Использование: касается извлечения благородных металлов из цинковых осадков, полученных при цементации золота цинком из цианистых растворов. Сущность изобретения: проводят обработку исходного сырья, после распульповки его в воде, хлором до окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) 300 — 500 мВ (ХСЭ), а затем при достижении положительного в пределах 0 — 500 мВ значения ОВП, соляной кислотой до pH 0 — 1 с последующей обработкой обогащенного по золоту остатка хлором в растворе HCl до ОВП 1100 мВ и отделением раствора, содержащего золото, от нерастворимого остатка. 1 ил., 1 табл.
Золотосодержащие цинковые осадки, получаемые на золотоизвлекательных предприятиях при цементации золота цинком из цианистых растворов, являются одним из видом сырья для производства аффинированного золота. Это сырье характеризуется сложным химическим составом. Так, например, цинковый осадок рудника «Коммунар», поступающий в переработку на аффинажное производство, содержит 3 4% Au; 0,2 0,3% Ag; 40 50% Zn; 1 2% Fe; 1 3% Cu; 2 3% Pb; 2 3% S, другие элементы и до 15% кремнезема. Цинк в этом материале находится как в элементарной (до 65%), так и в окисленной (ZnO, Zn(OH)2) формах.
восстановление золота цинком и досадные потери
Известен способ извлечения золота из золотосодержащего цинкового садка, включающий распульповку его в воде, обработку пульпы кислотой, затем хлором и отделение от нерастворимого остатка полученного раствора золотохлористоводородной кислоты, который направляют на осаждение золота.
Недостатком этого способа является то, что при его использовании золото извлекают из исходного сырья в раствор совместно с цинком с получением бедного по содержанию золота раствора.
Другим недостатком известного способа является то, что обработка золотосодержащего цинкового осадка кислотой, которую проводят с целью переведения в раствор его кислоторастворимых компонентов, в том числе металлического цинка в раствор по реакции.
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 сопровождается выделением водорода. Выход побочного продукта газообразного водорода, образующегося по катодной полуреакции этого окислительно-восстановительного процесса 2H + + 2e H2 очень большой и составляет, в расчете на 1 кг исходного материала, 90 — 110 дм 3 , что в 27 34 раза превышает объем исходной пульпы золотосодержащего цинкового осадка, в которой соотношение Т:Ж обычно принимают равным 1:3.
Поэтому обработка цинкового осадка соляной кислотой всегда сопровождается образованием взрывоопасной водородсодержащей газовой смеси и сильным вспениванием реакционной массы. Увеличение расхода кислоты для ускорения процесса неизбежно приводит к выбросу пульпы из реактора. В связи с этим соляную кислоту вводят в реактор небольшими порциями с выдержкой во времени после введения каждой порции реагента для достижения полной дегазации реакционной массы и прекращения пенообразования. В результате процесс обработки цинкового осадка соляной кислотой растягивается во времени до 12 — 15 ч.
Цель изобретения создание способа извлечения золота из золотосодержащего цинкового осадка, который устраняет отмеченные недостатки вышеуказанного способа, принятого в качестве прототипа.
Восстановление золота цинком
Сущность предполагаемого изобретения заключается в следующем. Цинковый осадок распульповывают в воде и обрабатывают вначале хлором до окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) 300 500 мВ (ХСЭ), а затем, при достижении положительного (в пределах 0 500 мВ) значения ОВП, соляной кислотой до pH 0 1. После отделения от раствора цинка золотосодержащий остаток распульповывают в растворе HCl и обрабатывают хлором до ОВП 1100 мВ с последующим отделением полученного раствора золота от нерастворимого остатка.
Как видно из вышеприведенного, в предлагаемом способе извлечения золота из цинкового осадка последний обрабатывают теми же химическими реагентами, что и в известном способе. Однако в отличии от известного способа, после распульповки цинкового осадка в воде его вначале обрабатывают не кислотой, а хлором, причем только до ОВП 300 500 мВ, то есть до такого значения, при котором достигается полное растворение металлического цинка по реакции Zn + Cl2 ZnCl2 и обеспечивается концентрирование всего золота в нерастворимом остатке.
Ионизация металлического цинка, содержащегося в исходном материале, по анодной полуреакции Zn 2e Zn 2+ обусловлена в этом случае одновременно протекающей катодной полуреакцией ионизации молекулярного хлора Cl2 + 2e 2Cl — продукт который ион хлора становится составной частью образующейся воднорастворимой соли ZnCl2.
Скорость реакции взаимодействия цинка с хлором очень велика, поэтому растворение металлического цинка при обработке золотосодержащего цинкового осадка хлором лимитируется только подводом окислителя к частицам этого материала.
Обработку пульпы цинкового осадка соляной кислотой начинают вести после достижения положительного (в пределах 0 500 мВ) значения ОВП, когда полностью исключается вероятность выделения водорода, и прекращают при значении pH 0 1, при котором практически полностью заканчивается растворение оксида, гидроксида цинка
ZnO + 2HCl ZnCl2 + H2O,
Zn(OH)2 + 2HCl ZnCl2 + 2H2O,
и, в результате этого, достигается дополнительное обогащение по золоту нерастворимого остатка, выход которого составляет примерно 28% от массы исходного материала.
После отделения раствора цинка обогащенный более чем в три раза по золоту нерастворимый остаток распульповывают в растворе HCl и обрабатывают хлором до ОВП 1100 мВ с получением концентрированного раствора золота, который отделяют от нерастворимого остатка и направляют на осаждение золота.
Предлагаемый способ извлечения золота из золотосодержащего цинкового осадка был испытан в лабораторных условиях. Ниже приводятся показатели процесса извлечения золота из золотосодержащего цинкового осадка с использованием нового и, для сравнения, известного способов. В качестве исходного материала служил золотосодержащий цинковый осадок рудника «Коммунар», содержащий в 3,14 Au; 0,27 Ag; 48,76 Zn; 1,2 Fe; 1,6 Cu; 2,1 Pb; 0,6 Se; 0,2 Te; 0,3 As; 0,2 Sb; 0,2 Sn; 0,5 Bi; 2,1 S и 12,9 SiO2.
Пример 1. Извлечение золота из золотосодержащего цинкового осадка с использованием нового способа.
Навеску исходного материала 140 г загрузили в титановый реактор, снабженный механической мешалкой, датчиками температуры, потенциала, pH, распульповывали в воде при соотношении Т:Ж 1:3 и обработали хлором до устойчивого значения ОВП 300 мВ.
Расход хлора, который контролировали при помощи ротаметра, в начальной стадии процесса принимали равным 44 г/ч, а при достижении положительного значения ОВП его ступенчато уменьшали, во избежание проскока хлора, до 30 и 24 г/ч. Продолжительность хлорирования пульпы составила 70 мин, при этом было израсходовано 44 г хлора.
Обработку пульпы цинкового осадка соляной кислотой плотностью 1,175 г/см 3 , содержащей 11,34 г-моль/л HCl, начали вести при достижении положительного значения ОВП пульпы на 45-й минуте от начала процесса и закончили при достижении pH 0,5. Продолжительность обработки пульпы соляной кислотой составила 25 мин при этом было израсходовано 100 мл соляной кислоты.
На чертеже представлена временная зависимость расхода хлора и соляной кислоты, а также изменение значений контролируемых параметров (t, ОВП, pH) в процессе обработки пульпы золотосодержащего цинкового осадка этими химическими реагентами с переводом в раствор цинка и других компонентов.
Хлорирование пульпы золотосодержащего цинкового осадка сопровождается большим экзоэффектом. Температура реакционной массы повышается в прямой зависимости от расхода хлора и достигает максимального значения (93 o C) на 50-й минуте от начала процесса, когда успевает раствориться основная масса содержащегося в исходном материале металлического цинка, о чем свидетельствует скачкообразное увеличение ОВП пульпы с переходом его значения из отрицательной в положительную область.
Полученный раствор хлорида цинка отделили от нерастворимого остатка. Выход раствора составил 0,519 л. Атомно-эмиссионным методом анализа (ICP) золота в нем не обнаружено. По данным рентгено-спектрального анализа раствор содержал, г/л: 130,749 Zn; 1,014 Cu; 1,149 Fe и 1,644 Pb. Извлечение металлов в этот раствор из исходного материала составило, мас. Zn 99,60; Cu — 23,50; Fe 35,5 и Pb 29,03%
Золотосодержащий остаток, выход которого составил 39,2 г или 28,0% от массы исходного материала, загрузили в титановый термостатированный реактор, распульповали в 1 M HCl при соотношении Т:Ж 1:3 и обработали хлором при 55 o C до устойчивого значения ОВП 1100 мВ. Расход хлора принимали равным 12 г/ч, продолжительность процесса составила 60 мин, при этом было израсходовано 12 г хлора.
Полученный раствор золотохлористоводородной кислоты отделили от нерастворимого остатка. Выход раствора золота составил 0,118 л. Этот раствор содержал, г/л: 37,196 Au; 2,256 Zn; 14,395 Cu; 5,973 Fe и 5,427 Pb. Извлечение металлов в раствор составило, мас. Au 99,84; Zn 0,39; Cu 75,83; Fe — 41,95 и Pb 21,78.
Нерастворимый остаток, выход которого равнялся 18,76 г или 13,4% от массы исходного материала, содержал 0,037% золота. В нем осталось 0,16% золота от содержания его в исходном материале.
Пример 2. Извлечение золота из золотосодержащего цинкового осадка с использованием известного способа-прототипа.
Золотосодержащий цинковый осадок в количестве 140 г загрузили в титановый реактор (V 1,1 дм 3 ), снабженный турбинной мешалкой, датчиком ОВП, распульповали в воде при соотношении Т:Ж 1:3 и обработали концентрированной соляной кислотой до полноты растворения содержащихся в нем кислоторастворимых компонентов. Последнюю определяли по прекращению выделения водорода и образования пены на поверхности пульпы.
Соляную кислоту вводили в реактор небольшими (по 4 5 мл) порциями с последующей выдержкой реакционной массы в течение 15 20 мин перед введением очередной порции реагента во избежание выброса пульпы из реактора из-за сильного пенообразования. Продолжительность процесса составила 13,2 ч. При этом было израсходовано 220 мл соляной кислоты.
Затем пульпу обработали хлором при температуре 55 o C до устойчивого значения ОВП 1100 мВ. Расход хлора принимали равным 12 г/ч. Продолжительность хлорирования пульпы составила 60 мин.
Полученный раствор золота и цинка отделили от нерастворимого остатка. Выход раствора составил 640 мл. Он содержал, г/л: 6,81 Au; 105,98 Zn; 3,45 Cu; 2,02 Fe и 2,32 Pb. Извлечение металлов а раствор составило, мас. Au 99,76; Zn 99,98; Cu 99,33; Fe 77,45 и Pb 50,81.
Нерастворимый остаток, выход которого равнялся 19,2 г или 13,71% от массы исходного материала, содержал 0,055% Au. В нем осталось 0,24% золота от содержания его в исходном золотосодержащем цинковом осадке.
Показатели процесса извлечения золота из золотосодержащего цинкового осадка с использованием нового способа и известного способа прототипа приведены в таблице.
Способ извлечения золота из золотосодержащего цинкового осадка, включающий распульповку цинкового осадка в воде, обработку полученной пульпы кислотой, хлором и отделение раствора, содержащего золото, от нерастворимого остатка, отличающийся тем, что полученную после распульповки исходного материала в воде пульпу вначале обрабатывают хлором до окислительно-восстановительного потенциала 300 500 мВ относительно хлорсеребряного электрода, а затем при достижении положительного потенциала 0 500 мВ значения окислительно-восстановительного потенциала соляной кислотой до pH 0 1, после чего проводят отделение золотосодержащего остатка от раствора, содержащего цинк, и обработку остатка хлором в растворе соляной кислоты до значения окислительно-восстановительного потенциала 1100 мВ с последующим отделением раствора, содержащего золото, от нерастворимого остатка.
Источник: findpatent.ru
Осаждение золота
Растворы, поступающие на осаждение цинком, должны быть абсолютно прозрачны, так как взвешенные частицы, оседая на поверхности цинка, предотвращают его контакт с раствором и препятствуют осаждению золота. Кроме того, взвешенные частицы загрязняют золотой осадок, что усложняет его последующую обработку. Поэтому золотосодержащие растворы, выходящие из сгустителей и фильтров и содержащие некоторое количество тонких взвешенных частиц, подвергают осветлению.
Для осветления растворов применяют песковые фильтры, рамные вакуум-фильтры, рамные фильтрпрессы, мешочные фильтры и т. д.
Наиболее прост по устройству песковый фильтр. Он представляет собой чан с ложным днищем (подобно перколяционным чанам), покрытым тканью, поверх которой насыпают слой песка толщиной около 30 см. Фильтруясь через слой песка, раствор освобождается от твердых частиц. Периодически верхний слой песка заменяют свежим. Песковые фильтры занимают большую площадь, требуют периодической чистки и поэтому их применяют только на предприятиях небольшого масштаба.
На современных предприятиях наибольшее распространение для осветления цианистых растворов получили рамные вакуум-фильтры. Они состоят из вакуум-рам, устанавливаемых в чанах круглой формы.
Просачивание осветляемого раствора через рамы осуществляется с помощью центробежного насоса, создающего разрежение 30—50 кПа. Преимуществом этого осветлителя является высокая производительность на единицу занимаемой площади, простота конструкции и удобство в работе.
В некоторых случаях для осветления растворов используют рамные фильтрпрессы.
Помимо рамных вакуум-фильтров и рамных фильтрпрессов для осветления цианистых растворов иногда применяют мешочные фильтры. Мешочный осветлитель состоит из ряда цилиндрических мешков, сшитых из фильтровальной ткани (150X1500 мм), в которых под давлением 20—5:0 кПа подают осветляемый раствор. Мешочные фильтры удобны в работе. Производительность их примерно равна Производительности вакуум-рам.
Значительные трудности в работе осветлителей возникают в связи с засорением фильтровальных тканей осадками карбоната и сульфата кальция и других соединений. Осадки забивают поры ткани, снижая скорость фильтрования, отлагаются в трубопроводах, желобах и других частях аппаратуры. В последующей операции осаждения золота малорастворимые соединения кальция засоряют фильтровальную ткань осадительной установки, переходят в золотосодержащий осадок, затрудняя его дальнейшую обработку.
Засоренную ткань с осветлителей и фильтров периодически восстанавливают обработкой разбавленной соляной кислотой. Однако операция малоэффективна и требует больших затрат рабочей силы в дорогой соляной кислоты.
На некоторых зарубежных фабриках осаждение солей из цианистых растворов в значительной степени предупреждают использованием различных реагентов, в первую очередь полифосфатов, таких как (NaPO3)6, Na6P4О13 и др., подавая их в цианистый раствор перед осветлением (1—3 г на 1 м ³ раствора). Применение этих реагентов сокращает количество осадков, отлагающихся в порах ткани, и делает осадки более рыхлыми, что облегчает их удаление как механическими средствами так и кислотной обработкой. В результате снижается расход фильтровальных тканей и кислоты и повышается качество золотосодержащих осадков, получаемых при последующем осаждении золота цинком.
На золотоизвлекательных фабриках ЮАР для осветления растворов применяют свечевые фильтры с фильтрующей поверхностью 38 и 48,5 м ² . Удельная производительность их по раствору ~60 м ³ /(м ² •сут). Основное достоинство свечевых фильтров — простота разгрузки кека и возможность полной автоматизации процесса. Свечевой фильтр представляет собой цилиндрический сосуд, разделенный перегородкой на верхнюю и нижнюю камеры. Фильтрующими элементами, расположенными в нижней камере, являются перфорированные трубы с проволочной навивкой . Расстояние между витками проволоки 0,1 мм.. Перед началом подачи осветляемого раствора на фильтрующих элементах путем циркуляции через фильтр специально приготовленной суспензии создается постель , играющая роль фильтровальной ткани.
Для приготовления суспензии используют какое-либо пористое и инертное к цианистом у раствору вещество, например, кизельгур или инфузорную землю (мелкодисперсная осадочная порода, представляющая, в основном, водный кремнезем SiО2 • H2О). Количество постели должно составляет примерно 0,75 кг на 1м ² фильтрующей поверхности. После создания постели в нижнюю камеру фильтра через вентиль подают под давлением осветляемый раствор. Твердые частицы задерживаются на фильтрующих элементах, а осветленный раствор проходит внутрь свечей и выводится из верхней камеры фильтра через вентиль . Кек периодически по мере его накопления разгружают через отверстие , подавая в верхнюю камеру сжатый воздух. Для сброса сжатого воздуха служит штуцер .
Из цианистых растворов золото осаждают с помощью цинковой пыли. Этот способ применяют на большинстве золотоизвлекательных предприятий, использующих цианистый процесс; он заключается в том, что осветленный золотосодержащий раствор подвергают деаэрации, смешивают с цинковой пылью и уксуснокислым свинцом и фильтруют для отделения золото-цинкового осадка при одновременном осаждении золота. Вследствие большой поверхности освинцованной цинковой пыли процесс цементации протекает с высокой скоростью и полнотой, при этом основная масса золота осаждается во время просачивания раствора через слой кека, находящийся на поверхности фильтра.
Фильтрование можно осуществлять на фильтрах различной конструкции: вакуум-рамах, фильтрпрессах, ме точных или свечевых фильтрах. На отечественных предприятиях распространены установки с вакуум-рамами.
Осветленные золотосодержащие растворы по трубе поступают в чан . Подача раствора автоматически регулируется поплавковым устройством, связанным с клапаном . По трубе раствор поступает в вакуум-ресивер (деаэратор) , где с помощью вакуум-насоса создается разрежение 700—725 мм рт. ст.
Вакуум-ресивер представляет собой полый стальной цилиндр, в верхней части которого находится решетка из деревянных брусьев. Падая сверху на эту решетку, раствор разбивается на мелкие капли. Это способствует быстрому выделению растворенных газов под действием разрежения, создаваемого вакуум-насосом. В нижней части ресивера предусмотрен поплавок, связанный рычагом с клапаном в питающей трубе . С помощью этого устройства в ресивере автоматически поддерживается примерно постоянный уровень раствора ( 600 мм над дном ).
Концентрация кислорода в растворе, выходящем из вакуум-ресивера, составляет 0,5—1,0 мг/л. Деаэрация растворов позволяет значительно снизить расход цинка, увеличить полноту и скорость осаждения золота, улучшить качество золотых осадков.
Из ресивера обескислороженный раствор центробежным насосом подается в смеситель . Во избежание подсоса воздуха через сальники и обратного насыщения раствора кислородом насос устанавливают в чане осветленного раствора. Подача раствора в смеситель регулируется поплавковым устройством, связанным с клапаном . Иногда, чтобы избежать установки центробежного насоса, вакуум-ресивер располагают примерно на 9 м выше смесителя. Перепад высот компенсирует разность давлений вне и внутри вакуум-ресивера, что позволяет осуществить транспортировку раствора самотеком.
В смесителе раствор смешивается с цинковой пылью, загружаемой питателем . Для подачи цинковой пыли применяют различные по конструкции питатели: барабанные, ленточные, шнековые, вибрационные. Из смесителя золотосодержащий раствор поступает в осадительный чан с вакуум-рамами . В центре осадительного чана установлена широкая труба, по оси которой расположен вал, имеющий в нижней своей части пропеллер, а в средней — чугунное лопастное колесо. Частота вращения вала 130 об/мин. В результате работы мешалок цинковая пыль равномерно распределяется по всему объему чана.
Конструкции радиально расположенных вакуум-рам, рамных вакуум-фильтров и осветлителей аналогичны. С помощью гибких шлангов они присоединены к кольцевому трубопроводу , который в свою очередь соединен с центробежным насосом . Под действием разрежения обеззолоченный раствор просасывается внутрь рам, а золотой шлам остается на поверхности фильтровальной ткани в виде кека. Основное количество золота осаждается в течение того небольшого времени, когда раствор просачивается через слой цинковой пыли, находящейся на поверхности фильтровальных рам.
Уровень раствора в осадительном чане должен быть выше верхнего края вакуум-рам. С этой целью в осадительном чане устанавливают специальный поплавковый регулятор, выключающий насос при опускании уровня раствора ниже допустимого.
Во избежание обратного накислороживания раствора его поверхность в смесителе и осадительном чане должна находиться в спокойном состоянии. С этой целью конец трубы, питающий смеситель, погружен ниже уровня раствора, а сам смеситель расположен на том же уровне, что и осадительный чан. Для этой же цели над верхним краем центральной трубы осадительного чана устанавливают дефлектор .
Цинковую пыль освинцовывают подачей раствора уксусно- или азотнокислого свинца в смеситель или в осветлительный чан. Количество свинцовых солей составляет примерно 10 % массы загружаемой цинковой пыли.
Разгрузку золото-цинкового осадка (сполоск аппарата) выполняют периодически (обычно 2—3 раза в месяц). Для этого останавливают погруженный насос , питатель цинковой пыли и мешалки осадительного чана. Раствор из осадительного чана возможно полнее отфильтровывают через вакуум-рамы, а затем останавливают насос .
После отстаивания оставшийся раствор сливают в запасной чан. Вакуум-рамы отсоединяют от кольцевого трубопровода, поднимают электротельфером и меняют на них полотняные чехлы. Внутреннюю поверхность чана и снятые с рам чехлы тщательно промывают, и золотой осадок, распульпованный водой, перекачивают в фильтр-пресс, где его фильтруют и промывают. Обезвоженный осадок передают на дальнейшую переработку. Иногда осадок снимают сильной струей воды без выемки вакуум-рам из чана.
По окончании сполоска рамы опускают в осадительный чан и присоединяют к кольцевому трубопроводу. Некоторое время через осадительный чан пропускают обеззоло-ченный раствор, чтобы набрать на вакуум-рамах необходимый слой цинковой пыли. Затем начинают подавать золотосодержащий раствор; при этом вначале загружают повышенное количество цинковой пыли.
Установка для осаждения золота с собиранием осадка на фильтрпрессе в своих основных чертах подобна описанной. Преимущество фильтрпресса в его компактности. Однако стоимость таких установок относительно велика, и потому их применение ограничено.
В установке с собиранием осадка в мешочных фильтрах суспензия, состоящая из цианистого раствора и цинковой пыли, под небольшим давлением (~60 кПа) закачивается внутрь мешков из фильтровальной ткани, надетых на патрубки подводящей трубы и погруженных в чан с обеззолоченным раствором. Преимущество мешочных фильтров в их простоте и удобстве съема осадков. Установки с мешочными фильтрами используют при небольших и средних масштабах производства.
На отечественных предприятиях для осаждения золота цинковой пылью применяют осадительные установки производительностью 250, 500, 1200 и 2400 м ³ раствора в сутки. В установках большой производительности (1200 и 2400 м ³ /сут) используют рамные вакуум-фильтры, на установках малой производительности (250 и 500 м ³ /сут) — мешочные. На золотоизвлекательных предприятиях ЮАР для отделения осадка от обеззолоченного раствора с успехом применяют свечевые фильтры . Фильтрующей средой является смесь кизельгура с цинковой пылью, приготовляемая в отдельном чане и периодически используемая для создания фильтрующего слоя.
Сполоск осуществляется при помощи сжатого воздуха и на него затрачивается несколько минут вместо 3—4 ч на рамных фильтрах. Переходящий в осадок кизельгур играет при последующей плавке роль кварцевого флюса. Основные преимущества свечевых фильтров заключаются в отсутствии сравнительно непрочных фильтровальных тканей, многократном сокращении времени сполоска, меньшей затрате рабочей силы, возможности автоматизации процесса осаждения.
При небольшом содержании золота в растворе расход цинковой пыли составляет обычно 15—25 г на 1 т раствора; в случае богатых растворов он повышается до 40— 50 г на 1т раствора. Расход свинцовых солей составляет примерно 10—30 % расхода пыли. Степень осаждения золота достигает 99,5—99,9 %, концентрация золота в обез-золоченных растворах не превышает 0,02—0,03 г/м ³ .
Вы читаете, статья на тему осаждение золота
Похожие страницы:
Цементация золота и серебра цинком Разные исследователи неоднократно пытались выделять золото и серебро из цианистых растворов алюминием, сорбцией на активированном.
Что такое декантация золота В результате цианирования получают пульпу, состоящую из золотосодержащего раствора и хвостов цианирования . Для отделения растворов.
Методы цианирования золота Цианистый процесс вошел в практику золотоизвлекательной промышленности в конце прошлого столетия, когда обогатительной и гидрометаллургической аппаратуры еще.
Что такое кварцевые руды золота Из золотосодержащих руд различных типов кварцевые наиболее просты в технологическом отношении. На современных золото извлекательных.
Что такое сорбция золота активными углями Природа сорбции электролитов на углях . Способность активных углей адсорбировать благородные металлы из цианистых.
ОСАЖДЕНИЕ СЕРЕБРА АЛЮМИНИЕМ Так же, как и цинк, алюминий способен вытеснять благородные металлы из цианистых растворов. Однако в отличие от.
Понравилась статья поделись ей
Leave a Comment
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Источник: znaesh-kak.com
Осаждение золота из цианистых растворов
Из цианистых растворов золото можно осадить электролизом или цементацией другим, менее благородным металлом, например, цинком или алюминием. Известны способы выделения золота из растворов сорбцией на угле или на других материалах, но эти способы пока еще находятся в стадии изучения.
Широкое применение в практике нашло только осаждение золота цинком, которое в общем виде представляется реакцией:
2NaAu(CN)2 + Zn = 2Au + Na2Zn(CN)4.
Записывая это уравнение в ионной форме и сокращая одноименные ионы в правой и левой его частях, получим:
2Na+ + 2 Au+ + 4CN- + Zn = 2Au + 2Na+ + Zn2+ + 4CN-или 2 Au+ + Zn = 2Au + Zn2+.
Золото осаждается в результате передачи его ионам валентных электронов цинка. Это еще один пример уже встречавшейся нам цементации.
Реакцию можно представить протекающей в замкнутом гальваническом элементе. Цинк здесь является анодом, а осадок золота катодом; электролитом служит раствор комплексной цианистой соли золота. Осаждение золота поэтому возможно не только на цинке, но и на любом проводнике, контактированном с ним, в частности, на ранее осевших частицах золота.
Увеличение поверхности цинка (применение его в виде стружки или тонкого порошка) и перемешивание раствора ускоряют осаждение золота. Этому не способствует предварительная обработка цинка раствором азотнокислого или уксуснокислого свинца; при этом на цинке образуется губчатый осадок свинца с сильно развитой поверхностью, служащей катодной основой для осаждения золота;
Pb(CH3COO)2 + Zn = Zn(CH3COO)2 + Pb.
Растворы, из которых осаждают золото, всегда содержат избыток цианида и свободную щелочь. Цинк может взаимодействовать со щелочью, выделяя водород:
2NaOH + Zn = Na2ZnO2 + H2.
Таким образом, цинк расходуется в двух направлениях — часть его идет на осаждение золота, часть — на выделение водорода; естественно, что сокращение второго, непроизводительного расхода выгодно для передела. Освинцевание цинка, способствуя осаждению золота, затрудняет разряд водородных ионов, так как перенапряжение водорода на свинце больше, чем на золоте и цинке.
Цинкат натрия растворим в воде, однако при недостаточном содержании в растворе свободной щелочи он гидролизуется с образованием нерастворимого осадка:
Na2ZnO2 + 2Н2О = Zn(OH)2 + 2NaOH.
При недостатке цианида комплексная соль цинка разлагается:
Na2Zn(CN)4 = Zn(CN)2 + 2NaCN.
Белые осадки гидрата окиси и цианида цинка оседают на цинке, сокращая поверхность взаимодействия его с раствором и понижая скорость осаждения золота. Для предупреждения этого раствор должен содержать избыток цианида и щелочи.
В производстве для осаждения золота из цианистых растворов применяют цинковую стружку или цинковую пыль.
Осаждение цинковой стружкой
Цементаторы для осаждения золота цинковой стружкой (рис. 185) представляют собой деревянные или железные ванны длиной 3,5—7 м, шириной 0,5—1 м, глубиной 0,75—0,9 м.
Цементатор разделен по длине двойными перегородками на 5—10 отделений. Эти перегородки установлены так, что при подаче раствора в заполненный цементатор поток его имеет зигзагообразное движение, причем в каждое отделение раствор подается снизу, а отводится сверху.
В каждом отделении цементатора на расстоянии около 350 мм от дна установлена горизонтальная рама, затянутая железной сеткой, на которую загружают цинковую стружку.
Цинковую стружку готовят обточкой металла на токарном станке или литьем расплавленного цинка на охлаждаемую водой поверхность вращающегося чугунного цилиндра. Обычная толщина стружки 0,02—0,04 мм, ширина 1—3 мм. Насыпной вес уплотненной стружки около 0,1 г/м3, пористость укладки 97—98%. В каждом отделении цементатора помещается 2,7—3,9 кг цинковой стружки.
Последовательно проходя через все отделения цементатора, раствор соприкасается со стружкой в течение 17—20 мин.; этого времени достаточно для осаждения 95—97% золота.
Перед загрузкой в цементатор стружку освинцовывают, погружая на 2—3 мин. в 10%-ный раствор азотнокислого или уксуснокислого свинца.
Раствор, поступающий в цементатор, предварительно осветляют в отстойнике или фильтруют. В некоторых случаях таким отстойником служит первое отделение цементатора, не заполняемое стружкой.
Золото осаждается из растворов на поверхности цинковой стружки в виде коричнево-черного порошка, часть которого проходит через ячейки сетки и скапливается на дне цементатора. Последнее отделение служит отстойником для увлеченных раствором частиц золота.
Раз в месяц подачу раствора в цементатор прекращают, раствор выпускают через отверстия в длинной стенке под сеткой каждого отделения. Цинковую стружку, покрытую золотом, помещают в горизонтальный дырчатый барабан, который может вращаться в корыте с промывной водой. При вращении барабана основное количество осадка смывается с поверхности стружки в моечное корыто. Очищенную стружку вновь загружают в цементатор: в хвостовые отделения загружают свежую стружку, в средние — стружку из хвостовых отделений, в головные отделения — стружку из средних отделений цементатора.
В вытекающем из цементатора обеззолоченном растворе остается 0,03—0,05 г/м3 Au; более низких конечных концентраций обычно достигнуть не удается. Одной из причин этого является непрерывное поступление в раствор кислорода из атмосферы.
Осаждение цинковой пылью
Цинковая пыль, т. е. порошкообразный металлический цинк крупностью менее 0,01 мм, имеет большую поверхность на единицу веса, чем цинковая стружка. Цинковую пыль готовят возгонкой, быстро охлаждая пары цинка в конденсаторе большого объема.
На современных предприятиях осаждению золота цинковой пылью, как правило, предшествует обескислороживание цианистого раствора. Аппарат для обескислороживания — вакуум-ресивер (рис. 186) —представляет собой железный цилиндрический бак емкостью 0,5—0,9 м3, соединенный с вакуум-насосом. Раствор подается через отверстие в крышке на насадку из деревянных реек.
Растекаясь по большой поверхности насадки, раствор быстро отдает растворенные в нем газы. Обескислороженный раствор собирается в нижней конической части ресивера и выпускается через клапан, автоматически связанный с клапаном подачи.
Таким образом, уровень обескислороженного раствора в нижней части ресивера всегда постоянен. Остаточное давление воздуха в вакуум-ресивере 25—50 мм рт. ст.
Установки для осаждения золота цинковой пылью (рис. 187) работают непрерывно. Осветленный раствор поступает в вакуум-ресивер. Выводной патрубок вакуум-ресивера соединен с центробежным насосом; последний для предупреждения подсосов воздуха погружен в резервуар с цианистым раствором. Насос перекачивает обескислороженный раствор в чан-смеситель.
Ленточным или другим питателем в чан-смеситель непрерывно загружается цинковая пыль. Коническое днище чана соединено трубопроводом с фильтром.
Исследования и практика предприятий показали, что наиболее быстрое осаждение золота цинковой пылью происходит не во время вмешивания, а при фильтровании, когда раствор просачивается через слой цинковой пыли на фильтре. Поэтому малая продолжительность вмешивания не сказывается на работе установки, а конструкция применяемого фильтра имеет существенное значение.
В установках для осаждения золота цинковой пылью применяют фильтрпрессы, рамные вакуум-фильтры и мешочные фильтры. Фильтрпрессы и рамные вакуум-фильтры были рассмотрены ранее.
Рамные вакуум-фильтры, применяемые в установках для осаждения золота, отличаются радиальным расположением рам в цилиндрическом чане для пульпы.
Кольцевой коллектор с отводами от каждой рамы проходит по борту чана и соединен с центробежным насосом. По оси чана установлен вал тихоходной пропеллерной мешалки; пропеллер ее, вращаясь под нижними краями рам, предупреждает расслаивание пульпы во время фильтрования. Для перемешивания верхних слоев на тот же вал вверху насажено лопастное колесо.
Фильтровальный чан открыт, и поверхность пульпы в нем соприкасается с атмосферой, однако вследствие значительной скорости фильтрования и слабого перемешивания пульпы, не искажающего ее зеркала, заметного накислороживания не происходит.
При любой конструкции фильтра выгрузка золотосодержащего осадка периодическая, поэтому для непрерывной работы необходимо иметь 2—3 сменных фильтра. По удобству в работе и сокращению потерь при выгрузке наилучшие показатели имеют фильтрпрессы.
Переработка осадков, получаемых при осаждении золота
Для удаления цинка осадки обрабатывают 10—15%-ной H2SO4 в деревянных чанах, выложенных внутри свинцом; обычный диаметр такого чана 2—3 м при высоте 1,5—1,8 м. Во время обработки содержимое чана перемешивают механической мешалкой. Крышка чана герметично примыкает к его бортам, над загрузочными отверстиями в крышках установлены вентиляционные отсосы.
Такие предосторожности необходимы ввиду возможности выделения во время обработки сильно ядовитых газов — мышьяковистого и цианистого водорода. Из тех же соображений чаны для обработки осадков установлены в отдельном хорошо вентилируемом помещении.
Обработка кислотой длится около 3 час., после чего осветленный раствор сливают, а осадок многократно промывают декантацией, пропуская все сливы через фильтрпресс, улавливающий механически увлеченные частицы золота. Раствор сернокислого цинка выпаривают и кристаллизуют из него цинковый купорос ZnSО4 * 7H2O; в некоторых случаях цинк высаживают из растворов содой, осадок прокаливают до окиси и направляют в лакокрасочную промышленность.
Обработка кислотой не обязательна. В некоторых случаях при осаждении цинковой пылью избыток цинка настолько мал, что выщелачивание его излишне.
Золотосодержащие осадки (непосредственно или после обработки кислотой) переплавляют в тиглях или небольших отражательных печах, добавляя в шихту для окисления и шлакования примесей соду, буру, песок, иногда плавиковый шпат. Расплавленную массу сливают в конические изложницы и после затвердевания отбивают слой шлака; шлак обычно богат благородными металлами и требует дополнительной переработки; металл снова переплавляют и разливают в слитки весом 6—8 кг.
- Извлечение золота цианированием
- Извлечение золота амальгамацией
- Гравитационное обогащение золотосодержащих руд
- Способы извлечения благородных металлов из руд
- Сырьевые источники получения благородных металлов
- Общие сведения о металлургии золота
- Термические способы производства магния
- Электролитическое получение магния
- Магниевые руды
- Общие сведения о металлургии магния
Источник: industrial-wood.ru