Способ переработки упорных углистых золотосодержащих руд Российский патент 2021 года по МПК C22B11/00 B03D1/02 B03D101/06 B03D103/02 

Изобретение относится к области металлургии цветных и драгоценных металлов, в частности, переработке упорных углистых руд, содержащих золото и серебро.

Золотосодержащие руды, содержащие в своем составе природное сорбционно-активное углеродистое вещество, относятся к упорному типу руд, трудно перерабатываемых по технологии цианидного выщелачивания. Сложность переработки упорных углистых руд и продуктов их обогащения состоит в том, что входящее в их состав углеродистое вещество обладает высокой сорбционной активностью к растворенным комплексам золота и серебра, в том числе, к основному золото-цианистому комплексу золота - дицианаурату [Au(CN)₂]^‾. При цианировании углистых руд наряду с процессом перехода золота в раствор идет обратный процесс сорбции золота углистым веществом. Вследствие этого потери золота с отвальными хвостами значительно возрастают, а извлечение снижается.

Для повышения извлечения золота при переработке сорбционно-активных углистых руд применяют различные специальные методы: предварительное удаление углеродистого вещества из руды при помощи угольной флотации, стадийное цианирование со сменой растворов, окислительный обжиг при температуре 550-800°, применение различных депрессоров сорбционно-активного углерода. [1]

Известен способ флотационного обогащения, с применением депрессора углерода - нафталинсульфонола производства компании Clariant, который используется для кондиционирования рудной пульпы перед флотацией для дезактивации сорбционной способности углерода и устранения его отрицательного воздействия как на процесс флотации, так и последующее гидрометаллургическое извлечение золота, который является наиболее близким к заявленному способу.[2]

Недостатками указанных способов и способа-прототипа является низкое извлечение золота, повышенные потери золота с продуктами токсичного и экологически опасного обжига при использовании пирометаллургических процессов, высокие затраты на переработку из-за применения дорогостоящих флотационных реагентов западного производства.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение извлечения золота при переработке углистых золотосодержащих руд с разным уровнем сорбционной активности, типа и концентрации углистого вещества, снижение затрат на переработку.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом комплексном способе переработки углистых золотосодержащих руд, включающем флотационное обогащение и последующее сорбционное цианирование флотационного концентрата, используется сочетание композиционных органических депрессоров углистого вещества, отличающихся по составу, и применяемых раздельно и поэтапно: при флотации и перед сорбционным цианированием флотационного концентрата.

На первом этапе при флотационном обогащении, одновременно с применяемыми флотационными реагентами, вводится композиционный органический депрессор углерода, содержащий смесь полисахаридов различной молекулярной структуры и лигнин, с массовым соотношением компонентов: 24-34% амилоза, 62-72% амилопектин, 4-6% лигнин, получаемый в результате смешивания экструзионных крахмалопродуктов, содержащих лигнин.

На втором этапе, перед гидрометаллургической переработкой, полученный флотационный концентрат обрабатывают смесью керосина с нигрозином в режиме агитационной аэрации с добавкой извести, а затем проводят сорбционное цианирование.

Сущность заявленного комплексного способа переработки углистых руд состоит в более эффективной дезактивации сорбционных свойств руд в результате сочетания различных по составу композиционных органических депрессоров углерода, применяемых раздельно и последовательно: на первом этапе - при флотационном обогащении, а на втором этапе - перед сорбционным цианированием. Для снижения флотируемости и уменьшения извлечения углерода в концентрат флотации с повышением в нем доли золота по отношению к углероду при флотационном обогащении вводят композиционный органический депрессор, на основе полисахаридов разного состава и лигнина, а для подавления остаточной сорбционной активности, флотационный концентрат перед сорбционным цианированием обрабатывают смесью керосина с нигрозином.

Отличием заявленного комплексного способа переработки является применение при флотационном обогащении композиционного органического депрессора углерода, который вводится в сухом виде одновременно с флотационными реагентами, а также отличие состоит в том, что флотационный концентрат перед сорбционным цианированием обрабатывают смесью керосина с нигрозином, что снижает остаточную сорбционную активность продукта.

Отличие состоит также в стадиальном и раздельном применении двух различных композиционных органических депрессоров: на первом этапе - при флотации для преимущественного подавления флотируемости углерода, а на втором этапе- для блокирования остаточной сорбционной активности перед сорбционным цианированием.

Отличие разработанного комплексного способа состоит в более высокой эффективности подавления сорбционных свойств углистых руд за счет стадиального воздействия разных по составу композиционных органических депрессоров углерода: на первом этапе- при флотационном обогащении, преимущественно за счет снижения доли извлекаемого углерода, а на втором этапе - за счет блокирования остаточной сорбционной активности флотационного концентрата перед сорбционным цианированием, что обеспечивает более высокое извлечение золота при гидрометаллургической переработке и повышение сквозного извлечения золота из углистых руд.

Расход композиционных органических депрессоров углерода зависит от концентрации органического углерода и формы его нахождения в руде и подбирается экспериментально.

Заявленный комплексный стадиальный способ переработки золотосодержащих углистых руд, использующий сочетание композиционных органических депрессоров углерода, применяемых раздельно по этапам переработки, обеспечивает на первом этапе при флотации - более эффективное снижение сорбционной активности флотационного концентрата с одновременным повышением доли извлекаемого золота по отношению к углероду при сокращении массового выхода и повышении извлечения золота в концентрат, что в сочетании с дополнительным снижением остаточной сорбционной активности флотационного концентрата на втором этапе - перед гидрометаллургической переработкой обеспечивает более высокое извлечение золота при переработке углистых руд.

Сущность заявленного изобретения поясняется представленными конкретными примерами осуществления изобретения и рисунком, на котором приведена схема реализации примеров флотационного обогащения с имитацией замкнутого цикла, выполненными в укрупненном лабораторном масштабе на пробе руды, отобранной на действующей золотоизвлекательной фабрике (ЗИФ), перерабатывающей по гравитационно-флотационной-сорбционной технологии упорные золотосодержащие углистые руды.

Для проведения флотационного обогащения пробу исходной руды измельчили в лабораторной мельнице, провели гравитационное обогащение на центробежном концентраторе и отрегулировали в пульпе хвостов гравитации количество воды для получения питания флотации с необходимым соотношением Т: Ж.

Исходным продуктом для опытов по флотации являлись полученные хвосты гравитационного обогащения с содержанием золота 0,66 г/т и с массовой долей органического углерода 0,55%. Схема проведения опытов включает: основную, контрольную операцию флотации, перечистку концентрата основной флотации с подачей промпродукта перечистки и концентрата перечистки в голову основной флотации (см. рисунок). Форма подачи реагентов: депрессор углерода Дисперсоген 5755 (по прототипу), собиратель, вспениватель, активатор - водные растворы, композиционный органический депрессор углерода, с установленным соотношением компонентов (по заявленному способу) - навеска в сухом виде. Продолжительность агитации пульпы с флотационными реагентами -по три минуты.

Полученные в результате опытов продукты флотационного обогащения анализировали на содержание золота и определяли показатели извлечения.

Пример 1. Реализация способа по аналогу.

В подготовленную пульпу хвостов гравитационного обогащения, измельченную до крупности 80% класса минус 71 мкм, последовательно ввели активатор (CuSO4 -100 г/т), собиратель (БКК-150 г/т), вспениватель (МИБК-56 г/т), подавали воздух с необходимым расходом и проводили основную флотацию, концентрат подвергали перечистке, хвосты основной флотации после агитации с реагентами (БКК-75 г/т, МИБК-28 г/т) направляли на контрольную флотацию, а промпродукт перечистки и концентрат контрольной флотации возвращали в голову схемы.

Пример 2. Реализация способа по прототипу.

Пульпу хвостов гравитационного обогащения, измельченную до крупности 80% класса минус 71 мкм, агитировали 3 последовательно с депрессором углерода Дисперсогеном 5755 (500 г/т), затем ввели активатор (CuSO4-100 г/т), собиратель (БКК-150 г/т), вспениватель (МИБК-56 г/т), подавали воздух с необходимым расходом и проводили основную флотацию и дальше, как в примере 1.

Пример 3. Реализация предлагаемого способа.

На первом этапе в подготовленную пульпу хвостов гравитационного обогащения, измельченную до крупности 80% класса минус 71 мкм последовательно ввели композиционный органический депрессор углерода, имеющий в составе соотношение компонентов: 32% амилоза, 64% амилопектин и 4% лигнин - (с расходом 500 г/т), активатор (CuSO4 -100 г/т), собиратель (БКК-150 г/т), вспениватель (МИБК-56 г/т), подавали воздух с необходимым расходом и проводили основную флотацию и дальше, как в примере 1.

Технологический баланс металла по результатам замкнутого цикла для представленных примеров флотации приведен в таблице 1.

Таблица 1. - Технологический баланс металла по результатам замкнутого цикла примеров флотации.

Наименование продуктов Выход, % Содержание Au, г/т Извлечение Au, г/т Содержание Сорг. % Соотношение Au/Сорг, г/кг Примеры
режима
флотации Флотоконцентрат 2,39 19,52 70,69 13,79 0,14 1. Способ аналог Хвосты флотации 97,61 0,20 29,31 0,23 - Питание флотации 100 0,66 100 0,55 - Флотоконцентрат 2,04 20,30 62,75 1,63 1,25 2. Способ
прототип Хвосты флотации 97,96 0,25 37,25 0,53 - Питание флотации 100 0,66 100 0,55 - Флотоконцентрат 1,29 32,20 62,94 0,80 4,00 3. Заявляемый способ Хвосты флотации 98,72 0,25 37,55 0,55 - Питание флотации 100 0,66 100 0,55 -

Результаты таблицы 1 свидетельствуют о значительном снижении выхода флотационного концентрата по заявляемому способу 3 по сравнению со способами 2 и 1 при повышении содержания в нем золота. Отмечается получение более повышенных показателей по качеству концентрата и извлечению с увеличением в несколько раз доли золота в концентрате по отношению к углероду по заявляемому способу (3) против способа-прототипа (2).

На концентратах флотации, полученных в условиях замкнутого цикла по трем вариантам реагентого режима (примеры 1-3), проведены гидрометаллургические эксперименты по сорбционному цианированию в бутылочном агитаторе. Концентрацию цианистого натрия в растворе определяли объемным титрованием 0,1N раствором азотнокислого серебра с использованием индикатора раствора йодида калия, извести- титрованием 0,1N раствором щавелевой кислоты с применением индикатора фенолфталеина. По окончанию экспериментов пульпу отфильтровывали, кеки дважды промывали водой от растворенного золота, сушили и анализировали на золото. Концентрацию золота в растворе определяли атомно-абсорбционным методом. Содержание золота в кеках сорбционного цианирования определяли пробирной плавкой.

На исследования по сорбционному цианированию поступили три концентрата, полученных в результате флотационного обогащения:

- флотоконцентрат №1 - получен по способу-аналогу: без использования депрессора углерода в процессе флотации;

- флотоконцентрат №2 - получен по способу-прототипу: с использованием депрессора углерода - Дисперсогена 5755 (нафталинсульфонат натрия);

- флотоконцентрат №3 - получен по заявляемому способу: с использованием при флотации композиционного органического депрессора углерода, имеющего в своем составе компоненты в соотношении: 32% амилоза, 64% амилопектин и 4% лигнин.

Проведены опыты по сорбционному цианированию флотационных концентратов, полученных по примерам режимов флотации 1-3. Условия сорбционного цианирования: предварительная обработка известью в режиме агитационной аэрации в течение 12 часов с расходом извести 4,4 кг/т, отношение Ж:Т = 1,5:1 продолжительность сорбционного цианирования 24 ч, концентрации NaCN -0,2%. Загрузка сорбента 40 г/л. Перед сорбционным цианировании флотационного концентрата №3 по заявляемому способу - для снижения остаточной сорбционной активности продукта на втором этапе - проводили его предварительную обработку смесью керосина с нигрозином в режиме щелочной аэрации с расходом компонентов: 1000 г/т и 25 г/т соответственно.

Результаты проведенных тестов по сорбционному цианированию концентратов по примерам 1-3 представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты опытов сорбционного цианирования флотационных концентратов и определения емкости насыщенного сорбента по примерам 1-3

Флотоконцентрат Сорбент Содержание Au в кеке,
г/т Емкость насыщенного сорбента, г/т Содержание Au
(по балансу), г/т Извлечение Au, % №1 + 13,76 80,0 19,52 29,50 №2 + 4,40 220,0 20,30 78,33 №3 + 6,24 360,0 32,20 80,62

Результаты тестов по сорбционному цианированию показывают, что флотоконцентрат №1, полученный без добавления депрессора углерода при флотации является очень упорным из-за высокого содержания сорбционно-активного органического углерода, поэтому извлечение золота при сорбционном цианировании составляет всего 29,50%, при содержании золота в насыщенном сорбенте

80 г/т и остаточным содержании золота в кеке 13,76 г/т.

Добавление депрессора углерода в процесс флотации по способу-прототипу (2) снизило извлечение органического углерода и сорбционную активность флотоконцентрата №2, что повысило уровень извлечения золота сорбционным цианированием до 78,33% (на 48,83%) и содержание в насыщенном сорбенте до 220 г/т при остаточном содержании золота в кеке 4,40 г/т.

Применение стадиальной депрессии углерода по заявляемому способу (3): на первом этапе - при флотации с использованием композиционного органического депрессора, имеющего в составе компоненты в соотношении: 32% амилозу, 64% амилопектин и 4% лигнин позволило значительно уменьшить долю углерода в концентрате до 0,80% (на 0,83%) против способа-прототипа (2), а дополнительная обработка флотационного концентрата смесью керосина с нигрозином на втором этапе - перед сорбционными цианированием, еще больше снизила остаточную сорбционную активность продукта, что обеспечило более повышенное извлечение золота сорбционным цианированием против способа -прототипа (2) до 80,62% (на 2,29%) с достижением более высокой емкости насыщенного сорбента 360 г/т (на 140 г/т) при остаточном содержании в кеке цианирования 6,24 г/т.

Сквозное извлечение золота по примерам флотации с учетом гидрометаллургической переработки составило:

Пример 1 (по способу-аналогу): 70,69/100 х 29,5 = 20,85%

Пример 2 (по способу-прототипу): 62,75/100 х78,33 =46,15%

Пример 3 (по заявляемому способу): 62,94/100 х 80,62 = 50,74%

Результаты сорбционного цианирования концентратов, полученные по способу-прототипу и заявляемому способу, свидетельствуют о более эффективном воздействии сочетания композиционных органических депрессоров углерода при раздельном применении: на первом этапе - при флотации- композиционного органического депрессора, содержащего компоненты: амилозу, амилопектин и лигнин в установленном соотношении, а на втором этапе - композиционного углеводородного депрессора на основе керосина с добавкой нигрозина - по заявляемому способу.

Таким образом, наблюдается комплексное воздействие сочетания композиционных органических депрессоров углерода разного состава на показатель сквозного гидрометаллургического извлечения золота из флотоконцентрата, на первом этапе - при флотации снижается содержание углерода в концентрате и его сорбционная активность с одновременным достижением повышенного соотношения содержания золота к углероду, а на втором этапе- за счет обработки флотоконцентрата композиционным углеводородным депрессором достигается дополнительное снижение остаточной сорбционной активности продукта при сорбционном цианировании.

Разработанный способ является эффективным, простым и экономичным для промышленной реализации, что обеспечивает его высокую конкурентность для замещения дорогих западных флотационных реагентов, применяемых в горнорудной отрасли при переработке золотосодержащих углистых руд.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. 3. Захаров Б. А., Меретуков М.А. Золото: упорные руды. - М.: Издательский дом «Руда и Металлы», 2013, с. 255-264.

2. Патент RU №2630073 С2, МПК C22B 11/00. Способ флотационного обогащения золото-углеродсодержащих руд / З.П. Кузина, Д.В. Малыхин, Р.Г. Елизаров, Н.В. Ковалев (Россия) - опубликовано 05.09.2017 г - прототип

Изобретение относится к металлургии цветных и драгоценных металлов, в частности, переработке упорных углистых руд, содержащих золото и серебро. Способ включает флотационное обогащение измельченной руды и последующее сорбционное цианирование полученного флотационного концентрата. Флотационное обогащение ведут с использованием композиционного органического депрессора углерода, который вводят в рудную пульпу совместно с флотационными реагентами, имеющего в составе компоненты в соотношении: 24-34% амилозы, 62-72% амилопектина и 4-6% лигнина. Флотационный концентрат обрабатывают перед сорбционным цианированием смесью керосина с нигрозином. Способ обеспечивает повышение извлечения золота при переработке углистых золотосодержащих руд с разным уровнем сорбционной активности, типа и концентрации углистого вещества. 1 ил., 2 табл., 3 пр.

Способ переработки упорных углистых золотосодержащих руд, включающий флотационное обогащение измельченной руды и последующее сорбционное цианирование полученного флотационного концентрата, отличающийся тем, что флотационное обогащение ведут с использованием композиционного органического депрессора углерода, который вводят в рудную пульпу совместно с флотационными реагентами, имеющего в составе компоненты в соотношении: 24-34% амилозы, 62-72% амилопектина и 4-6% лигнина, а флотационный концентрат обрабатывают перед сорбционным цианированием смесью керосина с нигрозином.