Способ извлечения золота из теллуристых руд и концентратов

Авторы патента:

Начаров Владимир Борисович (RU)

Маковская Ольга Юрьевна (RU)

Лобанов Владимир Геннадьевич (RU)

Филонов Николай Александрович (RU)

Набиуллин Фарит Минниахметович (RU)

Тимофеев Евгений Иванович (RU)

C22B11/08 - цианированием

Владельцы патента RU 2541236:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет Имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)
Общество с ограниченной ответственностью ООО "БЕРЕЗОВСКИЙ РУДНИК" (RU)

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к способу извлечения золота из теллуристых руд и концентратов. Исходное сырье обрабатывают раствором, содержащим 1-10 г/л сульфита натрия, 0,1-1 мг/л растворенного кислорода, при рН=10-11. После обработки кек отделяют от раствора и подвергают цианированию. Отделенный от кека раствор возвращают для обработки новой порции сырья в растворе сульфита натрия. Техническим результатом является повышение скорости растворения золота при цианировании на 20-30% за счет разрушения прочной связи между золотом и теллуром. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных и благородных металлов, в том числе к выщелачиванию цветных металлов из минерального сырья. Изобретение может быть использовано для цианистого выщелачивания золота из упорного сырья, в частности из теллуристых руд и концентратов.

Цианистое выщелачивание является основным технологическим способом извлечения золота из минерального сырья. Селективность действия цианистых растворов, возможность использования при цианировании аппаратуры из обычного железа, технологическая устойчивость цианидов и возможность использования этого реагента в обороте сделали цианирование бесконкурентным в переработке большинства типов коренных руд и концентратов. Вместе с тем большую долю минерального золотосодержащего сырья составляют руды и концентраты, технико-экономические показатели цианирования которых неудовлетворительны. В частности большую проблему представляет извлечение золота и серебра из руд, в которых эти металлы находятся в соединении с теллуром. Содержание теллура в подобных рудах обычно невелико, но достаточно для того, чтобы заметно осложнить процесс выщелачивания. Минерал калаверит AuTe₂, наиболее распространенное минеральное соединение золота, в цианидах растворяется крайне медленно / 1. Масленицкий И.Н., Чугаев Л.Г. и др. Металлургия благородных металлов. - М.: Металлургия, 1987, 366 с./.

Для извлечения золота из теллуристых руд на практике используют плавку на свинцовый или медный коллектор. При невозможности плавки теллуристые руды цианируют в особых режимах. Альтернативой плавке является обжиг теллуристых и цианирование огарка.

Непосредственное цианистое выщелачивание золота из теллуристых руд протекает медленно. Хорошо изученным и практически освоенным методом интенсификации цианистого процесса является так называемое бромоцианирование, обеспечивающее высокую скорость растворения благородных металлов. В данном случае вместо обычных цианистых растворов используют смесь реагентов: цианистого натрия, бромата натрия, бромистого натрия и серной кислоты, растворенных в соответствующих пропорциях в воде. В результате взаимодействия между указанными компонентами образуется бромистый циан:

обладающий одновременно и растворяющим, и окислительным действием по отношению к благородным металлам и их химическим соединениям. Растворение золота в бромоцианистом растворе идет согласно следующему уравнению:

Данный способ /2. Техника и технология извлечения золота из руд за рубежом./Под ред. В.В. Лодейщикова. М., Металлургия, 1973, с.156/, выбранный прототипом, обеспечивает скорость растворения золота существенно выше, чем при использовании обычных растворов цианидов калия, натрия и кальция. Недостатком прототипа являются высокие затраты на дорогие бромсодержащие реагенты и неустойчивость рабочих растворов.

Задача данного изобретения заключается в повышении скорости цианистого выщелачивания золота из теллуристых руд и концентратов, сокращении затрат на реагенты, а планируемый технический результат выражается в химическом разложении теллурида золота перед цианированием.

Поставленные задачи достигаются при использовании способа извлечения золота из теллуристых руд и концентратов, включающего цианистое выщелачивание, отличающегося тем, что перед цианистым выщелачиванием проводят восстановительную обработку исходного сырья раствором, содержащим сульфит натрия в качестве восстановителя, с последующим отделением раствора от кека, который подвергают цианистому выщелачиванию.

В частном случае исходную руду или концентрат перемешивают в растворе, содержащем 1-10 г/л сульфита натрия, 0,1-1 мг/л растворенного кислорода при рН=10=11, кек отделяют и подвергают цианистому выщелачиванию, а раствор возвращают для обработки новой порции сырья.

Известные методы цианистого выщелачивания благородных металлов из руд основаны на их окислении кислородом, растворенном в цианистом растворе (5-9 мг/л при температуре 20°C) и образовании устойчивых комплексных соединений с циан-ионом:

Константа скорости данной реакции по данным /3. Каковский И.А., Набойченко С.С. Термодинамика и кинетика гидрометаллургических процессов. - Алма-Ата: Наука, 1986 / равна 1,5*10^-7 моль^-0,5 дм^1,5 см^-2 c^-1.

При выщелачивании природных соединений благородных металлов механизм иной. Металлы в этих соединениях уже окислены и для перевода в раствор необходимо окислить анионы. Другими словами, при выщелачивании теллурида золота анион Te^2- окисляется с образованием $T e O_{3}^{2 -}$ . С циан-ионом золото образует комплекс

Кинетика цианирования теллурида золота определяется скоростью окисления теллурид-иона. По результатам многочисленных исследований константа скорости этой реакции значительно меньше константы скорости растворения металлического золота. В частности, в работе /3/ указывается, что эта константа на два порядка меньше, чем для реакции (3). Данный фактор и объясняет сложности цианирования теллуристых руд.

Характерным свойством благородных металлов, а золота в максимальной степени, является их высокое сродство к электрону. Термодинамическими расчетами показано и практикой подтверждено, что из всех без исключения синтетических и природных труднорастворимых соединений, в которых золото находится в виде катионов Au (I) или Au (III), золото может быть восстановлено до элементного металлического состояния многими восстановителями.

Теллурид золота является типичным труднорастворимым соединением. На практике и, в частности, в способе прототипа при переработке теллуристых руд проводят окислительное выщелачивание (реакция 4). В настоящем изобретении предложено перед цианированием проводить восстановительную обработку, целью которой является разрушение прочной связи между золотом и теллуром. Из числа наиболее доступных восстановителей рекомендуется использовать сульфит натрия. В растворе Na₂SO₃ концентрация растворенного кислорода, обусловливающего протекание выщелачивания в окислительном режиме по реакции (4), снижается до величины 0,1-1,0 мг/л. Другими словами, введение в раствор сульфита натрия снижает окислительный потенциал и создает условия для восстановительной обработки.

Термодинамически более благоприятные условия для перевода теллура в раствор достигаются в щелочном растворе:

$A u T e_{2} + 2 N a_{2} S O_{3} + 4 N a O H = A u + 2 N a_{2} S O_{4} + 2 N a_{2} T e + 2 H_{2} O . (5)$

Исследования показали, что процесс по указанной реакции не осложняется образованием промежуточных продуктов и пленок, пассивирующих поверхность растворяемых частиц теллурида золота. Скорость восстановительного выщелачивания теллура на несколько порядков выше, чем скорость окислительного выщелачивания. В результате восстановительной обработки частицы теллурида золота превращаются в субатомные структуры металлического золота. Последующее растворение такого золота в цианистом растворе протекает чрезвычайно быстро. Суммарная требуемая продолжительность восстановительной обработки сырья и последующего цианирования с полным переводом золота в раствор резко возрастает, адекватно возрастает скорость производственного процесса.

В качестве восстанавливающего реагента помимо сульфита натрия на практике можно использовать тиосульфат натрия, гидразин и некоторые органические соединения. Выбор определяется минимизацией затрат. Режимы восстановительной обработки подчинены цели достижения максимального извлечения золота в раствор при цианировании сырья на последующей стадии. Продолжительность восстановительной обработки, обеспечивающая максимально возможное разложение теллурида золота, зависит от свойств перерабатываемого сырья и определяется экспериментально. При использовании сульфита натрия в качестве восстанавливающего реагента его концентрация по данным опытов должна быть не меньше 1 г/л. При увеличении концентрации сульфита большей 10 г/л положительного эффекта не наблюдается.

Предлагаемый способ выщелачивания включает две разнонаправленные стадии. На первой проводят восстановительную обработку, при этом минимизируют окислительный потенциал системы, в частности, ограничивая поступление кислорода в пульпу и снижая его концентрацию в жидкой фазе до 1 мг/л. На последующей стадии цианирования необходимо максимально повысить окислительный потенциал системы. Поскольку восстанавливающий реагент - избыточный сульфит натрия - препятствует этому, после восстановительной обработки раствор отделяют декантацией или фильтрованием от руды (концентрата) и после подкрепления сульфитом используют повторно для новых порций сырья. Для выщелачивания золота руду (концентрат) перемешивают в отдельном цианистом растворе при интенсивной аэрации и содержании кислорода в растворе 5-9 мг/л.

Примером реализации заявляемого способа служат результаты следующих опытов.

Флотационный концентрат березовского рудника (Урал) крупностью - 0,4 мм содержал 38 г/т золота. Рентгено-фазовым анализом в концентрате индентифицировали природный теллурид золота AuTe₂. Специальными исследованиями установлено, что на долю этого соединения приходится ориентировочно 5-10 г/т золота. Выщелачивание проводили в лабораторных реакторах объемом 5 л с механическим перемешиванием. Конструкция реакторов позволяла их герметизировать и ограничивать поступление кислорода в раствор. Масса навесок в опытах составляла 1 кг. Плотность пульпы на обеих стадиях обработки составляла Ж:Т=3:1.

На первой стадии концентрат подвергали восстановительной обработке в растворе сульфита натрия. Щелочную среду обеспечивали добавкой щелочи NaOH. Реактор герметизировали и перемешивали пульпу в течение 1 часа. С помощью специального индикаторного электрода оценивали в пульпе содержание растворенного кислорода. По истечении заданного времени пульпу фильтровали. Кек вновь загружали в реактор и выщелачивали золото цианистым раствором (2 г/л) в течение 5 часов, после чего в растворе определяли содержание золота. Фильтрат восстановительной обработки после подкрепления необходимыми реагентами до заданных значений использовали для обработки новых порций концентрата.

Для сравнения проводили цианирование концентрата по способу-прототипу в одну стадию при указанных параметрах с добавкой в пульпу бромистого натрия в количестве 5 г/л и также после анализа растворов рассчитывали скорость растворения золота.

Результаты приведены в таблице.

№ опыта	Концентрация сульфита натрия при восстановительной обработке, г/л	Содержание кислорода в пульпе при восстановительной обработке, мг/л	рН раствора при восстановительной обработке	Содержание золота в растворе по завершении цианирования, мг/л
Предлагаемый способ
1	0,5	4	9,5	7,7
2	1	0,9	10	10,4
3	5	0,7	10,5	12,2
4	10	0,3	11	12,4
5	12	0,2	11,5	12,1
Способ-прототип
6	-	-	10,5	7,5

Сопоставительный анализ известных технических решений, в том числе способа, выбранного в качестве прототипа, и предполагаемого изобретения позволяет сделать вывод, что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение усматриваемого технического результата. Реализация предложенного технического решения за счет восстановительной обработки концентрата, содержащего теллурид золота, в рекомендованных режимах дает возможность повысить скорость растворения золота при цианировании на 20-30% по сравнению со способом-прототипом.

1. Способ извлечения золота из теллуристых руд и концентратов, включающий цианистое выщелачивание, отличающийся тем, что перед цианистым выщелачиванием проводят восстановительную обработку исходного сырья раствором, содержащим сульфит натрия в качестве восстановителя, с последующим отделением раствора от кека, который подвергают цианистому выщелачиванию.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановительную обработку исходного сырья ведут при перемешивании в растворе, содержащем 1-10 г/л сульфита натрия и 0,1-1,0 мг/л растворенного кислорода, при рН=10-11, а отделенный от кека раствор возвращают для обработки новой порции сырья.

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано, в частности, для извлечения золота при кучном выщелачивании упорных золотосодержащих руд цианидными растворами.

Способ извлечения золота из концентратов // 2532579

Изобретение относится к металлургии цветных и благородных металлов, в частности к извлечению золота из концентратов. Способ включает стадийное цианистое выщелачивание золота, на первой из которых измельченный исходный материал при перемешивании выщелачивают оборотным цианистым раствором.

Способ извлечения золота из руд и концентратов // 2522921

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов. Способ извлечения золота из руд и концентратов включает загрузку в реактор предварительно измельченного исходного сырья и его обработку раствором цианида с циркуляцией пульпы и диспергированием путем подачи сжатого воздуха.

Способ переработки сульфидных концентратов, содержащих благородные металлы // 2506329

Изобретение относится к способу переработки сульфидных концентратов, содержащих благородные металлы. Способ включает смешивание концентрата с карбонатом натрия, карбонатом кальция, продуктом на основе оксида железа и углеродистым восстановителем.

Комбинированный способ кучного выщелачивания золота из упорных сульфидных руд // 2502814

Изобретение относится к комбинированному способу кучного выщелачивания золота из упорных сульфидных руд. Способ включает сооружение непроницаемого основания, отсыпку штабеля руды, монтаж систем орошения выщелачивающих и сбора продукционных растворов, окисление сульфидной минерализации и последующее цианирование руды.

Способ переработки золотосодержащих руд с примесью ртути // 2497963

Изобретение относится к способу переработки золотосодержащих руд с примесями ртути. Способ включает измельчение исходного материала, цианидное выщелачивание с получением продуктивного раствора золота с примесями ртути, введение сульфидсодержащего реагента для осаждения ртути, сорбцию золота на активированный уголь с возвратом оборотного цианидного раствора на выщелачивание, десорбцию золота и электролиз золота из десорбата.

Способ извлечения золота из хвостов цианирования углистых сорбционно-активных руд и продуктов обогащения // 2493277

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения золота из хвостов золотоизвлекательных установок, перерабатывающих углистые сорбционно-активные руды и продукты обогащения.

Способ извлечения дисперсного золота из упорных руд и техногенного минерального сырья // 2490345

Изобретение относится к способу извлечения дисперсного золота из упорных руд и техногенного минерального сырья. .

Способ извлечения золота из руд и продуктов их переработки // 2490344

Изобретение относится к гидрометаллургии золота и может быть использовано для переработки золотосодержащих руд, концентратов, промпродуктов, шламов и хвостов. .

Линия извлечения благородных металлов из цианистых растворов и/или пульп по угольно-сорбционной технологии // 2489508

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов, в частности к извлечению благородных металлов из цианистых растворов и/или пульп по угольно-сорбционной технологии.

Способ извлечения благородных металлов из глинистых руд // 2552510

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано, в частности, для извлечения благородных металлов при кучном выщелачивании золотосодержащих глинистых руд цианистыми растворами. Способ извлечения благородных металлов из глинистых руд включает окомкование дробленой руды с цементом, укладку штабеля из окомкованной руды и выщелачивание цианистыми растворами. При этом верхний слой рудного штабеля высотой 0,2-0,5 м укладывают рудой, окомкованной с повышенным на 10-40% расходом цемента. Техническим результатом является увеличение скорости выщелачивания за счет увеличения механической прочности окомкованных частиц верхнего слоя рудного штабеля. 2 табл., 2 пр.

Способ извлечения дисперсного золота из упорных руд техногенного минерального сырья (варианты) // 2566227

Группа изобретений относится к извлечению дисперсного золота из упорных руд и техногенного минерального сырья. Способ включает агломерацию золотосодержащей минеральной массы исходного сырья путем добавки к ней связующего материала, формирование штабеля, выщелачивание золота подачей в штабель раствора реагента, выщелачивающего золото, сбор рабочих растворов с последующим выделением из него золота. В первом варианте способа при агломерации золотосодержащую минеральную массу разделяют на две навески, причем первую навеску обрабатывают карбонатно-пероксидным раствором, а вторую - активным цианидным раствором. После агломерации навески смешивают и укладывают в штабели, выдерживают и проводят выщелачивание путем подачи в штабели накислороженной воды или слабого щелочного раствора цианида натрия или калия в инфильтрационном, фильтрационном или пульсационно-статическом режиме. Во втором варианте способа золотосодержащую массу не разделяют на навески. Обеспечивается повышение эффективности извлечения золота из руд и техногенных минеральных образований. 2 н.п. ф-лы, 1 пр.

Способ кучного выщелачивания дисперсного золота из упорных руд // 2566231

Изобретение относится к способу кучного выщелачивания дисперсного золота из упорных руд. Способ характеризуется тем, что перед укладкой руды в штабели проводят дробление и разделение на подрешеточный и надрешеточный продукты руды. Подрешеточный продукт агломерируют с использованием раствора, содержащего окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов. Укладку руды в штабели осуществляют слоями, при этом нижний слой отсыпают из надрешеточных продуктов и орошают его раствором, содержащим окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов. Затем на нижний слой отсыпают агломерированные подрешеточные продукты для формирования верхнего слоя штабеля. После выдержки осуществляют орошение всего штабеля сначала низкоконцентрированным раствором, содержащим окислители для ассоциирующих с золотом минералообразующих элементов, или водой. Затем верхний слой штабеля пропитывают концентрированным раствором, содержащим окислители и комплексообразователи для золота, выдерживают вторую паузу, а затем осуществляют орошение всего штабеля низкоконцентрированным раствором, содержащим окислители и комплексообразователи для золота, или водой. Техническим результатом является повышение извлечения дисперсного золота и сокращение расхода комплексообразователя при выщелачивании. 1 пр.

Способ извлечения золота из руд // 2579858

Изобретение относится к области цветной металлургии. Способ извлечения золота включает цианирование руды при измельчении. В мельницу последовательно подают при соотношении твердой фазы к жидкой фазе от 3:2 до 2:1 предварительно дробленную до крупности фракций от 2 мм до 4 мм руду, добавку гидроксида натрия для создания рН среды от 9 до 11 и насыщенные кислородом до концентрации от 15 мг/дм3 до 18 мг/дм3 оборотные воды с содержанием цианида от 0,002 до 0,04% и проводят цианирование руды при измельчении в мельнице до крупности менее 74 мкм. Обеспечивается интенсификация цианирования и повышение извлечения золота. 1 табл., 2 пр.

Способ извлечения благородных металлов из упорного сульфидсодержащего сырья // 2598742

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к области гидрометаллургии благородных металлов, и может быть использовано для извлечения золота из упорного сырья. Способ извлечения благородных металлов из упорного сульфидного сырья включает сверхтонкое измельчение, предварительную обработку пульпы при повышенной температуре и сорбционное цианирование. При этом предварительную обработку проводят в две стадии: первую стадию осуществляют в присутствии кислорода при pH 2-3, вторую - в присутствии кислорода и извести при pH 10,5-11,0. При этом концентрат измельчают до крупности 95,0% класса минус 10 мкм и менее. Предварительную обработку проводят таким образом, чтобы степень окисления сульфидов составляла 35-55%. Технический результат заключается в создании условий предварительной подготовки концентрата к цианированию после сверхтонкого измельчения. 1 з.п. ф-лы, 5 табл., 2 пр.

Способ интенсификации процесса кучного выщелачивания золота из руд // 2603411

Изобретение относится к извлечению благородных металлов кучным выщелачиванием из руд. Способ включает дробление руды, складирование штабеля руды на гидроизолированное основание, монтирование системы орошения и орошение щелочным раствором цианида натрия штабеля руды. При этом штабель руды орошают щелочным раствором цианида натрия, который предварительно насыщают кислородом воздуха до концентрации от 22 мг/дм3 до 26 мг/дм3 на установке с гидроакустическим излучателем. Штабель руды орошают путем подачи в него посредством системы орошения насыщенного кислородом щелочного раствора цианида натрия под давлением от 2 атм до 4 атм. Кроме того, руду предварительно дробят до фракций крупностью от 5 мм до 15 мм. Техническим результатом является ускорение процесса растворения золота при одновременном повышении извлечения золота и сокращение продолжительности кучного выщелачивания. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 пр.

Способ очистки цианистых растворов от комплексов цветных металлов перед процессом сорбции // 2611237

Изобретение относится к отчистке растворов цианирования, полученных при гидрометаллургической переработке концентратов, содержащих благородные и цветные металлы, от цианистых комплексов цветных металлов. Способ включает обработку растворов цианирования гипохлоритом кальция в концентрации от 4,5 до 5 г/л с обеспечением перевода цветных металлов в нерастворимый осадок, а после появления осадка проводят выдержку в течение 2-5 ч с обеспечением поддержания рН раствора от 9,5 до 10,7. Обеспечивается сокращение продолжительности процесса сорбции золота из растворов после цианирования. 2 табл., 1 пр.

Способ переработки упорных углисто-сульфидных золотосодержащих концентратов // 2621196

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения благородных металлов из углисто-сульфидных золотосодержащих концентратов, обладающих двойной технологической упорностью: тонкой вкрапленностью золота в сульфидах и сорбционной активностью из-за наличия органического углерода. Способ включает предварительное вскрытие сульфидов. После вскрытия проводят флотационное обогащение по органическому углероду, сульфидной и элементной сере и золоту с направлением флотоконцентрата на пирометаллургическую или пирогидрометаллургическую переработку, а камерного продукта флотации на цианирование. Вскрытие сульфидов в водной среде осуществляют путем бактериального, либо автоклавного, либо кислотно-кислородного вскрытия. Техническим результатом является повышение сквозного извлечения золота из концентратов за счет снижения упорности продукта, поступающего на цианирование. 5 з.п. ф-лы, 7 пр., 1 табл.

Способ извлечения благородных металлов из отработанных штабелей кучного выщелачивания // 2622534

Изобретение относится к биогидрометаллургическому вскрытию золота и серебра в отработанных штабелях кучного выщелачивания и может использоваться в горно-обогатительной, горно-химической, металлургической отраслях. Способ включает естественное природное обезвреживание штабеля кучного цианидного выщелачивания, разделение материала по крупности на продуктивную и непродуктивную фракции посредством высокоинтенсивного виброгрохочения с одновременной водной промывкой материала. Продуктивную фракцию направляют на окомкование с цементом и сульфатом двухвалентного железа, переукладку в новый штабель, биовскрытие золота и серебра с использованием раствора бактериального комплекса микроорганизмов Ac. ferrooxidans и Ac. thiooxidans собственного биоценоза, цианирование, контрольную водную промывку штабеля. Техническим результатом является повышение глубины переработки минерального сырья с получением дополнительной товарной продукции. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Способ цианистого выщелачивания золота и серебра // 2624751

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при выщелачивании металлов из руд, концентратов и хвостов обогащения. Способ может быть использован в процессах переработки сырья благородных металлов, в частности, при цианистом выщелачивании золота и серебра из руд и концентратов. Исходное сырье обрабатывают выщелачивающим раствором, содержащим цианид и окислитель, в качестве которого используют заменители кислорода, например перекись водорода. Окислитель добавляют в количестве, обеспечивающем окислительно-восстановительный потенциал выщелачивающего раствора (-0,3)÷(-0,5) В. Концентрация цианида в выщелачивающем растворе составляет 1-10 г/л. Выщелачивание ведут при температуре 40-60°С. Скорость растворения металлов в результате возрастает в 2-3 раза в сравнении с традиционными режимами. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.