Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОКИСЛЕННЫХ ЗОЛОТОМЫШЬЯКОВИСТЫХ РУД

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к области переработки золотосодержащих руд, и может быть использовано при переработке упорных окисленных золотомышьяковистых руд.

Известны способы извлечения золота из сульфидных золотомышьяковистых руд, и эта техническая проблема в значительной мере решена. Напротив, технология извлечения золота из окисленных золотомышьяковистых руд, ранее считавшихся с экономической и с экологической точки зрения неперспективными, мало изучена. Повышение цены на золото и выявление промышленных запасов окисленных золотомышьяковистых руд вызвали необходимость разработки технологии их переработки, что является одной из наиболее важных проблем золотодобывающей промышленности.

Известен способ извлечения золота и мышьяка из упорной охристой руды, включающий флотацию руды с целью извлечения арсенопирита и обработку хвостов флотации раствором NaOH при отношении Ж:Т=2:1 с целью перевода скородита (Fe[AsO₄]*2H₂O) в раствор. Из раствора мышьяк осаждают известью с получением арсената кальция Са₃(AsO₄). Твердый осадок после щелочной обработки растворяют в цианистом растворе. По комбинированной схеме переработки получено сквозное извлечение золота - 72,4%, мышьяка - 88,0% (Агеенков В.А., Свистунов Н.В. Извлечение золота и мышьяка из упорной охристой руды. Известия ВУЗов. Цветная металлургия. №4, М.: 1959. С.88-96).

Основными недостатками способа являются низкие показатели по извлечению золота и мышьяка; необходимость дальнейшей переработки флотационного арсенопиритного концентрата с целью отгонки мышьяка с последующим извлечением золота известными способами из остатка; обеспечение специальных мер по безопасности при переработке арсената кальция (растворимость которого превышает в тысячи раз предельно допустимые концентрации по мышьяку), повышающее эксплуатационные расходы.

Известен способ переработки упорного золотосодержащего сульфидного сырья, заключающийся в том, что из упорного золотосодержащего сульфидного сырья предварительно удаляют серу и мышьяк двухстадийным окислительным обжигом, при котором в начале процесса в условиях ограниченного доступа кислорода удаляют мышьяк в виде As₂O₃, а затем при избытке кислорода - серу. Полученный продукт смешивают с флюсами, содержащими СаО и SiO₂ в количествах, обеспечивающих отношение СаО к SiO₂ в исходной шихте больше 1. Подготовленную таким образом шихту плавят при температуре 1250-1400°С до полного расплавления с получением шлака, затем полученный шлак охлаждают и из него извлекают золото известными способами обогащения на уровне 93% (Патент РФ №2025521, МПК С22В 11/00, опубл. 30.12.1994 г.).

Недостатками способа являются низкое извлечение золота; удаление мышьяка в виде его оксидов, требующих дальнейшей переработки; сложность технологической схемы; значительное количество последовательных операций.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявленному изобретению является способ переработки упорных золотосодержащих сульфидно-мышьяковистых руд и концентратов, включающий окислительный обжиг при температуре от 500°С до 700°С в интервале от 3 до 6 часов в зависимости от состава руды с последующим цианированием огарка. Способ применим для сульфидно-мышьяковистых руд (Масленицкий И.Н. Металлургия благородных металлов. М., Металлургия, 1972, с.256-259 - прототип).

Недостатками прототипа являются большие потери золота с хвостами цианирования (более 10%); потери связаны с длительностью процесса (3-6 часов) окислительного обжига для полного удаления мышьяка и серы в оксидных формах; оплавление материала, приводящее к экранированию частиц золота и далее к спеканию материала с получением плотных малопористых огарков; удаление мышьяка и серы в виде оксидов, загрязняющих окружающую среду; нейтрализация оксидов мышьяка и серы существующими способами сложна и связана с большими капитальными и эксплуатационными затратами.

Техническая задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в повышении извлечения целевого металла вследствие вскрытия тонкодисперсного золота и предотвращении загрязнения окружающей среды токсичными соединениями мышьяка за счет получение нетоксичных форм мышьяка.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе переработки окисленных золотомышьяковистых руд, включающем сульфидизирующий обжиг руды и последующее извлечение золота из огарка, согласно предложенному изобретению руду смешивают с золотосодержащим пиритным концентратом в весовом отношении As:S_общее, равном 1:1,2÷2, добавляют измельченный углеродсодержащий материал в количестве от 0,4% до 1% от исходной массы шихты и подвергают сульфидизирующему обжигу при температуре от 650°С до 700°С в интервале от 20 до 40 мин при пониженном расходе кислорода, при этом получают пригодный для последующего извлечения золота огарок с максимальным содержанием золота и менее 0,03% мышьяка.

Сульфидизирующий обжиг осуществляют при расходе кислорода от 60% до 75% от теоретически необходимого для полного выгорания углерода и частично серы.

Техническим результатом, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупности существенных признаков способа, является получение огарка, содержащего максимальное количество полностью сконцентрированного и находящегося в легко извлекаемой форме золота, и менее 0,03% мышьяка, из которого извлекают золото на уровне 97-99%, что существенно повышает возможность максимального извлечения целевого металла из окисленных золотомышьяковистых руд и предотвращение загрязнения окружающей среды токсичными соединениями мышьяка.

Известно, что окисленные руды являются упорными из-за наличия изолирующих пленок на значительной части золотинок, состав пленок (оболочек) представлен мышьяковистыми минералами. Вследствие этого обычным цианированием не может быть достигнуто полное извлечение золота. Экспериментами установлено, что когда в упорных рудах часть золотинок покрыта охристыми гидратированными и мышьяковистыми оболочками, значительный эффект по извлечению золота известными способами в гидрометаллургии может дать предварительный окислительный обжиг руды при температуре более 700°С в течение 1 часа. При этом гидратные оболочки теряют влагу, и в них образуются трещины, по которым открывается доступ растворителя к золоту и происходит интенсивная возгонка мышьяка в виде его оксидов, что загрязняет окружающую среду и требует дальнейшей переработки.

Заявляемый способ переработки включает подготовку шихты, для чего окисленную золотомышьяковистую руду смешивают с золотосодержащим пиритным концентратом в весовом отношении As:S_общее, равном 1:1,2÷2, и добавляют измельченный углеродсодержащий материал (графит) в количестве от 0,4% до 1% от исходной массы шихты.

Далее полученную шихту подвергают сульфидизирующему обжигу при температуре от 650°С до 700°С в интервале от 20 до 40 мин, что позволяет получить мышьяк в сульфидной форме в виде готового продукта, не требующего дальнейшей переработки и отвечающей требованиям к захоронению.

Сульфидизирующий обжиг полученной шихты проводят в трубчатых печах. Степень отгонки мышьяка составляет 98-99%. Возгоны на 70-80% представлены тетрасульфидом мышьяка в виде аморфного порошка светло-оранжевого цвета, при этом оксидных соединений мышьяка не обнаружено.

Сульфидизирующий обжиг осуществляют при пониженном расходе кислорода.

В ходе выполнения экспериментальных работ были получены результаты, показывающие, что необходимое количество кислорода для проведения сульфидизирующего обжига составляет от 60% до 75% от теоретически необходимого для полного выгорания углерода (1, 2) и частично серы (3) по следующим реакциям:

Присутствие в газах сернистого ангидрида и оксида углерода способствуют также сульфидированию мышьяковистых минералов за счет образования элементарной серы (4).

Ведение процесса при условиях избытка серы, ограниченного доступа кислорода и с добавлением углеродсодержащего материала (графита) в количестве от 0,4% до 1% от исходной массы шихты (в зависимости от вещественного состава руды) препятствуют образованию оксидов мышьяка, арсенатов и устойчивых форм арсенидов железа, отрицательно влияющих на окружающую среду, а также на процесс растворения золота, и позволяют в интервале от 20 до 40 мин получить пористые огарки с невысоким содержанием мышьяка и с максимально высоким содержанием золота для последующего его извлечения.

Из полученных в результате осуществления способа огарков известными способами в металлургии можно извлекать золото на уровне 97-99%.

Заявленное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.Окисленную золотосодержащую руду состава, %: 2,72 S_общ; 0,17 S_SO4; 5,8 As; 0,1 Cu; 0,52 Pb; 46,8 SiO₂; 21,7 Al₂O₃; 20,2 Fe₂O₃; 5 г/т Au смешивают с золотосодержащим пиритным концентратом (сульфидизатор) в количестве 12% от массы руды при соотношение As:S_общее, равном 1:1,3, и измельчают до крупности -1 мм (90%) с добавлением графита (восстановитель) в количестве 0,8% от массы шихты и подвергают сульфидизирующему обжигу при температуре 680°С. Сульфидизирующий обжиг проводят в трубчатых печах при ограниченном доступе кислорода - 65% от теоретически необходимого, при котором достигается полное выгорание углерода и частично серы.

По окончании сульфидизирующего обжига стандартными методами анализа определяют остаточное содержание мышьяка в огарке, которое составляет 0,021%. Из огарка известными способами в металлургии извлекают золото на уровне 98,6%.

Пример 2.

Окисленную золотосодержащую руду Тарорского месторождения (Таджикистан) состава, %: 1,95 S; 2,4 As; 0,9 Сu_общ; 0,42 Сu_окисл; 44,5 СаСО₃; 37,6 SiO₂; 9,6 Fe₂O₃; 5,0 Al₂O₃; от 2 до 7 г/т Au смешивают с золотосодержащим пиритным концентратом (сульфидизатор) в количестве 5% от массы руды при соотношении As:S_общее, равном 1:1,7, и измельчают до крупности -1 мм (90%) с добавлением графита (восстановитель) в количестве 0,5% от массы шихты, и подвергают сульфидизирующему обжигу при температуре 700°С. Сульфидизирующий обжиг проводят в трубчатых печах при ограниченном доступе кислорода - 60% от теоретически необходимого, при котором извлечение мышьяка в сульфидной форме достигает 98,8%.

Из полученных огарков извлекали золото до 97,4% известными способами в металлургии.

Таким образом, преимуществами заявленного способа переработки окисленных золотомышьяковистых руд сульфидизирующим обжигом являются:

- разрушение гидратных и мышьяковистых оболочек на поверхности золотинок;

- вывод мышьяка в виде нетоксичных сульфидов, захоронение которых не потребует особых условий и больших затрат, так как они занимают малый объем и не относятся к группе сильнодействующих ядовитых веществ;

- простота технологии;

- расширение сырьевой базы золотоперерабатывающей промышленности;

- более высокие показатели извлечения золота из продуктов обжига на уровне 97-99%.