АНИОНИТ СМЕШАННОЙ ОСНОВНОСТИ ДЛЯ СОРБЦИИ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ЦИАНИДНЫХ РАСТВОРОВ И ПУЛЬП Российский патент 2011 года по МПК C08F212/36 C08F8/30 

Заявляемый анионит относится к гидрометаллургическим сорбентам и может быть использован для извлечения благородных металлов из гидрометаллургических цианидных растворов и рудных пульп.

Известен анионит смешанной основности стиролдивинилбензольного типа, содержащий слабоосновные бензилдиметиламинные и сильноосновные бензилтриметиламмониевые функциональные группы (Б.Н.Ласкорин, В.И.Вялков, В.В.Доброскокин «Сорбционная технология в гидрометаллургии золота» в кн. «Гидрометаллургия золота». М.: изд. Наука, 1980, с.76-78). Известный анионит имел недостаточную селективность по золоту и серебру.

Известны также другие аниониты смешанной основности стиролдивинилбензольного типа, применяемые для сорбции золота и серебра из цианидных сред: АМ-2Б, Россион 12, Purolite A 100/2412. Измененный состав функциональных групп (слабоосновные бензилдиметиламинные и сильноосновные дибензилдиметиламмониевые) позволил повысить селективность по благородным металлам (Справочник « Ионообменные материалы для процессов гидрометаллургии, очистки сточных вод и водоподготовки» под ред. акад. Б.Н.Ласкорина. М.: ВНИИХТ, 1989; В.В.Шаталов, В.В.Доброскокин, Н.В.Балановский и др. в кн. «Подземное и кучное выщелачивание урана, золота и других металлов» под. ред. проф., д.т.н. М.И.Фазлуллина, т.2. «Золото», с.125-135). Вышеуказанные аниониты имеют недостаточные для настоящего уровня требований к сорбентам, используемым в гирометаллургии золота, показатели по емкости и селективности.

Наиболее близким к заявляемому аниониту по технической сущности и достигаемому результату является пористый стиролдивинилбензольный анионит АМ-2Б со слабоосновными (НОГ) бензилдиметиламинными и сильноосновными (СОГ) дибензилдиметиламмониевыми функциональными группами, который применяется в гидрометаллургическом производстве сорбционного извлечени золота и серебра из цианидных сред сложного состава (Б.Н.Ласкорин, Г.Н.Садовникова, Л.Н.Петрова, В.Д.Федоров «Селективные по золоту иониты», Журнал прикладной химии, т.47, №8, 1974 г., с.1747-1750). Анионит АМ-2Б является признанным экспертным сорбентом по качеству материалов, предлагаемых для сорбции благородных металлов из цианидных пульп. Однако наряду с такими достоинствами, как высокие скорость насыщения, прочность и устойчивость к отравлению, обеспечивающие долговечность работы, анионит АМ-2Б имеет следующие недостатки:

- относительно невысокая весовая (мг/г) и, особенно, объемная (мг/мл) емкость по золоту и серебру;

- недостаточная селективность, уступающая селективности некоторым видам активированных углей, также используемых в гидрометаллургии золота.

Технический результат заключается в устранении вышеуказанных недостатков.

Это достигается тем, что предложен анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов из цианидных растворов и пульп, содержащий бензилдиметиламинные и дибензилдиметиламмониевые функциональные группы, полученный путем обработки низкосшитого пористого сополимера стирола, дивинилбензола и этилстирола дозированной смесью мономеров аналогичного состава, содержащего также инициатор полимеризации и порообразователь, последующее проведение вторичной полимеризации с образованием дополнительного сетчатого полимера в количестве 30-75%, последовательное проведение его хлорметилирования и аминирования диметиламином для введения функциональных бензилдиметиламинных и дибензилдиметиламмониевых групп.

Заявляемый анионит имеет более высокую плотность по сравнению с прототипом, что характеризуется снижением показателей удельного объема и пористости. Однако благодаря особому строению полимерной основы, состоящей из нескольких взаимопроникающих сетчатых структур и имеющей высокую проницаемость, сорбционные показатели заявляемого анионита по емкости и селективности по золоту и серебру при извлечении из цианидных сред значительно превосходят сорбционные показатели прототипа,

В примерах представлены сравнительные характеристики образцов заявляемого анионита и анионита АМ-2Б в различных условиях извлечения благородных металлов из цианидных сред.

Пример 1. Определение статической обменной емкости (СОЕ) заявляемого сорбента и взятого для получения сравнительных данных анионита АМ-2Б (прототип), проводили на модельном растворе, близком по составу к реальным производственным золотосодержащим растворам, получаемым при выщелачивании золотосодержащих руд, мг/л: Аu 3.0; Fe 8.8; Сu 15.0; Zn 4.9; Ni 3.0; цианид натрия 400,0; рН 10,5.

Сорбцию проводили в стаканах с механическим перемешиванием пропеллерными мешалками при соотношении сорбент:раствор, равном 1:5000, при 18-20°С и продолжительности контакта 24 часа. Анализ насыщенных анионитов производили атомно-адсорбционным методом после мокрого сжигания навесок сорбентов. Селективность сорбентов определяли как отношение емкости насыщения по золоту к суммарной емкости по металлам-примесям.

Таблица 1 Сравнительные характеристики и данные по емкости и селективности по золоту образцов заявляемого анионита Характеристика образцов АМ-2Б Образцы заявляемого ионита Содержание дополнительно         введенного сетчатого полимера, % - 30 50 75 Полная обменная емкость по         Cl-иону, в мг-экв/г 3,8 3,65 3,5           3,5 Содержание СОГ, в % 17,6 18,1 16,6 18,4 Удельный объем при набухании         в дистиллированной воде, 3,0 2,5 2,31 2,17 в мл/г         Пористость, в % 22 7 3,15 4,2 Механическая прочность, в % 99,6 98,9 99,5 100 Емкость по:         золоту, в мг/г 9,9 11 14,4 14,9 в мг/мл 3,3 4,4 6,23 6,87 меди, в мг/г 3,1 2,2 0,6 2,4 цинку, в мг/г 8,8 4,5 1,3 6,75 железу, в мг/г 5,5 2,43 0,2 2,6 никелю, в мг/г 0,7 1,4 2 1,8 Суммарная емкость по примесям,           24,1 10,53 4,1 13,55 в мг/г         Селективность по золоту 0,41 1,05 3,5 1,1

Приведенные данные показывают превышение сорбционных показателей заявляемого анионита над показателями прототипа:Весовая емкость по золоту (в мг/г) образцов, характеризуемых введением дополнительного сетчатого полимера, превышает емкость анионита АМ-2Б в 1,1-1,45 раз, при том, что такие показатели сорбентов, как объемная емкость (мг/мл) и селективность, определяющие технологические параметры процессов сорбции золота, выше, чем у анионита АМ-2Б в 1,3-2,08 в 2,5-8,5 раз, соответственно.

Пример 2. Сорбционные характеристики заявляемого анионита при одновременном извлечении золота и серебра получены пр контакте с модельным раствором следующего содержания, мг/л: Аu 4.2; Ag 25.0; Fe 1.0; Сu 35.2; Zn 7.0; Ni 1.2; цианид натрия 220,0; рН 9.7.

Сорбция проводилась в условиях примера 1. Одновременно была проведена сорбция из того же раствора анионитом АМ-2Б. Селективность сорбентов рассчитывали из отношения суммарной емкости анионитов по золоту и серебру к суммарной емкости по металлам - примесям.

Таблица 2 Сравнительные показатели по сорбции из золотосеребросодержащих растворов. образцов заявляемого анионита и анионита АМ-2Б Характеристика сорбентов АМ-2Б Образцы заявляемого ионита Содержание дополнительно         введенного сетчатого полимера, % - 30 50 75 Емкость по золоту, мг/г 11,5 14,0 15,0 13,1 мг/мл 3,83 5,6 6,4 6,03 Емкость по серебру, мг/г 6,4 14,7 16,6 15,1 мг/мл 2,1 5,88 4,19 6,95 Суммарная емкость по благородным         металлам, мг/г 17,9 28,7 34,6 28,2 Емкость, в мг/г, по:         меди 4,2 5,1 2,6 4,1 цинку 8,4 3,7 1,5 3,0 железу 0,8 0,8 0,1 1,1 никелю 0,36 0,24 0,23 0,3 Суммарная емкость по примесям, мг/г           13,79 9,84 4,48 8,46 Селективность 1,3 2,92 7,05 4,0

При сорбции из золотосеребросодержащих растворов заявляемый анионит превосходит анионит АМ-2Б в 1.1-1.3 раз по сорбционной емкости по золоту (в весовых единицах (мг/г) и в 1.5-1.7 раза в объемных (мг/мл).; по серебру.в 2.3-2.6 раза (в мг/г) и в 3.28-3.5 раза (в мг/мл); по селективности в 1.3-5.4 раза.

Пример 3. Для получения сравнительных данных по кинетике насыщения анионита АМ-2Б и образца заявляемого анионита была использована методика тонкослойной постели сорбента в колонках высотой 80 мм и диаметром 10 мм, приближающая к условиям промышленного противоточного непрерывного процесса.

Технологический раствор после фильтрации цианидных пульп, состава, мг/л: Аu 3.5; Ag 19.0; Сu 29.0; Zn 5.5; Fe 10.1; цианид натрия 400,0; рН 10-11 пропускали через слой в 2-3 мм сорбента со скоростью 200 мл/час. По истечении заданного времени сорбент отмывали водой, высушивали и после проведения «мокрого» сжигания навесок анализировали атомно-адсорбционным методом. Полученные данные представлены в таблице 3.

Таблица 3 Сравнительные данные по кинетике сорбции золота, серебра и металлов-примесей заявляемого анионита и анионита АМ-2Б   Время   Емкость насыщения сорбентов, МГ/Г Сорбент сорбции, час Аu Ag Сu Zn Fe Ni   2 2,3 4,73 2,80 2,00 2,60 0,15   4 3,0 5,93 3,41 2,36 2,64 0,20 АМ-2Б 8 4,78 6,20 4,00 4,90 2,81 0,36   12 6,72 7,00 4,92 5,91 2,70 0,36   24 10,31 7,20 4,66 7,90 2,90 0,60 Анионит 2 4,44 7,85 0,65 0,86 0,66 0,03 с 50% 4 5,60 9,60 0,91 1,86 0,81 0,05 дополни- 8 7,30 11,70 1,21 2,00 0,91 0,09 тельно 12 8,61 13,60 1,47 2,33 1,40 0,10 введен- 24 17,2 15,17 2,66 2,83 2,40 0,18 ного сет-               чатого               полиме-               ра              

Таким образом, судя по приведенным данным, заявляемый анионит является более эффективным сорбентом для процесса извлечения благородных металлов из цианидных сред, чем прототип, превосходя его по емкостным показателям, как весовым, так и объемным, и по селективности, и не уступая в скорости насыщения.

Вышеперечисленное позволяет улучшить технико-экономические показатели сорбционного извлечения благородных металлов из цианидных сред:

- снизить единовременную загрузку сорбента;

- уменьшить количество аппаратов;

- сократить объем растворов, подаваемых на аффинаж;

- улучшить условия разделения благородных металлов и примесей.

Настоящее изобретение относится к аниониту смешанной основности, который может быть использован для извлечения благородных металлов из гидрометаллургических цианидных растворов и пульп. Описан анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов из цианидных растворов и пульп, содержащий бензилдиметиламинные и ди-бензилдиметиламмониевые функциональные группы, полученный путем обработки низкосшитого пористого сополимера стирола, дивинилбензола и этилстирола дозированной смесью мономеров аналогичного состава, содержащего также инициатор полимеризации и порообразователь, последующее проведение вторичной полимеризации с образованием дополнительного сетчатого полимера в количестве 30-75%, последовательное проведение его хлорметилирования и аминирования диметиламином для введения функциональных бензилдиметиламинных и дибензилдиметиламмониевых групп. Технический результат - улучшение технико-экономических показателей сорбционного извлечения благородных металлов из цианидных растворов и пульп. 3 табл.

Анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов из цианидных растворов и пульп, содержащий бензилдиметиламинные и ди-бензилдиметиламмониевые функциональные группы, полученный путем обработки низкосшитого пористого сополимера стирола, дивинилбензола и этилстирола дозированной смесью мономеров аналогичного состава, содержащего также инициатор полимеризации и порообразователь, последующее проведение вторичной полимеризации с образованием дополнительного сетчатого полимера в количестве 30-75%, последовательное проведение его хлорметилирования и аминирования диметиламином для введения функциональных бензилдиметиламинных и дибензилдиметиламмониевых групп.