СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД С ПРИМЕСЬЮ РТУТИ
METHOD TO PROCESS GOLD-CONTAINING ORES WITH MERCURY ADMIXTURE

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано при переработке золотосодержащих руд, в которых содержатся минералы ртути.
Известно, что минералы ртути взаимодействуют с цианидом натрия, который используется для выщелачивания золота, и образуют растворимые соединения. При сорбционном способе переработки сырья вместе с золотом на активированный уголь сорбируются цианидные комплексы ртути
,
,
, что существенно затрудняет получение готовой продукции на всех стадиях переработки золотосодержащих руд.
Известен способ переработки золотосодержащих руд с примесями ртути (Introduction to Evolution Design and Operation of Precious Metal Heap Leaching Projects, Mining Engineering Inc., Colorado, 1988; Mining magazine, November 1987, p.402-403), включающий выщелачивание золота и ртути, сорбцию золота и ртути на активированный уголь, совместную десорбцию золота и ртути из десорбата, выделение золота и ртути в катодный осадок при электролизе, удаление ртути из катодного осадка отгонкой в специальных ретортных печах и получение готовой продукции в виде чернового сплава лигатурного золота. Недостаток известного способа состоит в том; что он характеризуется сложностью и невысокой эффективностью выделения ртути из процесса, которая является источником аэрозолей и повышенной токсичности в производственных помещениях. Описаны реагенты-осадители ртути в виде серно-щелочного раствора или известково-серного отвара, которые готовятся путем перемешивания смеси в течение 1 часа при температуре 80-100°C (Известия ВУЗов, Цветная металлургия, 1980, №2, 77-81), однако они не технологичны.
Ряд изобретений направлен на очистку продуктивного раствора от соединений ртути в процессе переработки золотосодержащих руд, с тем, чтобы исключить сорбцию ртути на угле, которые усложняют технологию и степень извлечения. В известной работе Сэндберга и др. (Sandberg, R. G., et al. (1984) "Calcium Sulfide Precipitation of Mercury During Cyanide Leaching of Gold Ores," RI 8907 USBM) описано использование сульфида кальция для осаждения ртути в виде HgS в процессе извлечения золота из руд и концентратов процессом «уголь в пульпе», характеризуемый длительностью процесса и вероятностью повторного перехода ртути в раствор.
Известен способ селективного выделения ртути из цианистых растворов выщелачивания золотосодержащих продуктов обогащения (RU 1716800, Семенов и др., 30.10.1994). Осаждение ртути ведут серой, растворенной в щелочи с массовым соотношением 0,15-0,3 при концентрации щелочи в растворе 100-200 г/л, концентрации цианида в растворе 3-5 г/л и расходе серы, равном стехиометрии реакции образования сульфида ртути. Селективное выделение ртути из растворов цианирования золота позволяет устранить отрицательное влияние ртути на процессы извлечения золота из цианистых растворов. Описаны и другие серосодержащие реагенты-осадители ртути, например, серно-щелочной раствор, который готовится путем перемешивания смеси в течение 1 часа при температуре 80-100°C (см. Известия ВУЗов, Цветная металлургия, 1980, №2, 77-81).
2
Наиболее близким является способ устранения влияния ртути на процесс переработки цианистых золотосодержащих продуктивных растворов, в котором в качестве реагента-осадителя используют сульфид натрия NaS (US 4734270, Touro, et al., 29.03.1988 - прототип). Сульфидный реагент в избыточном количестве добавляют в пульпу и выдерживают в течение 10-120 мин при температуре 10-50°C до осаждения твердого сульфида ртути, который уже не оказывает воздействия на процесс сорбции золота из цианидного продуктивного раствора на активированный уголь. Однако в этом процессе возможен повторный переход ртути в пульпу. Кроме того известно, что сульфид ртути растворим в растворах сульфидов щелочных металлов за счет образования тиосолей, помимо этого сульфид и гидросульфид-ионы, присутствующие в оборотных цианидных растворах, снижают скорость растворения золота за счет поглощения кислорода (Реми Г. Курс неорганической химии, М.,"Мир", т.2, с. 464, 1974). Соответственно, снижается скорость растворения золота и увеличивается расход цианида натрия из-за образования балластных роданид-ионов, что снижает эффективность процесса в целом.
Задачей изобретения является высокоэффективное извлечение ртути из продуктивных растворов, исключение попадания ртути на сорбцию и повышение степени извлечения золота.
Способ переработки золотосодержащих руд с примесями ртути включает измельчение исходного материала, выщелачивание с получением продуктивного раствора золота с примесями ртути, введение сульфидсодержащего реагента для осаждения ртути, сорбцию золота на активированный уголь с возвратом оборотного цианидного раствора на выщелачивание, десорбцию золота и электролиз золота из десорбата.
Сульфидсодержащий реагент вводят в виде водного раствора смеси сульфида натрия и окиси кальция при их массовом соотношении 4,3-4,4 на 900-1100 массовых частей оборотного цианидного раствора, после выделения ртути в виде трудно растворимого осадка суспензию разделяют с получением осветленного раствора, из которого проводят сорбцию золота на активированный уголь.
Способ может характеризоваться тем, что на осаждение Сульфидсодержащий реагент подают в количестве 1-3% от общего объема продуктивного раствора, а также тем, что обработку продуктивного раствора сульфидсодержащим реагентом проводят при перемешивании в течение 20-40 минут, и тем, что суспензию разделяют фильтрованием через керамические перегородки.
Технический результат состоит в обеспечении практически полного отделения ртути без отрицательного влияния на сорбцию золота.
В основе патентуемого способа лежат следующие положения и экспериментально установленные факты.
2
2
Высокоэффективное извлечение растворенной ртути из продуктивного раствора и исключение ее вредных воздействий на последующие операции всего технологического цикла извлечения золота из рудного материала возможно лишь в случае полного выделения ртути из раствора в самом начале технологического цикла - перед процессом сорбции золота на активированный уголь. Такой положительный эффект может быть достигнут в том случае, если содержащуюся в растворе в виде цианидных комплексов ртуть перевести из растворенного состояния в труднорастворимый осадок; после чего разделить образующуюся суспензию с получением осветленного раствора. Для решения задачи необходимо было найти эффективный реагент-осадитель, который представлялось бы возможным использовать в условиях присутствия цианида натрия и поддержания без изменений величины pH раствора, равной 10,5-11.0. Установлено, что таким серосодержащим реагентом-осадителем является водный раствор смеси сульфида натрия NaS·9HO и окиси кальция CaO, которые взаимодействуют по уравнению:
2
2
NaS+CaO+HO=CaS+2NaOH
Реакция осаждения ртути протекает по схеме:
Высокоэффективный способ осаждения ртути из продуктивного раствора обеспечивается при вполне определенных рекомендуемых численных значениях загрузки реагентов - водного сульфида натрия и окиси кальция, которую принимают при их массовом соотношении 4,3-4,4. При массовом соотношении реагентов менее 4,3 величина остаточной концентрации ртути в очищенном растворе возрастает. В случае использования массового соотношения реагентов более 4,4 будут иметь место перерасход реагентов и образование малорастворимого сульфида кальция.
Водный сульфид натрия и окись кальция при указанном массовом соотношении смешивают с 900-1100 массовыми частями оборотного цианидного раствора. При растворении указанных реагентов менее чем в 900 массовых частях оборотного цианидного раствора будет иметь место выпадение в осадок малорастворимого сульфида кальция. При растворении реагентов более чем в 1100 массовых частях оборотного цианидного раствора осаждение ртути будет неполным.
При расходе реагента-осадителя в количестве менее 1% от общего объема продуктивного раствора происходит неполное осаждение ртути, а при расходе реагента-осадителя в количестве более 3% от объема продуктивного раствора имеет место перерасход реагентов.
Обработку продуктивного раствора серосодержащим реагентом-осадителем предложено проводить в течение определенного периода времени - 20-40 минут - при перемешивании. При меньшем времени перемешивания не происходит полного образования и выпадения в осадок сульфида ртути. При времени перемешивания продуктивного раствора с реагентом-осадителем в течение более 40 минут будет иметь место перерасход электроэнергии, увеличение объема аппаратов, в которых осуществляется процесс осаждения ртути, то есть, будет иметь место увеличение капитальных и эксплуатационных затрат в случае промышленной реализации процесса.
В результате обработки продуктивного раствора реагентом-осадителем образуется суспензия сульфида ртути, выпадающего в осадок в виде тонкодисперсной твердой фазы. Кроме того, многие месторождения золотосодержащих руд содержат значительное количество глин, которые вместе с продуктивным раствором поступают на операцию сорбции на активированный уголь. Присутствие глинистых тонкодисперсных частиц в продуктивных растворах затрудняет проведение процесса сорбции, поскольку мельчайшие твердые частицы адсорбируются на активированном угле, экранируют поверхность угля и снижают его сорбционную способность.
Одним из обязательных условий промышленной реализации предлагаемого способа переработки является разделение суспензии на твердую и жидкую фазы с полным осветлением последней, ибо твердая фаза представляет собой смесь выпавших в осадок частиц сульфида ртути и поступивших с исходным сырьем тонкодисперсных глин. Одним из самых эффективных способов разделения суспензий на твердую и жидкую фазы с одновременным осветлением последней является фильтрование через керамическую перегородку, что обеспечивает получение чистого прозрачного раствора, не содержащего твердых взвесей.
3
3
3
3
2
2
Пример. Осуществляется процесс кучного выщелачивания золота цианидным раствором из глинистых окисленных руд с примесями ртути. Для выщелачивания используется оборотный раствор, полученный после процесса сорбции золота на активированный уголь. Перед выщелачиванием оборотный раствор доукрепляется цианистым натрием. После выщелачивания продуктивный раствор содержит 1,8 мг/л золота и 2 мг/л ртути. Переработка цианидных продуктивных растворов, поступающих с полигона кучного выщелачивания с расходом 250 м/ч, осложняется присутствием растворенной ртути и наличием глин, среднее содержание которых составляет 0,4 г/л. Для глубокой очистки цианидных продуктивных растворов от ртути перед последующей операцией сорбции золота на активированный уголь продуктивный раствор обрабатывают серосодержащим реагентом-осадителем - водным раствором смеси NaS и СаО при их массовом соотношении 4,3-4,4. Приготовление реагента-осадителя осуществляют в контактных чанах при перемешивании. Осаждение ртути из продуктивного раствора происходит в системе трех последовательно установленных реакторов объемом 50 м каждый. Время пребывания и обработки продуктивного раствора реагентом-осадителем в реакторах составляет 30 мин. На 250 м продуктивного раствора подают 7,5 м/ч раствора реагента-осадителя. В результате смешения растворов в осадок выпадают взвеси сульфида ртути, после чего образующаяся суспензия с включением глин в количестве 0,4 г/л поступает на фильтрование и осветление в керамические патронные фильтры. Остаточная концентрация ртути в очищенном осветленном растворе - 0,001 мг/л. Извлечение ртути в осадок составляет 99,95%. В двух патронных фильтрах с керамическими фильтровальными перегородками происходит полное осветление растворов перед поступлением на сорбцию золота. Поверхность фильтрования одного фильтра - 60 м. Из фильтров разгружается пульпа с соотношением Ж:Т=2,5:1, которая далее дополнительно фильтруется на фильтр-прессе. Ртутьсодержащий осадок после фильтрования на фильтр-прессе загружается в контейнер и отвозится в специальную бетонную емкость для захоронения.
Результаты исследований представлены в Таблице. Из представленных данных следует, что патентуемый способ очистки золотосодержащих растворов от примесей ртути, по отношению к способу-прототипу, обеспечивает технический результат: практически полное отделение ртути без отрицательного влияния на сорбцию золота, технологичность и эффективность процесса.
Таблица
Результаты процесса осаждения ртути из продуктивного раствора различными реагентами
Реагент-осадитель
Остаточная концентрация компонентов в растворе после осаждения, мг/л
Степень извлечения компонентов, %
Золото
Ртуть
Золото
Ртуть
Сульфид натрия водный 0,13 г/л продуктивного раствора (прототип)
1,8
0,024
0
98,8
Сульфид натрия водный 0,25 г/л продуктивного раствора (прототип)
1,9
0,019
0
99,1
Сульфид натрия водный 4,4 г/л + окись кальция 1,0 г/л + 1 л воды (патентуемый способ)
1,9
0,001
0
~100