СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА И МЕДИ ИЗ СУЛЬФИДНОГО ЗОЛОТОМЕДНОГО ФЛОТОКОНЦЕНТРАТА
METHOD FOR RECOVERY OF GOLD AND COPPER FROM SULPHIDE GOLD AND COPPER FLOAT CONCENTRATE

Изобретение относится к химической и металлургической промышленности, в частности к области гидрометаллургии драгоценных металлов, и может быть использовано для извлечения золота и меди из сульфидного золотомедного флотоконцентрата.
Известны способы бактериального выщелачивания сульфидного минерального сырья (WO 0118269 А1 опублик. 15.03.2001 г.) и способ «BacTech» (AU 652231 В, опублик. 18.08.1994 г.).
Способ переработки руд с применением этих процессов включает рудоподготовку, обогащение (гравитационное с флотационным или только флотационное), биоокисление полученного концентрата, отделение бактериальных растворов от твердых остатков биоокисления, нейтрализацию растворов в две стадии с применением известняка на первой стадии, извести на второй стадии, сорбционное цианирование твердых продуктов биоокисления, десорбцию металлов и регенерацию сорбента, возвращаемого в процесс цианирования, электролиз золотосодержащего раствора-элюата и плавку катодных осадков с получением сплава золота и серебра - сплава Доре.
3+
Данный способ требует адаптации микроорганизмов, которые чувствительны к мышьяку. При содержании мышьяка в растворе более 1 г/л замедляется образование Fe. Кроме того, биоокисление сульфидных минералов очень длительный процесс и для обеспечения высокой активности бактерий требуется поддержания постоянных температур (40-43°С) и значения рН среды в интервале 1,0-1,8.
Известен способ переработки сырья, содержащего драгоценные металлы и сульфиды (Патент 5071477 США, 10.12.1991). По известному способу сырье смешивают с водой или раствором серной кислоты концентрацией 5÷25 г/л, смесь обрабатывают в автоклаве с подачей кислорода при температуре 180÷225°С, с общим давлением 1,7÷3,0 МПа. Окисленную пульпу отмывают водой от серной кислоты, затем смешивают с активированным углем и подвергают выщелачиванию в растворе цианида натрия. Полученный уголь, насыщенный драгоценными металлами, отделяют от пульпы и перерабатывают известными методами с извлечением драгоценных металлов.
Недостатками способа-аналога являются высокие капитальные и эксплуатационные затраты, обусловленные использованием высокотехнологичного и дорогостоящего оборудования, и привлечению высококвалифицированного персонала.
80 %
Известен способ-аналог, предусматривающий извлечение цветных и драгоценных металлов из упорного минерального сырья. Метод включает в себя сверхтонкое измельчение до крупности P класса минус 20 мкм, выщелачивание минерального сырья раствором серной кислоты, с ионами трехвалентного железа при атмосферном давление, с барботажем кислородсодержащего газа в реактор открытого типа при температуре в плоть до точки кипения раствора. При этом по крайней мере часть кислоты и ионов трехвалентного железа образуются путем растворения пирита, а часть ионов двухвалентного железа, полученных при выщелачивании, подвергается повторному окислению в растворе, преобразуюсь в ионы трехвалентного железа (Патент WO 96/29439, 26.09.1996).
Недостатками способа-аналога являются низкое извлечение меди по причине недоокисления, высокий расход электроэнергии за счет использования в процессе выщелачивания только кислорода и высокого расхода цианида натрия при последующем цианировании из-за недоизвлечения меди при выщелачивании.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение извлечения золота, серебра и меди, а также снижение затрат на переработку упорного сырья, содержащего драгоценные металлы и сульфиды.
Поставленная задача решается за счет технического результата, который заключается в создании более благоприятных условий для извлечения драгоценных металлов при гидрометаллургической переработке.
80%
Указанный технический результат достигается тем, что в способе извлечения драгоценных металлов и меди из упорного сульфидного сырья, включающем сверхтонкое измельчение до крупности Р класса минус 20 мкм или меньше, выщелачивание минерального сырья раствором серной кислоты с ионами трехвалентного железа при атмосферном давление и температуре, не приводящей к кипению раствора, согласно изобретению выщелачивание минерального сырья раствором серной кислоты проводят в две или три стадии, первую из которых осуществляют с барботажем воздуха, вторую с барботажем кислорода, третью при необходимости с барботажем воздуха.
Указанный технический результат достигается также тем, что выщелачивание минерального сырья раствором серной кислоты проводят таким образом, чтобы степень окисления сульфидов на первой стадии составляла до 25%, на второй стадии до 50% и при необходимости на третьей стадии до 85%.
Указанный технический результат достигается также тем, что выщелачивание раствором серной кислоты проводят в две стадии и при необходимости в три стадии при температуре 40÷105°С и продолжительности двух или трех стадий 2÷48 часов в реакторах открытого типа.
Сущность способа заключается в том, что выщелачивание упорного сульфидсодержащего сырья осуществляется в две стадии и при необходимости в три стадии. Данный метод выщелачивания позволяет существенно сократить потребление электроэнергии на процесс выщелачивания, так как на генерацию кислорода по расчетам необходимо в 3 раза больше энергии, нежели на то же количество воздуха при использовании компрессорного оборудования.
При окислении пирита в кислых растворах протекают две независимые реакции:
Далее происходит образование сероводорода:
Образование сероводорода протекает более интенсивно при окислении сульфидного сырья с продувкой кислородом. Образовавшийся сероводород взаимодействует с сульфатом меди с выпадением в осадок нерастворимого сульфида меди, что приводит к уменьшению извлечения меди в сернокислотные растворы за счет вторичного осаждения. При окислительном выщелачивании с продувкой воздухом выделение сероводорода резко уменьшается за счет низкой степени окисления пирита, что приводит к более высокому извлечению меди. Однако использование в качестве окислителя воздуха приводит к недостаточному окислению сульфидов и снижению извлечения золота при последующем цианировании. Ввиду этого проведение процесса в две, либо в три стадии с разделением процесса окисления с продувкой воздухом и кислородом является оправданным с точки зрения повышения извлечения меди и драгоценных металлов, со снижением потребления электроэнергии на процесс выщелачивания в сравнении с проведением выщелачивания в одну стадию.
В заявляемом способе параметры выщелачивания берутся в зависимости от химического состава перерабатываемого сырья. При низком содержании сульфидов (2÷3%) в сырье необходимая температура и продолжительность двух стадий может составлять, соответственно, 40÷90°С и 2÷8 часов. При высоком содержании сульфидов (более 20%) необходимая температура и продолжительность двух стадий может составлять, соответственно, 40÷90°С и 8÷48 часов.
Переработка медных сернокислотных растворов с получением товарной меди осуществляется известными способами.
Предлагаемый способ иллюстрируют следующие примеры.
Пример 1.
Исследованию подвергали сульфидный золотомедный флотоконцентрат №1, крупностью 80% класса -0,071 мм, содержащий 22,4 г/т золота. По минеральному составу указанный продукт на 29,4% представлен сульфидами, из которых 21,1 приходится на пирит, 5,4 - на теннантит, 1,7 - на халькопирит, 1,2 - на сфалерит.
Исследования направлены на определение оптимальных параметров предварительной обработки пульпы и их влияние на показатели извлечения меди в процессе окислительного выщелачивания и извлечения золота при последующем цианировании.
Концентрат измельчали в бисерной мельнице до крупности 80% 40, 20 и 10 мкм. Затем пульпу окисляли 24 ч с барботажем кислородом и воздухом, концентрация серной кислоты составила 100 г/л, температура 90-95°С (таблица 1).
80 %
На оптимальной крупности измельчения P -20 мкм определяли оптимальную продолжительность процесса 1 стадии окисления низкотемпературного атмосферного окисления с барботажем воздухом (по заявляемому способу), концентрация серной кислоты составляла 100 г/л, температура 90-95°С (таблица 2).
Оптимальная продолжительность 1 стадии при барботаже воздухом составила 8 ч, так как в данный промежуток времени скорость выщелачивания меди являлась наибольшей и после 8 часов она значительно снижается. Степень окисления сульфидов при оптимальной продолжительности составляет 20,7%, извлечение меди - 80,2%, золота - 83,5%, расход NaCN составил 10,3 кг/т и дальнейшее увеличение продолжительности не приводит к значительному улучшению показателей процесса.
Для выявления оптимальной продолжительности второй стадии, первую стадию проводили с барботажем воздухом при продолжительности 8 часов в оптимальных условиях, а далее в пульпу барботировали кислород при температуре 90-95°С (таблица 3).
Оптимальная продолжительность 2 стадии составила 2 ч, при этом степень окисления сульфидов составляет 21,8%, дальнейшее увеличение продолжительности процесса не приводит к значительному повышению динамики извлечения меди и золота. Извлечение меди находится на уровне 83,1%, золота 93,4%, расход NaCN - 9,9 кг/т.
С целью выявления оптимальной температуры двух стадиального низкотемпературного атмосферного окисления провели серию опытов в две стадии окисления в диапазоне температур от 25-95°С (таблица 4).
Анализ полученных данных показал, что для максимального извлечения меди, золота и уменьшение расхода цианида необходимо окисление проводить в две стадии, при продолжительности 1 стадии 8 ч, второй 2 ч, температура процесса должна находится в диапазоне 90-95°С. При снижении температуры процесса оптимальные показатели извлечения ценных компонентов можно достигнуть за более продолжительное время обоих стадий.
Пример 2.
Исследованию подвергали сульфидный золотомедный флотоконцентрат №2, крупностью 80% класса -0,071 мм, содержащий 53,0 г/т золота. По минеральному составу указанный продукт на 91,5% представлен сульфидами, из которых 6,0 приходится на пирит, 80,0 - на халькопирит, 4,0 - на сфалерит, 1,5 - на арсенопирит.
80 %
Условия проведенных исследований выбирали с использованием результатов, полученных в примере №1 и с корректированных с учетом химического состава флотоконцентрата (содержания сульфидов): крупность измельчения P - 20 мкм, концентрация серной кислоты - 100 г/л, температура - 95°С, продолжительность первой стадии с продувкой воздухом - 12 часов, продолжительность второй стадии с продувкой кислородом - 2 часа. В процессе второй стадии окисления происходило переосаждение меди за счет образующегося в ходе окисления сероводорода. Ввиду этого для доизвлечения меди и снижения расхода цианида провели 3 стадию окисления с барботажем пульпы воздухом при продолжительности 8 ч (таблица 5).
Результаты исследований показали, что для максимального извлечения меди, золота и снижения расхода цианида при переработке флотоконцентрата №2 необходимо низкотемпературное атмосферное окисление проводить в три стадии, при продолжительности 1 стадии 8 ч, второй 2 часа, третей 8 часов. При этом степень окисления сульфидов - 82%, извлечение меди - 91,4%, золота - 93,3%, расход цианида составил 10,3 кг/т.