, в мас.

Раствор 1. Гидразингидрат 0,05 50
Цианид калия, натрия или кальция 0,02-0,1
Вода остальное.

Раствор 2. Солянокислый гидразин 0,05 50
Тиомочевина 8,0 9,0
Вода остальное.

Раствор 3. Гидразингидрат 0,05 50
Вода остальное.

Раствор 4. Солянокислый гидразин 0,05 50
Вода остальное.

Раствор 5. Гидразингидрат 0,05 50
Цианид калия, натрия или кальция 0,02 0,1
Хинолин или его производные, изохинолин, 4-метилхинолин, 3-этилхинолин; или триалкилбензиламмонийгалогенид (фторид, хлорид, бромид); или широкая добитумная фракция Ташкентского асфальтобитумного завода 0,01 10
Вода остальное.

Раствор 6. Солянокислый гидразин 0,05 50
Тиомочевина 8,0 9,0
Хинолин или eго производные: изохинолин, 4-метилхинолин, 3-этилхинолин; или триалкилбензиламмонийгалогенид (фторид, хлорид, бромид); или широкая добитумная фракция Ташкентского асфальтобитумного завода 0,01 10
Вода остальное.

Результаты опытов приведены в таблицах 1-3.

В таблице 2 показано влияние различных добавок в составе выщелачивающего раствора на основе ракетного топлива гидразина гидразингидрата и солянокислого гидразина на степень выщелачивания золота из руды в раствор и степень извлечения из раствора на степень защиты от коррозии и наводораживания.

Условные обозначения: ГГ гидразингидрат; СКГ солянокислый гидразин; NaCN цианид натрия; ТМ тиомочевина; 4-МХН 4-метилхинолин; З-ЭХН - 3-этилхинолин; ШДБФАБЗ широкая добитумная фракция асфальтобитумного завода; ТАБАФ триалкилбензиламмонийфторид: ТАБАБ триалкилбензиламмонийбромид; ТАБАХ триалкилбензиламмонийхлорид; ТАБАН триалкилбензиламмониййодид; ТАБАН триалкилбензиламмонийнитрит.

Пример 2. С целью совмещения процессов измельчения, выщелачивания и извлечения золота из золотосодержащих глинистых руд подачу выщелачивающего раствора гидразингидрата или гидразина солянокислого производят в цикл измельчения руды в присутствии цианида или тиомочевины и после измельчения руды вводят твердый сорбент в виде порошка активированного угля КАД-йодный или активированного нефтекокса, или ионообменной смолы, в частности анионообменной АМ-2Б гранулированной. Цианирование пульпы осуществляют в присутствии гидразингидрата, а тиомочевирование в присутствии гидразина солянокислого. Исходное содержание золота в руде 5,8 г/т, Т: Ж 1: 3, тонина помола 80% класса 0,074 мм, концентрация NaCN 0,035% при цианировании и тиомечевины - 8,5% при тиомочевировании. Концентрация порошкообразного сорбента КАД-йодного или нефтекокса 2 г/л пульпы, а гранулированной смолы АМ-2Б 2 мл/л. Время контактного цианирования или тиомочевирования, в течение которого осуществлялось сорбционное цианирование или тиомочевирование с одновременным выщелачиванием золота в раствор и сорбцией анионных цианистых комплексов Au(CN)^-₂ на сорбенте или тиомочевинных комплексов золота на сорбенте, составило 14 часов. О степени сорбционного выщелачивания судили по остаточному содержанию золота в руде, то есть хвостах, а о степени извлечения золота из раствора на сорбент по сорбционной емкости сорбента и концентрации золота атомно-абсорбционным методом в растворе при различных концентрациях выщелачивающего агента.Результаты испытаний приведены таблице 4.

Аналогичные результаты получаются при введении в состав ракетного топлива на основе гидразина, гидразингидрата или солянокислого гидразина суспензии активированного угля с подачей такого сорбционно-выщелачивающего раствора в пульпу после цикла измельчения.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет эффективно разрушать рудные и глинистые минералы, вскрывать ценные и благородные металлы, увеличивать фильтруемость пульп, кеков и концентратов, снижать их влажность и потери ценных и благородных металлов в форме связанной воды и вскрывать металлы, связанные с самой структурой глин и их флокул и хлопьев, сочетать цианирование и тиомочевирование и включать в состав водного раствора ракетного топлива цианиды щелочных металлов или тиомочевину, включая присадки хинолина и их производных, триалкилбензиламмонийгалогенидов, нитритов, сульфатов, хлоридов или широкой добитумной фракции асфальтобитумных заводов с одновременной защитой от коррозии и наводораживания в кислых средах.

Изобретение позволяет селективно вести процесс извлечения ценных металлов, разлагая азотсодержащее ракетное топливо до аммиака, связывая попутные металлы меди, никеля или кобальта в аммиакаты и способствовать селективной сорбции анионных комплексов золота, серебра и платины на анионите, совмещать процессы измельчения, выщелачивания и флотации в одном аппарате, используя в качестве флотоагента и смесителя аммиачный газ в процессе флотации, а использование гидразина и его производных позволяет одновременно восстанавливать благородные металлы в пульпах и растворах. Оно может найти применение при подземном выщелачивании редкоземельных металлов из бокситов, бериллиевах и литиевых минералов и урана из заглинизированных песчаников. ТТТ1 ТТТ2 ТТТ3 ТТТ4 ТТТ5 ТТТ6 ТТТ7 ТТТ8 ТТТ9 ТТТ10 ТТТ11 ТТТ12 ТТТ13 ТТТ14 ТТТ15

Формула изобретения

1. Раствор для выщелачивания рудных минералов и концентратов, содержащий растворяющий агент и воду, отличающийся тем, что в качестве растворяющего агента раствор содержит гидразинсодержащее ракетное топливо или продукт его взаимодействия с кислотой или щелочью при следующем соотношении компонентов, мас.

Гидразинсодержащее ракетное топливо или продукт его взаимодействия с кислотой или щелочью 0,05 50
Вода Остальное
2. Раствор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве продукта взаимодействия гидразинсодержащего ракетного топлива со щелочью раствор содержит гидразингидрат.

3. Раствор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве продукта взаимодействия гидразинсодержащего ракетного топлива с соляной кислотой раствор содержит солянокислый гидразин.

4. Раствор по п. 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит цианид щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мас.

Гидразингидрат 0,05 50
Цианид щелочного металла 0,02 0,05
Вода Остальное
5. Раствор по п. 3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит тиомочевину при следующем соотношении компонентов, мас.

Солянокислый гидразин 0,05 50
Тиомочевину 8,0 9,0
Вода Остальное
6. Раствор по пп. 1, 2 и 4, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хинолин или его производные или триалкилбензиламмонийгалогенид при следующем соотношении компонентов, мас.

Гидразинсодержащее ракетное топливо или продукт его взаимодействия со щелочью 0,05 50
Хинолин или его производные или триалкилбензиламмонийгалогенид 0,01- 1,0
Вода Остальное
7. Раствор по пп. 1, 3 и 5, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хинолин или его производные или триалкилбензиламмоний галогенид при следующем соотношении компонентов, мас.

Гидразинсодержащее ракетное топливо или продукт его взаимодействия с кислотой 0,05 50
Хинолин или его производные или триалкилбензиламмонийгалогенид 0,01 - 1,0
Вода Остальное
8. Раствор по пп. 6 и 7, отличающийся тем, что в качестве производных хинолина он содержит изохинолин или 4-метилхинолин, или 3-этилхинолин.

9. Раствор по пп. 3 и 5, отличающийся тем, что он дополнительно содержит широкую добитумную фракцию асфальтобитумного производства при следующем соотношении компонентов, мас.

Солянокислый гидразин 0,05 50
Тиомочевина 8,0 9,0
Широкая добитумная фракция асфальтобитумного производства 0,01 1,0
Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16