Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Тиокарбамидное выщелачивание золота и серебра из упорных руд

20.12.2018


Возможность замены щелочных цианидов другими растворителями золота и серебра, пригодными для применения в рудном металлургическом цикле, давно привлекает внимание исследователей и производственников. При этом имеется ввиду способность металлического золота образовывать значительное количество водорастворимых комплексных соединений, обладающих определенной химической устойчивостью. В настоящее время выявлен достаточно широкий круг растворителей, которые рассматриваются в качестве альтернативы цианистым солям в гидрометаллургических процессах извлечения золота и серебра из рудного сырья. К ним, в частности, могут быть отнесены гидросульфиты (HS-), тиосульфаты натрия и аммония (S-O ), тиоцианаты (CNS-), тиокарбамид, галоиды (хлор, бром, йод), соли гуминовых кислот, оксинитрилы (например, ацетонциангидрин (CH3)2COH.CN), некоторые органические соединения (амины, аминокислоты) и др.

Изыскание и оценка новых растворителей благородных металлов производится не только из экологических соображений, но также преследует и другие цели, например, возможность гидрометаллургической переработки золото- и серебросодержащих руд (концентратов), трудно поддающихся цианистому выщелачиванию. Применительно к рудам технологического типа "В" интерес в этом плане представляют три группы растворителей: тиосульфаты, бромистые соединения и тиокарбамид.

Исследованиями Иргиредмета установлено, что в случае использования тиосульфатных растворов (Na2S2O3 36 г/л; окислитель - CuSO4, 4 г/л; регулятор среды - NH4OH, 16 г/л) присутствие в исходном материале Sb2S3, Cu2S, As2S3 и некоторых других минеральных примесей не оказывает заметного депрессирующего влияния на золото при выщелачивании. Для достижения приемлемых показателей извлечения золота в растворы необходимо повышение температуры обработки до 100-130 °С.

В принципе, как показали последующие исследования, выполненные в Ереванском госуниверситетe и Иркутском политехническом институте, тиосульфатное выщелачивание может быть осуществлено и при более низких температурах за счет значительного разбавления пульпы (до Ж:Т=10:1), увеличения концентрации растворителя или применения к рудам совмещенного процесса выщелачивание - сорбция золота из пульпы ионообменными смолами. Однако в этих условиях резко возрастают расход реагентов и общие затраты на обработку руды. Указанные обстоятельства существенно затрудняют использование данного растворителя в технологических целях.

В последние годы активно исследуется вариант тиосульфатного выщелачивания золото- и серебро содержащих руд с добавкой в пульпу аммиака и Cu(II), которая играет роль катализатора химических реакций растворения благородных металлов и позволяет вести процесс при комнатной температуре.

Эксперименты, проведенные на флотационном концентрате с содержанием 153,6 г/т Au, 113,5 г/г Ag и 1,71 % Cu, показали, что аммиачно-тиосульфатное выщелачивание в присутствии медного катализатора позволяет извлечь в растворы 95 % золота и 92 % серебра. В работе представлены теоретические аспекты данного способа выщелачивания, рассматриваются вопросы стабилизации системы, а также возможности извлечения металлов из тиосульфатных растворов. Исследованиями природных образцов, содержащих 51,6 г/г Au, установлен оптимальный режим выщелачивания: температура 25 °С, состав растворов - 2М Na2S2O3 + 0,1M CuSО4 + 4М NH4OH, плотность пульпы 40 % твердого, продолжительность 3,5 ч, В указанных условиях достигнуто извлечение золота в растворы более 80 %. Для выделения золота из растворов рекомендованы сорбция активированным углем (извлечение более 95 %) или электролиз (извлечение 99 %). Предварительные экономические расчеты показали, что при условной производительности промышленной установки 150 т руды в сутки затраты на внедрение аммиачно-тиосульфатной технологии составят: капиталовложения - 2,33 и эксплуатационные расходы - 2,0 млк.долл.США.

Несмотря на отмеченные возможности усовершенствования технологии тиосульфатного выщелачивания золота и серебра из медистых руд, перспективы внедрения этой технологии в промышленность остаются пока весьма неопределенными.

Одним из преимуществ бромного выщелачивания является значительно более высокая (по сравнению с цианированием) скорость растворения золота. По данным работы, при обработке обожженных золотосодержащих концентратов, содержащих от 300 до 550 г/г Au, бромными (Геобром-3400, 4 г/л; рН=5-6) и щелочными цианистыми растворами (NaCN 1 г/л, pH= 10,5-11) одинаковое извлечение золота (94-96 %) достигнуто в первом случае - за 4-6 ч, во втором - за 24-48 ч. Этот фактор может иметь существенное значение при переработке руд и концентратов, содержащих химические депрессоры золота и серебра (например, минералы меди, сурьмы или пирротин), когда определяющую роль начинает играть кинетика растворения благородных металлов. Положительное влияние бромного выщелачивания на извлечение золота из окисленных медных руд отмечается, в частности, в работе и других публикациях.

Исследованиями, представленными в работе, рекомендуется использовать относительно слабые растворы (начальная концентрация NaBr 10-40 г/л), в которых ионы Br- электрохимически окисляют до Br, получая концентрацию его в растворе менее 50 г/л. Такой раствор селективно растворяет золото, в минимальной степени затрагивая другие минеральные компоненты руды. После выделения золота из раствора последний может быть отрегенерирован и вновь направлен в голову процесса на электрохимическое окисление. Опытно-промышленными испытаниями (в ванне емкостью 1,35 м3) и проведенными на их основе технико-экономическими расчетами установлено, что при объемах переработки 1 000 т руды в сутки годовые эксплуатационные затраты при бромном выщелачивании составят 586 тыс. долл. против 1100 тыс. долл при цианировании.

Следует, однако, отметить, что данный процесс еще недостаточно изучен как с научной, так и с технологической точки зрения. Применение брома связано с более высоким расходом реагента (поскольку, наряду с золотом, он окисляет и другие компоненты руды), необходимостью защиты оборудования от коррозии, пониженным извлечением серебра и другими проблемами, решение которых требует проведения более глубоких исследований и крупномасштабных экспериментов. Весьма спорными являются также высказывания в печати о "нетоксичности" брома и его соединений, поскольку последние, так же, как и многие другие нецианистые растворители золота и серебра, относятся к категории вредных веществ и для них существуют достаточно жесткие нормы предельно допустимых концентраций в воздухе производственных помещений (Br - 0,5 мг/м3; HBr - 2 мг/м3) и сточных водах.

В свете вышесказанного, из трех рассмотренных групп растворителей более подготовленным к промышленному использованию при переработке золотых и серебряных руд данного технологического типа является тиокарбамид.

Об эффективности данного растворителя, в частности, можно судить по результатам экспериментов, приведенных в табл. 14.1. Выщелачивание золота производилось из рудных смесей, составленных из золотосодержащего кварца (2 пробы руды с содержанием Au соответственно равным 12,9 и 2,3 г/т) и вводимых в него различных минеральных добавок. В качестве последних использованы: борнит-халькозиновый концентрат (содержание Cu 70, S 20 %), штуфной антимонит (98 % Sb2S3), смесь реальгара и аурипигмента, содержащая 53 % As и 32 % S, а также активированный уголь марки ОУ. Доля вводимых добавок составляла 1 % от массы кварцевой основы. Из приведенной таблицы видно, что процесс тиокарбамидного выщелачивания, обеспечивая примерно одинаковые с цианированием показатели извлечения золота из простых кварцевых руд, менее чувствителен к примесям (медь, сурьма, мышьяк), что позволяет рассматривать его в качестве одного из возможных вариантов гидрометаллургической переработки руд, относящихся к технологическому типу "В".

В период 1964-1984 гг, специалистами Иргиредмета (А.Ф. Панченко, Л.Н. Брянцева, Л.А. Шамис, О.Д. Хмельницкая и др.) под общим руководством автора проведен комплекс теоретических и экспериментальных исследований по изучению общих закономерностей процесса растворения золота, серебра и их химических соединений в кислых растворах тиокарбамида с последующей разработкой технологии извлечения металлов из руд на основе тиокарбамидного выщелачивания, включая операции осаждения золота и серебра из растворов и нейтрализации сточных вод технологического процесса. Результаты этих исследований подробно освещены в соответствующих публикациях. Поэтому здесь мы ограничимся лишь изложением главных выводов и рекомендаций, касающихся основных вопросов теории и практики тиокарбамидного выщелачивания золота и серебра из руд, имея ввиду прежде всего возможность использования этого процесса при обработке упорных для цианирования материалов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: