СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ МЕТОДОМ ЦИАНИРОВАНИЯ ПРИ ПЕРЕМЕШИВАНИИ Российский патент 2019 года по МПК C22B11/08 

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения золота из измельченного минерального сырья методом агитационного цианирования (при перемешивании).

Известны способы-аналоги переработки золотосодержащего сырья, включающие агитационное цианирование в различных условиях с применением различных предварительных обработок и специальных режимов ведения процесса [1-3]. В известных способах концентрации NaCN, применяемые при цианировании в промышленном масштабе, составляют от 0,1 г/л для бедных руд и хвостов обогащения до 20-30 г/л для концентратов. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ-прототип переработки медистых руд при пониженной концентрации NaCN на уровне 0,1-0,2 г/л [2].

В известных методах [4] NaCN подают в процесс в виде раствора с концентрацией 50-100 г/л, как правило, в одну локализованную зону (точку) на поверхности пульпы головного аппарата цианирования. В этих условиях поток подаваемого раствора NaCN оказывается несоизмеримо мал с потоком цианируемой пульпы, кроме того в промышленных аппаратах цианирования невозможно обеспечить мгновенное перемешивание пульпы и реагента в результате чего:

1. В головном аппарате цианирования возникают зоны с пиковой концентрацией NaCN в жидкой фазе пульпы, превышающей оптимальную на 1-2 порядка.

2. В головном аппарате цианирования создается заведомо более высокая концентрация NaCN (кратно превышающая оптимальную), обеспечивающая приемлемые показатели выщелачивания в последующих аппаратах, где концентрация реагента постепенно снижается в силу протекания нецелевых химических реакций.

Следствием указанных факторов является перерасход NaCN на нецелевые химические реакции, которые могут активироваться и ускоряться в десятки раз при превышении оптимальной концентрации реагента.

Повышенный расход NaCN вызывает повышенный расход реагентов на детоксикацию хвостов цианирования. Если для богатых руд и концентратов высокий расход реагентов лишь снижает экономические показатели цианирования, то для бедных продуктов - делает невозможной их рентабельную переработку.

Указанная проблема является наиболее актуальной для упорного сырья, характеризующегося высоким расходом NaCN, связанным с особенностями вещественного состава (пирротин-, медь-, сурьмасодержащие продукты и др.).

Задачей изобретения по п. 1 является снижение расхода NaCN при агитационном цианировании сырья. Технический результат достигается тем, что на всех этапах процесса цианирования во всем объеме пульпы поддерживают оптимальную для данного сырья концентрацию реагента, что замедляет или практически исключает химические реакции нецелевого расходования NaCN.

Технический результат также достигается тем, что реагент подают в максимально разумное количество различных зон в объеме и на поверхности пульпы цепи аппаратов цианирования в виде разбавленного раствора с концентрацией NaCN 0,5-50 г/л. Этот прием позволяет исключить или снизить пиковые концентрации NaCN в жидкой фазе пульпы в зоне подачи реагента.

Способ позволяет:

- кратно снизить расход NaCN при цианировании продуктов сложного вещественного состава, обладающих ярко выраженными цианисидными свойствами;

- вовлечь в переработку некоторые виды техногенных отходов, бедного и забалансового сырья, для которых переработка известными способами является нерентабельной;

- снизить на 20-50% расход NaCN для продуктов относительно простого вещественного состава, характеризующихся умеренным и малым расходом NaCN.

С технологической точки зрения определенными недостатками предлагаемого способа может являться незначительное снижение извлечения золота при пониженных концентрациях NaCN 5-100 мг/л, а также необходимость 1,5-2,0 кратного увеличения продолжительности цианирования по сравнению с известными методами. Однако, в большинстве случаев, благодаря существенному снижению расхода реагентов (в т.ч. на обезвреживание), наблюдается ярко выраженный положительный экономический эффект.

В предлагаемом способе по п. 2 технический результат также достигается тем, что NaCN подают в объем пульпы в виде аэрозоля, который образует пузырьки, поднимающиеся к поверхности пульпы. Капельки раствора NaCN, находящейся в воздушном пузырьке сталкиваются со стенками пузырька и переходят в пульпу. Кроме того, обеспечивается истинный газоперенос HCN в пульпу через газовую фазу пузырька. Таким образом каждый пузырек аэрозоля становится источником свободного цианида в пульпе. Благодаря возможности получения большого количества равномерно распределенных пузырьков обеспечивается распределенная система дозирования NaCN и в конечном итоге заявляемый технический результат.

Аэрозоль может быть получен путем впрыскивания под давлением раствора NaCN в линию сжатого воздуха, подаваемого затем в пульпу. При этом для дозирования может быть использована основная (штатная) система аэрации процесса цианирования, либо отдельная система приготовления и подачи аэрозоля.

В предлагаемом способе по п. 3 технический результат достигается разделением подаваемого реагента (в виде раствора или аэрозоля) на множество малых потоков и распределение этих потоков по объему аппаратов цианирования. Может быть организована система из множества дозирующих элементов (например, патрубков или желобов), равномерно распределенных над поверхностью пульпы из расчета 0,05-2 отдельных элементов на 1 м². Также NaCN может подаваться через систему дозирующих элементов (патрубков) распределенную как на боковых стенках и днищах аппаратов цианирования, так и в объеме пульпы.

В предлагаемом способе по п. 4 технический результат достигается тем, что дозирующие элементы многопоточной системы дозирования оснащаются рассекателями потока, например, перфорацией (трубы, желоба), либо специально предназначенными (известными) насадками и устройствами.

Способ подтверждается следующими примерами.

ПРИМЕР 1

По способу-прототипу проводили прямое цианирование окисленной убогосульфидной золото-кварц-слюдистой руды простого вещественного состава крупностью минус 0,16 мм с массовой долей меди 0,012%, сульфидной серы - менее 0,05% и с содержанием золота 9,8 г/т.

Выщелачивание осуществляли в реакторе с механическим перемешиванием при отношении Ж:Т=1:1, продолжительности цианирования - 8 ч, расходе воздуха - 0,03 м³/м³ мин, рН=10,5-11,0 и концентрации NaCN - 100-150 мг/л.

Цианид натрия подавали в процесс в виде раствора с концентрацией 50 г/л в автоматическом режиме с помощью насоса с патрубком, подающим NaCN на поверхность пульпы.

Концентрация золота в жидкой фазе пульпы хвостов цианирования составила 9,24 мг/л, в твердой фазе - 0,48 г/т, что обеспечило извлечение металла из руды 95,1% при расходе NaCN 0,56 кг/т.

Хвосты цианирования с целью обезвреживания хлорировали при рН=11,8 и ОВП на уровне 200-210 мВ, расход «активного хлора» составил 2,7 кг/т.

По предлагаемому способу ту же руду планировали в аналогичных условиях.

Цианид натрия подавали в процесс в виде раствора с концентрацией 10 г/л в автоматическом режиме с помощью насоса с четырьмя патрубками, подающими NaCN в различные зоны на поверхности и в объеме пульпы.

Концентрация золота в жидкой фазе пульпы хвостов цианирования составила 9,35 мг/л, в твердой фазе - 0,48 г/т, что обеспечило извлечение металла из руды 95,1% при расходе NaCN 0,34 кг/т.

Обезвреживание хвостов цианирования проводили в идентичных условиях, расход «активного хлора» составил 1,7 кг/т.

Установлено, что по предлагаемому способу расход NaCN сокращен на 0,22 кг/т, «активного хлора» - на 1,0 кг/т, что выражается в сумме 164 руб./т (при стоимости цианида натрия 200 руб./кг, «активного хлора» - 120 руб./кг).

ПРИМЕР 2

По способу-прототипу проводили переработку пирит-пирротинсодержащего промпродукта обогащения первичной малосульфидной золото-кварцевой руды по схеме, включающей операции предварительной известково-воздушной обработки, цианирования и обезвреживания методом хлорирования. Крупность промпродукта составляла минус 0,16 мм, массовая доля меди - 0,25%, сульфидной серы - 27,2%, содержание золота - 13,6 г/т.

Известково-воздушную обработку проводили в реакторе с механическим перемешиванием при отношении Ж:Т=1:1, продолжительности - 8 ч, рН - на уровне 12 и расходе воздуха - 0,2 м³/м³-мин.

Цианирование осуществляли в том же реакторе при отношении Ж:Т=1:1, продолжительности цианирования - 16 ч, расходе воздуха - 0,1 м³/м³-мин, рН=11,0-11,5 и концентрации Ca(CN)₂ - 400-510 мг/л (или 426-543 мг/л в пересчете на NaCN).

Цианид кальция подавали в процесс в виде раствора с концентрацией 50 г/л в автоматическом режиме с помощью насоса с патрубком, подающим реагент на поверхность пульпы.

Концентрация золота в жидкой фазе пульпы хвостов цианирования составила 13,0 мг/л, в твердой фазе - 0,98 г/т, что обеспечило извлечение золота из промпродукта 93,0% при расходе Ca(CN)₂ 9,2 кг/т.

Хвосты цианирования с целью обезвреживания хлорировали при рН=12,1 и ОВП на уровне 200-220 мВ, расход «активного хлора» составил 31,9 кг/т.

По предлагаемому способу перерабатывали тот же промпродукт, операцию известково-воздушной обработки проводили в идентичных условиях. Операцию цианирования проводили в аналогичных условиях.

Цианид кальция подавали в процесс в виде раствора с концентрацией 50 г/л в автоматическом режиме с помощью насоса с четырьмя патрубками, подающими реагент в различные зоны на поверхности и в объеме пульпы.

Концентрация золота в жидкой фазе пульпы хвостов цианирования составила 12,2 мг/л, в твердой фазе - 1,00 г/т, что обеспечило извлечение золота 92,4% при расходе NaCN 3,6 кг/т.

Обезвреживание хвостов цианирования проводили в идентичных условиях, расход «активного хлора» составил 18,0 кг/т.

Установлено, что по предлагаемому способу расход Ca(CN)₂ сокращен на 5,6 кг/т, «активного хлора» - на 13,9 кг/т, что выражается в сумме 2788 руб./т (при стоимости Са(СМ)₂200 руб./кг). При этом дополнительные потери золота составляют 0,08 г/т в сумме 200 руб./т (при стоимости золота 2500 руб./г). Условный экономический эффект составляет 2588 руб./т.

ПРИМЕРЗ

Пример 3.1 по способу-прототипу проводили непрерывные противоточные динамические испытания процесса гидрометаллургической переработки лежалых хвостов флотационного обогащения медно-цинковой колчеданной руды. Крупность лежалых хвостов составляла минус 0,16 мм, массовая доля меди - 0,13%, сульфидной серы - 28,2%, содержание золота - 1,23 г/т. Испытания проводили по схеме, включающей операции предварительной известково-воздушной обработки, цианирования и обезвреживания методом хлорирования.

Известково-воздушную обработку проводили в самотечной четырехкамерной установке с пневматическим перемешиванием при отношении Ж:Т=1:1, продолжительности - 6 ч, рН - 12 и расходе воздуха -0,1 м³/м³⋅мин.

Цианирование осуществляли в аналогичной восьмикамерной установке предварительного (2 камеры) и сорбционного выщелачивания (6 камер). В качестве сорбента использовали активный уголь из скорлупы кокосовых орехов, удельный поток сорбента составлял 1 кг/т. Выщелачивание вели при отношении Ж:Т=1:1, суммарной продолжительности цианирования - 8 ч (из них: предварительное - 2 ч, сорбционное - 6 ч), расходе воздуха - 0,05 м³/м³ мин, рН=10,5-11,0 и концентрации NaCN - 100-150 мг/л.

Цианид натрия подавали в процесс в виде раствора с концентрацией 50 г/л в автоматическом режиме с помощью насоса с патрубком, подающим NaCN в головную камеру предварительного цианирования на поверхность пульпы.

В ходе испытаний получены хвосты цианирования с концентрацией золота в жидкой фазе пульпы 0,02 мг/л, в твердой фазе - 0,78 г/т, что обеспечило извлечение металла 35,0% при расходе NaCN 1,40 кг/т.

Хвосты цианирования с целью обезвреживания непрерывно хлорировали в цепочке из трех механических агитаторов при рН=11,8 и ОВП на уровне 200-220 мВ, расход «активного хлора» составил 5,8 кг/т.

Пример 3.2 по предлагаемому способу. Перерабатывали те же лежалые хвосты, операцию известково-воздушной обработки проводили в идентичных условиях. Операцию цианирования проводили в аналогичных условиях при суммарной продолжительности цианирования - 12 ч (из них: предварительное - 4 ч, сорбционное - 8 ч) и концентрации NaCN - 5-8 мг/л.

Цианид натрия подавали в процесс в виде аэрозоля в две головные камеры предварительного цианирования и в две головные камеры сорбционного цианирования в объем пульпы. Аэрозоль получали посредством вдувания через форсунки раствора NaCN 3 г/л в линию подачи сжатого воздуха в процесс цианирования.

Концентрация золота в жидкой фазе пульпы хвостов цианирования составила 0,02 мг/л, в твердой фазе - 0,94 г/т, что обеспечило извлечение золота 22,0% при расходе NaCN 0,07 кг/т.

Обезвреживание хвостов цианирования проводили в идентичных условиях, расход «активного хлора» составил 0,96 кг/т.

Установлено, что по предлагаемому способу расход NaCN сокращен на 1,33 кг/т, «активного хлора» - на 4,84 кг/т, что выражается в сумме 847 руб./т. При этом дополнительные потери золота составляют 0,16 г/т в сумме 400 руб./т. Условный экономический эффект составляет 447 руб./т.

Пример 3.3 по предлагаемому способу. Перерабатывали те же лежалые хвосты, операцию известково-воздушной обработки проводили в идентичных условиях. Операцию цианирования проводили в аналогичных условиях при суммарной продолжительности цианирования - 12 ч (из них: предварительное цианирование - 4 ч, сорбционное цианирование - 8 ч) и концентрации NaCN - 5-8 мг/л.

Цианид натрия подавали в процесс в виде раствора с концентрацией 0,5 г/л в автоматическом режиме с помощью насоса с четырьмя патрубками, подающими NaCN в две головные камеры предварительного цианирования и в две головные камеры сорбционного цианирования на поверхность пульпы.

Концентрация золота в жидкой фазе пульпы хвостов цианирования составила 0,02 мг/л, в твердой фазе - 0,94 г/т, что обеспечило извлечение золота 22,0% при расходе NaCN 0,09 кг/т.

Обезвреживание хвостов цианирования проводили в идентичных условиях, расход «активного хлора» составил 1,1 кг/т.

Установлено, что по предлагаемому способу расход NaCN сокращен на 1,31 кг/т, «активного хлора» - на 4,7 кг/т, что выражается в сумме 826 руб./т. При этом дополнительные потери золота составляют 0,16 г/т в сумме 400 руб./т. Условный экономический эффект составляет 426 руб./т.

Рассмотренные примеры показывают, что в сравнении с известными способами предлагаемое изобретение позволило снизить расход NaCN на 39-95% и «активного хлора» (гипохлорита кальция) на 37-83%, что выражается в условном экономическом эффекте 164-2588 руб./т.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Плаксин И.Н. Металлургия золота, серебра и платины. - М.; Л.: Госметаллургиздат, - 1939. - Ч.П. 464 с.

2. Металлургия благородных металлов /Под ред. Л.В. Чугаева. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1987. 432 с.

3. Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд. Иркутск: ОАО "Иргиредмет", 1999. Т. 1-2.

4. Нормы технологического проектирования флотационных фабрик для руд цветных металлов / ВНТП 21-86

Способ относится к металлургии благородных металлов и используется для извлечения золота из измельченного минерального сырья методом цианирования при перемешивании. При выщелачивании поддерживают концентрацию свободного цианида 3-1000 мг/л. Реагент NaCN подают в различные пространственные зоны цианируемой пульпы в виде разбавленного раствора с концентрацией 0,5-50 г/л. При применении способа существенно снижается расход цианида и реагентов на обезвреживание хвостов. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.

1. Способ извлечения золота из минерального сырья методом цианирования при перемешивании, отличающийся тем, что цианирование проводят при концентрации свободного цианида 3-1000 мг/л, а реагент - NaCN подают в различные пространственные зоны пульпы одного или нескольких аппаратов цепи цианирования в виде разбавленного раствора с концентрацией 0,5-50 г/л.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что NaCN подают в объем пульпы в виде аэрозоля.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что для подачи NaCN используют многопоточную дозирующую систему.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что элементы упомянутой многопоточной дозирующей системы оснащены рассекателями потока.