СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОТОМЫШЬЯКОВИСТЫХ КОНЦЕНТРАТОВ Российский патент 1997 года по МПК C22B11/08 C22B11/00 

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов, в частности биогидрометаллургической переработке мышьяковистых золотосодержащих концентратов, и может быть использовано для обезвреживания мышьяксодержащих продуктов их переработки.

Известен способ переработки золотомышьяковистых концентратов, включающий их бактериальное выщелачивание, нейтрализацию кеков бактериального выщелачивания и выщелачивание из них золота цианированием с получением кеков и золотосодержащих растворов и обезвреживание кеков цианирования (1).

К недостаткам известного способа относится то, что образующиеся в процессе биогидрометаллургической переработки концентратов твердые отходы содержат вторичные соединения мышьяка, являющиеся при захоронении в отвалах потенциальным источником загрязнения фильтрационных вод.

Это объясняется тем, что образующиеся в стандартных условиях бактериального окисления арсенопирита, т.е. молярном соотношении железа и мышьяка в бактериальном растворе, равном (4-7):1, кеки содержат вторичную фазу, в которой доля аморфных (растворимых) соединений мышьяка составляет 50-80%
Вымываемость же мышьяка из аморфных соединений в контактирующую жидкую фазу в процессе их хранения возрастает с 0,05 до 0,5 мг/л и приводит к опасности заражения окружающей среды растворимыми соединениями мышьяка.

Предлагаемый способ устраняет опасность загрязнения окружающей среды растворимыми соединениями мышьяка за счет обеспечения возможности снижения вымываемости мышьяка из мышьяксодержащих отходов в контактирующую жидкую фазу путем их структурных преобразований в труднорастворимые соединения.

Это достигается тем, что в способе переработки золотомышьяковистых концентратов, включающем бактериальное выщелачивание, извлечение золота из кеков бактериального выщелачивания цианированием с получением кеков цианирования и их обезвреживание, согласно изобретению, бактериальное выщелачивание проводят с введением в раствор железа при поддержании отношения молярных концентраций железа и мышьяка в бактериальном растворе (6-9):1, после обезвреживания кеков цианирования твердую фазу полученной пульпы отделяют от жидкой и подвергают термической обработке при температуре 200-300^oC.

Сущность способа заключается в том, что при бактериальном окислении арсенопирита в исходном концентрате при молярном отношении железа и мышьяка в бактериальном растворе, равном (6-9):1, в кеках (твердых отходах) бактериального выщелачивания и гидрометаллургической переработки последних образуются и присутствуют вторичные соединения мышьяка в виде смеси кристаллической и аморфной фаз, в которой доля кристаллических соединений (скородит) преобладает и составляет порядка 60% по сравнению со стандартными условиями окисления арсенопирита при молярном отношении Fe:As=(4-7):1.

Последующая термическая обработка твердых мышьяксодержащих отходов вызывает структурное преобразование аморфных соединений мышьяка, представленные сульфат арсенатом железа, в кристаллические, представленные арсенатом железа.

В свою очередь увеличение доли кристаллических соединений мышьяка в твердых отходах биогидрометаллургической переработки золотомышьяковистых концентратов снижает вымываемость мышьяка в контактирующую жидкую фазу до 0,008 мг/л.

Способ осуществляется следующим образом. Исходный мышьяковистый золотосодержащий концентрат с массовой долей основных компонентов, железа - 28,9; мышьяка 30,4; серы 29,5; диоксида кремния 8,9; оксида кальция - 0,8; крупностью 98% класса минус 0,044 мм подвергали бактериальному выщелачиванию с использованием штамма Thiobacillus ferroxidaus. Выщелачивание проводили в течение 96 ч при pH 1,5-1,8, отношении Ж:Т=5:1, температуре 28-30^oC и активности бактерий по Fe²⁺ 1,5-3,0 г/л.

Молярное отношение железа и мышьяка в бактериальном растворе поддерживали равным (6-9): 1 введением железа (FeSO₄) в раствор. Степень окисления арсенопирита составила 95%
Пульпу после бактериального выщелачивания сульфидного мышьяка из концентрата обезвоживали, бактериальные растворы возвращали в оборот, а кеки бактериального выщелачивания, содержащие примерно 60% вторичных кристаллических фаз, обрабатывали известковым молоком до pH среды 10,5-11,0 и затем подвергали выщелачиванию, например, раствором цианида натрия.

Цианирование кеков бактериального выщелачивания проводили при отношении Ж: Т= 2:1, концентрации цианида натрия 1,0 г/л и pH пульпы 10,5 в течение 24 ч.

Хвосты цианирования подвергали фильтрации. Отфильтрованный золотосодержащий раствор подавали на извлечение золота, а кеки (твердую фазу) обезвреживали от цианида обработкой гипохлоритом кальция.

Концентрация мышьяка в пульпе после обезвреживания цианида составила примерно 0,2 мг/л. После обезвреживания цианида натрия полученную пульпу обезвоживали, например, фильтрацией и подвергали твердую фазу пульпы термической обработке при температуре 200-300^oC в течение 1 ч.

Вымываемость мышьяка из твердых мышьяксодержащих продуктов биогидрометаллургической переработки в зависимости от молярного соотношения железа и мышьяка в бактериальном растворе в процессе бактериального окисления концентрата и условий их термической обработки представлена в таблице.

Из таблицы видно, что бактериальное выщелачивание золотомышьяковистых концентратов при отношении молярных концентраций железа и мышьяка в бактериальном растворе, равном (6-9):1, и последующая термическая обработка твердых мышьяксодержащих отходов переработки при температуре 200-300^oC снижает вымываемость мышьяка в контактирующий раствор до 0,05-0,008 мг/л и тем самым предотвращает миграцию мышьяка в контактирующую жидкую фазу при хранении отходов переработки.

Экспериментально установлено, что бактериальное выщелачиванием концентрата при соотношении молярных концентраций железа и мышьяка в бактериальном растворе менее 6:1 приводит к образованию в кеках бактериального выщелачивания вторичных соединений мышьяка, в которых доля аморфных соединений преобладает.

Это в свою очередь приводит к увеличению продолжительности и температуры термообработки выше 300^oC или к недостаточной степени структурных преобразований вторичных соединений мышьяка в твердых отходах (кеках цианирования). Последнее способствует увеличению вымываемости мышьяка при хранении отходов в контактирующую жидкую фазу. Увеличение же температуры термообработки выше 300^oC нецелесообразно из-за возгонки мышьяка.

Выщелачивание концентрата при отношении молярных концентраций железа и мышьяка в бактериальном растворе более 10:1 также нецелесообразно, т.к. приводит к увеличению расхода реагентов, а также снижению активности бактерий и степени окисления арсенопирита без уменьшения доли аморфной фазы вторичных соединений мышьяка в кеках бактериального выщелачивания и как следствие снижения вымываемости мышьяка из отходов после их термообработки.

Установлено также, что снижение температуры термообработки отходов ниже 200^oC не обеспечивает полноту структурных преобразований вторичных аморфных фаз мышьяка в кристаллические и как следствие приводит к повышению растворимости мышьяка в контактирующих растворах до концентрации превышающих ПДК.

Таким образом, предлагаемый способ, обеспечивая возможность структурных преобразований аморфных вторичных соединений мышьяка в продуктах биогидрометаллургической переработки в труднорастворимые кристаллические соединения, способствует снижению вымываемости мышьяка из них в фильтрационные воды в процессе хранения и тем самым уменьшает опасность заражения окружающей среды.

Использование: касается переработки мышьяковистых золотосодержащих концентратов и может быть использовано при обезвреживании мышьяксодержащих продуктов биогидрометаллургической переработки концентратов. Сущность: в способе переработки золотомышьяковистых концентратов, включающем бактериальное выщелачивание, цианирование кеков бактериального выщелачивания и обезвреживание хвостов цианирования кеков бактериального выщелачивания, бактериальное выщелачивание проводят при отношении молярных концентраций железа и мышьяка в бактериальном растворе, равном (6-9):1, а после обезвреживания хвостов цианирования твердую фазу пульпы подвергают термической обработке при температуре 200-300^oC. Способ позволяет снизить намываемость мышьяка из мышьяксодержащих продуктов переработки золотомышьяковистых концентратов в контактирующую жидкую фазу в процессе их длительного хранения. 1 табл.

Способ переработки золотомышьяковистых концентратов, включающий бактериальное выщелачивание исходного концентрата, цианирование кеков бактериального выщелачивания с получением цианистого золотосодержащего раствора и кеков и обезвреживание кеков цианирования, отличающийся тем, что бактериальное выщелачивание проводят с введением в раствор железа при поддержании отношения молярных концентраций железа и мышьяка в бактериальном растворе (6 9) 1, причем полученную после обезвреживания кеков цианирования твердую фазу пульпы отделяют от жидкой и подвергают термической обработке при 200 300^oС.