Изобретение относится к цветной металлургии, в частности аффинажу благородных металлов и позволяет уменьшить расход химических реагентов и выход побочных продуктов при производстве благородных металлов и очистке промстоков аффинажного производства за счет использования в качестве серусодержащего реагента тиосульфата натрия, которым обрабатывают исходный золотосодержащий раствор при 60 — 90С и уменьшении окислительного потенциала раствора до 650 — 690 мВ (ХСЭ). 1 табл.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности аффинажу благородных металлов.
Осаждение золота восстановлением его до элементарного состояния из хлоридного раствора, содержащего примеси платиновых и неблагородных металлов, является составной частью производственного процесса получения аффинированного золота.
Известен способ осаждения золота из хлоридного раствора, содержащего примеси платиновых и неблагородных металлов, восстановлением его сахаром, который используют в настоящее время в отечественной практике аффинажа.
потери при переплавке золота
Недостатком его является то, что в технологическом процессе в качестве химического реагента-осадителя золота используют ценный и остродефицитный пищевой продукт.
Известен способ осаждения золота из хлоридного раствора, содержащего примеси платиновых и неблагородных металлов, восстановлением его до элементарного состояния этиловым спиртом при 100-105 о С.
Недостатком этого способа является большой расход спирта, обусловленный его потерями за счет испарения при высокой температуре технологического процесса.
Известен способ осаждения золота из хлоридного раствора, содержащего примеси платиновых и неблагородных металлов, восстановлением его до элементарного состояния сернокислым закисным железом.
Недостатком его является введение в технологический процесс дополнительной примеси неблагородного металла, что в последующем при производстве платиновых металлов и очистке промстоков аффинажного пpоизводства приводит к увеличению расхода химических реагентов и выхода побочных продуктов.
Известен способ осаждения золота из хлоридного раствора восстановлением его до элементарного состояния щавелевой кислоты, муравьиной кислотой.
Недостатком его является большая стоимость этих химических реагентов.
Известен способ осаждения золота из хлоридного раствора, содержащего примеси платиновых и неблагородных металлов, восстановлением его до элементарного состояния сернистым газом.
Недостатком этого способа является то, что при его использовании в качестве побочного продукта образуется серная кислота, выход которой в соответствии с уравнением реакции 2HAuCl4 + 3SO2 + 6H2O = 2Au + 3H O 4+ +8HCl (1) составляет 0,746 кг в расчете на 1 кг осажденного золота. В результате этого при последующей переработке обеззолоченного раствора платиновых металлов существенно увеличивается расход химических реагентов и выход побочных продуктов. Так, расход аммиачной воды при осаждении 1-й соли хлорпалладозаммина в расчете на 1 кг осажденного сернистым газом золота в результате взаимодействия аммиака с серной кислотой с образованием сульфата аммония по реакции H2SO4 + 2NH3 = (NH4)2SO4 (2) увеличивается на 1,04 кг, а расход известкового молока в расчете на СaO при очистке промстоков в результате взаимодействия его с сульфатом аммония по реакции (NH4)2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO42H2O + 2 NH (3) на 0,425 кг. При этом выход конечных побочных пpодуктов: гипса CaSO42H2O, направляемого на захоронение в смеси с гидроокисью железа, и газообразного аммиака, который еще не утилизируют в процессах производства платиновых металлов, увеличивается соответственно на 1,31 и 0,26 кг.
Потери золота при переплавке. Теперь вас никто не сможет обмануть!
Изобретение направлено на устранение этого недостатка, а именно: на уменьшение выхода серной кислоты при осаждении золота из хлоридного раствора серусодержащим реагентом и уменьшение за счет этого в последующем при производстве платиновых металлов и очистке промстоков аффинажного производства расхода химических реагентов и выхода побочных продуктов.
Сущность изобретения заключается в том, что в качестве серусодержащего реагента — восстановителя золота (III) при осаждении его из хлоридного раствора, содержащего примеси платиновых и неблагородных металлов, используют не сернистый газ, как в прототипе, а тиосульфат натрия, который при взаимодействии с золотом (III) восстанавливает последний до элементарного состояния по реакции 8HAuCl4 + 3Na2S2O3 + 15H2O = = 8Au + 3Na2SO4 + 3H2SO4 + 32HCl. (4) В этом случае выход серной кислоты в расчете на 1 кг осажденного золота составляет 0,1865 кг, т. е. он оказывается в 4 раза меньше, чем при осаждении золота сернистым газом. Это обусловлено тем, что атом серы с валентностью -2 в молекуле тиосульфата натрия при взаимодействии с золотом (III) с образованием серной кислоты отдает 8 электронов, тогда как атом серы с валентностью +4 в молекуле сернистого газа в этом случае отдает только 2 электрона. В результате этого расход аммиачной воды при осаждении 1-й соли хлорпалладозаммина и выход газообразного аммиака при очистке промстоков в расчет на 1 кг осажденного золота при использовании предлагаемого способа уменьшается в сравнении с прототипом в 4 раза и составляет соответственно 0,2588 и 0,0647 кг.
Второй атом серы в молекуле тиосульфата натрия с валентностью +6 в ходе межмолекулярной окислительно-восстановительной реакции не изменяет своего валентного состояния и образует сульфат натрия. Суммарный выход сульфат-ионов при восстановлении золота (III) тиосульфатом натрия составляет 0,75 г-ион в расчете на 1 г-атом восстановленного золота, т. е. он оказывается в 2 раза меньше, чем выход сульфат-ионов при восстановлении золота сернистым газом. Поэтому расход известкового молока и выход гипса при очистке промстоков аффинажного производства в расчете на 1 кг осажденного золота при использовании предлагаемого способа уменьшаются в сравнении с прототипом в 2 раза и составляют соответственно 0,2125 и 0,655 кг.
Взаимодействие тиосульфата натрия с золотом (III), которое сопровождается выделением большого количества тепла, протекает с достаточно большой скоростью при 60 о С. При температуре 80-90 о С скорость этой реакции очень велика и при условии интенсивного перемешивания раствора продолжительность процесса осаждения золота определяется в основном скоростью подачи в раствор тиосульфата натрия. Поэтому осаждение золота из хлоридного раствора тиосульфатом натрия проводят при температуре 60-90 о С.
В исходном золотосодержащем растворе с примесями платиновых и неблагородных металлов потенциалопределяющей является система AuCl4 — /Au, стандартный электродный потенциал которой, равный 1 В(НВЭ), значительно превышает стандартные электродные потенциалы хлоридных систем основных металлов-примесей: PdCl4 2- /Pd, PtCl6 2- /PtCl4 2- , PtCl4 2- /Pt, которые равны соответственно 0,62, 0,68 и 0,73 В (НВЭ). Поэтому о ходе и окончании процесса осаждения золота из хлоридного раствора, содержащего примеси платиновых и неблагородных металлов, вполне объективно можно судить по изменению окислительного потенциала раствора. Скачкообразному уменьшению окислительного потенциала раствора до 650-680 мВ (ХСЭ), т. е. относительно хлорсеребряного электрода сравнения, который используют в типовых лабораторных и промышленных датчиках окислительного потенциала, соответствует достижению высокой степени осаждения золота. Дальнейшая обработка раствора тиосульфатом натрия, которая сопровождается понижением окислительного потенциала раствора, неизбежно приводит к осаждению с золотом примесей селена, палладия, платины, теллура и др. металлов. Поэтому обpаботку исходного золотосодержащего раствора тиосульфатом натрия прекращают при уменьшении его окислительного потенциала до 650-680 мВ.
Удельный расход тиосульфата натрия в соответствии со стехиометрией реакции (4) составляет 0,3 кг (безводного вещества) в расчете на 1 кг осажденного золота. Фактически его расход оказывается несколько большим и составляет 110-120% от теоретически необходимого. Это обусловлено расходованием тиосульфата натрия и по другим — побочным реакциям, например, восстановления палладия (IV) до палладия (II), иридия (IV) до иридия (III), селена (VI) до селена (IV), платины (IV) до платины (II). Но эти реакции не сопровождаются выделением металлов-примесей из раствора в осадок вместе с золотом.
Тиосульфат натрия используют при осаждении золота из хлоридного раствора в виде кристаллического пентагидрата Na2S2O3 5H2O или концентрированного, например, 20-40% -ного раствора. Этот реагент относится к числу недорогих химических веществ. Его получают в большом количестве в виде кристаллического пентагидрата в химической промышленности, например, в качестве побочного пpодукта при производстве химического волокна.
Предлагаемый способ осаждения золота был испытан в лабораторных условиях при получении технического золота из раствора хлорирования золотого концентрата, который содержал, г/л : золото 88,40; платина 32,02; палладий 58,86; родий 1,21; иридий 0,35; рутенин 1,03; серебро 0,78; железо 6,08; медь 3,74; никель 0,81; свинец 7,88; селен 24,58; теллур 12,92; мышьяк 3,12; сурьма 3,80; висмут 1,97 г/л; олово 2,35. Осаждение золота из исходного раствора объемом 0,5 л, в котором содержалось 44,2 г золота, проводили в кварцевом термостатированном реакторе при 60,70,80 и 90 о С, интенсивном механическом перемешивании раствора и непрерывном контроле его окислительного потенциала. Тиосульфат натрия использовали в виде 20% при 60 и 70 о С, 40% при 80 о С растворов с плотностью 1,174 и 1,383 г/см 3 и кристаллического пентагидрата Na2S2O3 5H2O при 90 о С. Первоначально в раствор в течение 1,5-2 мин вводили 13,26 г тиосульфата натрия, т. е. то количество, которое соответствует стехиометрии реакции. Затем по достижении установившегося значения окислительного потенциала, которое во всех случаях превышало 700 мВ (ХСЭ), в раствор дополнительно вводили тиосульфат натрия при уменьшении окислительного потенциала раствора в пределах 650-690 мВ (ХСЭ) с определением количества израсходованного реагента.
Как видно из данных, с использованием предлагаемого способа представляется возможным при небольшой продолжительности процесса достигнуть высокого извлечения золота из исходного раствора (особенно в случае окислительного потенциала раствора в пределах 650-680 мВ) при сравнительно небольшом соосаждении примесей других металлов (особенно в случае понижения окислительного потенциала в пределах 663-690 мВ) и расходе тиосульфата натрия, составляющем 112-121% от теоретически необходимого по реакции.
Предлагаемый способ осаждения золота может быть использован на Красноярском заводе цветных металлов при получении технического золота из растворов хлорирования или царско-водочного растворения золотых концентратов и золотосодержащих сплавов металлов.
При его использовании будет уменьшен расход химических реагентов и выход побочных продуктов как при производстве благородных металлов, так и очистке промстоков аффинажного производства. (56) Масленицкий И. Н. и др. Металлургия благородных металлов. М. : Металлургия, 1987, с. 410.
Основы металлургии. М. : Металлургия, 1968, т. 5, с. 361 и 210.
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ХЛОРИДНОГО РАСТВОРА, СОДЕРЖАЩЕГО ПРИМЕСИ ПЛАТИНОВЫХ И НЕБЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий восстановление его до элементарного состояния серусодержащим реагентом и отделение осадка золота от раствора металлов-примесей, отличающийся тем, что восстановление ведут с использованием в качестве серусодержащего реагента тиосульфата натрия при 60 — 90 o С и уменьшении окислительного потенциала раствора до 650 — 690 мВ(ХСЭ).
Источник: findpatent.ru
Себестоимость добычи золота
На всех континентах золото находится в различных геологических формациях, а также в различной степени в различных соединениях. Иногда его обнаруживают в соединениях с другими металлами, особенно с медью. Значительное его количество находят в океанах, но по экономическим причинам в настоящее время его очень трудно извлекать. Золотые запасы под землей, которые определяются как золотые резервы, используемые в действующих ценах по современной технологии, в большей степени зависят от существующих цен.
Неблагоприятные уровни цен во второй половине 1990-х годов не сразу повлияли на степень добычи, хотя ее рост был менее заметен, чем в условиях стабильности уровня цен на металл. Владельцы разрабатываемых шахт мгновенно отреагировали на изменения цен на рынке золота. Если стоимость золота оказывается ниже допустимого уровня стоимости переработки, то шахта может быть закрыта. При этом расходы, связанные с закрытием, также могут быть достаточно высокими. Поэтому наилучшим выходом для приисков является исчерпание всех своих ресурсов.
Однако многое можно сделать, чтобы избежать закрытия. Добыча может быть связана с повышением качества руды и степени доступности к запасам. Влияние экономических факторов также может способствовать снижению себестоимости. По данным Gold Fields Mineral Ltd. (GFMS), затраты на добычу золота в Западных странах в среднем снизились на 22% (в долларовом эквиваленте) за последние 2 года.
При этом на данный процесс также повлияло падение курса валют в странах-производителях по отношению к доллару. Возможность контроля добычи золота в будущем также улучшила финансовые показатели добывающих компаний. Как результат, использование ими таких принципов привело только к приостановке роста в 2000 г.
Поскольку уровень выработки зависит от колебания цен, то следует отметить, что это наблюдается не так давно. Неблагоприятные ценовые условия 1990-х годов, и особенно последних четырех лет последнего десятилетия, только теперь снизили уровень падения в добыче.
Рис. 1. Цена на золото, общие затраты и наличные затраты
С другой стороны, когда снижение затрат на новую разведку требует как минимум 7-8 лет стабильного роста цен для ее возобновления, становится актуальной проблема переработки уже добытой руды, находящейся в отвалах для получения дополнительного металла на уже закрытых приисках.
Как правило, весь анализ делают, отталкиваясь от цен в долларах США. Для производителей и потребителей за пределами США совсем не обязательно, чтобы цена измерялась в долларах. Из-за значительных колебаний курса обмена валют для производителей в Южной Африке или у покупателей в Индии очень менялись цены на ювелирные изделия.
Действительно, снижение цен в 1990 г. во всех четырех основных странах, добывающих золото, произошло не в одно и то же время. Так, например, в Южной Африке цены упали в начале 1990-х годов, но с тех пор остаются сравнительно устойчивыми. В Австралии цены, упавшие в начале десятилетия, выросли до прежнего уровня в 1993 г., затем снова снижались до сентября 1999 г., а после этого незначительно выросли. В Канаде цены снизились в начале 1990-х годов, частично выросли в 1994 г., а с конца 1996 г. наблюдается их постоянный спад.
Важным условием активности золотодобывающих работ является концентрация золота в рудах. Чем выше этот показатель, тем более целесообразна разработка месторождения. Однако прямого соотношения между ним и себестоимостью добываемого металла нет.
Так, на шахте Вааль Ривер в ЮАР компании Anglogold среднее содержимое золота в рудах составляет 8,1 г/т, а себестоимость продукции – 190$/oz; на открытом прииске Фри Стейт – 0,9 г/т и 300$/oz и т. п., а на прииске Задиола в Мали -3,0 г/т и 109$/oz. Один из наиболее низких показателей содержания золота в месторождении зафиксирован на прииске Мидрас в Гане компании Ashanty: 0,68 г/т (себестоимость 255$/oz). Конечно, на комплексных месторождениях, где золото является попутным компонентом, его концентрация может быть существенно ниже и равняться 0,1-0,2 г/т (ERGO – 0,2, Раунд Маунтен – 0,12, Олимпик Дам – 0,3 г/т).
Наиболее высока концентрация золота в рудах ряда южноафриканских (Клуф – 12,9, Лиудорн – 10,6, Драйфонтен -10,0 г/т), австралийских (Паджиго – 12,1-13,8, Гентли – 16,7-23,9 г/т) и канадских (Хоил Понд – 13,6, Макасса – 11,7, Слип-пинг Жиант – 10,8, Ескей Крик – 67,17-102,1, Девид Белл – 11,4-13,7 г/т) месторождений.
В последние годы наблюдается тенденция к снижению среднего содержимого золота в рудах. Если 10-15 лет назад этот показатель колебался между 3-6 г/т, то сейчас он равен 1-3 г/т.
Так, например, с 1981 г. по 1991 г. среднее содержимое золота в рудах, которые добываются в США, уменьшилось с 3,56 до 1,52 г/т. Это связано с началом разработки открытых приисков. Их число за одно и то же время выросло с 32 до 80, а добыча золота – в 14,5 раза. Одновременно количество шахт сократилось с 56 до 13, а среднее содержимое золота в рудах, которые добываются, повысилось с 5,76 до 7,65 г/т.
Снижение концентрации металла означает переработку все большего количества руды, которая, в свою очередь, требует новых технологичных средств. Одним из них является методика кучного вылуживания, где применяются цианиды. Впервые этот метод получения золота был использован в Неваде в 1971 г. Ныне эта методика очень широко применяется во всем мире, в особенности в жарких странах.
Ее внедрение позволяет существенно снизить себестоимость продукции. Как было показано выше, себестоимость золота колеблется в широких пределах: от 100 до 400$/oz. В общем она постепенно изменяется, отражая (с задержкой на 1-2 года) изменение стоимости золота (табл. 1).
Таблица 1. Средняя себестоимость, $/oz
Источник: pandia.ru
Визуализация добычи золота за 200 лет
НА ВСЮ СТРАНИЦУ
Визуализация мирового производства золота за 200 лет
Хотя практика добычи золота существует уже тысячи лет, по оценкам, примерно 86% всего наземного золота было извлечено за последние 200 лет. Благодаря современным методам добычи, делающим возможным крупномасштабное производство, мировое производство золота росло в геометрической прогрессии с 1800-х годов.
Приведенная выше инфографика использует данные из журнала «Our World in Data» для визуализации мирового производства золота по странам с 1820 по 2022 год, показывая, как золотодобыча развивалась и со временем становилась все более глобальной.
Краткая история золотодобычи
Самая известная золотая лихорадка в современной истории произошла в Калифорнии в 1848 году, когда Джеймс Маршалл обнаружил золото в долине Сакраменто. По мере распространения слухов тысячи мигрантов устремились в Калифорнию в поисках золота, и к 1855 году горняки добыли золота на сумму около 2 миллиардов долларов.
Соединенные Штаты, Австралия и Россия были (попеременно) тремя крупнейшими производителями золота до 1890-х годов. Затем Южная Африка взяла на себя управление благодаря крупному открытию в бассейне Витватерсранд, которое сегодня считается одним из величайших золотых месторождений в мире.
Годовое производство золота в Южной Африке достигло своего пика в 1970 году и составило 1002 тонны, что на сегодняшний день является самым большим объемом золота, произведенным любой страной за год.
С ростом цен на золото с 1980-х годов мировое производство золота становится все более распространенным. К 2007 году Китай был крупнейшей в мире страной-производителем золота, и сегодня значительное количество золота добывается более чем в 40 странах.
Лучшие страны-производители золота в 2022 году
Около 31% мирового производства золота в 2022 году пришлось на три страны — Китай, Россию и Австралию, каждая из которых произвела более 300 тонн драгоценного металла. Страны Северной Америки Канада, США и Мексика замыкают шестерку крупнейших производителей золота, на долю которых в совокупности приходится 16% от общемирового объема. Только на штат Невада приходится 72% производства в США, где находится крупнейший в мире золотодобывающий комплекс (включая шесть рудников), принадлежащий Nevada Gold Mines.
Между тем, Южная Африка произвела 110 тонн золота в 2022 году, что на 74% меньше по сравнению с ее производством в 430 тонн в 2000 году. Это долгосрочное снижение является результатом закрытия рудников, сроков погашения активов и промышленных конфликтов, по данным World Gold.
Интересно, что два небольших производителя золота в списке, Узбекистан и Индонезия, занимают второе и третье место в мире по добыче золота соответственно.
Перспективы мировой добычи золота
По состоянию на 25 апреля 2023 года цены на золото колебались около отметки в 2000 долларов за унцию и приближались к историческим максимумам. Для горнодобывающих компаний более высокие цены на золото могут означать большую прибыль на унцию, если затраты останутся неизменными.
По данным Всемирного совета по золоту, ожидается, что добыча золота в 2023 году увеличится и может превзойти рекорд, установленный в 2018 году (3300 тонн), благодаря расширению существующих проектов в Северной Америке. Шансы на рекордную добычу могут быть выше, если цены на золото продолжат расти.
Источник: topic.ru