Способ комплексной переработки материала, содержащего драгметаллы

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в том числе золота, может быть использовано при переработке как низкопробного, так и высокопробного первичного и вторичного сырья с получением на каждой стадии выщелачивания высококонцентрированных продуктов. Сущностью способа является постадийный перевод в раствор различных металлов. Способ включает сернокислотное выщелачивание с последующим сернокислотным окислительным выщелачиванием в присутствии аммиачной селитры с последующим переводом в раствор золота путем кислотного хлорирования в присутствии разбавленной серной кислоты, аммиачной селитры и поваренной соли. Далее проводят получение золота и металлов из растворов. Способ позволяет проводить аффинаж без учета начального состава перерабатываемого материала, содержащего драгметаллы, с последовательным выведением их в раствор. Он обеспечивает снижение производственных затрат и экологической нагрузки, повышает эффективность извлечения конечного продукта. 1 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в том числе золота, может быть использовано при переработке как низкопробного, так и высокопробного первичного и вторичного драгметсодержащего сырья с получением на каждой стадии выщелачивания высококонцентрированных остаточных продуктов в зависимости от технологической необходимости.

Известны методы обработки подготовленной шихты с использованием «царской водки», в результате чего в раствор переходят железо, медь, цинк, свинец, олово, кальций, золото, платина, палладий и др., в осадке остаются хлорид серебра, закисные формы железа, элементарная сера (при обработке сульфидсодержащих шламов), окиси олова (касситерит), платиновые металлы, не растворимые в «царской водке», частично хлорид свинца и др. Недостатком данных методов является присутствие в получаемых после травления высококонцентрированных растворах большого количества соединений металлов с различными химическими свойствами, что сильно загрязняет (соосаждение) получаемые в результате последующего восстановления известными методами металлы (золото, платина, палладий и др): органическими растворителями (гидразин и др.), неорганическими восстановителями (бисульфит натрия, цинк и др.), электрохимическое восстановление, а также и то, что травлением «царской водкой» невозможно перевести в раствор «бронированные» различными соединениями (малорастворимые оксиды железа, алюминия, кремния и др.) частицы металла, находящиеся в шихте. Необходимость производить восстановление по основному материалу (золото) из высококонцентрированных растворов, содержащих большое количество «шламовых» металлов (железо, свинец, цинк, медь и др.), а также достаточно высокой себестоимостью реакционных растворов.

Также известен метод перевода в раствор основного вещества (золото) методом цианирования в различных модификациях. Эти способы отличаются низкой экологичностью, большими объемами оборотных жидкостей, низкой эффективностью извлечения из-за невозможности перевода в раствор основного вещества (золото), «бронированного» карбонатными, кремнистыми, сульфидными, окисно-закисными формами железа и другими типами цемента.

Целью изобретения является минимизация известных недостатков, имеющих место при переводе в раствор золота «царской водкой» и методом цианирования, производить аффинаж без учета начального состава перерабатываемого материала, содержащего драгметаллы, с последующим избирательным осаждением, с минимизацией эффектов соосаждения и с удешевлением как за счет применения более дешевых компонентов, так и за счет снижения объемов применяемой реагентной базы в целом для достижения заявленного результата.

Достижение цели заключается в следующем. Подготовленную (измельченную, отожженную - окислительный отжиг) шихту вносят в разогретую (~60…90°C) разбавленную H₂SO₄ (реакция экзотермическая). Реакция сопровождается интенсивным газовыделением, происходящим в случае присутствия в шихте карбонатов, металлического железа, алюминия и др., без газовыделения в раствор переходят часть окисной меди, окисно-закисные формы железа, окись никеля и др. Травление осуществляется до полного прекращения реакции газовыделения, после декантирования раствора осадок заливается новой партией разбавленной H₂SO₄, после разогрева до t=60…90°C в раствор вносится NH₄NO₃, в случае наличия в шихте металлической меди, никеля, серебра, палладия реакция растворения будет сопровождаться интенсивным газообразованием с переходом в раствор меди, никеля, серебра, палладия, оксно-закисных форм железа (перевод в раствор окисно-закисных форм железа осуществляется достаточно медленно и не полностью на всех стадиях кислотного травления, в том числе кислотного хлорирования, так как вышеупомянутые соединения достаточно стойки даже по отношению к воздействию «царской водки»).

После декантирования раствора осадок заливается новой партией разбавленной H₂SO₄, разогревается до t=60…90°C, после чего вносится NH₄NO₃ и NaCl (внесение осуществляется как в форме гранулятов, так и в виде концентрированных растворов, причем вброс реагентов осуществляется как разово, так и частями с целью контролирования интенсивности реакции растворения). Растворение золота сопровождается интенсивным газовыделением, полнота растворения контролируется прекращением газообразования.

В раствор переходят золото, медь, железо, палладий, олово и др., в осадке остаются сульфат свинца, хлорид серебра и др. Процесс восстановления золота из отфильтрованного раствора рассмотрим на примере восстановления цинком. Так как при восстановлении цинком из сульфатных растворов основным восстанавливающим агентом является сернистый ангидрид, являющийся эффективным восстановителем для металлов группы меди, к которым относится золото, то полнота осаждения достигает ~100%. Кроме того, с золотом соосаждаются (при наличии таковых в растворе) медь, палладий, олово (в виде гидрата окиси олова, так как процесс восстановления цинком сопровождается повышением рН раствора, сопровождающимся гидролизом находящихся в нем соединений олова(IV)).

Осадок после выщелачивания остатков восстановителя прокаливается. Гидрат окиси олова переводится в окись олова (IV) (касситерит), малорастворимую в кислотах. Осадок заливается разбавленной H₂SO₄, разогревается до t=60…90°C, после чего вносится NH₄NO₃ и NaCl. Золото, медь, палладий (в случае его присутствия) переходят в раствор, после декантации которого присутствующие в нем металлы восстанавливаются, после чего палладий и медь переводятся в раствор методом растворения в разбавленной H₂SO₄ при t~60…90°C в присутствии NH₄NO₃ или растворением в HNO₃.

Отмытый и прокаленный осадок представляет собой порошок металлического золота.

Повышенные значения температуры (t~60…90°C), а также степень разбавления H₂SO₄ на всех стадиях носят оптимизационный характер и не являются обязательным условием проведения вышеперечисленных реакций (например, в случае перевода золота в раствор методом кислотного хлорирования повышение температуры лишь увеличивает скорость и коэффициент извлечения металла из шихты или сплава в раствор).

Постадийный перевод в раствор металлов позволяет на конечной стадии получить раствор с большим соотношением основного вещества (золото) к сопутствующим элементам.

Заявляемый способ поясняется Фиг. 1, на которой изображена принципиальная схема переработки золотосодержащего материала. Присутствие одних и тех же элементов на различных стадиях выщелачивания (Fe, Cu, Ni, Ag, Pd и др.) связано с присутствием этих металлов в начальной шихте в различных состояниях. Например, в виде растворимых или малорастворимых окисных соединений металлов (Ni, Fe, Cu и др.), интерметаллических образований (AgAu-электрум, FeAu и т.д.), растворение которых происходит на различных этапах выщелачивания. Элементы, обозначенные скобками на Фиг. 1, могут присутствовать или отсутствовать как в шихте, так и в растворе. Технологическая операция, обозначенная на Фиг. 1, после штрих-пунктирной стрелки производится при наличии в растворе, получаемом после кислотного хлорирования Sn и/или Pd.

Все промежуточные растворы и осадки, обозначенные на Фиг. 1, как (на переработку), могут подвергаться переработке на получение присутствующих в них элементов (Cu, Pd, Pt, Ag и др.) по известным технологическим схемам.

Весь технологический цикл, обозначенный на Фиг. 1, может сопровождаться промежуточным щелочным вскрытием по известным методикам (как с окислителем, так и без окислителя), эти процессы не обозначены на Фиг. 1, так как носят оптимизационный характер с целью повышения коэффициента извлечения по основному (золото) материалу.

Способ комплексной переработки материала, содержащего драгметаллы, позволяет в сравнении с цианидным выщелачиванием уменьшить количество оборачиваемых растворов с применением менее дорогостоящих реагентов. Сернокислотные растворы перерабатываются по стандартным технологическим схемам, не требующим соблюдения особых условий при утилизации цианидсодержащих отходов, требующих специальных методов переработки и утилизации, что позволяет производить вскрытие карбонатных и интерметаллических цементов с доизвлечением основного материала (золото). По сравнению с методами выщелачивания на основе «царской водки» позволяет контролировать интенсивность производимых на каждой стадии выщелачивания реакций как методом температурного контроля, так и количеством вносимых окисляющих и хлорирующих агентов. Так как основным реагентом на всех стадиях выщелачивания является серная кислота, то после проведения каждой предыдущей операции растворения не требуется тщательной промывки получаемого осадка. При наличии в шихте большого количества металлического Ni недостаток реактива в случае применения азотной кислоты приводит к гидролизу водных растворов солей никеля с получением гелеобразных растворов. Постадийное выщелачивание, в предлагаемом способе, позволяет получить на последней операции хлорирования, растворы с большим содержанием основного (золото) вещества (например, Са и Pb остаются в осадке в виде малорастворимых сульфатов) по сравнению с методом травления «царской водкой», что позволяет получать более чистый металл на выходе. Восстановление сернокислотных растворов (по сравнению с растворами золота в «царской водке») позволяет производить восстановление (например, цементирование цинком) из достаточно кислых сред (с предотвращением гидролиза соединений олова, загрязняющих осадки), так как дополнительными восстанавливающими свойствами обладает сернистый ангидрид, являющийся одним из продуктов реакции Zn и H₂SO₄, обеспечивающий большую полноту осаждения золота из «маточного» раствора.

Все вышеперечисленное обеспечивает снижение производственных затрат и экологической нагрузки, повышает эффективность извлечения конечного продукта.

Способ комплексной переработки материала, содержащего драгметаллы, включающий стадийное выщелачивание материала с переводом присутствующих в нем металлов в растворы, при этом сначала ведут сернокислотное выщелачивание, затем сернокислотное окислительное выщелачивание в присутствии аммиачной селитры, а далее осуществляют кислотное хлорирование разбавленной серной кислотой в присутствии аммиачной селитры и поваренной соли с переводом в раствор золота и последующее получение из упомянутых растворов золота и присутствующих металлов.