Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ РУД

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к извлечению благородных металлов, и может быть использовано при извлечении золота из руд.

Известен способ интенсификации цианидного выщелачивания методами предварительной активации интенсивным измельчением дробленного сырья с применением аппаратов планетарного действия с последующим цианированием. Способ заключается в том, что предварительно дробленную руду для механической активации измельчают в планетарной мельнице и отправляют на процесс цианирования. Высокая скорость измельчения и активации материала в них обеспечивается центробежными силами, возникающими при вращении барабанов вокруг своей и общей оси (Каменский Ю.Д., Копылов Н.И. Технологические аспекты извлечения золота из руд и концентратов (обзор зарубежных, отечественных и авторских работ) / - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. - С. 124).

Недостатками данного способа являются следующие факты: химическая активность сульфидных минералов возрастает, что повышает вероятность их взаимодействия с цианидом и кислородом, вследствие чего повышается расход цианида и снижается концентрация кислорода; раствор или пульпа после выделения из них цианистых комплексов золота требуют тщательной нейтрализации вредных циан-ионов и цианистых комплексов различных металлов.

Известен способ цианирования золотосодержащего флотоконцентрата, включающий автоклавное цианирование при нормальной температуре, давлении кислорода около 5 МПа, продолжительности - 15 мин и повышенной концентрации цианида - 0,2-0,5% с извлечением золота на уровне 85% (Захаров Б.А., Меретуков М.А. Золото: упорные руды. - М.: Издательский дом «Руда и Металлы», 2013. - 452 с.).

Недостатками данного способа являются: низкое извлечение золота; окисление цианида до образования цианата, что повышает его расход; большие затраты на высоконапорные кислородные станции и специальные пульповые насосы; сложность управления; требуются автоклавные агрегаты очень высокой прочности и коррозионной стойкости, так как процесс ведется при больших давлениях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является способ цианирования золотосодержащей руды (Патент РФ №2154118 на изобретение «Способ цианирования», МПК С22В 11/08, опубл. 10.08.2000).

Согласно патенту способ может быть использован для гидрометаллургической переработки золотосодержащих руд. Руду измельчают при цианировании, цианирование продолжают при перемешивании. Твердую фракцию отделяют от золотосодержащих растворов путем разгрузки пульпы после цианирования на водонепроницаемую площадку для дренажного отделения. Из растворов извлекают золото, хвосты обезвоживают, обезвреживают и разгружают в отвал. Цианистую пульпу от цикла измельчения можно подвергать предварительной центробежной классификации с выделением песковой фракции на перемешивание слива с растворенным в нем золотом для последующего объединения с продуктами перемешивания. Обеззолоченный цианистый раствор подают на процианированный продукт перемешивания после его разгрузки на водонепроницаемую площадку. Способ позволяет рентабельно перерабатывать золотосодержащие руды без нанесения ущерба окружающей среде в экспедиционных условиях.

Недостатками способа-прототипа являются:

- низкая скорость растворения золота в процессе измельчения, так как основная часть окислителя - содержащего в растворе кислорода, будет расходоваться на взаимодействие с компонентами руды;

- длительность процесса измельчения;

- значительное количество последовательных операций;

- потери раствора, содержащего растворенное золото, в процессе дренажного отделения.

Техническая задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит:

- в интенсификации процесса цианирования;

- в уменьшении продолжительности измельчения;

- в повышении степени вскрытия золотин;

- в повышении извлечения золота.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе интенсификации процесса цианирования золота из руд, включающем операцию цианирования при измельчении, согласно заявляемому изобретению, предварительно оборотные воды насыщают кислородом до концентрации от 15 мг/дм³ до 18 мг/дм³ в установке с гидроакустическим излучателем, в мельницу последовательно подают предварительно дробленную руду до крупности фракций от 2 мм до 4 мм, добавку гидроксида натрия для создания рН среды от 9 до 11, насыщенные кислородом оборотные воды в соотношении твердой фазы к жидкой фазе от 3:2 до 2:1 и измельчают при концентрации цианида от 0,002 до 0,04% до крупности менее 74 мкм.

Техническим результатом, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупности существенных признаков способа, является:

- интенсификация процесса цианирования золотосодержащего сырья за счет измельчения материала при подаче предварительно насыщенных кислородом оборотных вод и цианида в мельницу;

- упрощение способа за счет сокращения ряда операций: цианирование перемешиванием и процесс фильтрации для отделения твердой фазы от жидкой;

- сокращение продолжительности измельчения;

- повышение извлечения золота вследствие окисления сульфидных минералов в избытке растворенного кислорода, содержащих тонкодисперсное золото.

В предлагаемом способе последовательно подают в мельницу предварительно дробленную руду до крупности фракций от 2 мм до 4 мм, гидроксид натрия, предназначенный для создания рН среды от 9 до 11, и оборотные воды, предварительно насыщенные кислородом до 15-18 мг/дм³, и подвергают измельчению при определенных концентрациях цианида в зависимости от вещественного состава обрабатываемого материала, что способствует интенсификации процесса растворения в 16-24 раза, позволит сократить продолжительность измельчения на 20-30 минут и повысить извлечение золота в раствор до 60-95% в зависимости от типа, минералогических особенностей и вещественного состава обрабатываемого материала.

Измельчение при цианировании осуществляется в барабанных вращающихся мельницах в замкнутом цикле с процессом классификации. В качестве классификатора используют гидроциклон, который обеспечивает разделение конечного продукта цианирования при измельчении на слив и пески. Сливом является смесь жидкой и твердой фазы, содержащей фракцию ниже требуемой крупности, который направляется на дальнейшую сорбцию из него золота. Пески являются смесью жидкой и твердой фазы, содержащей фракцию выше требуемой крупности, которые обратно поступают в мельницу для доизмельчения и доцианирования.

Известно, что содержание растворенного кислорода в оборотных водах составляет 3-5 мг/дм³, при смешивании таких вод с обрабатываемым золотосодержащим сырьем растворенный кислород вступает во взаимодействие с компонентами руды и расходуется, вследствие чего концентрация его снижается до 2-3 мг/дм³. Поскольку лимитирующей стадией растворения золота в цианистых растворах является концентрация растворенного кислорода, то в случае его низкой концентрации скорость растворения золота падает. Повышение концентрации растворенного кислорода не только приводит к увеличению скорости растворения золота, но и, окисляя сульфидные минералы, содержащие микрочастицы золотин, к вскрытию их, что приводит к повышению извлечения золота в раствор.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что введение дополнительного количества кислорода до концентрации от 15 до 18 мг/дм³ осуществляется насыщением кислородом оборотных вод на специальной установке с гидроакустическим излучателем, представляющей собой устройство для подачи жидкости под давлением и гидроакустический преобразователь.

Устройство по конструкции принципиально схоже с инжекторами и обладает свойством распылять в жидкости воздух, засасываемый за счет создаваемого в преобразователе разрежения.

Степень помола в мельнице, отношение жидкого к твердому, циркуляционная нагрузка мельницы за счет песков гидроциклона и другие параметры технологического процесса интенсификации цианирования при измельчении строго определяются предварительными исследовательскими работами, технологическими и технико-экономическими расчетами в зависимости от конкретного вещественного состава золотосодержащего сырья.

Установлено, что можно достичь минимальной работы разрушения и, соответственно, минимальной поверхностной энергии путем измельчения материала в присутствии поверхностно-активных веществ (ПАВ). Известно, что наилучшим на данный момент ПАВ является гидроксид натрия. Поэтому целесообразно проводить измельчение при рН среды, создаваемой гидроксидом натрия. Однако обнаружено, что не только гидроксид натрия, но и растворенный кислород может выступить в роли ПАВ (таблица 1).

С повышением концентрации растворенного кислорода до 18 мг/дм³ степень окисления минералов увеличивается, их поверхность становится рыхлой и нестойкой. Это способствует разрушению этих минералов при наложении минимальной работы, создаваемой мельницей. Это в конечном итоге увеличивает выход готового класса, сокращает продолжительность измельчения, следовательно, расход электроэнергии и, кроме того, повышает степень вскрытия тонкодисперсных золотин.

К преимуществам заявленного способа переработки золотосодержащего сырья измельчением при цианировании относится: увеличение скорости растворения золота цианированием при измельчении в 16-24 раза; повышение производительности фабрики при сохранении того же основного оборудования; повышение извлечения золота до 60-95% только в цикле измельчения; сокращение продолжительности измельчения на 20-30 минут.

Заявленное изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1.

Дробленную до крупности от 2 мм до 4 мм смешанного типа золотосодержащую руду состава, %: 0,1 - Cu; 0,52 - Pb; 46,8 - SiO₂; 21,7 - Al₂O₃; 20,2 - Fe₂O₃; 5 г/т - Au, оборотные воды, предварительно насыщенные кислородом на установке с применением гидроакустического излучателя до концентрации кислорода 18 мг/дм³ и содержащие цианид на уровне 0,04%, в соотношениях ж:т=2:1 и NaOH в количестве 3,2 кг/т подают в мельницу и подвергают измельчению в течение 22 минут.

Измельчение проводят в барабанной мельнице с шаровой разгрузкой непрерывного действия в замкнутом цикле с гидроциклоном. Слив гидроциклона крупностью менее 74 мкм отправляется на сорбцию золота активированным углем. Пески гидроциклона крупностью более 74 мкм обратно поступают в мельницу для доизмельчения и доцианирования золота.

По окончании процесса измельчения стандартными методами анализа определяют извлечение золота в растворе, которое составляет 94,8%.

Пример 2.

Дробленную до крупности от 2 мм до 4 мм окисленную руду месторождения Бургунды состава, %: 49,51 - SiO₂; 6,43 - Al₂O₃; 9,8 - Fe₂O₃; 9,54 - СаО; 5 г/т - Au, оборотные воды, предварительно насыщенные кислородом на установке с применением гидроакустического излучателя до концентрации кислорода 15 мг/дм³ и содержащие в своем составе цианид на уровне 0,002%, в соотношениях ж:т=3:2 и NaOH в количестве 2,3 кг/т подвергают измельчению в шаровой мельнице в замкнутом цикле с гидроциклоном в течение 34 минут.

Пески гидроциклона крупностью более 74 мкм обратно поступают в мельницу для доизмельчения и доцианирования золота. Слив гидроциклона отправляют на сорбционное выщелачивание для доцианирования и сорбции золота с применением активированного угля. Процесс сорбционного выщелачивания проводят в течение 2 часов с постоянной подпиткой и поддержанием концентрации цианида на уровне 0,01%.

Сорбционное цианирование проводят в чанах-перемешивателях.

Извлечение золота только на стадии цианирования руды при измельчении составляет 63,4%. Общее извлечение золота, включая стадию сорбционного выщелачивания, составляет 85,8%.

.