Способ извлечения меди из ее руд или концентратов, с целью извлечения из них меди и других ценных металлов Советский патент 1928 года по МПК C22B15/08 

Предлагаемый способ извлечения меди из ее руд или концентратов основан на свойстве хлорных ионов и сернистого ангидрида выщелачивать заключающиеся в руде металлы: марганец, кадмий, железо, кобальт, никкель, сурьму, висмут, медь, ртуть, серебро, золото, платину и вольфрам.

Способ применим для обработки медных руд или их концентратов, содержащих окиси, сернокислые, углекислые, кремнекислые соли и хлорокиси, равно как и продукты, получаемые от обжигания руд и концентратов и заключающие в себе сернистые, серно - мышьяковистые и серно-сурьмянистые руды с содержанием меди.

Обработка состоит в выщелачивании надлежащим образом измельченных руд или их концентратов по преимуществу насыщенным раствором хлористого соединения щелочного или щелочно-земельного металла или иного хлористого металла, насыщенного также сернистым ангидридом (502). Наиболее подходящим и наиболее дешевым

хлористым соединением является сырая каменная соль или смесь хлористого натрия с другою хлористою щелочью или хлористо-металлическим соединением. Можно также рекомендовать хлористый кальций. Полезно, чтобы раствор хлористого соединения был, по возможности, насыщен, так как он растворяет значительно больщие количества металла, чем раствор меньшей концентрации. Раствор можно пропускать через руду помощью процеживания; при этом руды или концентраты могут быть подвергаемы также предварительному размельчению. Предпочтительнее, однако, обрабатывать руды выщелачиванием их помощью процеживания или взбалтывания с насыщенным раствором хлористого натрия, более или менее насыщенного сернистым ангидридом. Подобный раствор должен содержать приблизительно 26% хлористого натрия и 5-10% SOg. Растворение окисленных медных руд производится сернистым ангидридом, который поглощен насыщенным раствором хлористого соединения и не зависит от свободной серной или хлористоводородной кислоты, образующейся во время обработки. Медные руды растворяются в виде сложного купромедного (cupro-cupric) соединения, представляющего нестойкую соль, быстро распадающуюся в насыщенном растворе хлорида, превращаясь в сложное меднохлористое соединение.

Концентрация сернистого ангидрида в растворе хлорида, если таковой прибавлен в количестве, достаточном для растворения всех медных соединений в руде, не оказывает, повидимому, действия на полноту растворения меди, но влияет на скорость реакции.

Наряду с некоторыми сложными солями,образующимися от вступления в реакцию насыщенных растворов, медно-хлористое соединение в почти насыщенном им растворе при прибавлении воды тотчас распадается, осаждая белую хлористую медь. На растворы медных соединений менее высокой концентрации разбавление водою не производит никакого действия. Известно, что обыкновенно для насыщения раствора достаточно небольших количеств сложных соединений, и по этой причине для выщелачивания руд потребны более значительные г количества разбавленных растворов, чем при обработке кислотами. Опыты показали, что применение достаточных количеств свежего раствора, приводимого в соприкосновение с рудою процеживанием или взбалтыванием, имеет больщее значение, чем время пребывания их в соприкосновении. Насыщенный раствор хлористого натрия, по насыщении его SOg, находясь в соприкосновении с избытком окиси меди, берет из него 62,4 грамма меди или литр раствора, или 29 куб. ф. раствора производят более или менее полное извлечение меди из одной тонны руды с содержанием 5,2% Си, при условии применения достаточного

количества промывных вод для рекуперации растворенных ценных материалов. Напротив того, не рекомендуется применение растворов, близких к насыщению сложным хлористомедным соединением, так так в этом случае обработанную руду нельзя подвергать промывке водою, ибо это вызвало бы осаждение хлористой меди и потерю таковой в руде. В подобном случае сильно насыщенные растворы необходимо разбавлять прибавлением насыщенного раствора хлорида или же промывать руду таким насыщенным раствором, до промывки ее водою.

Сложные медные соли в растворе в присутствии железа легко и полно осаждаются в виде сернистого соединения помощью HgS или NagS. Из растворов, сильно насыщенных сложною медной солью, всякий окислитель или взбалтывание воздухом осаждает больщую часть меди в виде хлорокиси. Из менее насыщенных растворов медь осаждается помощью окислителей не так легко и не с достаточною полнотою. Присутствие свободной сернистой кислоты препятствует окислению и осаждению сложной соли в виде хлорокиси меди.

Пример. Руда с содержанием в 5,2%, состоявшая в больщей части из смеси силикатов с некоторыми углекислыми соединениями меди в андезите и с некоторым количеством свободной извести была измельчена до прохождения через сито № 15. Подготовленная таким образом руда была помещена в чан, снабженный в дне фильтром и подвергнута выщелачиванию четырехкратным, по весу руды, количеством насыщенного раствора хлористого натрия, смешанного до насыщения с SOg. Процеживание раствора задерживалось помощью крана, так что для прохождения раствора через руду потребовалось 24 часа. Затем руда была промыта водой. Выщелоченный и промытый остаток содержал 0,66%, что показывает, что количество извлеченной

меди составляет 87,33%. В растворе, полученном без промывной воды, оказалось 0,19% от общего количества сернокислых соединений, среди которых, кроме сернокислого натрия, находились также сульфаты, имевшиеся как в самой руде, так и в продажном хлористом натрии. Столь малое содержание сульфатов показывает, что растворение меди произошло не от действия сколько-нибудь значительного количества свободной серной кислоты, образовавшейся от окисления SOg кислородом руды или воздухом.

Медь из раствора была совершенно рекуперирована осаждением помош,ью NaaS. При тщательном устранении избытка NagS раствор, освобожденный от меди, по доведении в нем хлористого натрия до насыщения и после нового насыщения помощью SOa, может быть применен для нового выщелачивания руд.

Вместо того, чтобы обрабатывать грубо измельченную руду процеживанием через нее насыщенного раствора хлорида, смешанного также до насыщения с сернистым ангидридом, можно производить более тонкое измельчение руды, которая, будучи суспендирована затем в насыщенном растворе хлорида, может быть взбалтываема смесью сжатого воздуха и сернистого ангидрида или же механически во время введения в смесь сернистого ангидрида.

Избыток сернистого ангидрида может быть удален из раствора помощью струи воздуха или кипячением, после чего медь можно осадить из раствора железом.

Тот же метод может быть применен для удаления медных солей, при обработке окисленных, содержащих медь, золотых и серебряных руд, в качестве подготовительной операции для последующей их обработки помощью цианистых соединений. При обработке подобных руд чрезмерный расход цианистого соединения, вызываемый медными составляющими руды, часто

делает его неприменимым. После подготовки же описанным способом обработка таких руд цианистым соединением значительно удешевляется.

Пример. Золото - серебряная руда с содержанием меди, состоящая из смеси окиси, карбонатов и силикатов меди вместе с сульфидами серебра и меди и свободными золотом и серебром, давщая на пробе 13,43% меди, 102,14 г серебра и 37,86 г золота на тонну, была измельчена до степени прохождения через сито № 20.

Сначала было обработано некоторое количество этой руды раствором цианида для извлечения золота и серебра, при этом, несмотря на применение всех обычных средств, расход цианида был весьма велик, а именно 5,65 кг на тонну руды. Другое количество руды для предварительного извлечения окисленных медных составляющих ее было

затем обработано выщелачиванием помощью восьмикратного по весу количества хлористого натрия, насыщенного SOj. После промывки руды щелочью, она была обработана раствором цианида.

Экстрагирование дало следующие результаты: 51,20% меди от общего количества ее и 61,43% золота и серебра. Расход цианида оказался меньше, а именно 1,7 кг на тонну руды.

Следующее количество руды было подвергнуто обжиганию для удаления серы из сульфидов и

затем выщелачиванию восьмикратным по весу количеством насыщенного раствора хлористого натрия, к которому был прибавлен до насыщения сернистый ангидрид. После промывки руды в щелочи, она была обработана цианидом. В этом случае эктрагирование дало 89,10% меди и 82,60% золота и серебра при еще меньшем расходе цианида, а именно, 0,95 кг на тонну руды. В случае среброносных медных руд насыщенный раствор обыкновенной поваренной соли, содержащий более или менее значительное

количество сернистого ангидрида, растворяет, вместе с медью, значительное количество серебра. Например, в одной окисленной среброносной медной руде такое извлечение серебра дало до 60,87% от всего содержания серебра, что было достигнуто тою же операцией выщелачивания, помощью которой было вместе с тем извлечено 88,89% всего содержания меди, т.-е. произошло соединение некоторых из серебряных солей руды с хлором, как описано выше, так как в насыщенном растворе поваренной соли растворимо только хлористое серебро.

Весьма низкие сорта серебряных руд, требующие возможно более дешевой обработки, прекрасно экстрагируются, без какоголибо добавочного растворителя, простым выщелачиванием их , помощью насыщенного раствора поваренной соли, смешанной до насыщения с сернистою кислотою.

Частично окисленные золотые и серебряные руды, с значительными примесями окисей основных металлов, не подвергавшиеся обработке хлором при обжигании, во избежание потерь от улетучивания, или тугоплавкие руды, обожженные обычным образом, равно как и естественные окисленные руды с малым содержанием или вовсе не содержащие сульфидов, могут быть в большей или меньшей степени обработаны хлором мокрым путем, при чем основные металлические окиси могут быть сделаны растворимыми превращением их в хлористые соединения, после чего удалены помощью выщелачивания.

Руда, измельченная надлежащим образом, смешивается с окисляющим реактивом, по преимуществу с перманганатом или с перекисью марганца, который берется в количестве нескольких фунтов на тонну, и затем обрабатывается насыщенным раствором хлористой щелочи, смешанной также до насыщения с сернистым ангидридом. Этот раствор хлорирует наличные

металлические окиси. Реакция может совершаться на холоду, но значительно ускоряется при нагревании.

Небольшие количества щело ных нитратов, вместо марганцевых соединений, дают подобный же эффект, между тем, как раствор хлорной извести с сернистою кислотою дает лишь хорошие результаты.

Хлорирующий раствор пропускают в течение некоторого времени через измельченную руду, и после промывки водою для удаления сернистого ангидрида, хлорного газа, кислого сернокислого натрия, хлористого марганца и других основных металлических хлоридов руды могут быть подвергнуты выщелачиванию обычными растворителями - растворами цианидов и тиосульфатов для рекуперации оставшегося металлического золота и серебра.

В случае среброносных руд, насыщенный раствор хлорида, как оказалось, также производит растворение значительных количеств серебра, доказательством чего служит то, что при опыте некоторое количество серебра превратилось в хлористое соединение. Хлористое серебро, содержащееся в насыщенном растворе хлорида, может быть рекуперировано осаждением на меди, или же можно вызвать отложение хлористого серебра на древесных стружках, разбавив раствор водою.

Растворяющему действию насыщенного раствора хлорида на серебро в известной мере способствует последующее применение жидких растворителей, но так как от этого происходит двойное осаждение, то часто бывает выгоднее ослабить концентрацию раствора хлорида с тем, чтобы он не мог растворять металлические примеси серебряной руды.

Удаление помощью предлагаемого способа основных металлических окисей, вызывающих расход цианида и тиосульфата, дает возможность экономического выщелачивания руд, которые иным путем не могли бы быть обработаны. Опыты показали, что общее количество извлекаемого из руды серебра при этом способе также значительно возрастает.|

Если окисляющим реактивом i служит хлор, то раствор хлорида, содержащий .в себе сернистую кислоту, является полезным реактивом для хлорирования золотых и серебряных руд, с целью извлечения соответствующих метал- : лов. Таким образом, концентрированный раствор соли можно более или менее насыщать хлором и сернистым ангидридом и применять его в каческве жидкости для выщелачивания руды.

Предмет патента.j

1. Способ извлечения меди из : ее руд или концентратов, с целью извлечения меди или меди и марганца, а также и серебра, или с целью подготовки руды для из- I влечения из нее золота и серебра,;

отличающийся тем, что руду или концентрат выщелачивают раствором, насыщенным сернистым газом и поваренной солью или другим хлоридом щелочного или щелочноземельного металла.

2.Видоизменение охарактеризованного в п. 1 способа для обработки окисленных золото-и серебросодержащих руд с добавлением к ним основных окислов, а также обожженных тугоплавких руд и естественно окисленных руд с малым содержанием сульфидов, отличающееся тем, что, до обработки руды насыщенным сернистым газом и поваренной солью раствором, руду смешивают с небольшими количествами марганцово-калиевой соли, или перекиси Марганца, или белильной извести, или щелочного нитрата.

3.Видоизменение охарактеризованного в п. 1 способа, отличающееся тем, что насыщенный сернистым газом и хлоридом раствор, до выщелачивания им руды, насыщают хлором.