СПОСОБ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ЦИАНИДСОДЕРЖАЩИХ ОБОРОТНЫХ РАСТВОРОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОТОМЕДИСТЫХ РУД С ИЗВЛЕЧЕНИЕМ ЗОЛОТА И МЕДИ И РЕГЕНЕРАЦИЕЙ ЦИАНИДА Российский патент 2012 года по МПК C22B11/08 C22B15/00 

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к технологиям кондиционирования оборотных растворов при переработке золотомедистых рудных материалов и организации оборотного водоснабжения.

В процессе переработки золотомедистых рудных материалов методом планирования в технологический раствор наряду с благородными металлами переходит большое количество меди в виде цианидных комплексов. На растворение меди затрачивается дополнительный цианид. Повторное использование таких растворов в системе оборотного водоснабжения приводит к кумулятивному возрастанию концентрации растворенной меди, которая связывает в неактивную форму цианид и отрицательно влияет на процессы извлечения золота. В ряде случаев активное растворение меди делает технологию переработки золотомедистых рудных материалов нерентабельной из-за высоких расходов реагентов на переработку сырья и на обезвреживание отходов, а также из-за низких показателей извлечения благородных металлов.

Известен способ извлечения меди из медных руд и концентратов цианистыми растворами с использованием осаждения растворенной меди обработкой водорастворимым сульфидом и осаждением сульфида меди при pH ниже 5,0 с отгонкой синильной кислоты в виде газа с воздухом или паром из подкисленных растворов и последующим улавливанием отогнанной синильной кислоты щелочными растворами гидроксида натрия или кальция для повторного использования (US №1050303, C22b 15/08, 07.12.1966).

Недостатками способа являются: - наличие операции отгонки синильной кислоты с последующим ее улавливанием делает этот способ сложным, как в аппаратурном оформлении, так и в эксплуатации; - перевод синильной кислоты (высокотоксичное соединение) в газовую фазу делает процесс потенциально опасным.

Наиболее близким, по технической сущности к заявляемому решению, является выбранный за прототип способ выведения меди, возможно золота и серебра, при выщелачивании окисленных и сульфидсодержащих материалов цианидсодержащими растворами, включающий обработку растворов, прошедших стадию адсорбции золота и серебра на активированный уголь водорастворимым сульфидным компонентом (сульфид натрия или гидросульфид натрия) с добавлением кислоты до достижения pH, равного 1,5-2; и осаждением сульфидов металлов при давлении выше атмосферного - 1,5-15 бар, фильтрование на пресс-фильтре с отделением сульфидов металлов, обработку фильтрата щелочным раствором при повышенном давлении на уровне 1,5-15 бар с использованием обработанного щелочью фильтрата в циклах выщелачивания (US №4587110, C01G 3/12, 06.05.1986).

Недостатки данного способа:

1. Операции проводятся на растворах, прошедших стадию адсорбции золота и серебра на сорбент - активированный уголь. Соответственно, на предшествующую операцию адсорбции золота и серебра на активированный уголь поступает раствор с повышенным содержанием меди. В процессе адсорбции на активированный уголь извлекается не только золото, но и медь. В зависимости от концентрации меди в исходном растворе емкость угля по меди может на порядок и более превосходить емкость по золоту. При этом снижается емкость сорбента по золоту, осложняется процесс десорбции золота с насыщенного сорбента (проводятся две стадии десорбции, первая - десорбция меди, вторая - десорбция золота для снижения высокой остаточной емкости угля по золоту), ухудшается качество катодных осадков, получаемых при электролитическом выделении металлов из элюатов (низкая пробность осадков, проблемы замыкания пластинчатых катодов при высоком содержании меди в элюатах и т.п.).

2. Добавление в обработанный раствор кислоты до pH 1,5-2 создает возможность выпадения в осадок токсичного соединения CuCN (цианистая медь) и этим токсичным соединением загрязняется получаемый осадок сульфида меди. В получаемый осадок сульфида меди выводится также и недоизвлеченное на активированный уголь золото, что при оборотном использовании обрабатываемого раствора является потерей ценного продукта.

3. Операции реагентной обработки и осаждения сульфида металла, обработки фильтрата щелочным раствором проводят при давлении 1,5-15 бар, что требует применения аппаратов, работающих под давлением и достаточно сложных в эксплуатации и управлении.

4. Проведение указанных выше операций с растворами синильной кислоты под давлением опасно с точки зрения техники безопасности. Сброс давления при переводе таких растворов на операции планирования, проводящиеся при нормальном давлении, может привести к выбросу растворенной газообразной синильной кислоты в атмосферу цеха. Для исключения этого необходимо реализовывать специальные мероприятия, усложняющие процесс.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков за счет технического результата, который заключается в создании условий, позволяющих повысить качество проведения процесса.

Технический результат достигается тем, что в способе кондиционирования цианидсодержащих оборотных растворов с извлечением золота и меди и регенерацией цианида, включающем обработку растворов водорастворимым сульфидом с добавлением кислоты и осаждением сульфида меди, фильтрованием на пресс-фильтре с отделением сульфида меди, обработку фильтрата щелочным раствором, согласно изобретению осаждение сульфида меди и регенерацию цианида проводят перед извлечением золота, при этом добавление сульфида и кислоты до pH 3,5-4,5, а также обработку фильтрата щелочным раствором осуществляют при нормальном давлении с последующим извлечением золота из фильтрата.

Сущность способа заключается в следующем. Оборотный золотосодержащий технологический раствор поступает в контактные чаны для обработки растворами сульфида натрия и серной кислоты до pH 3,5-4,5. Далее раствор, содержащий осадок сульфида меди, поступает на пресс-фильтр. Фильтрат направляют в контактный чан, где проводят его подщелачивание до требуемой величины pH (10,5-11,0) раствором гидроксида натрия или известью. Подщелоченный раствор подают на операцию извлечения золота, а затем используют в системе оборотного водоснабжения.

Отличие заявляемого способа от прототипа заключается в том, что процесс проводят на золотосодержащих цианистых растворах, при нормальном атмосферном давлении их обрабатывают сульфид-ионами с одновременным введением минеральной кислоты для снижения значения pH 3,5-4,5, происходит разложение металлоцианидных комплексов с образованием осадка малорастворимых сульфидов меди и синильной кислоты (HCN), остающейся в растворе:

Полученную смесь раствора и осадка разделяют фильтрацией.

Кек фильтрации состоит в основном из сульфида меди и представляет собой высококачественный медный концентрат. Его рекомендуется реализовывать в качестве товарной продукции.

Фильтрат, содержащий растворенный цианистый водород, подщелачивают до требуемой величины pH (10,5-11,0) гидроксидом натрия или кальция. При этом из растворенного цианистого водорода генерируется свободный цианид, пригодный для растворения рудного золота:

Подщелоченный фильтрат направляют на операцию извлечения золота. Обеззолоченный раствор является оборотным и его повторно используют в процессе выщелачивания золота, при необходимости доукрепив цианидом.

Заявляемые режимы обработки (pH 3,5-4,5, нормальное давление) позволяют получить осадок сульфида меди без примесей простого цианида меди (снижается токсичность кека, получаемого как товарная продукция) и без осажденного золота (исключается потеря ценного благородного металла).

Преимущества, достигаемые при применении заявляемого изобретения:

1. Проведение операции кондиционирования перед извлечением золота позволяет существенно улучшить показатели последующего извлечения благородного металла. При удалении растворенной меди золото извлекается из обезмеженных растворов и устраняется мешающее влияние растворенных медноцианидных комплексов на процессы извлечения благородного металла методами сорбции на ионообменные смолы или активированные угли, цементацией, прямым электролизом.

2. Добавление в обработанный раствор кислоты до pH 3,5-4,5 исключает возможность образования высокотоксичного осадка цианида меди и загрязнение этим осадком сульфида меди, получаемого как товарная продукция. Также исключается осаждение растворенного золота - устраняется возможность потери этого дорогостоящего металла. Расход кислоты на операции подкисления и щелочи на операции подщелачивания снижается.

3. Исключение необходимости проведения технологических операций (добавления сульфида и кислоты, обработки фильтрата щелочным раствором) под давлением позволяет применять обычное для гидрометаллургических производств оборудование, упростить его обслуживание. Отсутствие перепадов давления при передаче кондиционированых оборотных растворов на операцию извлечения золота повышает промышленную безопасность технологии в целом.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (Прототип).

Технологический раствор (состав: Cu - 810 мг/л, CNобщ. - 1110 мг/л, CNсвоб. - 95 мг/л, Au - 4,8 мг/л) был обеззолочен путем сорбции на активный уголь. Одновременно с благородными металлами на уголь адсорбировалась медь. Всего на уголь извлеклось 97,1% золота и 9,9% меди, содержание в оборотном растворе уменьшилось Au до 0,14 мг/л, Cu до 730 мг/л. Емкость угля по золоту составила 3,5 мг/г, по меди - 60,1 мг/г.

В обеззолоченный раствор в первом смесителе под давлением 2 бара добавлен раствор Na₂S. Далее, в первый смеситель под давлением подана H₂SO₄ до достижения pH 1,8. Образовавшийся сульфид меди отделен фильтрованием на пресс-фильтре. Фильтрат направлен во второй смеситель. В этом смесителе под давлением 2 бара добавлен раствор NaOH до достижения pH 10,5. Расходы реагентов составили: Na₂S - 0,65 г/л, H₂SO₄ - 3,2 г/л, NaOH - 3,15 г/л.

Кек фильтрации содержит: Cu - 65,1%, в том числе в виде простого цианида меди 7,6%, Au - 0,1 кг/т.

Оборотный раствор после подщелачивания содержит: Cu - 9,8 мг/л, CNобщ. - 920 мг/л, CNсвоб. - 910 мг/л, Au - 0,03 мг/л.

Пример 2 (заявляемое изобретение)

В золотосодержащий раствор (состав: Cu - 810 мг/л, CNобщ. - 1110 мг/л, CNсвоб. - 95 мг/л, Au - 4,8 мг/л) в первом смесителе при нормальном давлении добавлен раствор Na₂S. Далее в первый смеситель при нормальном давлении подана H₂SO₄ до достижения pH 3,5. Образовавшийся осадок сульфида меди отделен фильтрованием на пресс-фильтре. Фильтрат направлен во второй смеситель. В этом смесителе при нормальном давлении добавлен раствор NaOH до достижения pH 10,5. Расходы реагентов составили: Na₂S - 0,65 г/л, H₂SO₄ - 2,5 г/л, NaOH - 2,52 г/л.

Кек фильтрации содержит: Cu - 66,8%, в его составе золота и простого цианида меди не обнаружено.

Состав раствора после отделения осадка: Cu - 10,2 мг/л, Au - 4,8 мг/л.

Этот раствор обеззолачивали путем сорбции на активированный уголь.

Емкость угля по золоту - 4,6 мг/г, емкость по меди - 0,9 мг/г.

Состав раствора после обеззолачивания: Cu - 9,3 мг/л, CNобщ. - 1090 мг/л, CNсвоб. - 1080 мг/л, Au - 0,02 мг/л.

Пример 3 (заявляемое изобретение)

В золотосодержащий раствор (состав: Cu - 810 мг/л, CNобщ. - 1110 мг/л, CNсвоб. - 95 мг/л, Au - 4,8 мг/л) в первом смесителе при нормальном давлении добавлен раствор Na₂S. Далее в первый смеситель при нормальном давлении подана H₂SO₄ до достижения pH 4,5. Образовавшийся осадок сульфида меди отделен фильтрованием на пресс-фильтре. Фильтрат направлен во второй смеситель. В этом смесителе при нормальном давлении добавлен раствор NaOH до достижения pH 10,5. Расходы реагентов составили: Na₂S - 0,65 г/л, H₂SO₄ - 2,1 г/л, NaОН - 2,18 г/л.

Кек фильтрации содержит: Cu - 66,9%, в его составе золота и простого цианида меди не обнаружено.

Состав раствора после отделения осадка: Cu - 10,1 мг/л, Au - 4,8 мг/л.

Этот раствор обеззолачивали путем сорбции на активированный уголь.

Емкость угля по золоту - 4,5 мг/г, емкость по меди - 0,8 мг/г.

Состав раствора после обеззолачивания: Cu - 9,2 мг/л, CNобщ. - 1100 мг/л, CNсвоб. - 1090 мг/л, Au - 0,02 мг/л.

Осуществление процесса по предлагаемому способу позволяет устранить недостатки известных технологий, в том числе способа-прототипа, улучшить показатели технологий кондиционирования оборотной воды и извлечения золота с использованием этой оборотной воды:

1. Существенно снизить концентрацию меди в растворах, поступающих на операцию извлечения золота, и тем самым повысить показатели этой операции. Так, в случае использования извлечения золота активированным углем в ~60-70 раз снижается емкость насыщенного угля по меди с одновременным повышением его емкости по золоту и увеличением степени обеззолачивания раствора, упрощается регенерация угля и электролиз получаемых элюатов, повышается качество катодных осадков. При извлечении растворенного золота другими процессами - ионообменными смолами, цементацией, прямым электролизом, технологии также упрощаются, показатели также улучшаются в связи с существенным снижением концентрации конкурирующей с золотом меди.

2. Получать осадок сульфида меди, являющийся высоколиквидным товарным продуктом - качественным медным концентратом, без примесей простого цианида меди. Устранить явление перехода золота в осадок сульфида меди - при оборотном использовании кондиционированных растворов присутствие золота в медном осадке является потерями дорогостоящего драгоценного металла.

3. Исключить необходимость добавления реагентов и проведение операций под давлением. Это существенно упрощает конструкцию применяемого оборудования и удешевляет его, упрощается также обслуживание. Применение оборудования, работающего при нормальном давлении, повышает промышленную безопасность процесса.

4. Сократить расходы серной кислоты и щелочи в процессе кондиционирования до оптимально достаточных. Увеличить содержание свободного цианида, пригодного для извлечения золота, в растворах.

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способу кондиционирования цианидсодержащих оборотных растворов при переработке золотомедистых руд с извлечением золота и меди, регенерацией цианида и организацией оборотного водоснабжения. Способ включает обработку растворов водорастворимым сульфидом с добавлением кислоты и осаждением сульфида меди. После осаждения ведут фильтрование на пресс-фильтре с отделением сульфида меди и обработку фильтрата щелочным раствором. Осаждение сульфида меди и регенерацию цианида проводят перед извлечением золота. При этом добавление сульфида и кислоты до pH 3,5-4,5, а также обработку фильтрата щелочным раствором осуществляют при нормальном давлении с последующим извлечением золота из фильтрата. Техническим результатом изобретения является упрощение процесса в аппаратурном и эксплуатационном оформлении.

Способ кондиционирования цианидсодержащих оборотных растворов переработки золотомедистых руд с извлечением золота и меди и регенерацией цианида, включающий обработку растворов водорастворимым сульфидом с добавлением кислоты и осаждением сульфида меди, фильтрование на пресс-фильтре с отделением сульфида меди, обработку фильтрата щелочным раствором, отличающийся тем, что осаждение сульфида меди и регенерацию цианида проводят перед извлечением золота, при этом добавление сульфида и кислоты до pH 3,5-4,5, а также обработку фильтрата щелочным раствором осуществляют при нормальном давлении с последующим извлечением золота из фильтрата.