Способ извлечения золота из высокоминерализованных хлоридных растворов производства калийных удобрений

 

Изобретение относится к гидрометаллургическим способам извлечения золота из высокоминерализованных растворов, образующихся в процессе переработки ископаемых калийных солей на калийные удобрения. Содержание золота в растворах составляет 0,010 - 0,100 г/м³. Техническим результатом изобретения является создание экологически безопасного способа попутного извлечения золота из растворов производства калийных удобрений, сокращение затрат на получение золотосодержащего продукта, пригодного к последующей промышленной переработке. Способ заключается в соосаждении золота из высокоминерализованных хлоридных растворов производства калийных удобрений, содержащих поливалентные металлы, путем коррекции раствора до рН 5,6 - 4,7, введения окислителя до величины окислительного потенциала Eh = 10 - 100 мВ и фотохимического активирования для гидролитического осаждения гидроксидов поливалентных металлов-примесей и соосаждения золота. При этом в качестве окислителя используют кислород воздуха, подаваемый аэрацией, или кислород, получаемый разложением кислородсодержащего реагента. Фотохимическую активацию раствора проводят ультрафиолетовым светом в фотохимическом реакторе в течение 1,5-5 ч. В качестве источника ультрафиолетового излучения используют солнечный свет. 4 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургическим способам извлечения золота из высокоминерализованных растворов, образующихся в процессе переработки ископаемых калийных солей на калийные удобрения.

Ископаемые калийные соли содержат в качестве примесей поливалентные элементы сульфидной группы и золото в виде комплексов ионов, а также в элементарной коллоидной форме и органические соединения в виде гуматов. В процессе производства калийных удобрений исходные ископаемые соли растворяют в горячей воде. В полученные рассолы переходят примеси поливалентных элементов и в том числе 25 - 30% золота, находившегося в исходных солях. После выделения из рассолов калийных солей образуются высокоминерализованные растворы, содержащие указанные примеси и органические соединения. Эти растворы являются оборотными, и в процессе растворения исходных солей в них накапливаются поливалентные элементы и золото. Содержание золота колеблется от 0,010 до 0,100 г/м³. Специфической особенностью оборотных растворов является переменное значение окислительно-восстановительного потенциала. Нестабильность окислительно-восстановительных свойств среды связана с переменным примесным составом исходных солей и с различными приемами извлечения солей из рассолов, например флотацией или кристаллизацией. В результате имеет место большое разнообразие химических форм нахождения в оборотных растворах как примесей поливалентных металлов, так и золота (см. патент РФ 2109827).

Известен способ извлечения золота из золотосодержащих высокоминерализованных хлоридных растворов производства калийных удобрений, содержащих поливалентные элементы, включающий коррекцию исходных растворов с содержанием золота не менее 10 мг/м³ до значений pH 5,8 - 7,2, введение восстановителя и осаждение золота солями щелочного металла диалкилдитиокарбаминовой кислоты при перемешивании, отстаивание и отделение полученного золотосодержащего осадка - концентрата (см. там же).

Известный способ извлечения золота имеет ряд недостатков. Получаемый осадок золота представляет сульфогидрильные соединения золота, железа (II) и металлов-примесей в их низшей валентности. Но тиокарбамидные комплексы золота в растворе неустойчивы во времени из-за их окисляемости, и для предотвращения их разрушения необходимо вести процесс в интенсивном режиме и с избытком дорогостоящего реагента - диалкилдитиокарбамата натрия.

Таким образом, разрушение во времени тиокарбамидных комплексов золота в растворе приводит к его потерям, а увеличение количества реагента-осадителя ухудшает экономические и экологические показатели процесса.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание экологически безопасного способа извлечения золота из высокоминерализованных растворов производства калийных удобрений, сокращение затрат на его получение и предотвращение потерь с отвальными растворами. Поставленная задача решается тем, что в способе извлечения золота из золотосодержащих высокоминерализованных хлоридных растворов производства калийных удобрений, содержащих поливалентные металлы, включающем коррекцию раствора, введение реагента, перемешивание, отстаивание осадка, содержащего золото, и его отделение, согласно изобретению коррекцию ведут до pH 5,6 - 4,7, в качестве реагента вводят окислитель до величины окислительного потенциала Eh = 10 - 100 мВ и проводят фотохимическое активирование для гидролитического осаждения гидроксидов поливалентных металлов-примесей и соосаждения золота.

При этом в качестве окислителя используют кислород воздуха, подаваемый в раствор аэрацией, или кислород, получаемый разложением кислородсодержащего реагента, а фотохимическую активацию осуществляют ультрафиолетовым излучением в фотохимическом реакторе в течение 1,5 - 5 ч или с использованием естественного солнечного освещения.

Сущность способа заключается в следующем.

Исходные оборотные высокоминерализованные растворы, имеющие переменный состав компонентов, определяющих нестабильность значений окислительно-восстановительного потенциала и pH среды, подвергают корректировке введением окислителя до pH 5,6 - 4,7 и сдвига окислительно-восстановительного потенциала в окислительную область до устойчивого состояния со значением окислительного потенциала Eh = 10 - 100 мВ. В этих условиях присутствующие в минерализованном растворе поливалентные металлы-примеси из восстановительных солевых форм переходят в окислительную гидролизуемую форму, а затем раствор-пульпу подвергают фотохимической активации. В этих условиях молекулярный кислород, находящийся в растворе, распадается на озон и атомарный кислород. Золото, которое в исходных высокоминерализованных растворах присутствует, в основном, в пассивных формах, в процессе окисления переходит в активную ионную форму и легко сорбируется и соосаждается в процессе флокуляции гидролиза на поверхности гидроокисей железа (III), гидроокисей других металлов-примесей, кремнезема и др. Фотохимическая активация ускоряет процессы окисления, гидролиза и соосаждения за счет "цепной реакции" распада кислорода на озон и атомарный кислород и перехода золота из состояния нулевой валентности в реакционноактивное. Совокупность операций окисления и фотохимической активации позволяет практически полностью осадить золото и получить золотосодержащий продукт, по содержанию пригодный к использованию в металлургии золота. Помимо кислорода воздуха для окисления можно использовать легкоразлагающиеся кислородсодержащие соединения, в частности перманганат калия. Заявленное изобретение исключает из процесса экологически вредные компоненты. Способ может быть осуществлен с минимальными затратами, если использовать кислород воздуха и естественный солнечный свет, но даже применение фотохимического реактора и кварцевых ламп в качестве источника ультрафиолетового излучения сохраняет высокую экономическую эффективность получения золотосодержащего концентрата для последующей промышленной переработки. После фотохимической активации раствор отстаивают и осветленную его часть отделяют от золотосодержащего осадка одним из известных способов - фильтрацией, декантацией и др.

Обоснование параметров При введении окислителя в высокоминерализованный золотосодержащий раствор, содержащий поливалентные металлы, изменяют окислительно-восстановительный потенциал системы, переводя из восстановительной области в окислительную для прохождения реакций гидролиза, образующихся в процессе окисления соединений железа, марганца, ванадия, олова, свинца, меди и др. высшей валентности и для перевода золота в реакционноактивное состояние.

При значениях окислительного потенциала менее 10 мВ и pH более 5,6 нет гидролиза компонентов раствора, а при превышении значений окислительного потенциала 100 мВ и pH менее 4,7 показатели процесса гидролиза не улучшаются (см. таблицу, пп. 1,2).

Фотохимическая активация интенсифицирует реакции окисления металлов-примесей и золота, гидролиза и соосаждения золота на их гидроокисях, кремнеземе и естественных сорбентах (глинах, органических кислотах и т.п.).

В зависимости от объема раствора, интенсивности излучения фотохимическую активацию ведут в течение 1,5 - 5 ч. Меньшее время не гарантирует полноты прохождения реакции окисления золота и поливалентных металлов-примесей и, соответственно, полноты осаждения золота. Увеличение времени облучения более 5 ч не улучшает показателей процесса.

Способ иллюстрируется примером.

Пример В качестве исходного раствора использовали высокоминерализованный хлоридный золотосодержащий раствор производства калийных удобрений, полученный после флотационного или кристаллизационного выделения калийных солей. В раствор с pH 5,8 - 7,2, восстановительным потенциалом Eh = 30 - 150 мВ, содержащий золото 0,010 - 0,110 мг/м³, сумму хлоридов < 300 г/л (Na, K)Cl, сумму поливалентных металлов 0,05 - 0,15 г/л, вводили кислород, подаваемый аэрацией в виде раствора перманганата калия, до значений pH 5,6 - 4,7 и значений окислительного потенциала Eh = 10 - 100 мВ. Введение окислителя осуществляли при перемешивании раствора. После введения окислителя раствор выдерживали при перемешивании 1,5 ч и после начала гидролиза пульпу подавали на фотохимическую активацию в реактор. В качестве активатора использовали ультрафиолетовое излучение. Источником ультрафиолетового излучения являлось естественное освещение или кварцевые лампы. Фотохимическую активацию проводили при перемешивании в течение 1 - 5 ч. Затем пульпу сливали в отстойник и выдерживали в течение 1 суток до полного осветления. Осветленную часть раствора отделяли декантацией и возвращали в голову процесса на растворение ископаемых солей. Золотосодержащий осадок фильтровали, сушили. Полученный концентрат являлся товарным продуктом для металлургии золота. Результаты осуществленного способа приведены в таблице.

Как следует из данных таблицы, заявленная совокупность признаков позволяет из нетрадиционных источников - бедных по золоту техногенных растворов - рассолов технологий калийных ископаемых солей - без вовлечения в процесс экологически вредных реагентов и с меньшими энергозатратами получить обогащенный по золоту концентрат, пригодный к промышленному использованию.

Формула изобретения

1. Способ извлечения золота из высокоминеральных хлоридных растворов производства калийных удобрений, содержащих поливалентные металлы, включающий коррекцию рН раствора, введение реагента, перемешивание, отстаивание осадка, содержащего золото, и его отделение, отличающийся тем, что коррекцию ведут до рН 5,6 - 4,7, в качестве реагента вводят окислитель до величины окислительного потенциала Eh = 10 - 100 мВ и проводят фотохимическое активирование для гидролитического осаждения гидроксидов поливалентных металлов-примесей и соосаждения золота.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют кислород воздуха, подаваемый в раствор аэрацией.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют кислород, получаемый разложением кислородсодержащего реагента.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что фотохимическую активацию раствора проводят ультрафиолетовым светом в фотохимическом реакторе в течение 1,5 - 5 ч.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника ультрафиолетового излучения используют солнечный свет.

РИСУНКИ

Рисунок 1