СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2000 года по МПК C22B11/00 C22B3/06 

Изобретение относится к гидрометаллургии золота и может быть использовано при извлечении золота из отходов, вторичных материалов, электронного лома кислотными методами, в частности царской водкой.

С развитием электронной промышленности увеличивается объем использования благородных металлов и соответственно возрастает количество отходов, их содержащих, в частности лома, брака электронных приборов, деталей демонтированной военной техники и т.д., причем предприятия по переработке такого сырья размещают непосредственно в зоне заводов электронной промышленности, то есть в городской черте.

В связи с этим остро стоит вопрос обезвреживания газовых выбросов таких предприятий, так как при обработке сырья царской водкой образуется газовоздушная смесь, содержащая хлористый водород и оксиды азота.

Известные приемы газоочистки направлены на очистку воздуха от оксидов серы, углерода, азота или их смесей, однако при одновременном содержании оксидов азота и хлористого водорода такая смесь трудно поддается обезвреживанию.

Поэтому в процессах кислотного растворения золотосодержащих материалов, где выделяется значительное количество газов, образуются брызги, возгоны, туманы растворов, содержащих драгоценные металлы, чаще всего улавливают только металлы путем пропускания газовой фазы через фильтрующий материал - стекловату, которую затем перерабатывают (Металлургия благородных металлов. Под ред. Л. В.Чугаева. М., Металлургия, 1987, стр. 340-341). Газовоздушную смесь, содержащую кислотные компоненты, рассеивают в воздухе.

Известен способ очистки отходящих газов, образующихся при травлении металлов в ваннах с азотной кислотой, от оксидов азота. Часть газов улавливают водой, а доочистку воздуха ведут путем смешивания с водяным туманом и пропускания через сорбент - силикагель, обработанный карбамидом (Авт. Свид. СССР 1824748, B 01 D 53/34, 1996).

Недостатками известного способа являются предпочтительность его использования для обработки высоко окисленных по оксидам азота газовоздушных смесей, необходимость периодического выполнения сложной операции нанесения карбамида на силикагель, ограниченность объектов очистки газовоздушными смесями с невысокими температурами.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения золота из золотосодержащих материалов, включающий обработку исходных материалов раствором, содержащим соляную кислоту, с получением золотосодержащего раствора и газовоздушной смеси, которую пропускают через скруббер, орошаемый циркулирующей водой. Из воды орошения периодически извлекают солянокислые соли золота. При такой очистке газовоздушной смеси достигается частичное поглощение хлористого водорода (Баймаков Ю. В., Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии. М., Металлургия, 1977, стр. 112-114).

Недостатками известного способа являются неполнота очистки воздуха от хлористого водорода, невозможность его использования для эффективной очистки газовоздушной смеси сложного состава.

Техническим результатом, к достижению которого стремится заявитель в своем изобретении, является повышение степени и комплексности очистки отходящих газов при обработке золотосодержащих материалов смесью соляной и азотной кислот (царской водкой).

Для достижения указанного результата в способе извлечения золота из золотосодержащих материалов, включающем обработку исходного материала раствором, содержащим соляную кислоту, с получением золотосодержащего раствора и газовоздушной смеси, ее пропускание через скруббер, орошаемый циркулирующей водой, согласно изобретению газовоздушную смесь предварительно пропускают через щелочной раствор, дальнейшее пропускание ведут через скруббер, содержащий стальные стружки, со скоростью 0,1-0,5 м/сек, орошение водой ведут при плотности орошения 0,8-1 м³/(м² • час) с последующей каталитической обработкой оставшихся газов. При этом используют стальные стружки фракции (3-4) • 1 • 0,25 мм.

Сущность способа заключается в следующем.

При обработке золотосодержащих материалов царской водкой образуется газовая смесь, содержащая оксид и диоксид азота, хлористый водород, а также золотосодержащие аэрозоли. До недавнего времени из газовоздушных смесей извлекали только золото, как описано выше, а кислые газы выбрасывали без обработки. Поскольку предприятия по переработке вторичного сырья, содержащего драгоценные металлы, располагаются в населенных местах, то проблемы загрязнения воздушной среды становятся все острее.

Сложный состав газов в вентиляционных выбросах не позволяет проводить их глубокую очистку известными способами, так как присутствие хлористого водорода даже в незначительных концентрациях отравляет катализатор нейтрализации оксидов азота. Пропускание газовоздушной смеси через щелочной раствор позволяет извлекать золото, поглощать основную массу хлористого водорода, часть оксидов азота. Однако очистка отходящих газов до ПДК по HCl таким путем невозможна вследствие, в частности, трудности формирования и равномерного распределения в объеме щелочного раствора барботируемых через его толщу мелкодисперсных газовоздушных пузырьков одинакового размера, существования внутри разновеликих пузырьков тяжело улавливаемого тумана капельно-жидкой HCl. В присутствии HCl эффективная каталитическая очистка от оксидов азота не обеспечивается, катализатор отравляется, срок службы его значительно сокращается.

Для повышения эффективности очистки газовоздушной смеси за счет ее комплексности и полноты газовоздушную смесь, прошедшую щелочную очистку, подвергают пропусканию через скруббер, заполненный стальными стружками, со скоростью 0,1-0,5 м/сек при орошении скруббера циркулирующей водой, которое ведут с интенсивностью 0,8-1 м³/(м² • час).

Хлористый водород, находящийся в газовоздушной смеси после щелочной обработки, взаимодействует с основой стальных стружек - металлическим железом, образуя хлориды железа, которые смываются с поверхности стружек орошающей водой. Скорость пропускания газовоздушной смеси, равная 0,1-0,5 м/сек, обусловлена скоростью взаимодействия хлористого водорода с железом, от которой зависит полнота очистки газовоздушной смеси, а также объемы требующегося оборудования.

Высокая растворимость хлоридов железа в воде способствует быстрому обновлению поверхности стружек. Плотность орошения водой, равная 0,8-1 м³/(м² • час), достаточна для полного смывания образующихся хлоридов железа. Повышение расхода орошающей воды приводит к непроизводительным затратам энергии на циркуляцию жидкости.

Содержание хлористого водорода в газовоздушной смеси, прошедшей через скруббер, составляет не более 2 мг/м³, что достаточно для последующей эффективной каталитической очистки воздуха от оксидов азота.

Пример
Лом электронных приборов - золотосодержащие контакты подвергают царсководочному растворению в травильных ваннах, снабженных вытяжной вентиляцией. В процессе растворения образуются золотосодержащий раствор и газовоздушная смесь (вентиляционные выбросы) состава, г/м³: 0,35 NO, 8,0 NO₂, 0,4 HCl, а также 18 об.% O₂. Вентиляционные выбросы данного состава подвергают предварительной очистке в барботажном абсорбере, заполненном щелочным раствором. Газовоздушная смесь после этого этапа очистки содержит в г/м³ до 0,2 NO, до 2,0 NO₂ и до 0,05 хлористого водорода. Эту смесь со скоростью 0,3 м/сек подают снизу в скруббер, заполненный стальными стружками фракции (3-4) • 1 • 0,25 мм.

Стружку данной фракции получают обтачиванием стальной болванки с последующими дроблением, рассевом и отбором фракции (3-4) • 1 • 0,25 мм. Использование данной фракции создает оптимальное гидравлическое сопротивление газовоздушному потоку, не превышающее 100 мм водяного столба.

Сверху стружки непрерывно орошают водой с плотностью орошения 0,9 м³/(м² • час), полученный раствор циркулирует в системе в течение 2-3 лет без замены с его периодической подпиткой водой.

Содержание хлористого водорода в газовоздушном потоке, выходящем из скруббера, составляет 1,9 мг/м³.

Нейтрализация оксидов азота достигается путем их низкотемпературного селективного каталитического восстановления в присутствии аммиака, обеспечивающего степень очистки от оксидов азота на уровне 98-97,5%.

В результате в атмосферу выбрасывается воздух, содержащий примеси хлористого водорода на уровне его ПДК и оксиды азота в количестве, не превышающем 0,003 об.%.

Таким образом, предложенный способ позволяет проводить глубокое обезвреживание токсичных газов сложного состава с низкой концентрацией, содержащихся в вентиляционных выбросах кислотных ванн растворения золотосодержащих материалов, увеличить срок службы катализатора нейтрализации оксидов азота с нескольких суток до года, за счет этого сократить расход благородных металлов (при использовании содержащих их катализаторов), удешевить процесс очистки газовоздушной смеси, рекуперировать HCl с получением концентрированного раствора хлоридов железа, что обеспечивает возможность вовлечения последних в хозяйственный оборот, уменьшить загрязнение окружающей среды.

Изобретение относится к гидрометаллургии золота и может быть использовано при извлечении золота из отходов, вторичных материалов, электронного лома царской водкой. При обработке золотосодержащих материалов в травильных ваннах образующуюся газовоздушную смесь подвергают последовательному пропусканию через щелочной раствор, через слой стальных стружек в скруббере, орошаемом циркулирующей водой, а затем подвергают каталитической доочистке. В итоге воздух очищается от хлористого водорода до значений ПДК и от оксидов азота до их остаточного содержания, не превышающего 0,003 об.%. Способ обеспечивает длительную эффективную работу очистного оборудования. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ извлечения золота из золотосодержащих материалов, включающий обработку исходного материала раствором, содержащим соляную кислоту, с получением золотосодержащего раствора и газовоздушной смеси, пропускание ее через скруббер, орошаемый циркулирующей водой, отличающийся тем, что газовоздушную смесь предварительно пропускают через щелочной раствор, дальнейшее пропускание ведут через скруббер, содержащий стальные стружки, со скоростью 0,1 - 0,5 м/с, орошение водой ведут при плотности орошения 0,8 - 1 м³/м² • ч, с последующей каталитической очисткой оставшихся газов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стальные стружки используют в виде фракции (3 - 4) • 1 • 0,25 мм.