Способ кучного выщелачивания золота из окисленных и смешанных руд
Владельцы патента RU 2361076:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) (RU)
Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при кучном выщелачивании золота из руд, концентратов и хвостов обогащения. Способ кучного выщелачивания золота из окисленных и смешанных руд включает обработку минерального сырья выщелачивающим раствором и извлечение из продуктивного раствора металла. Обработку минерального сырья выщелачивающим раствором осуществляют в два этапа. На первом этапе раствором, содержащим водный раствор гидроксида щелочного металла или окиси кальция и перекиси водорода. На втором этапе раствором, содержащим полученный после первичной обработки минерального сырья продуктивный раствор, доукрепленный водным раствором гидроксида щелочного металла или окиси кальция и перекисью водорода, в который вводят цианид натрия до концентрации его в растворе 0,1% и количественного соотношения с перекисью водорода от 5:1 до 10:1. Техническим результатом изобретения является интенсификация извлечения золота цианированием.
Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при кучном выщелачивании золота из руд, концентратов и хвостов обогащения.
Известны способы кучного выщелачивания золотосодержащих руд с применением методов, предназначенных для увеличения концентрации окислителя в растворе путем разбрызгивания предварительно накислороженных рабочих цианистых растворов перед гидрометаллургическим извлечением золота (см. Барченков В.В. Технология извлечения благородных металлов из руд и концентратов с применением активированного угля. - Улан-Удэ: 1997. - С.68-70; Фазлуллин М.И. Кучное выщелачивание благородных металлов. - М.: Академия горных наук, 2001. - С.215-221, 441-448).
Недостаток способов - ограниченность применения. Эти способы эффективны только в тех случаях, когда в руде содержатся легко разлагающиеся сульфиды (например, сульфид сурьмы, пирротин и др.), загрязняющие растворы соединениями, энергично поглощающими кислород. При этом процент извлечения золота поднимается незначительно.
Наиболее близким к предлагаемому является способ выщелачивания золота из руд цианистыми растворами с применением заменителей кислорода, таких как перекись натрия, перекись бария, озон, бромистый цианид (см. Стрижко Л.С. Металлургия золота и серебра. - М.: МИСИС, 2001. - С.39).
Предварительное накислораживание цианистых растворов ускоряет растворение золота, сокращает время обработки пульпы и в среднем на 6% сокращает расход цианида.
Недостаток способа заключается в том, что вещества, заменяющие кислород, могут оказаться полезными только в частных случаях цианистого процесса и позволяют получить извлечение золота в пределах 63 - 70%.
Также заменители кислорода приводят к большим потерям цианида (например, перекись бария в больших количествах разлагает цианид).
Указанные недостатки усугубляются при кучном выщелачивании штабелей большой высоты. При цианировании поверхность растворяющегося металла окружена слоем раствора с пониженной концентрацией веществ, расходуемых на растворение. Понижение концентрации только одного из этих веществ ниже оптимального значения замедляет процесс растворения и может вызвать окончательное прекращение процесса.
Концентрация цианида в рабочем растворе при кучном выщелачивании составляет 0,05-0,1%, т.е. в 50-100 раз превышает концентрацию растворимого кислорода, это подтверждает то, что процесс растворения золота определяется соотношением параметров процессов: сорбции из воздуха кислорода каплями и его дегазации из пленочной фазы. Отсутствие кислорода в растворе совершенно прекращает растворение металла даже при наличии достаточной концентрации цианида.
В процессе выщелачивания кучи высотой более 5 метров при просачивании цианистого раствора в нижние слои штабеля концентрация кислорода снижается до предельной, что ведет к уменьшению скорости растворения золота на 70 и более процентов. Поэтому на выходе из штабеля или в его середине возникает дефицит кислорода. При дефиците окислителя возможно снижение скорости растворения металла до 0. Растворимость кислорода составляет около трех объемов на 100 объемов раствора при температуре 15-20°С.Насыщение им цианистого раствора ограничено по причине низкой растворимости молекулярного кислорода. Следует учесть, что 20-30% кислорода расходуется на окисление примесей, присутствующих в руде (например, таких как Fe+2, Cu+1 и др.).
Техническим результатом изобретения является интенсификация извлечения золота цианированием.
Сущность изобретения в том, что способ кучного выщелачивания золота из окисленных и смешанных руд, включающий обработку минерального сырья выщелачивающим раствором и извлечение из продуктивного раствора металла, отличается тем, что обработку минерального сырья выщелачивающим раствором осуществляют в два этапа: на первом этапе раствором, содержащим водный раствор гидроксида щелочного металла или окиси кальция и перекиси водорода, на втором этапе раствором, содержащим полученный после первичной обработки минерального сырья продуктивный раствор, доукрепленный водным раствором гидроксида щелочного металла или окиси кальция и перекисью водорода, в который вводят цианид натрия до концентрации его в растворе 0,1% и количественного соотношения с перекисью водорода от 5:1 до 10:1.
Результат достигается тем, что для исключения дефицита окислителя в нижних слоях штабеля большой высоты (более 5 метров), компенсации 15-20% кислорода, необходимого для протекания химических реакций, и повышения эффективности растворения золота предлагается до ввода в раствор цианистого натрия вводить подщелоченный до рН=10,5-11 однопроцентный раствор перекиси водорода. Подача перекиси водорода и цианида натрия в качестве окислителя поддерживается в соотношении H2О2:NaCN=от 5:1 до 10:1. При кучном выщелачивании значение рН находится в пределах от 10,5 до 11,0.
Перекись водорода является сильным окислителем. Кислород, который выделяется при ее разрушении, реагирует с водой и образует пероксидный клатрат Н2О·О, также являющийся окислителем. Растворимость перекиси водорода в растворе высокая, поэтому возможно получение растворов до 65%-ной концентрации Н2О2. Так как руда не содержит кислотообразующих составляющих, предлагаемое введение раствора перекиси водорода низкой концентрации при ее предварительной гидратации опережающим растворением в щелочной среде не приводит к окислению цианистого натрия и повышению его расхода. Перед подачей цианистого раствора на кучу для опережающего окисления компонентов руды, увеличивающих расход цианидов на штабель, предварительно подают раствор, содержащий NaOH или Са(ОН)2 и Н2О2. При разложении Н2О2 выделяется избыток атомарного кислорода, который в основном остается в пленочной воде, что позволяет компенсировать недостаток кислорода в куче и частично окислить реакционно-активные участки поверхности сульфидных минералов (что впоследствии снижает образование роданидов и побочных циановых комплексов).
После первичного прохождения через штабель пероксидно-гидроксидного раствора его собирают в дренажных каналах и зумпфах, отфильтровывают взвеси, доукрепляют щелочью и перекисью водорода до требуемых рН и ОВП (окислительно-восстановительного потенциала) и подают в него цианид щелочного (Na, K) или щелочно-земельного (Са) металла до его конечной концентрации в рабочем растворе порядка 0,1% (весового). При этом соотношение с концентрацией перекиси водорода выдерживается в диапазоне от 5:1 до 10:1 (весового) в зависимости от минералогического состава руд и ОВП раствора.
Полученный пероксидно-циановый раствор подают на штабель и производят им выщелачивание золота в циркуляционном режиме (сбор-подача, при необходимости с доукреплением, путем ввода дополнительного, более концентрированного пероксидно-цианидного раствора).
Процесс выщелачивания, в зависимости от конкретных условий, может завершиться по достижении требуемой для сорбции (осаждения) концентрации золота в растворе или производиться с промежуточной сорбцией (электросорбцией).
Способ интенсификации процесса цианирования в результате увеличения концентрации кислорода в цианистых рабочих растворах за счет введения Н2О2 дает большой эффект в ускорении растворения золота, повышении его извлечения из руды в раствор, сокращении расхода реагентов. Данный способ является более дешевым и экономически целесообразным, так как требует небольшого расхода Н2О2.
Способ осуществляется следующим образом.
В предлагаемом способе при выщелачивании из штабеля большой высоты (более 5 метров) укладываемой рудной массы или окомкованных хвостов в насос, подающий раствор цианида натрия, дополнительно вводят в качестве окислителя раствор Н2О2.
Введение Н2О2 производится до подачи раствора цианида на выщелачивание. Процесс введения перекиси водорода осуществляется в следующей последовательности:
1 цикл - формирование щелочной среды и подача первичной порции перекиси и орошение им штабеля для насыщения щелочно-перекисным раствором порового пространства рудного штабеля;
2 цикл - доукрепление продуктивного раствора, полученного в результате прохождения первичного раствора через штабель руды, введение в него основной части перекиси и раствора цианида и орошение штабеля.
Концентрация рабочего раствора цианида натрия поддерживается 0,1%. Соотношение составляющих Н2О2:NaCN=от 5:1 до 10:1.
При разложении Н2О2 выделяется дополнительно 15-20% атомарного кислорода, что вполне достаточно для ассимиляции избыточных электронов, накопившихся в результате перехода ионов металла в раствор.
Пример. В эксперименте исследовалась руда с содержанием золота - 1,5 г/т; крупность руды - 30 мм; масса руды - 250 кг; концентрация цианида натрия - 0,1%; рН 10,8; расход NaCN - 0,3 кг/т; расход Н2О2 - переменный, время выщелачивания - 60 суток.
| № опыта | Соотношение Н2О2:NaCN | Извлечение золота, % |
| 1 | без перекиси | 63,5 |
| 2 | 1:1 | 64,6 |
| 3 | 2:1 | 65,9 |
| 4 | 5:1 | 69,2 |
| 5 | 10:1 | 73,5 |
| 6 | 12:1 | 73,5 |
| 7 | 15:1 | 73,1 |
При вовлечении в процесс руды с большим содержанием золота за счет увеличения извлечения металла возрастает экономический эффект.
Процесс легко осуществим при указанных оптимальных условиях и имеет существенные преимущества по сравнению с прототипом.
В результате увеличения концентрации кислорода и исключения его дефицита в средних слоях и на выходе из штабеля возрастает скорость растворения золота и, как следствие, увеличивается извлечение металла не менее чем на 5-10%.
Способ кучного выщелачивания золота из окисленных и смешанных руд, включающий обработку минерального сырья выщелачивающим раствором и извлечение из продуктивного раствора металла, отличающийся тем, что обработку минерального сырья выщелачивающим раствором осуществляют в два этапа: на первом этапе раствором, содержащим водный раствор гидроксида щелочного металла или окиси кальция и перекиси водорода, на втором этапе раствором, содержащим полученный после первичной обработки минерального сырья продуктивный раствор, доукрепленный водным раствором гидроксида щелочного металла или окиси кальция и перекисью водорода, в который вводят цианид натрия до концентрации его в растворе 0,1% и количественного соотношения с перекисью водорода от 5:1 до 10:1.
