СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ АРСЕНОПИРИТНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ Российский патент 2008 года по МПК C22B11/02 

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано для избирательного извлечения золота из гравитационных и флотационных концентратов золотоизвлекательных фабрик при доводке золотосодержащих продуктов до кондиции аффинажа.

Известен способ извлечения благородных металлов из золоторудных концентратов в условиях пробирной плавки (950-1150°С). Золоторудный концентрат шихтуют с окисью свинца, восстановителем (углем, мукой и пр.), а также флюсами (содой, бурой, кремнеземом) для ошлакования породообразующих и плавят, например, в тигельных печах. В процессе плавки происходит восстановление свинца из его окиси, представленной дисперсным порошком. Образующийся в результате восстановления тонкодисперсный свинец концентрирует в себе благородные металлы, присутствующие в шихте. (Пробоотбирание и анализ благородных металлов. Барышников И.Ф., Попова Н.Н., Оробинская В.А. и др., М., Металлургия. - 1978, 432 с.). При переработке арсенопиритных концентратов плавке предшествует операция двухстадиального окислительного обжига материала с целью последовательного глубокого удаления мышьяка и, на второй стадии, серы в виде соответствующих газообразных соединений.

К недостаткам способа относятся:

- высокая температура процесса;

- необходимость предварительного обжига арсенопиритных золотосодержащих концентратов.

Наиболее близким к заявляемому является способ извлечения золота из золоторудных концентратов в свинцовый сплав, включающий диспергирование расплавленного свинца при интенсивном механическом перемешивании его лопастной мешалкой совместно с золотосодержащим концентратом в присутствии расплавленной щелочи (NaOH), при весовом отношении концентрат:щелочь, равном 1:(1÷3), и температуре 400-550°С, в зависимости от минералогического состава концентрата. При переработке арсенопиритных концентратов температура, обеспечивающая высокое извлечение золота (99,9%), должна составлять не ниже 550°С, продолжительность перемешивания 40 мин и отстаивания 15 мин. При этом расход щелочи по отношению к массе концентрата, составляет 3:1 (Способ извлечения золота из золоторудного сырья. RU 2259410 C1, C22B 11/02).

К недостаткам способа следует отнести:

- высокий расход щелочи (NaOH) при переработке арсенопиритных концентратов, составляющий 300% от массы золоторудного сырья;

- высокую температуру процесса - 550°С;

- значительную продолжительность контакта компонентов системы (40 мин перемешивания и 15 мин отстаивания).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение расхода NaOH при осуществлении процесса и снижение температуры системы при высокой скорости осуществления глубокого извлечения золота и серебра в расплавленный свинец.

Технический результат достигается способом извлечения золота из арсенопиритных золоторудных концентратов в расплавленный свинец в присутствии расплавленной щелочи, при интенсивном механическом перемешивании системы лопастной мешалкой в течение 8-10 мин, при температуре 330-350°С и весовом отношении концентрат:NaOH, равном 1:(0,8÷1).

Процесс характеризуется разложением арсенопирита, являющегося ответственным за концентрирование золота в рудном материале, при температуре 330-350°С с накапливанием элементарного мышьяка и, что особенно важно, соединения мышьяка с золотом (As_xAu_y), отличительной особенностью которых является высокая скорость растворения в расплавленном свинце.

Коллектирование благородных металлов расплавом свинца в отличие от прототипа протекает при температуре 330-350°С, и при этом достигаются высокие показатели извлечения золота в широком интервале изменения содержания мышьяка в арсенопиритном концентрате (от 0,5 до 27%).

В расплаве щелочи в температурном интервале 330-350°С процесс разложения арсенопирита завершается образованием элементарного мышьяка и его соединений с золотом, эффективно экстрагирующихся в свинцовый сплав. Дальнейшее повышение температуры связано с последовательным окислением мышьяка до As (III) и As (V) в щелочном плаве, содержащем кислород, абсорбированный из воздуха. Накапливание кислородных соединений мышьяка в щелочи, как правило, способствует резкому увеличению вязкости щелочного плава, что приводит к повышению расхода щелочи для поддержания жидкотекучести системы.

Предлагаемый температурный интервал реализации способа 330-350°С. Нижняя граница обусловлена температурами плавления свинца и щелочи (NaOH) - 327 и 330°С соответственно. Верхний температурный предел 350°С обусловлен необходимостью исключения окислительных процессов с участием мышьяка. По мере роста температуры с 350 до 650°С наблюдается закономерное снижение извлечения золота. Последнее обусловлено возрастающей вязкостью системы и покровообразованием на поверхности экстрагируемых золотых частиц, что вынуждает увеличивать продолжительность процесса.

Способ описан в примерах.

Опыты проводили с гравитационными золотосодержащими концентратами следующего состава, %:

1. FeS₂ - 17,5; FeS - 15,1; FeAsS - 58,7; SiO₂ - 8,3; Al₂О₃ - 0,8, содержащий Au - 489 г/т и Ag - 1120 г/т.

2. FeS₂ - 47,4; FeS - 45,1; FeAsS - 1,8; SiO₂ - 3,1; Al₂О₃ - 2,6, содержащий Au - 630 г/т и Ag - 575 г/т.

Во всех опытах 10 кг исходных концентратов шихтовали с 5 кг щелочи (NaOH) и 0,5 дм³ воды, сушили и спекали при температуре 220-230°С в течение 30 мин.

Пример 1 (по прототипу). В реторту печи загружали 10 кг свинца и 25 кг NaOH. Содержимое реторты расплавляли и температуру расплава доводили до 550°С. Включали перемешивание и загружали спек, содержащий гравитационный золотой концентрат 1. Продолжительность загрузки 15 мин, перемешивания 40 мин, отстаивания 15 мин. Открытием клапана из реторты печи сливали свинцовый сплав и, в отдельную изложницу, шлак. Нерастворимый остаток выщелачивания щелочного плава в воде анализировали на содержание золота и серебра. Содержание золота и серебра составило 0,4 и 0,9 г/т, соответственно.

Свинцовый сплав массой 9,9 кг анализировали на содержание золота и серебра. Оно составило 493,4 г/т по золоту и 1130,8 г/т по серебру, что соответствует извлечению обоих металлов на уровне 99,9%.

Пример 2 (по заявляемому способу). В реторту печи загружали 10 кг свинца и 5 кг NaOH. Содержимое реторты расплавляли и температуру расплава доводили до 340 (±5)°С. Включали перемешивание и загружали спек, содержащий гравитационный золотой концентрат 1. Продолжительность загрузки 15 мин, перемешивания 10 мин, отстаивания 10 мин. После раздельного выливания свинцового сплава и щелочного плава, анализировали на содержание благородных металлов нерастворимый остаток водного выщелачивания щелочного плава и свинцовый сплав. Содержание золота в первом 0,13 г/т, серебра 0,4 г/т. Свинцовый сплав массой 12,43 кг содержал 393,3 г/т золота и 900,8 г/т серебра, что соответствует извлечению обоих металлов на уровне 99,9%.

Пример 3 (по прототипу). В реторту печи загружали 10 кг свинца и 25 кг NaOH. Содержимое реторты расплавляли и температуру расплава доводили до 550°С. Включали перемешивание и загружали спек, содержащий гравитационный золотой концентрат 2. Продолжительность загрузки 15 мин, перемешивания 40 мин, отстаивания 15 мин. Открытием клапана из реторты печи сливали свинцовый сплав и, в отдельную изложницу, шлак. Нерастворимый остаток выщелачивания щелочного плава в воде анализировали на содержание золота и серебра. Содержание золота и серебра составило 0,5 и 0,8 г/т соответственно.

Свинцовый сплав массой 9,87 кг анализировали на содержание золота и серебра. Оно составило 637,8 г/т по золоту и 581,8 г/т по серебру, что соответствует извлечению обоих металлов на уровне 99,9%.

Пример 4 (по заявляемому способу). В реторту печи загружали 10 кг свинца и 5 кг NaOH. Содержимое реторты расплавляли и температуру расплава доводили до 340 (±5)°С. Включали перемешивание и загружали спек, содержащий гравитационный золотой концентрат 2. Продолжительность загрузки 15 мин, перемешивания 10 мин, отстаивания 10 мин. После раздельного выливания свинцового сплава и щелочного плава анализировали на содержание благородных металлов нерастворимый остаток водного выщелачивания щелочного плава и свинцовый сплав. Содержание золота в первом 0,22 г/т, серебра 0,11 г/т. Свинцовый сплав массой 10,75 кг содержал 585,8 г/т золота и 534,3 г/т серебра, что соответствует извлечению обоих металлов на уровне 99,9%.

Из приведенных примеров следует, что по заявляемому способу обеспечивается глубокое извлечение благородных металлов из арсенопиритных золотосодержащих концентратов, но, в отличие от прототипа, при реализации заявляемого способа, данный результат достигается при меньшей температуре (340°С), за меньший промежуток времени (10 мин) и при меньшем расходе щелочи (NaOH).

Получаемые сплавы свинца с мышьяком, золотом и серебром могут быть переработаны известными металлургическими приемами. Мышьяк удаляют окислительным щелочным рафинированием, а золото и серебро - цинкованием. Другим вариантом выделения золота и серебра из свинцового сплава является анодное растворение последнего, когда сумма благородных металлов концентрируются в анодном шламе.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано для избирательного извлечения золота из арсенопиритных гравитационных и флотационных концентратов золотоизвлекательных фабрик при доводке золотосодержащих продуктов до кондиции аффинажа. Способ включает извлечение золота из арсенопиритных золоторудных концентратов в расплавленный свинец в присутствии щелочи (NaOH) при интенсивном механическом перемешивании лопастной мешалкой. Процесс ведут при температуре 330-350°С, весовом отношении концентрат:щелочь (NaOH), равном 1:(0,8÷1), в течение 8-10 мин перемешивания фаз. Техническим результатом является снижение расхода щелочи и снижение температуры при высокой скорости извлечения золота и серебра в расплавленный свинец.

Способ извлечения золота из арсенопиритных золоторудных концентратов в расплавленный свинец в присутствии щелочи (NaOH) при интенсивном механическом перемешивании лопастной мешалкой, отличающийся тем, что перемешивание ведут при температуре 330-350°С, весовом отношении концентрат : щелочь (NaOH), равном 1:(0,8÷1), в течение 8-10 мин.