Способ извлечения благородных металлов, преимущественно золота, из растворов

 

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения благородных металлов, в частности золота, из содержащих активный хлор растворов подземного и кучного выщелачивания, а также гальваностоков. Способ включает осветление раствора, осаждение золота путем изменения окислительно-восстановительного потенциала продуктивного раствора до его значения ниже области нахождения извлекаемого металла в растворенном состоянии, удаление и переработку золотосодержащего осадка. Осаждение золота ведут при значении рН меньше или равном 3, а изменение окислительно-восстановительного потенциала ведут путем отдувки, наложения энергии ультразвуковых колебаний, вакуумирования, нагрева, введения восстановителей или комбинации этих приемов с улавливанием газообразного хлора и его утилизацией, причем при величине рН продуктивного раствора, направляемого на осаждение золота, больше 3 его предварительно подкисляют соляной кислотой до значения рН меньше или равном 3. В качестве восстановителей используют реагенты, выбранные из ряда: гидразин, формальдегид, муравьиная кислота и ее соли, сернистый газ, сульфиты, тиосульфаты, растворы солей термодинамически неустойчивых металлов в низшей степени окисления, а также побочный продукт производства селитры - сульфит-бисульфит аммония. Удаление осадка осуществляют путем фильтрации раствора с использованием намывного слоя фильтровального порошка из перлита, диатомита, кизельгура или трепела. Способ позволяет добиться высокой степени извлечения золота из кислых, нейтральных и щелочных растворов, содержащих активный хлор, при условии обеспечения экологической безопасности процесса. 2 з.п.ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения благородных металлов, в частности золота, из содержащих активный хлор растворов подземного и кучного выщелачивания, а также гальваностоков.

Известен способ извлечения благородных металлов из различных по составу растворов: кислых, нейтральных, щелочных в присутствии комплексообразователей и окислителей с использованием сорбционных, экстракционных, цементационных методов и электролиза.

Известны способы извлечения благородных металлов из растворов сорбцией, путем пропускания растворов через различные сорбенты (а.с. СССР 980812, а.с. СССР 258590, патент Канады 729749 ).

Эти сорбционные способы извлечения благородных металлов имеют один общий недостаток: необходимость проведения десорбции извлеченного металла, что усложняет и удорожает способ.

Из экстракционных способов извлечения благородных металлов можно, например, отметить "Способ извлечения благородных металлов", заявка Японии 63-20423, МКИ С 26 В 11/04, В 01 D 11/04, согласно которому благородные металлы экстрагируют фосфорсодержащим экстрагентом с добавками алкилоксима. Общим недостатком всех экстракционных способов является их повышенная пожароопасность и большой расход экстрагента при переработке значительных объемов растворов.

К цементационным методам можно отнести "Способ концентрирования золота и урана путем магнитной сепарации" (патент США 4726895, МКИ В 03 В 1/04, В 03 С 1/00), согласно которому для концентрирования золота создают магнитное покрытие на частицах золота путем добавок мелкого Fe-порошка или раствора гидратированных оксидов железа и после обработки пульпы подвергают ее магнитной сепарации и выделяют золото химическими способами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является принятый за прототип способ извлечения благородных металлов, преимущественно золота, из растворов, содержащих активный хлор, включающий осветление раствора, осаждение золота путем изменения окислительно-восстановительного потенциала продуктивного раствора до его значения ниже области нахождения извлекаемого металла в растворенном состоянии, удаление и переработку золотосодержащего осадка (Меретуков М.А. "Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт". М, Металлургия, 1991, с.251).

Основным недостатком способа-прототипа является осуществляемая в процессе выделения золота полная нейтрализация активного хлора, переводящая его в балластный хлор-ион, что, в свою очередь, приводит к увеличению солесодержания в перерабатываемых растворах, увеличению затрат на их переработку и повышает экологическую нагрузку на вовлеченный в процесс выщелачивания водный бассейн подземных вод, увеличивая тем самым затраты на его последующую рекультивацию.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение экологичности процесса извлечения благородных металлов, преимущественно золота, из кислых, нейтральных и щелочных растворов, содержащих активный хлор.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является высокая степень извлечения благородных металлов, преимущественно золота, из кислых, нейтральных и щелочных растворов, содержащих активный хлор, причем обеспечивается улавливание хлорсодержащего газа, его утилизация и повторное вовлечение в процесс выщелачивания.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения благородных металлов, преимущественно золота, из растворов, содержащих активный хлор, включающем осветление раствора, осаждение золота путем изменения окислительно-восстановительного потенциала продуктивного раствора до его значения ниже области нахождения извлекаемого металла в растворенном состоянии, удаление и переработку золотосодержащего осадка, согласно изобретению осаждение ведут при значении рН меньше или равном 3 с предварительным подкислением растворов до рН ≤3, а изменение окислительно-восстановительного потенциала ведут путем отдувки, наложения энергии ультразвуковых колебаний, вакуумирования, нагрева, введения восстановителей или комбинации этих приемов с улавливанием газообразного хлора и его утилизацией.

В качестве восстановителей используют реагенты, выбранные из ряда: гидразин, формальдегид, муравьиная кислота и ее соли, сернистый газ, сульфиты, тиосульфаты, растворы солей термодинамически неустойчивых металлов в низшей степени окисления, а также побочный продукт производства селитры - сульфит-бисульфит аммония, а удаление золотосодержащего осадка, содержащего благородные металлы, в частности золото, осуществляют путем фильтрации раствора с использованием намывного слоя фильтровального порошка из перлита, диатомита, кизельгура или трепела.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Продуктивные растворы с величиной рН ≤3,0, содержащие активный хлор в виде Сl₂, направляют в систему отстойников для отделения твердых примесей, после чего из осветленных растворов удаляют молекулярный хлор, используя физические методы воздействия: отдувку воздухом, наложение энергии ультразвуковых колебаний, вакуумирование, нагрев, изменяя таким образом величину ОВП раствора.

При достижении значения ОВП продуктивного раствора ниже области нахождения извлекаемого металла в растворенном состоянии, определяемой составом раствора, воздействие физических методов на продуктивный раствор прекращают и выпавший в осадок металл, в частности золото, отделяют, например, путем фильтрования с использованием фильтровальных порошков, вводимых в раствор и/или намываемых предварительно на фильтрующей поверхности. В качестве порошков обычно используют диатомит, перлит, кизельгур, трепел. По окончании процесса фильтрования полученный золотосодержащий осадок удаляют, высушивают и плавят на металл.

Выделяющийся в процессе обработки продуктивного раствора хлорсодержащий газ поглощают в абсорбере обезметалленным фильтратом и утилизируют его, направляя на выщелачивание благородных металлов.

Изменение величины ОВП возможно и химическими методами, например введением в продуктивные растворы восстановителей до значения, при котором извлекаемые металлы выпадают в осадок с последующим их выделением фильтрацией с использованием фильтровальных порошков и их последующей переработкой, например плавкой на металл. В качестве восстановителей используют реагенты, выбираемые из ряда: гидразин, формальдегид, муравьиная кислота и ее соли, сернистый газ, сульфиты, тиосульфаты, термодинамически неустойчивые металлы и/или их оксиды, и/или растворы их солей в низшей степени окисления, а также побочный продукт производства селитры - сульфит-бисульфит аммония.

Возможна также и комбинация этих приемов: например, первоначально из продуктивных растворов отдувают большую часть молекулярного хлора с последующей его утилизацией для выщелачивания благородных металлов, а затем вводят восстановители, снижая значение ОВП раствора до значения ниже области нахождения извлекаемого металла в растворенном состоянии и выпадаемый в осадок металл (золото) отфильтровывают с использованием фильтровальных порошков с последующей плавкой получаемого осадка на металл.

При значении рН продуктивного раствора более 3,0 раствор предварительно подкисляют соляной кислотой до значения рН ≤3,0, облегчая таким образом последующее выделение и утилизацию газообразного хлора, и далее ведут процесс, как указано выше.

Целесообразность подкисления продуктивных растворов, содержащих активный хлор, соляной кислотой до значения рН ≤3,0 вызвана следующими в растворе процессами.

Хлор, как окислитель, в зависимости от величины рН раствора может находиться в растворе в виде молекулярного хлора, хлорноватистой кислоты или гипохлорит-иона.

При величине рН раствора ≤3,0 возможно присутствие только молекулярного хлора, по мере уменьшения кислотности появляется хлорноватистая кислота, а при щелочном рН - гипохлориты.

При подкислении растворов хлорноватистой кислоты до значений рН ≤3,0 растворами кислот, имеющих разноименные лиганды, происходит ее медленный распад: 4НСlO-->2Сl₂+2Н₂О+О₂ (1) Если для подкисления использована соляная кислота, наблюдается быстрая реакция, равновесие которой сдвинуто вправо: HClO+HCl-->Cl₂+H₂O (2) Таким образом, введение в продуктивный раствор соляной кислоты интенсифицирует процесс образования и выхода молекулярного хлора и способствует его выделению при использовании физических методов удаления хлора из растворов.

Заявляемый способ иллюстрируют следующими примерами.

Возможность выделения золота из продуктивного раствора, содержащего активный хлор, изменение величины ОВП раствора, используя физические методы, в частности отдувку хлора воздухом, иллюстрирует пример 1.

Пример 1 Через осветленный продуктивный раствор состава, мг/л: Au - 0,5; Сl^- - 686,0; активный хлор - 72,0; рН 2,8; Eh=1176 мв - продувают воздух.

Через равные промежутки времени отбирают пробы раствора, замеряют в них величину ОВП, фильтруют на воронке Бюхнера с применением диатомита и анализируют фильтрат на содержание золота.

Результаты определений представлены в табл. 1.

Как видно из данных табл. 1, при снижении величины ОВП продуктивного раствора уменьшается содержание растворенного золота в растворе и при значении ОВП= 565 мв его концентрация составляет всего 0,01 мг/л. Полнота выделения золота при этом достигает 98%.

Аналогичных результатов достигают при использовании энергии ультразвуковых колебаний, вакуумировании и нагреве.

Возможность выделения золота из продуктивного раствора, содержащего активный хлор, путем изменения ОВП раствора, применяя химические методы, в частности используя восстановители, иллюстрирует пример 2.

Пример 2 К пробам продуктивного раствора по примеру 1, объемом по 200 мл каждая, добавляют при перемешивании восстановитель, например отход производства аммиачной селитры - сульфит-бисульфит аммония с концентрацией 5 г/л, выдерживают, замеряют величину ОВП и фильтруют на воронке Бюхнера с использованием диатомита. Фильтрат анализируют на содержание золота. Результаты определений представлены в табл. 2.

Как видно из данных табл. 2, с увеличением количества вводимого восстановителя содержание золота в растворе снижается и при значении ОВП=502 мв оно составляет 0,01 мг/л. Полнота выделения золота при этом составляет 98%.

Аналогичная закономерность поведения золота в растворах, содержащих активный хлор, наблюдается и при введении других восстановителей, выбираемых из ряда: гидразин, формальдегид, муравьиная кислота и ее соли, сернистый газ, сульфиты, тиосульфаты, растворы солей термодинамически неустойчивых металлов в низшей степени окисления.

Возможность комбинирования физических и химических методов воздействия на продуктивный раствор для изменения ОВП раствора и выделения из него золота иллюстрирует пример 3.

Пример 3 Из проб продуктивного раствора по примеру 1, объемом по 200 мл каждая, отдувают газообразный хлор до его остаточного содержания в растворе 10 мг/л и в качестве восстановителя вводят в них, например, 0,01 N раствор тиосульфата натрия, замеряют величину ОВП и фильтруют на воронке Бюхнера с использованием диатомита и анализируют на содержание золота.

Результаты определений представлены в табл. 3.

Как видно из данных табл. 3, путем комбинирования физических и химических методов воздействия на продуктивный раствор также достигают высоких показателей выделения золота из раствора.

Необходимость снижения величины рН продуктивного раствора, содержащего благородные металлы, в частности золото, и активный хлор, до значения меньше или равного 3,0 для выделения из него активного хлора и, следовательно, золота иллюстрирует пример 4.

Пример 4 К пробам продуктивного раствора по примеру 1 добавляют гидроксид натрия до значений величины рН 3,0; 4,0; 5,0 соответственно и через них барботируют воздух. По истечении одного часа отбирают пробы раствора, фильтруют на воронке Бюхнера с использованием диатомита и анализируют фильтрат на содержание золота и активного хлора.

Результаты определений представлены в табл. 4.

Как видно из данных табл. 4, степень выделения активного хлора и золота из продуктивного раствора при снижении его величины рН возрастает.

После добавления к растворам проб 1, 2 соляной кислоты до значения рН 2,5 растворы барботируют воздухом в течение одного часа, фильтруют на воронке Бюхнера с использованием диатомита и в фильтрате определяют содержание золота и активного хлора. Полученные результаты соответствовали анализам пробы раствора 4.

Как видно, целесообразность снижения величины рН до значения меньше или равного 3,0 очевидна.

Таким образом, предлагаемый способ характеризуется высокой степенью извлечения золота из кислых, нейтральных и щелочных растворов, содержащих активный хлор, при условии обеспечения экологической безопасности процесса.

Формула изобретения

1. Способ извлечения благородных металлов, преимущественно золота, из растворов, содержащих активный хлор, включающий осветление раствора, осаждение золота путем изменения окислительно-восстановительного потенциала продуктивного раствора до его значения ниже области нахождения извлекаемого металла в растворенном состоянии, удаление и переработку золотосодержащего осадка, отличающийся тем, что осаждение ведут при значении рН меньше или равном 3, а изменение окислительно-восстановительного потенциала ведут путем отдувки, наложения энергии ультразвуковых колебаний, вакуумирования, нагрева, введения восстановителей или комбинации этих приемов с улавливанием газообразного хлора и его утилизацией, причем продуктивные растворы с рН больше 3 предварительно подкисляют соляной кислотой до значения рН меньше или равном 3.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве восстановителей используют реагенты, выбранные из ряда: гидразин, формальдегид, муравьиная кислота и ее соли, сернистый газ, сульфиты, тиосульфаты, растворы солей термодинамически неустойчивых металлов в низшей степени окисления, а также побочный продукт производства селитры-сульфит-бисульфит аммония.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаление осадка осуществляют путем фильтрации раствора с использованием намывного слоя фильтровального порошка из перлита, диатомита, кизельгура или трепела.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4