СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ УПОРНОГО СУЛЬФИДСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ
METHOD OF EXTRACTING NOBLE METALS FROM REFRACTORY SULPHIDE CONTAINING RAW MATERIAL

Изобретение относится к химической и металлургической промышленности, в частности к области гидрометаллургии благородных металлов, и может быть использовано для извлечения золота из упорного сырья.
Проблема вовлечения в переработку упорных золотосодержащих руд и концентратов все более остро встает перед золотодобывающей промышленностью не только в Российской Федерации, но и за рубежом.
Для переработки упорного типа сырья предложены различные технологические схемы, основанные на операциях термохимического либо бактериального вскрытия, которые используются на некоторых предприятиях золотодобывающей промышленности. Однако в ряде случаев эти технологии оказываются экономически малоэффективными из-за высоких расходов реагентов и электроэнергии, значительной продолжительности процесса либо с точки зрения экологической безопасности.
Разработка эффективных аппаратов для сверхтонкого измельчения, обеспечивающих крупность помола минеральных продуктов до 10 мкм и менее при относительно низком расходе электроэнергии, послужила основанием к реальному использованию технологий, основанных на сверхтонком измельчении упорных концентратов.
Известны технологии, связанные с проведением процессов предварительного вскрытия тонкоизмельченных сульфидных золотосодержащих концентратов при повышенных температурах. К ним относится технология Albion, разработанная фирмой «Xstrata Р1с», успешно испытанная на рудах и концентратах различного вещественного состава.
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°C 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 pH выше 4 с целью создания условий для образования гетита FeOOH, который не растворяется в цианистых растворах, тем самым снижается расход NaCN при цианировании (см. сайт www.albionprocess.com).
Известен способ-прототип, 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 pH на уровне 5-7 и температуре 60-85°C с использованием в качестве щелочных реагентов известняка и извести и последующем цианировании частично окисленного по сульфидам (до 9-20%) материала для извлечения золота и серебра (см. патент US 7488370, 22.10.2003).
Недостатком процесса является ограничение крупности материала классом 80% минус 20 мкм и низкая степень окисления сульфидов.
Задачей изобретения является получение приемлемых показателей извлечения благородных металлов из упорного сульфидного концентрата (крупностью 95% класса менее 20 мкм) и снижение расхода цианида натрия. Поставленная задача решается за счет технического результата, который заключается в создании условий предварительной подготовки концентрата к цианированию после сверхтонкого измельчения.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе извлечения благородных металлов из упорного сульфидного сырья, включающем сверхтонкое измельчение, предварительную обработку пульпы при повышенной температуре и сорбционное цианирование, согласно изобретению предварительную обработку проводят в две стадии: первую стадию осуществляют в присутствии кислорода, вторую - в присутствии кислорода и извести.
Указанный технический результат достигается также тем, что концентрат измельчают до крупности 95,0% класса минус 10 мкм и менее.
Указанный технический результат достигается тем, что окислительную обработку кислородом ведут до pH 2-3, известковую - до pH 10,5-11,0.
Указанный технический результат достигается тем, что предварительную обработку проводят таким образом, чтобы степень окисления сульфидов составляла 35-55%.
Сущность способа заключается в том, что концентрат подвергают сверхтонкому измельчению в бисерной мельнице до крупности 95% класса менее 10 мкм, предварительной кислородно-известковой обработке и цианированию. Предварительную обработку ведут в две стадии при температуре 75-85°C. На первой стадии пульпу окисляют кислородом до pH - 2-3, на второй - проводят известковую обработку до pH - 10,5-11,0 и далее проводят цианирование в сорбционном режиме.
Предлагаемый способ иллюстрируют следующие примеры.
Пример 1. Исследованию подвергали сульфидный флотоконцентрат, крупностью 87,0% класса минус 71 мкм, содержащий 32,4 г/т золота. По минеральному составу указанный продукт на 45,4% представлен сульфидами, из которых 35,8% приходится на пирит, 9,6% - на арсенопирит.
Исследования были направлены на определение оптимальных условий предварительной обработки пульпы и их влияние на показатели извлечения золота при цианировании и расход реагента-растворителя.
Определяли оптимальную крупность измельчения, продолжительность кислородной и известковой обработок, температуру предварительной обработки.
Концентрат измельчали в бисерной мельнице до крупности 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 95% класса минус 10 мкм (таблица 1).
Пульпу, полученную при оптимальной крупности измельчения, 95% класса минус 10 мкм, подвергали предварительной 2-х-стадиальной обработке. Пульпу нагревали до температуры 70-80°C и через диспергатор подавали кислород. На первой стадии изменяли продолжительность кислородной обработки от 1 до 6 ч, контролируя pH пульпы. Вторую стадию известковой обработки проводили в течение 4 ч до достижения pH 10,5-11,0.
При оптимальной продолжительности кислородной обработки изменяли продолжительность известковой обработки от 2 до 6 ч при прочих равных условиях.
При оптимальной продолжительности кислородной и известковой обработок проводили процесс при различном температурном режиме от 25 до 85°C. По окончании каждого эксперимента пульпу охлаждали до температуры 25°C и проводили сорбционное цианирование при отношении Ж:Т=3:1, концентрации NaCN - 2,0 г/л в течение 24 ч в присутствии активного угля, а при оптимальных режимах предварительной обработки пульпы проводили цианирование в течение 16, 24 и 32 ч. Результаты представлены в таблице 2.
Анализ полученных данных показывает, что оптимальной продолжительностью кислородной обработки является 3-6 ч, при которой создается pH пульпы 2-3. Оптимальной продолжительностью известковой обработки является 4-6 ч, а оптимальной температурой процесса - 70-85°C. В указанных условиях происходит разложение сульфидов на 35-50%. Извлечение золота при цианировании составляет 90,3%, что на 20,2% больше в сравнении с необработанным концентратом (70,1%). Расход цианида натрия на 1 т концентрата в результате предварительной обработки снижается с 22,2 до 13,4 кг.
Результаты, приведенные в таблице 3, показывают, что в процессе высокотемпературной предварительной кислородно-известковой обработки происходит частичное окисление сульфидов, что, очевидно, способствует увеличению извлечения благородного металла. Степень окисления, рассчитанная по железу, составила 55,2%.
Пример 2. Исследованию подвергали сульфидный флотоконцентрат, крупностью 93,2% класса минус 71 мкм, содержащий 75,2 г/т золота и 169 г/т серебра. По минеральному составу указанный продукт на 35,6% представлен сульфидами, из которых 28,8% приходится на пирит, 6,8% - на арсенопирит.
Определяли оптимальную крупность, для чего концентрат измельчали в бисерной мельнице и пульпу цианировали при отношении Ж:Т=3:1, концентрации NaCN - 2,0 г/л в течение 24 ч (таблица 4).
По результатам, представленным в таблице 4, оптимальной крупностью измельчения является 95% класса минус 10 мкм. С уменьшением крупности прирост извлечения золота составляет 5,0%, а серебра - 36,5%. Более тонкое измельчение дает незначительный прирост извлечения благородных металлов, но увеличивает расход цианида натрия более чем на 2 кг/т.
Определяли влияние предварительной обработки концентрата перед цианированием.
Концентрат измельчали до крупности 95% класса минус 10 мкм, подвергали двухстадиальной обработке при температуре пульпы - 75-85°C в оптимальных условиях, определенных в примере 1: кислородная обработка до pH 2-3, известковая обработка - до pH 10,5-11,0 и цианирование в течение 24 ч в присутствии активного угля. Результаты представлены в таблице 5.
Согласно результатам, представленным в таблице 3, предварительная двухстадиальная кислородно-известковая обработка повышает извлечение золота и серебра при цианировании. Так, извлечение золота увеличивается с 84,3% до 86,2% в сравнении с необработанным концентратом аналогичной крупности (таблица 4), а серебро - с 81,3 до 92,2%. Расход цианида натрия на 1 т концентрата снижается с 21,3 (без предварительной обработки, таблица 4) до 16,4 кг.
Степень окисления сульфидов для данного концентрата составила 35,5-42,7%.