СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ УПОРНЫХ ТОНКОИЗМЕЛЬЧЕННЫХ СУЛЬФИДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ Российский патент 2023 года по МПК C22B11/08 C22B3/04 

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов и, в частности, может быть использовано для извлечения золота из упорных тонкоизмельченных сульфидных концентратов.

В последнее десятилетие проблема вовлечения в переработку упорных золотосодержащих руд и концентратов все более остро встает перед золотодобывающей отраслью. Значительная часть минерально-сырьевых золотых запасов находится в «упорных» рудах, характеризующихся наличием тонковкрапленного золота, ассоциированного с пиритом и арсенопиритом, что затрудняет возможность прямого цианирования продуктов обогащения. Для переработки такого типа сырья предложены различные технологические схемы, основанные на операциях предварительного термохимического, автоклавного и бактериального вскрытия с последующим цианированием продуктов обработки. Разработанные технологии используются за рубежом и на ряде предприятий золотодобывающей промышленности РФ и стран СНГ (Олимпиада, Суздальское, Амурский ГМК, Кокпатас и др.). Однако в ряде случаев эти технологии являются экономически малоэффективными из-за высоких расходов реагентов и электроэнергии, значительной продолжительности процесса и т.д.

В настоящее время ведется разработка альтернативных технологий для извлечения золота из упорных сульфидных продуктов, основанных на применении сверхтонкого помола.

Весьма перспективными технологиями по переработке упорных сульфидных золотосодержащих руд и концентратов являются технологии Albion и Leachox, основанные на применении сверхтонкого помола продуктов обогащения и атмосферного окисления (кислородно-известковая обработка) с последующим цианированием.

Указанные технологии испытаны в лабораторном и пилотном масштабах для переработки упорных сульфидных концентратов, а также внедрены на ряде золотодобывающих предприятий. По результатам испытаний отмечено повышение извлечения золота из данного типа сырья при умеренном расходе цианистого натрия.

Albion-process основан на сверхтонком измельчении упорного сырья до крупности 80% класса минус 8-12 мкм, окислительном выщелачивании пульпы плотностью 25-30% твердого в щелочной среде при температуре выше 70°С и последующем цианировании. Стадия окислительного выщелачивания осуществляется при атмосферном давлении в присутствии кислорода. В качестве щелочного реагента используют известняк и известь. Процесс предварительной щелочной обработки ведут при рН выше 4 с целью создания условий для образования гетита FeOOH, который не растворяется в цианистых растворах, тем самым снижается расход NaCN при цианировании (сайт www.albionprocess.com).

Известен способ, предусматривающий извлечение благородных металлов из упорного материала, включающий тонкое измельчение материала до крупности 80% класса менее 20 мкм, выщелачивание в щелочной среде в присутствии кислорода при поддержании рН на уровне 5-7 и температуре 60-85°С с использованием в качестве щелочных реагентов известняка и извести с окислением сульфидов вплоть до 95% и дальнейшее цианирование окисленного материала для извлечения золота и серебра (патент AU 9900795, 21.09.1998).

Известен способ-прототип, который заключается в том, что концентрат подвергают сверхтонкому измельчению в бисерной мельнице до крупности 95% класса менее 10 мкм, предварительной двухстадиальной кислородно-известковой обработке и цианированию. Предварительную обработку ведут в две стадии последовательно при температуре 75-85°С. Вначале пульпу окисляют кислородом до рН - 2-3 в течение 3-6 ч и далее проводят известково-кислородную обработку до рН - 10,5-11,0 в течение 3-6 ч (до степени окисления сульфидов 45-50%) и цианируют в сорбционном режиме (патент RU 2598742 С2, 24.12.2014).

Недостатком известных способов является осаждение гипсо-железистых продуктов окисления сульфидов, которые покрывают поверхность окисляемых сульфидов и золота, из-за чего снижается эффективность как самого процесса окисления, так и последующего цианирования. Кроме того, известные способы характеризуются повышенным расходом цианида натрия из-за его нецелевого взаимодействия с продуктами неполного окисления серы.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение извлечения золота из минерального сырья по технологии сверхтонкого измельчения, окисления кислородом при атмосферном давлении и цианирования, а также снижение расхода цианида натрия при цианировании, и, как следствие, сокращение расхода реагентов на обезвреживание цианистых отходов. Технический результат достигается путем создания особых условий предварительной подготовки концентрата к цианированию после сверхтонкого измельчения.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что окисление тонкоизмельченного сырья кислородом при атмосферном давлении ведут в кислой среде без добавки защелачивающих реагентов (СаО, СаСО₃ или др.). Затем кислые растворы, содержащие растворенные продукты окисления сульфидов (в основном серную кислоту и сульфаты железа) отделяют от твердого остатка и утилизируют отдельно. Благодаря тому, что процесс окисления ведется в кислой среде, и осаждение продуктов реакции на окисляемые сульфиды сведено к минимуму - наблюдается увеличение эффективности процесса окисления. А благодаря тому, что железо и сера были отделены от концентрата в растворенном виде, и минимизировано образование осадков на поверхности золота - его извлечение при последующем цианировании увеличивается.

С целью минимизации расхода NaCN в предлагаемом способе цианистую переработку окисленного продукта ведут с добавками растворимых соединений свинца, который связывает цианисиды, входящие в состав жидкой и твердой фаз питания цианирования - в первую очередь сульфиды. Благодаря пассивации основных потребителей цианида, его общий расход на процесс снижается.

В предлагаемом способе предусмотрена возможность дополнительного усиления положительных эффектов благодаря возможности использования кислорода при защелачивании продукта окисления. При этом, с одной стороны, продолжается процесс окисления сульфидов и увеличивается доля золота, вскрытого окислением, а, с другой стороны, окисляются промежуточные формы окисления серы (твердые и растворимые сульфиды, полисульфиды, политионаты, тиосульфаты, проявляющие явные цианисидные свойства), благодаря чему снижается расход NaCN при последующем цианировании.

Предлагаемый способ иллюстрирует следующий пример.

Исследованию подвергали сульфидный флотоконцентрат, крупностью 95.0% класса минус 71 мкм, содержащий 32,1 г/т золота. По минеральному составу указанный продукт на 36,2% представлен сульфидами, из которых 17.1% приходится на пирит, 19,1% - на арсенопирит.

Исследования были направлены на определение оптимальных условий предварительной обработки пульпы и их влияние на показатели извлечения золота при цианировании, расход реагента-растворителя и концентрацию SCN в хвостах сорбции.

Определяли оптимальную крупность измельчения, продолжительность двухстадиальной кислородно-известковой обработки с промежуточной фильтрацией.

Концентрат измельчали в бисерной мельнице до крупности 30, 20, 10 и 5 мкм. Затем пульпу планировали при отношении Ж:Т=3:1, концентрации NaCN - 2,0 г/л в течение 24 ч для определения оптимальной крупности измельчения, которая составила 93% класса минус 10 мкм, т.к. более тонкий помол приводит к определенным трудностям при дальнейшей переработке тонкоизмельченного сырья (заиливание дренажей; повышенное Ж:Т при цианировании, ввиду высокой вязкости продукта; повышенный расход NaCN при цианировании и др.). Результаты представлены в таблице 1.

Пульпу, полученную при оптимальной крупности измельчения 93% класса минус 10 мкм, подвергали предварительной двухстадиальной кислородно-известковой обработке с промежуточной фильтрацией. Пульпу нагревали до температуры 75-85°С и через диспергатор подавали кислород. Изменяли продолжительность первой и второй стадии кислородно-известковой обработки от 4 до 24 ч, контролируя рН пульпы. По окончании каждого эксперимента пульпу охлаждали до температуры 25°С и проводили сорбционное цианирование при отношении Ж:Т=3:1, концентрации NaCN -2,0 г/л в течение 24 ч в присутствии активного угля.

При оптимальной продолжительности двухстадиальной кислородно-известковой обработки с промежуточной фильтрацией кислых растворов, проводили процесс при различной загрузке Рb(NO₃)₂ от 2,0 до 7,0 кг/т

Результаты представлены в таблице 2.

Анализ полученных данных показывает, что оптимальной продолжительностью первой стадии кислородной обработки является 24 ч до рН - 1,6, после чего проводится фильтрация кислых растворов и кек направляется на вторую стадию кислородно-известковой обработки продолжительностью - 24 ч при которой создается рН пульпы 11, при температуре процесса - 75-85°С и оптимальной загрузкой Pb(NO₃)₂ - 5 кг/т. В указанных условиях происходит окисление сульфидов на 72-78%. Извлечение золота при цианировании составляет 87,5%, что на 47,6% больше в сравнении с необработанным концентратом (39,9%). Расход цианида натрия на 1 т концентрата в результате предварительной обработки снижается с 38,7 до 19,0 кг, при расходе извести - 170,0 кг/т. Концентрация роданид-ионов в результате добавления Рb(NO₃)₂ в процесс предварительной кислородно-известковой обработки, снижается в хвостах цианирования с 1268 до 288 мг/л.

Рассмотренный пример показывает, что предлагаемый способ позволил повысить извлечение золота по схеме измельчения, окисления и цианирования концентрата с 72,2% (по способу-прототипу) до 87,5% при снижении расхода NaCN с 22,8 (по способу-прототипу) до 17,0 кг/т.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов для извлечения золота из упорных тонкоизмельченных сульфидных концентратов. Способ включает сверхтонкое измельчение, двухстадийную окислительную обработку измельченного продукта при атмосферном давлении, при этом на первой стадии проводят кислородную обработку, а на второй стадии – кислородно-известковую обработку, и цианирование окисленного продукта. Двухстадийную окислительную обработку проводят с промежуточной фильтрацией и с добавкой растворимого соединения двухвалентного свинца от 2,0 до 7 кг/т, первую стадию кислородной обработки проводят в течение 24 ч до pH 1,6, а вторую стадию окисления – кислородно-известковую обработку – в течение 24 ч до создания pH 11, после чего твердый остаток направляют на цианирование. Способ позволяет повысить извлечение золота при снижении расхода цианида натрия. 2 табл., 1 пр.

Способ извлечения благородных металлов из упорного сульфидного сырья, включающий сверхтонкое измельчение, двухстадийную окислительную обработку измельченного продукта при атмосферном давлении, при этом на первой стадии проводят кислородную обработку, а на второй стадии – кислородно-известковую обработку, и цианирование окисленного продукта, отличающийся тем, что двухстадийную окислительную обработку проводят с промежуточной фильтрацией и с добавкой растворимого соединения двухвалентного свинца от 2,0 до 7 кг/т, первую стадию кислородной обработки проводят в течение 24 ч до pH 1,6, а вторую стадию окисления – кислородно-известковую обработку – в течение 24 ч до создания pH 11, после чего твердый остаток направляют на цианирование.