Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА ИЗ УПОРНЫХ РУД

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных и благородных металлов, а именно к извлечению золота из упорных руд.

Известен способ извлечения золота из золотосодержащего минерального сырья, включающий агломерацию массы исходного путем добавки к ней связующего материала и раствора реагентов, формирование штабеля, выщелачивание золота путем подачи в штабель раствора выщелачивающего реагента, сбор продуктивных растворов с последующим выделением из них золота. При агломерации в массу исходного сырья в качестве раствора реагентов вводят электроактивированный концентрированный раствор цианидов щелочных металлов. После формирования штабеля осуществляют подачу в штабель подогретого сжатого воздуха, затем в подаваемый воздух добавляют химически активные газы, в том числе двухатомарный кислород, атомарный кислород, озон, углекислый газ, пары активированной воды, содержащие перекись водорода, гидроксил-радикал, надугольную и угольную кислоты. Активные газы получают путем фотохимической обработки газов и паров воды, выделенных из водно-газовых суспензий, образованных при электрохимической обработке содовых растворов. После выдержки и высыхания агломерированной массы в нее подают в пенетрационном режиме раствор комплексообразователя для золота. После повторной выдержки возобновляют подачу в агломерированную минеральную массу сжатого воздуха с химически активными газами, после чего минеральную массу орошают водой или слабо концентрированным раствором выщелачивающего реагента [1].

Недостатком данного способа является применение для агломерации концентрированного раствора высокотоксичных цианидов щелочных металлов.

Известен способ извлечения дисперсного золота из упорных руд и техногенного минерального сырья. Способ включает агломерацию золотосодержащей минеральной массы исходного сырья, выщелачивание золота и последующее извлечение золота из раствора. Агломерацию минеральной массы осуществляют путем добавки в нее одновременно карбонатно-щелочного раствора, полученного путем электрохимической и фотохимической обработки содового раствора, комплексообразователя и ионообменной смолы, селективной по золоту. Ионообменная смола предварительно обрабатывается в растворе, подготовленном в фотоэлектрохимическом или электрохимическом реакторе. Выщелачивание золота осуществляют первоначально в пенетрационно-диффузионном режиме. После сорбционного извлечения легкорастворимых форм золота выщелачивание осуществляют в режиме активного массообмена путем добавки в минеральную массу накислороженной воды или слабого раствора реагента-комплексообразователя до формирования пульпы, барботажа пульпы и отделения от нее насыщенной ионообменной смолы [2].

Сложный состав жидкой фазы пульп снижает эффективность сорбционного процесса, при этом емкость анионита по золоту падает. Для эффективного отделения насыщенной по золоту ионообменной смолы от минеральной массы пульпы необходимо предварительное тонкое измельчение, приводящее к повышению себестоимости процесса.

Наиболее близким к заявляемому является способ извлечения дисперсного золота из упорных руд и техногенного минерального сырья, включающий его агломерацию, формирование штабеля и выщелачивание золота путем подачи в штабель раствора выщелачивающего реагента. Первичное выщелачивание свободного золота и золота в сростках осуществляют раствором реагента-комплексообразователя. Затем проводят выдержку и осуществляют подачу в штабель сернокислотно-пероксидного и карбонатно-пероксидного растворов, прошедших фотоэлектрохимическую обработку. После повторной выдержки производят довыщелачивание тонкого и дисперсного золота [3].

Недостатком данного способа является увеличение эксплуатационных затрат за счет дополнительного использования карбонатно-пероксидного раствора.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности переработки золотосодержащего минерального сырья за счет увеличения извлечения тонкого и дисперсного золота, заключенного в сульфосольных минералах, а также снижения сорбционной активности углистых включений.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе выщелачивания золота из упорных руд, включающем обработку золотосодержащей минеральной массы сернокислотно-пероксидным раствором, прошедшим насыщение окислителем, электрохимическую и фотохимическую обработку, выщелачивание золота раствором комплексообразующего реагента с последующим выделением из него золота, первичную обработку золотосодержащей минеральной массы осуществляют электрофотоактивированным сернокислотно-пероксидным раствором, содержащим как стабильные, так и метастабильные пероксидные соединения, полученные путем двухстадийной обработки сернокислотного раствора на первой стадии насыщением его двухатомарным кислородом и последующей электрохимической обработкой, на второй - добавкой в полученный электроактивированный раствор перекиси водорода и его фотохимической обработкой, последующую вторичную обработку минеральной массы осуществляют раствором хлорида натрия для формирования при его смешивании с электрофотоактивированным сернокислотно-пероксидным раствором активных хлор-кислородных комплексов, обеспечивающих выщелачивание основной части золота, а после вторичной обработки производят выщелачивание сложноизвлекаемых форм золота электрофотоактивированным раствором хлоридного реагента-комплексообразователя, в который при его подготовке на завершающей стадии электролиза дозированно вводят в прианодную зону соляную кислоту.

Возможность формирования требуемой последовательности выполняемых действий предложенными средствами позволяет решить поставленную задачу, определяет новизну, промышленную применимость и изобретательский уровень разработки.

Способ выщелачивания золота из упорных руд осуществляется следующим образом.

После рудоподготовки осуществляют обработку золотосодержащей минеральной массы сернокислотно-пероксидным раствором, прошедшим насыщение окислителем, электрохимическую и фотохимическую обработку, выщелачивание золота раствором комплексообразующего реагента с последующим выделением из него золота.

Первичную обработку золотосодержащей минеральной массы осуществляют электрофотоактивированным сернокислотно-пероксидным раствором, содержащим как стабильные, так и метастабильные пероксидные соединения, полученные путем двухстадийной обработки сернокислотного раствора на первой стадии насыщением его двухатомарным кислородом и последующей электрохимической обработкой. На второй стадии осуществляют добавку в полученный электроактивированный раствор перекиси водорода и его фотохимическую обработку. Последующую вторичную обработку минеральной массы осуществляют раствором хлорида натрия для формирования при его смешивании с электрофотоактивированным сернокислотно-пероксидным раствором активных хлор-кислородных комплексов, обеспечивающих выщелачивание основной части золота. После вторичной обработки производят выщелачивание сложноизвлекаемых форм золота электрофотоактивированным раствором хлоридного реагента-комплексообразователя, в который при его подготовке на завершающей стадии электролиза дозированно вводят в прианодную зону соляную кислоту.

Двухстадиальная электрофотоактивация выщелачивающего раствора обеспечивает синтез активных форм кислорода. Образование метастабильных пероксидных соединений, в первую очередь, будет осуществляться на аноде, где будут в виде пузырьков выделяться газообразный двухатомный кислород и пары воды, а в самом растворе в прианодной зоне будет происходить образование метастабильной мононадсерной кислоты. Смешивание растворенного кислорода с газообразным водородом, выделяющимся на катоде, осуществляется барботажем. Водородно-кислородная смесь будет формироваться за счет встречной диффузии кислорода и водорода при коалесценции (слипании) газовых пузырьков, выделяемых соответственно на катоде и аноде.

При последующей фотохимической обработке электроактивированного раствора, реализуемой путем его ультрафиолетового облучения, происходит активация водорода, паров воды и растворенного кислорода с переходом его в атомарную форму и озон. В растворе, при реакциях между атомарными и молекулярными формами кислорода и водорода, будет образовываться комплекс метастабильных пероксидных соединений. Причем при дополнительном вводе в полученный раствор стабильной перекиси водорода, за счет ее обратимой реакции с серной кислотой, в нем будут формироваться мононадсерная и надсерная кислоты. Ультрафиолетовое облучение сернокислотно-пероксидного раствора, насыщенного кислородом, также будет приводить к образованию озона, гидратированных гидроксил-радикалов и сопутствующих им более сложных пероксидов, повышая его окислительно-восстановительный потенциал. Наличие в растворе как стабильной, так и метастабильной форм перекиси водорода обеспечит, за счет неравновесности системы, длительность протекания обратимых реакций с образованием активных окислителей для ряда компонентов руды, обуславливающих ее упорность.

При взаимодействии сернокислотно-пероксидных растворов с рудой происходит интенсивное окисление и выщелачивание железа и меди сульфатами, окисление серы активными формами кислорода, с образованием сульфитов и дополнительных сульфатов, окисление углерода и остаточных органических соединений. Это обеспечивает, в целом, подготовку золотосодержащей минеральной матрицы к последующему хлоридному выщелачиванию включенного в нее тонкого и дисперсного золота. Окисленные и выщелоченные компоненты руды не вступают во взаимодействие с хлоридными комплексами, которые соответственно расходуются преимущественно на взаимодействие с золотом. Мышьяк и сурьма в составе арсенопирита, стибнита, сульфосольных минералов, растворяющиеся компонентами сернокислотно-пероксидного раствора, извлекаются из продуктивных растворов ионообменными сорбентами, что позволяет в последующем существенно снизить загрязнение ими окружающей среды. Вторичную обработку минеральной массы с тонковкрапленным и дисперсным золотом сернокислотно-пероксидными растворами, осуществляют раствором хлорида натрия для формирования активных хлор-кислородных комплексов. При этом происходит образование хлорида водорода вследствие реакции сернокислотно-пероксидного раствора с хлоридом натрия и хлорноватистой кислоты при взаимодействии хлорида водорода с пероксидами водорода. Образующийся хлорид водорода взаимодействует с нерастворенной частью железа, меди и ряда других металлов, повышая площадь контактной поверхности, а активные хлор-кислородные комплексы растворяют свободное золото. После этого минеральную массу орошают электрофотоактивированным раствором хлоридного реагента-комплексообразователя для золота, что обеспечивает выщелачивание сложноизвлекаемых форм золота. На завершающей стадии электролизом раствора хлорида натрия готовят раствор с реагентом-комплексообразователем для золота. Причем в процессе электролиза в прианодную область электролитической ячейки дозировано вводят соляную кислоту для формирования гидратированного кластеризованного хлоридного комплекса, включающего реакционно-активные ионные и радикальные формы хлора. Раствор хлоридного реагента-комплексообразователя также содержит активные окислители, формирующие при взаимодействии с минералообразующим железом его гидроксиды, и, соответственно, обеспечивает повышение проницаемости минеральных матриц, содержащих микронное, субмикронное и дисперсное золото.

Пример выполнения способа выщелачивания золота из упорных руд

Выщелачивание золота производилось из упорных бедных сульфидно-сульфосольных руд Дарасунского месторождения с содержанием золота менее 2 г/т после 3-стадиального дробления до достижения средней крупности - 3,35 мм. Первичная обработка золотосодержащей минеральной массы осуществлялась добавлением к дробленой руде связующего и смешиванием с электрофотоактивированным сернокислотно-пероксидным раствором, содержащим как стабильные, так и метастабильные пероксидные соединения, с расходом 50 л/т.

Двухстадийная обработка сернокислотного раствора осуществлялась на первой стадии приготовлением раствора H₂SO₄ из расчета достижения конечной концентрации 3-5 г/л и насыщением его двухатомарным кислородом (методом барботажа) и электрохимической обработкой продолжительностью 1 час. На второй стадии обработка осуществлялась добавкой в полученный электроактивированный раствор перекиси водорода до достижения концентрации 50 мг/л и фотохимической обработкой полученной смеси источником ультрафиолетового облучения лампой ДРТ-230 в течение 5 мин.

Полученная масса агломерировалась в бетономешалке не менее 3 мин и укладывалась в штабель высотой 3,5 м. Далее штабелированная масса выдерживалась в течение 4 суток для укрепления окатышей и диффузионного выщелачивания элементов, геохимически связанных с золотом.

Последующую вторичную обработку минеральной массы (штабеля) осуществляли раствором хлорида натрия для формирования при его смешивании с электрофотоактивированным сернокислотно-пероксидным раствором активных хлор-кислородных комплексов, обеспечивающих выщелачивание основной части золота. Образующийся при взаимодействии хлорида натрия с сульфатами в кислотной среде хлорид водорода взаимодействует с нерастворенной частью железа, меди и ряда других металлов, ассоциирующих с дисперсным золотом, расширяет микротрещины и повышает площадь контактной поверхности минералов, содержащих микронное и субмикронное золото. Активные хлор-кислородные комплексы растворяют свободное золото.

После вторичной обработки производили выщелачивание сложноизвлекаемых форм золота электрофотоактивированным раствором хлоридного реагента-комплексообразователя с концентрацией активного хлора 7 г/л, которым осуществляли основное выщелачивание золота в диффузионно-конвективном режиме. Плотность орошения штабеля этим раствором составляла 10 л/м² в час. Для производства раствора хлоридного реагента-комплексообразователя был использован исходный раствор NaCl с концентрацией 50 г/л. В указанный раствор при его подготовке на завершающей стадии электролиза дозированно вводили в прианодную зону соляную кислоту в количестве 3 мл/л (0,1 н. раствор). В итоге был получен раствор хлоридного реагента-комплексообразователя с концентрацией активного хлора 7 г/л. Параметры электролизера: номинальный ток электродного блока - 8 А; номинальное напряжение на электродном блоке - 12-16 В. Далее раствор облучали ультрафиолетом в течение 5 мин.

Продуктивный раствор с содержанием золота 3-5,5 мг/л собирался в дренажной канавке и зумпфе и перекачивался насосом на участок сорбции. Общее извлечение золота составило за 1,5 месяца 87%.

Способ повышает эффективность переработки золотосодержащего минерального сырья за счет увеличения извлечения тонкого и дисперсного золота, заключенного в сульфосольных минералах, а также снижения сорбционной активности углистых включений.

Источники информации

1. Патент №2608479 RU, МПК С22В 11/00, С22В 7/00, С22В 3/04. Способ кучного выщелачивания золота из упорных руд и техногенного минерального сырья. - Опубл. 18.01.2017, бюл. №2.

2. Патент №2509166 RU, МПК С22В 11/00, С22В 3/04. Способ извлечения дисперсного золота из упорных руд и техногенного минерального сырья. - Опубл. 10.03.2014, бюл. №7.

3. Патент №2585593 RU. Способ кучного выщелачивания золота из упорных руд и техногенного минерального сырья. МПК С22В 11/00, С22В 7/00, С22В 3/04. - Опубл. 27.05.2016, бюл. №15.