Способ извлечения золота из руд, концентратов и шламов

 

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения золота из руд, концентратов и шламов. Способ включает цианирование исходного сырья путем дробной подачи раствора цианистой соли в измельченную пульпу, сорбцию золота с использованием синтетического сорбента, содержащего сильно- и слабоосновные функциональные группы, в каскаде аппаратов с сетчатым дренажом при фиксированном объеме загрузки сорбента в аппарате и подаче противотоком пульпы и сорбента с определенным часовым потоком последнего с последующей десорбцией золота из насыщенного сорбента. Концентрацию цианистой соли в пульпе поддерживают до 1,5 г/л, используют синтетический сорбент, содержащий в качестве функциональных групп четвертичные, третичные, вторичные и первичные аминогруппы в соотношении, мас.%: четвертичные до 2,5, третичные 10-25, вторичные 45-60, первичные 20-35, сорбцию золота из пульпы осуществляют при pH 8,0-10,8, десорбцию золота из насыщенного сорбента осуществляют при температуре 50-70°С щелочно-цианидными растворами, в частности раствором, содержащим 2-10 г/л NaOH и 5-20 г/л NaCN, а десорбаты после извлечения из них золота возвращают в начальный процесс цианирования. Кроме того, для сорбции золота по предлагаемому способу используют сорбент, крупность зерен которого определяют из соотношения ρ_см> 2,5ρ_тв, где ρ_см - крупность минимального зерна сорбента, ρ_тв - крупность максимального зерна твердой частицы в рудной пульпе (мм). Для наиболее полного извлечения золота из руд с различным его содержанием сорбцию проводят при загрузке сорбента в количестве 0,5-10% от объема аппарата и часовом потоке сорбента 0,03-2,00% от потока пульпы. Техническим результатом является сокращение времени регенерации сорбента в 5-10 раз, уменьшение расхода химических реагентов, исключение высокотемпературной обработки сорбента при его регенерации, отказ от использования кислотостойкого оборудования, повышение безопасности труда обслуживающего персонала из-за отсутствия выделения ядовитой синильной кислоты. 6 з.п. ф-лы, 5 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения золота из руд, концентратов и шламов.

Известен способ извлечения золота из рудных пульп сорбций [1], включающий предварительное цианирование, противоточное сорбционное выщелачивание при дробной подаче цианистых солей по стадии процесса с сорбцией золота пористым сорбентом АМ-2Б, содержащим сильно- и слабоосновные функциональные группы. К недостаткам этого способа относятся: регенерация применяемого сорбента АМ-2Б представляет собой сложный и продолжительный по времени процесс, при котором расходуется дорогостоящая тиомочевина и выделяется большое количество паров синильной кислоты, требующих специальных мероприятий для их улавливания. Общее время регенерации сорбента на гидрометаллургических предприятиях достигает 200 - 300 часов, что обуславливает необходимость большей единовременной загрузки сорбента и требует высоких затрат на его транспортировку по стадиям обработки.

Известен также способ извлечения золота из пульпы на активированном угле [2], включающий предварительную обработку пульпы растворами цианистых солей, сорбцию золота из цианистых пульп активированным углем и регенерацию угля с выделением золота в товарные реагенты, включающую в самых простых вариантах щелочно-цианидную обработку угля с последующей одно- или многостадийной термической обработкой при температуре от 450^o до 650^oC. К недостаткам этого способа относятся: невысокая емкость сорбента по отношению к золоту, более низкое сродство цианидного комплекса к углям, чем к синтетическим сорбентам, что обуславливает низкое извлечение золота из рудных пульп, а также большие потери активированного угля за счет механического истирания. Кроме того, активированные угли активно сорбируют рудные органические вещества, что требует обязательного применения энерго- и трудоемких операций для высокотемпературной обработки при регенерации сорбента.

Наиболее близким техническим решением является способ извлечения золота из руд, концентратов и шламов [3], который включает сорбционное выщелачивание в каскаде аппаратов распульпованного в воде сырья щелочным раствором цианистой соли с использованием для сорбции золота пористого синтетического сорбента, содержащего сильно- и слабоосновные функциональные группы, при загрузке сорбента 0,1-1,5% от объема аппарата и часовом потоке 0,1-1,0% от потока пульпы. Последующую регенерацию сорбента проводят последовательно раствором, содержащим 40 - 50 г/л серной кислоты и 2 - 8 г/л перекиси водорода, и раствором, содержащим 60 - 90 г/л тиомочевины. К недостаткам способа относятся следующие: во-первых, вышеуказанная загрузка сорбента допустима при осуществлении описанного способа только для бедных по золоту руд (до 1,5 г/т), так как она зависит от содержания золота в пульпе, поступающей на сорбцию, и емкости насыщенного сорбента по золоту. Во-вторых, после обработки сорбента тиомочевиной в его порах накапливается элементарная сера, которая препятствует повторному использованию сорбента для извлечения золота. Для десорбции серы необходимо применять дополнительную щелочную обработку, что значительно осложняет процесс.

Перед авторами стояла задача устранить указанные недостатки, разработать эффективный способ извлечения золота из рудных пульп с последующей технологически простой регенерацией сорбента.

Для решения поставленной задачи предлагается способ извлечения золота из руд, концентратов и шламов, который включает цианирование исходного сырья путем дробной подачи раствора цианистой соли в измельченную пульпу, сорбцию золота с использованием синтетического сорбента, содержащего сильно- и слабоосновные функциональные группы, в каскаде аппаратов с сетчатым дренажом при фиксированном объеме загрузки сорбента в аппарате и подаче противотоком пульпы и сорбента с определенным часовым потоком последнего с последующей десорбцией золота из насыщенного сорбента. Предлагаемый способ отличается от ранее известных тем, что концентрацию цианистой соли в пульпе поддерживают до 1,5 г/л, используют синтетический сорбент, содержащий в качестве функциональных групп четвертичные, третичные, вторичные и первичные аминогруппы в следующем соотношении (мас.%): четвертичные - до 2,5, третичные - 10-25, вторичные - 45-60, первичные 20-35, сорбцию золота из пульпы осуществляют при pH 8,0-10,8, десорбцию золота из насыщенного сорбента осуществляют при температуре 50 - 70^oC щелочно-цианидными растворами, в частности раствором, содержащим 2 - 10 г/л NaOH и 5-20 г/л NaCN, а десорбенты после извлечения из них золота возвращают в начальный процесс цианирования. Кроме того, для сорбции золота по предлагаемому способу используют сорбент, крупность зерен, которого определяют из соотношения ρ_см> 2,5ρ_тв, где ρ_см - крупность минимального зерна сорбента, а ρ_тв - крупность максимального зерна твердой частицы в рудной пульпе (мм). Для наиболее полного извлечения золота из руд с различным его содержанием сорбцию проводят при загрузке сорбента в количестве 0,5-10% от объема аппарата и часовом потоке сорбента 0,03-2,00% от потока пульпы.

Техническим результатом изобретения является то, что использование заявляемого способа позволит сократить время регенерации сорбента в 5 - 15 раз по сравнению с известными технологиями, уменьшить расход химических реагентов и исключить высокотемпературную или термическую обработку сорбента при его регенерации, сократить количество насосов и запорной арматуры и отказаться от использования кислотостойкого оборудования при внедрении способа на гидрометаллургических предприятиях. Кроме того, отсутствие выделения ядовитой синильной кислоты приведет к существенному повышению безопасности труда обслуживающего персонала.

Изобретение осуществляли следующим образом.

Пример. Проводили предварительное цианирование руды одного из месторождений с дробной подачей цианида натрия в измельченную пульпу и последующую сорбцию золота в 12 аппаратах с использованием синтетических сорбентов: применяемом в промышленности сорбентом АМ-2Б (содержание четвертичных аминогрупп - 17,0%, третичных - 83,0%) и предлагаемым сорбентом, содержащим в качестве функциональных групп 1,1% четвертичных, 18,5% третичных, 52% вторичных и 28,4% первичных аминогрупп. Сорбцию осуществляли в следующих условиях: объем пульпы в одном аппарате - 20 м³, скорость подачи пульпы на сорбцию - 21 м³/час, плотность пульпы - 1,36 г/³. В табл. 1 представлен состав исходной пульпы.

Опыт 1. Загрузка сорбента - 3,7% (8,9 м³), часовой поток сорбента - 0,020 м³/час, что соответствует значению 0,095% от потока пульпы. Результаты сорбции приведены в табл. 2.

Опыт 2. Загрузка сорбента - 1,5% (3,6 м³), часовой поток сорбента - 0,020 м³/час, что соответствует значению 0,095% от потока пульпы. Результаты сорбции приведены в табл. 3.

Опыт 3. Загрузка сорбента - 1,5% (3,5 м³), часовой поток сорбента - 0,040 м³/час, что соответствует 0,19% от потока пульпы. Результаты приведены в табл. 4.

Как видно из приведенных результатов, показатели процесса сорбции (извлечение золота из раствора, емкость сорбента и его селективность по золоту) в значительной степени определяются такими критериями, как процент загрузки сорбента и его часовой поток. Так, если сравнивать показатели 1-го и 2-го опытов, имеющих равнозначные часовые потоки сорбентов и отличающиеся загрузкой сорбентов, то во втором опыте извлечение золота сорбентом снизилось с 99,66% до 76,14% (предлагаемый сорбент) и до 95,68% (АМ-2Б). При этом уменьшились емкость и селективность сорбентов по золоту. Сравнение 2-го и 3-го опытов показывает, что при равнозначных загрузках сорбентов увеличение их часовых потоков привело, с одной стороны, к увеличению извлечения золота, а с другой, - к уменьшению емкости и селективности сорбентов по золоту. Во всех опытах селективность предлагаемого сорбента по золоту более чем в полтора раза превышала селективность по золоту сорбента АМ-2Б.

Десорбция золота (регенерация сорбентов).

Десорбцию золота из насыщенных сорбентов (опыт 1, табл. 2) с одновременной регенерацией последних осуществляли раствором, содержащим 5 г/л NaOH + 20 г/л NaCN при температуре 60^oC. Время регенерации - 24 часа (в том числе 18 часов - обработка десорбирующим раствором, 6 часов - водная отмывка). Результаты регенерации приведены в таблице 5.

Из таблица 5 следует, что применение десорбирующего раствора, содержащего 5 г/л NaOH + 20 г/л NaCN, в приведенных условиях позволило очистить предлагаемый сорбент на 96,2% при степени десорбции золота 99,5%. Применение такого десорбирующего раствора для регенерации АМ-2Б невозможно вследствие ее низких показателей.

Таким образом, заявляемый способ извлечения золота из руд, концентратов и шламов позволяет: - обеспечить сорбционное извлечение золота из цианидсодержащих сред с высокими показателями; - повысить селективность извлечения золота в сорбент; - сократить по сравнению с известными решениями время регенерации сорбента в 5 - 15 раз; - отказаться от применения дорогостоящих и опасных для здоровья реагентов (тиомочевины и кислоты) при регенерации сорбента; - создать благоприятные условия для последующей переработки золотосодержащих реагентов с получением золота высокой чистоты; - применять практически безреагентную регенерацию, т.к. соли цианида и щелочь после извлечения золота из щелочно-цианидных регенератов возвращают на стадию цианирования руды.

Источники информации 1. И.М. Масленицкий, Л.В. Чугаев. Металлургия благородных металлов. М.: Металлургия, 1972, с. 202-219.

2. "Новые методы извлечения благородных металлов в Северной Америке". Mining Engineering, Sept., 1993 с. 1144-1151.

3. Патент СССР N 1790619, МК C 22 B 11/08. Способ извлечения золота и серебра из руд, концентратов и шламов. Опубликован 23.01.93. Бюл. N 3.

Формула изобретения

1. Способ извлечения золота из руд, концентратов и шламов, включающий цианирование исходного сырья путем дробной подачи раствора цианистой соли в измельченную пульпу, сорбцию золота с использованием синтетического сорбента, содержащего сильно- и слабоосновные функциональные группы, в каскаде аппаратов с сетчатым дренажом при фиксированном объеме загрузки сорбента в аппарате и подаче противотоком пульпы и сорбента с определенным часовым потоком сорбента и последующую десорбцию золота из насыщенного сорбента с получением десорбатов, отличающийся тем, что концентрацию цианистой соли в пульпе поддерживают до 1,5 г/л, используют синтетический сорбент, содержащий в качестве функциональных групп четвертичные, третичные, вторичные и первичные аминогруппы, сорбцию золота из пульпы осуществляют при рН 8,0 - 10,8, а десорбцию золота из насыщенного сорбента осуществляют щелочно-цианидными растворами при температуре 50 - 70^oC.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют синтетический сорбент, содержащий функциональные группы в следующем соотношении, % мас.: Четвертичные аминогруппы - До 2,5
Третичные аминогруппы - 10 - 25
Вторичные аминогруппы - 45 - 60
Первичные аминогруппы - 20 - 35
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что для сорбции золота из пульпы используют сорбент, крупность зерен которого определяют из соотношения
ρ_см > 2,5ρ_тв,
где ρ_см - крупность минимального зерна сорбента, мм;
ρ_тв - крупность максимального зерна твердой частицы в рудной пульпе, мм.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбцию золота из пульпы проводят при загрузке сорбента в количестве 0,5 - 10% от объема аппарата.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбцию золота из пульпы проводят при часовом потоке сорбента 0,03 - 2,00% от потока пульпы.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что десорбцию золота из насыщенного сорбента осуществляют раствором, содержащим 2 - 10 г/л NaOH и 5 - 20 г/л NaCN.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что десорбаты после извлечения из них золота возвращают в начальный процесс цианирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2