Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Извлечение золота и серебра в сурьмяном производстве

14.12.2018


Поступающие на металлургическую переработку сурьмяные руды и концентраты, в зависимости от содержания основного компонента, могут быть условно подразделены на 3 категории: бедные (с 1-25 % Sb); средние (с 25-40 % Sb) и богатые (с 40-65 % Sb). Извлечение сурьмы из указанных руд и концентратов может быть осуществлено как гидро-так и пирометаллургическим методом. Краткая информация о применяемых в сурьмяной промышленности пирометаллургических процессах представлена в табл. 10.1.

Присутствующие в сурьмяных рудах и концентратах благородные металлы при плавке переходят в черновую сурьму, из которой они затем извлекаются в процессе огневого рафинирования.

До тех пор, пока в сурьмяной промышленности не был разработан процесс получения электролитной сурьмы из щелочных растворов, подавляющее большинство сурьмяных концентратов обрабатывалось методом осадительной плавки с железом. Данный метол пользуется наибольшим распространением и в настоящее время. Он основан на взаимодействии сульфидов сурьмы с металлическим железом при температуре 1200-1300 °С по реакции, приведенной в табл.10.1. При наличии окисленных форм сурьмы плавка ведется с добавкой восстановителя - угля. При этом оксиды сурьмы восстанавливаются до металла. Образующийся штейн и богатые шлаки (более 2 % сурьмы) используются в обороте. Черновой металл с содержанием 6-15 % Fe. концентрирующий основную массу золота и серебра, поступает на рафинирование. Извлечение сурьмы из концентратов при плавке составляет 80-85 %, а с учетом переработки оборотных продуктов 84-88 %. Осадительная плавка является относительно дорогим процессом и применяется для обработки богатых руд и концентратов. Извлечение сурьмы из рядовых флотационных концентратов осуществляется, как правило, по схеме, включающей окислительный обжиг концентратов с последующей восстановительной плавкой полуденных огарков.

В патенте рассмотрен комбинированный способ окислительно-восстановительной плавки сурьмяных концентратов. Шихта, содержащая концентрат, флюсы и углеродистый восстановитель, загружается на поверхность шлаковой ванны, в которую подается кислородсодержащее дутье. Количество кислорода в дутье составляет 0,8-1,1 от теоретически необходимого для окисления компонентов углеродистого топлива до диоксида углерода, а сульфида сурьмы - до SO2 и Sb2O3. Плавку ведут с переводом 6-20 мас.% сурьмы в черновой металл (концентрирующий благородные металлы). Остальная сурьма улавливается в виде возгонов, которые направляют на восстановительную плавку с получением металлической сурьмы, не содержащей золота и серебра. Обеднение шлаков первой плавки проводят после плавления с добавкой углеродистого топлива. Шлаки от плавки сурьмяных возгонов обедняют с добавкой металлического железа (3-15 мас.% от шлака): железо-сурьмяный сплав возвращают на плавку.

Независимо от принятого способа плавки дальнейшая технологии рафинирования черновой сурьмы, содержащей благородные металлы, осуществляется в 3 стадии. Первая стадия включает очистку сурьмы от железа. Для этого в расплав вводят дополнительное количество флюсов (кварцевый песок, кальцинированную соду и сульфат натрия). При этом происходит ошлакование железа, и содержание его в сурьме снижается с 8-10 до 0,2-0,3 %. Во второй стадии огневого рафинирования сурьмы производится удаление мышьяка. Это достигается с помощью каустической соды, которая связывает мышьяк в арсенат натрия, переходящий в шлак.

Очищенная от железа и мышьяка сурьма подвергается конвертированию (третья стадия рафинирования) при температуре около 900 °С. в процессе которого основное количество сурьмы окисляется до летучего триоксида и удаляется из расплава. По мере улетучивания сурьмы концентрация остальных компонентов сплава (золото, серебро, медь, свинец) соответственно возрастает. При получении достаточно богатого по содержанию благородных металлов продукта последний переплавляют и передают на аффинажные заводы.

Примером использования указанной технологии может служить завод Иеллоу Пайн (США), описание которого дано в главе 20.

Необходимо отметить, что процесс пироселекции золота и сурьмы на стадии огневого рафинирования черновой сурьмы протекает достаточно медленно. Поэтому золотосодержащие остатки рафинирования содержат, как правило, значительное количество неотогнанной сурьмы (содержание сурьмы в огарках до 60-70 %) и других металлов-примесей, последующее отделение которых от золота и серебра связано с определенными трудностями. В этой связи, при относительно высоких содержаниях благородных металлов в исходных сурьмяных рудах и концентратах переработку их рекомендуется проводить по схемам, включающим дистилляционный обжиг с отгонкой сурьмы в газовую фазу. Данный процесс может быть интенсифицирован и проведен при более низких температурах (600 °C) за счет применения технологии вакуумирования при степени разряжения около 660 Па. Получаемые в результате дистилляции сурьмяные возгоны могут быть переработаны на технический оксид сурьмы Sb2О3 либо подвергнуты восстановительной плавке на черновой металл. При вакуумной возгонке возможен также вариант восстановления Sb2O3 в парах с последующей конденсацией сурьмы в металлическом состоянии. Для извлечения золота и серебра из огарков дистилляционного обжига целесообразно использовать гидрометаллургические методы, например, цианирование после предварительной обработки огарков горячими щелочными (NaOH) растворами.

Так. на одном из предприятий Японии обожженный остаток, содержащий (%): 0,31 Sb: 1,1 Cu; 9,48 Fe: 1,8 С: 1,32 S: 87 г/т Au и 3198 г/г Ag. обрабатывался перед цианированием 8-10 %-ными растворами NaOH при температуре 80-100 °С в течение 6-8 ч. Цианирование проводилось при концентрации KCN 2,5-10 г/л с добавлением о раствор извести (1 % от массы огарка) и уксуснокислого свинца. Отношение Ж:Т в пульпе варьировалось от 6 до 15. Извлечение золота в раствор при этом составило 96 %. серебра - 88 %.

Как уже отмечалось нами ранее, процесс обжига сурьмяных руд и концентратов осложняется плавлением сульфида, триоксида и других химических соединений сурьмы, что может вызвать оплавление (спекание) огарка и окклюдирование присутствующих в нем благородных металлов. Кроме того, это может служить причиной недоизвлечения сурьмы в газовую фазу - возгоны. Поэтому дистилляционный обжиг стараются вести в строго определенном температурном режиме (700-800 °C при содержании Sb в исходном сырье 10-25 % и 1100 °C -при содержании сурьмы 1-5 %) и в слабо-восстановительной атмосфере (2-5 % CO), во избежание образования нелетучих соединений сурьмы, в частности, Sb2O4. Чрезмерный избыток CO в газах нежелателен, т.к. может привести к восстановлению сурьмы до металла и снижению степени ее отгонки. Процесс обжига может быть осуществлен в печах разной конструкции: шахтных, вращающихся (трубчатых), печах КС и др.

Своеобразный процесс обжига золотосодержащих сурьмяных концентратов осуществлен на заводе в Хиого (Япония). Обжиг производится во взвешенном состоянии. В обжиговую печь шахтного типа поступает флотопена с расположенной а непосредственной близости обогатительной фабрики. Температура в печи 1000-1200 °С. Степень отгонки сурьмы составляет 87-90 %. расход кокса -40 % от массы концентрата. Огарок перерабатывают с целью извлечения золота и серебра.

В связи с присутствием в огарках дистилляционного обжига остатков сурьмы и оплавленных минеральных агрегатов, цианирование этих огарков, даже с предварительной щелочной обработкой, не всегда обеспечивает достижение удовлетворительных технологических показателей. Поэтому ведется разработка и других (нецианистых) способов извлечения золота и серебра. Интересен в этом отношении опыт переработки золото-сурьмяного концентрата на заводе Консолидейтед Мэрчисон (ЮАР).

Концентрат (50-60 % Sb: 15-30 г/г Au; 0,2 % As) подвергается окислительному дистилляционному обжигу во вращающихся печах при температуре 650-950 °C. Огарок доизмельчается и флотируется. Золото из концентрата извлекается хлорным выщелачиванием. Достаточно перспективным, на наш взгляд, представляется и вариант тиокарбамидного выщелачивания Au и Ag из сурьмянистых огарков в сернокислой среде.

Одним из возможных вариантов пирометаллургической переработки сурьмяного сырья, при наличии в нем благородных металлов, является плавка на штейн.

На заводе Бупкер-Хилл (США) концентраты, содержавшие сурьму в форме тетаэдрита, шихтовали с сульфатом натрия, содой и большим количеством угля и проплавляли в трехэлектродной электропечи при температуре 1260 °С. Сульфат натрия в этих условиях восстанавливается до сульфида, а последний растворяет соединения сурьмы (а также медь и благородные металлы) с образованием штейновой фазы. Затем охлажденный штейн измельчали до крупности минус 0,2 мм, выщелачивали сернистым натрием и из раствора электролитически осаждали сурьму. Kеки использовали для извлечения меди и благородных металлов.

В Австралийском патентe описан двухстадиальный процесс переработки сурьмяных руд и концентратов. На 1-й стадии проводят плавку руды в печи, позволяющей осуществлять подачу горючего и кислородсодержащего газа непосредственно в расплав, например, через погруженную или донную фурму. В качестве топлива могут быть использованы нефть, уголь или природный газ. Отходящие газы пропускают через конденсатор, где осаждается сурьма в виде Sb2O3. На 2-й стадии осуществляют коллектирование других ценных компонентов -Au и Ag. В качестве коллектора рекомендовано использовать медь, медный или Fе-S штейн.

Оригинальный способ металлургической переработки золото-сурьмяных концентратов (20-39 Sb; 17-23 % S; 9-16 % Fe; 0,5-1 % As, 0,1 % Cu; 0,2 % Pb; 70-90 г/г Au) разработан в КНР. Способ включает шахтную плавку брикетированного материала с отгонкой оксида и сульфида сурьмы. При этом получают Au-Sb сплав (в который извлекается до 90 % золота), сурьмяные возгоны и шлак. Возгоны, содержащие 77-79 % Sb; 0,15-0.2 % Pb и 2-4 г/г Au, спекают и плавят в слитки. При дальнейшей переработке из них извлекают 90 % золота и 80 % сурьмы. Золото-сурьмяный сплав подвергают электролизу. Из шлама электролиза извлекают 99 % золота в сплав, содержащий 94 % Au.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: