Изобретение относится к гидрометаллургическим способам извлечения золота, а именно к способу окислительного вскрытия упорных руд. Предлагаемый способ, включающий окислительное вскрытие руды водным раствором серной и азотной кислот в присутствии кислорода, заключается в том, что одновременно с окислительным вскрытием руды осуществляют растворение золота, для чего процесс проводят в водном растворе, содержащем 0,7-2,8 моль/л серной кислоты, 0,14-2,2 моль/л азотной кислоты и 0,001-0,14 моль/л соляной кислоты при температуре 20-90 o C и давления атмосферном или повышенном до 7 атм, при этом окислительное вскрытие руды или концентрата осуществляют до перехода в раствор 20-75 вес.% исходного золотосодержащего сырья. Способ позволяет повысить эффективность извлечения золота и экологическую безопасность процесса. Изобретение может быть использовано в золотодобывающей промышленности. 1 з. п.ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к гидрометаллургическим способам извлечения благородных металлов, а именно к способу окислительного вскрытия золотосодержащих руд и может быть использовано в золотодобывающей промышленности для переработки руд и концентратов.
Изобретение для добычи золота
Цветная металлургия, в том числе извлечение благородных металлов, является одним из наиболее больших по объему и химически опасных источников загрязнения атмосферы, водоемов и поверхности земли. Для решения глобальной проблемы современности — охраны окружающей среды — крайне важными являются исследования, направленные на разработку малоотходных, ресурсосберегающих и безвредных технологий.
По многостадийной технологической схеме существующих золотоизвлекательных фабрик, применяющих окислительный обжиг руд и концентратов, практически на всех стадиях приходится иметь дело с экологически опасными растворами, содержащими цианид-ионы, соединения мышьяка, цинка, свинца и др. Во время технологических операций в атмосферу попадают диоксид серы, цианистный водород, триоксид мышьяка, хлор и др. Остающиеся после извлечения металлов отвалы (хвосты) также выделяют в атмосферу вредные газы. Крайне вредными являются также жидкие отходы производства [1].
Для совершенствования технологии золотоизвлекающего производства в последние годы предлагается использование гидрометаллургических процессов, в частности так называемого «автоклавного выщелачивания» золота и серебра водными растворами кислот. Патентная литература по этому вопросу подробно рассмотрена в обзоре [2] и книге [3], в которых сделан вывод, что применительно к извлечению золота из упорных сульфидных руд с тонковкрапленным золотом (арсенопиритные концентраты) автоклавное выщелачивание обеспечивает большую экологическую безопасность и более высокий выход золота по сравнению с общепринятым окислительным обжигом.
Примером технологии автоклавного выщелачивания является так называемый «Арсенопроцесс», в котором автоклавное окислительное выщелачивание осуществлялось при температуре 80-100 o C, давлении 400-800 мПа, концентрации азотной кислоты 0,2 — 23,0 моль/л. Золото остается в кеке (твердом остатке), который составляет 10-20% от загрузки руды. После цианирования известными методами твердых автоклавных остатков степень извлечения золота достигает 95% [4].
ЗОЛОТО ИЗ КОКОСОВОГО УГЛЯ! СОРБЦИЯ ЗОЛОТА ИЗ РУДНЫХ РАСТВОРОВ! ЧАСТЬ 1
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения золота и серебра из упорных руд и концентратов, содержащих арсенопирит или пирит, сущность которого состоит в следующем [5]: руду или флотационный концентрат загружают в реактор (автоклав), туда же заливают водный раствор, содержащий серную и азотную кислоты. Азотная кислота является катализатором процесса — в результате окислительно-восстановительной реакции между арсенопиритом или пиритом и азотной кислотой образуется оксид азота NO (валентность азота = 2), который удаляется из жидкой фазы в газовую фазу этого же реактора, где окисляется непрерывно подаваемым в реактор кислородом до окислов азота с валентностью больше 3, которые абсорбируются затем в жидкой фазе и снова участвуют в окислительно-восстановительной реакции.
Суммарное количество израсходованного кислорода соответствует его количеству, необходимому по стехиометрии реакции для полного растворения мышьяка, железа и серы, содержащихся в исходной руде (или концентрате). Процесс проводят при следующих условиях: температура 60-180 o C, давление кислорода 3,6 — 7,03 атм, размер частиц измельченного сырья не должен превышать 0,04 — 0,07 мм, концентрация соединений азота 0,25 — 4,0 моль/л, время реакции 2-60 мин, соотношение жидкости и твердого тела в пульте составляет Ж : Т = 8 : 1. Процесс ведут до перевода в раствор не менее 90% мышьяка и железа и не менее 60% серы. После окончания процесса пульпу направляют на сепарацию, где отделяется твердый остаток (кек), в котором остается все золото, и жидкая фракция — раствор, циркулирующий в системе. Твердый остаток направляют затем на цианирование — для извлечения золота [5].
Недостатками известного способа [5] является следующее.
1) Возможность реализации известного процесса [5] в сильной степени зависит от выполнения высоких требований к уровню измельчения исходного сырья — все исследования, описанные в патенте [5], проводились с материалом, подвергнутым тонкому и сверхтонкому измельчению до размера класса минут 0,04-0,07 мм, что требует очень больших энергозатрат.
2) Процесс по известному способу [5] осуществляют в реакторе с разделенными жидкой и газовой фазами, причем окисление руды (или концентрата) протекает в жидкой фазе, которая составляет всего 1/4 общего объема реактора, а в газовой фазе происходит окисление кислородом под давлением оксида азота, который затем в виде высших оксидов азота должен снова абсорбироваться в жидкую фазу для дальнейшего участия в реакции, при этом возвращение оксида азота в газовый объем реактора-автоклава требует специального малопроизводительного и дорогостоящего устройства. Такие особенности процесса [5] делают его неэффективным и усложняют технологию. Следует отметить также, что подобные процессы требуют для реактора дорогостоящей легированной стали, а в известном способе [5] объем реактора используется непроизводительно. По-видимому, указанный недостаток осознается и самими авторами изобретения [5], так как их дальнейшие исследования направлены на усовершенствование устройства для сепарации и возвращения оксида в газовую фазу реактора [6].
3) Процесс вскрытия руды по прототипу [5] основан на применении чистого кислорода, что требует капитальных затрат, сопоставимых по размерам с затратами на основную аппаратуру. Использование воздуха в качестве окисляющего газа в этом процессе нереально, поскольку азот является балластом, увеличивающим объем газа в 5 раз.
4) Процесс вскрытия руды по способу [5] проводят до полного перевода всех растворимых компонентов руды в жидкую фазу, что требует больших объемов раствора, и снижает экономические показатели технологии.
5) В известном способе [5] золото остается в твердом остатке, который затем подвергают процессу цианирования (выход золота после цианирования не указывается), чрезвычайно экологически опасному.
Указанные недостатки делают технологию по известному способу [5] неэффективной, сложной и дорогостоящей.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка высокоэффективного, технологического и экологически безопасного способа извлечения золота из руд и концентратов, который был бы пригоден для использования в промышленности вместо традиционного.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом извлечения золота из упорных руд и концентратов путем окислительного вскрытия золотосодержащего сырья водным раствором серной и азотной кислот в присутствии кислорода при нагревании, в котором одновременно с окислительным вскрытием руды осуществляют растворение золота, для чего процесс проводят в водном растворе, содержащем 0,7-2,8 моль/л серной кислоты, 0,14-2,20 моль/л азотной кислоты и 0,001 — 0,14 моль/л соляной кислоты, при 20 — 90 o C и давлении от атмосферного до повышенного до 7 атм при непрерывном барботаже воздуха через раствор с поглощением оксидов азота, уносимых с отходящими газами, водой и возвращением их в цикл в виде азотной кислоты, при этом окислительное вскрытие руды или концентрата осуществляют до перехода в раствор 20-75 вес.% исходного сырья.
Процесс осуществляют до перехода в раствор 20-75 вес.% исходного сырья, предпочтительно 25-35 вес.%.
Предлагаемый способ был разработан на основе детального экспериментального исследования влияния различных параметров процесса (температуры, давления, концентрации реагентов, степени окислительного вскрытия руды) на выход золота и на скорость реакции (см. таблицу).
Принципиальным результатом проведенных исследований является установление того факта, что при добавлении в реакционный раствор соляной кислоты возможно растворение золота, содержащегося в исходной руде, одновременно с окислительным вскрытием руды, причем потери золота в остающемся кеке не превращают 1-2%. Другим важным результатом является получение данных о высоком выходе золота, достигаемом при разложении исходной руды всего на 25-35%.
Не менее важно, что в настоящем изобретении процесс окислительного вскрытия руды впервые осуществлен при атмосферном давлении. Здесь следует отметить, что процесс по предлагаемому способу проводят при непрерывном барботаже воздуха (кислород не применялся) через реакционный раствор, при этом, в отличие от известного способа [5], в жидкой фазе одновременно протекает как реакция окисления сульфидов металлов исходной руды, так и реакция окисления оксида азота до диоксида, который тут же снова участвует в окислении руды. Унос оксида азота с отходящим газом не превышает 5%. Их поглощают водой и возвращают в реакцию. Было показано также, что возможно проведение процесса при температурах ниже 60 o C, включая 20 o C, с высокими выходами золота.
Полученные результаты позволили предложить способ извлечения золота из руд и концентратов, принципиально отличающийся от известного [5].
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Таким образом, как видно из примеров, предложенный способ является высокоэффективным, технологичным и экологически безопасным, что делает его пригодным для использования в промышленности вместо традиционного.
По сравнению с известным способом [5] предлагаемый способ обладает рядом преимуществ: 1) известный способ является двухстадийным — сначала переводят в раствор из руды сульфиды железа и мышьяка, а затем из твердого остатка извлекают золота цианированием, предлагаемый способ является одностадийным — золото переходит в раствор на первой же стадии одновременно с окислительным вскрытием руды; 2) по предлагаемой технологии в отличие от известного способа [5] не требуется полного перевода в раствор сульфидов металлов — руду «вскрывают» лишь на 25-35%; 3) процесс проводят при атмосферном давлении и комнатной температуре; 4) процесс не требует применения экологически опасных цианистых растворов; 5) процесс проводят при барботаже воздуха, а не в среде кислорода, как в известном способе [5].
1. Способ извлечения золота из упорных руд и концентратов путем окислительного вскрытия измельченного золотосодержащего сырья водным раствором серной и азотной кислот в присутствии кислорода, отличающийся тем, что одновременно с окислительным вскрытием осуществляют растворение золота, для чего процесс проводят в водном растворе, содержащем 0,7-2,8 моль/л серной кислоты, 0,14-2,20 моль/л азотной кислоты и 0,001-0,14 моль/л соляной кислоты, при температуре 20-90 o C и давлении атмосферном или повышенном до 7 атм при непрерывном барботаже воздуха через раствор с поглощением оксидов азота, уносимых с отходящими газами, водой и возвращением их в цикл в виде азотной кислоты, при этом окислительное вскрытие руды или концентрата осуществляют до перехода в раствор 20-75 вес.% исходного золотосодержащего сырья.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окислительное вскрытие руды или концентрата осуществляют до перехода в раствор 25-35 вес.%. исходного золотосодержащего сырья.
Другие изменения, связанные с зарегистрированными изобретениями
Изменения:Публикацию о досрочном прекращении действия патента считать недействительной.
Номер и год публикации бюллетеня: 6-2004
Номер и год публикации бюллетеня: 7-2003
Извещение опубликовано: 27.02.2004
Источник: patentdb.ru
Тиокарбамидное выщелачивание золота и серебра из упорных руд
Возможность замены щелочных цианидов другими растворителями золота и серебра, пригодными для применения в рудном металлургическом цикле, давно привлекает внимание исследователей и производственников. При этом имеется ввиду способность металлического золота образовывать значительное количество водорастворимых комплексных соединений, обладающих определенной химической устойчивостью. В настоящее время выявлен достаточно широкий круг растворителей, которые рассматриваются в качестве альтернативы цианистым солям в гидрометаллургических процессах извлечения золота и серебра из рудного сырья. К ним, в частности, могут быть отнесены гидросульфиты (HS-), тиосульфаты натрия и аммония (S-O ), тиоцианаты (CNS-), тиокарбамид, галоиды (хлор, бром, йод), соли гуминовых кислот, оксинитрилы (например, ацетонциангидрин (CH3)2COH.CN), некоторые органические соединения (амины, аминокислоты) и др.
Изыскание и оценка новых растворителей благородных металлов производится не только из экологических соображений, но также преследует и другие цели, например, возможность гидрометаллургической переработки золото- и серебросодержащих руд (концентратов), трудно поддающихся цианистому выщелачиванию. Применительно к рудам технологического типа «В» интерес в этом плане представляют три группы растворителей: тиосульфаты, бромистые соединения и тиокарбамид.
Исследованиями Иргиредмета установлено, что в случае использования тиосульфатных растворов (Na2S2O3 36 г/л; окислитель — CuSO4, 4 г/л; регулятор среды — NH4OH, 16 г/л) присутствие в исходном материале Sb2S3, Cu2S, As2S3 и некоторых других минеральных примесей не оказывает заметного депрессирующего влияния на золото при выщелачивании. Для достижения приемлемых показателей извлечения золота в растворы необходимо повышение температуры обработки до 100-130 °С.
В принципе, как показали последующие исследования, выполненные в Ереванском госуниверситетe и Иркутском политехническом институте, тиосульфатное выщелачивание может быть осуществлено и при более низких температурах за счет значительного разбавления пульпы (до Ж:Т=10:1), увеличения концентрации растворителя или применения к рудам совмещенного процесса выщелачивание — сорбция золота из пульпы ионообменными смолами. Однако в этих условиях резко возрастают расход реагентов и общие затраты на обработку руды. Указанные обстоятельства существенно затрудняют использование данного растворителя в технологических целях.
В последние годы активно исследуется вариант тиосульфатного выщелачивания золото- и серебро содержащих руд с добавкой в пульпу аммиака и Cu(II), которая играет роль катализатора химических реакций растворения благородных металлов и позволяет вести процесс при комнатной температуре.
Несмотря на отмеченные возможности усовершенствования технологии тиосульфатного выщелачивания золота и серебра из медистых руд, перспективы внедрения этой технологии в промышленность остаются пока весьма неопределенными.
Одним из преимуществ бромного выщелачивания является значительно более высокая (по сравнению с цианированием) скорость растворения золота. По данным работы, при обработке обожженных золотосодержащих концентратов, содержащих от 300 до 550 г/г Au, бромными (Геобром-3400, 4 г/л; рН=5-6) и щелочными цианистыми растворами (NaCN 1 г/л, pH= 10,5-11) одинаковое извлечение золота (94-96 %) достигнуто в первом случае — за 4-6 ч, во втором — за 24-48 ч. Этот фактор может иметь существенное значение при переработке руд и концентратов, содержащих химические депрессоры золота и серебра (например, минералы меди, сурьмы или пирротин), когда определяющую роль начинает играть кинетика растворения благородных металлов. Положительное влияние бромного выщелачивания на извлечение золота из окисленных медных руд отмечается, в частности, в работе и других публикациях.
Исследованиями, представленными в работе, рекомендуется использовать относительно слабые растворы (начальная концентрация NaBr 10-40 г/л), в которых ионы Br- электрохимически окисляют до Br, получая концентрацию его в растворе менее 50 г/л. Такой раствор селективно растворяет золото, в минимальной степени затрагивая другие минеральные компоненты руды. После выделения золота из раствора последний может быть отрегенерирован и вновь направлен в голову процесса на электрохимическое окисление. Опытно-промышленными испытаниями (в ванне емкостью 1,35 м3) и проведенными на их основе технико-экономическими расчетами установлено, что при объемах переработки 1 000 т руды в сутки годовые эксплуатационные затраты при бромном выщелачивании составят 586 тыс. долл. против 1100 тыс. долл при цианировании.
Следует, однако, отметить, что данный процесс еще недостаточно изучен как с научной, так и с технологической точки зрения. Применение брома связано с более высоким расходом реагента (поскольку, наряду с золотом, он окисляет и другие компоненты руды), необходимостью защиты оборудования от коррозии, пониженным извлечением серебра и другими проблемами, решение которых требует проведения более глубоких исследований и крупномасштабных экспериментов. Весьма спорными являются также высказывания в печати о «нетоксичности» брома и его соединений, поскольку последние, так же, как и многие другие нецианистые растворители золота и серебра, относятся к категории вредных веществ и для них существуют достаточно жесткие нормы предельно допустимых концентраций в воздухе производственных помещений (Br — 0,5 мг/м3; HBr — 2 мг/м3) и сточных водах.
В свете вышесказанного, из трех рассмотренных групп растворителей более подготовленным к промышленному использованию при переработке золотых и серебряных руд данного технологического типа является тиокарбамид.
В период 1964-1984 гг, специалистами Иргиредмета (А.Ф. Панченко, Л.Н. Брянцева, Л.А. Шамис, О.Д.
Хмельницкая и др.) под общим руководством автора проведен комплекс теоретических и экспериментальных исследований по изучению общих закономерностей процесса растворения золота, серебра и их химических соединений в кислых растворах тиокарбамида с последующей разработкой технологии извлечения металлов из руд на основе тиокарбамидного выщелачивания, включая операции осаждения золота и серебра из растворов и нейтрализации сточных вод технологического процесса. Результаты этих исследований подробно освещены в соответствующих публикациях. Поэтому здесь мы ограничимся лишь изложением главных выводов и рекомендаций, касающихся основных вопросов теории и практики тиокарбамидного выщелачивания золота и серебра из руд, имея ввиду прежде всего возможность использования этого процесса при обработке упорных для цианирования материалов.
- Применение методов гидрометаллургической селекции при переработке теллуристых и селенистых руд
- Применение методов гидрометаллургической селекции при переработке cурьмясодержащих золотых руд и концентратов
- Применение методов гидрометаллургической селекции при переработке медьсодержащих золотых руд и концентратов
- Особенности флотационного обогащения медистых, пирротинсодержащих, сурьмянистых, сернистых и теллуристых руд
- Какие услуги предлагают маркетинговые агентства?
- Термическая пассивация химических депрессоров золота и серебра перед цианированием
- Условия цианирования руд (концентратов), относящихся к технологическому типу «В»
- Используем место с пользой: интересные идеи для полок в гостиной
- Что нужно знать о лазерной резке фанеры?
- Получение ипотечного кредита для семей с детьми
Источник: industrial-wood.ru
Технология извлечения золота из упорных руд
Год за годом неуклонно уменьшаются запасы золотосодержащих руд легко подвергающихся цианированию, в то время как возрастает в промышленности доля золота, которое под действием различных факторов технологической упорности не поддается обычной переработке. На основании проанализированных литературных источников в данной статье приведен обзор современных методов переработки упорных золотосодержащих руд. Внедрение технологий по вскрытию технологически упорного золота позволяют увеличить извлечение золота при цианировании с одновременным решением вопросов экологии и сокращения эксплуатационных затрат.
Ключевые слова: упорные золотосодержащие руды, окислительный обжиг, бактериальное окисление, автоклавное окисление, процесс «Albion», азотнокислое окисление, озонирование, хлорирование, процесс «Leachox», процесс «Nitrox».
Библиографический список
Источник: gorniyvestnik.uz