СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ
METHOD OF EXTRACTING GOLD FROM ASH-SLAG WASTES

Изобретение относится к горному делу, а именно к гидрометаллургии благородных металлов.
Золошлаковые отходы (ЗШО) от сжигания природных углей в топках котельных, а также ТЭЦ и ГРЭС представляют экологически неблагоприятные накопления, занимающие значительные территории и распространяющие в окружающей среде вредности с пылью и с переливами избыточной воды. Однако, как показывают многочисленные исследования, эти же накопления ЗШО могут содержать в своем составе запасы полезных минералов и элементов. В частности, некоторые хранилища этих отходов содержат золото, а также другие благородные и редкие металлы. Количественное содержание тех или иных полезных компонентов в отходах зависит от исходного содержания их в углях, сжигаемых на энергетических промышленных предприятиях. Как полагают исследователи, золошлаковые отходы представляют собой значительный резерв запасов благородных и редких металлов, в связи с чем ведется интенсивный поиск приемлемых способов извлечения золота и других полезных компонентов из ЗШО.
Применение стандартных способов гидрометаллургии золота к ЗШО по причинам специфичности минералогического состава не дает удовлетворительных результатов. Золото в ЗШО в значительной степени находится в сильно дисперсном виде, вследствие влияния высоких температур в печном пространстве при сжигании углей в топках. Помимо этого в золе присутствует несгоревшие частицы угля, оказывающие отрицательное влияние на процесс растворения золота в растворах реагентов.
В практике переработки золотосодержащих руд известен способ извлечения золота с помощью процесса цианирования измельченной рудной массы, когда благородные металлы переходят под влиянием реагентов в жидкую фазу - цианистый раствор, из которого утилизируются с помощью различных электрохимических процессов. (И.Н. Масленицкий, Л.В. Чугаев. Металлургия благородных металлов. М. 1972, 367 с.)
Процесс цианирования считается универсальным для золотосодержащих руд, однако в составе руды не должны присутствовать минералы, обладающие сорбционными свойствами по отношению к золотоцианистому комплексу, например углистые минералы. Помимо этого использование сильнодействующего ядовитого вещества - цианида натрия или кальция накладывает ограничения применению этого процесса.
Прототипом предлагаемого способа может служить заявка РФ на изобретение №92003683, где золото получают из золы от сжигания каменных углей (МПК С22В 11/00, опубл. 20.09.1995). Сущность: золу флотируют, концентрат обезвоживают, добавляют известь в определенном количестве, прокаливают, огарок повторно флотируют и из концентрата выщелачивают золото. Несмотря на то, что в прототипе не применяются дорогие и ядовитые реагенты, использование его нецелесообразно из-за трудоемкости (двухстадиальная флотация с промежуточной прокалкой), а также высокой стоимости флотореагентов и необходимости обеззараживания хвостов флотации. Такой процесс возможен для богатого золотосодержащего сырья, но не для такого бедного продукта, как ЗШО.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа извлечения золота из золошлаковых отходов без применения ядовитых реагентов, а также без реагентов, повышающих себестоимость процесса выщелачивания золота.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе извлечения золота из золошлаковых отходов, включающем контакт исходного сырья в виде золы от сжигания угля с растворяющей средой, используют золу от сжигания угля при температуре, превышающей температуру плавления золота, и которая обеспечивает содержание частиц золота в золе ультратонких и наноразмеров, а в качестве растворяющей среды воду, при этом контакт упомянутой золы с водой ведут при перемешивании раствора не менее 20 минут с дальнейшим выделением золота из водного раствора сорбцией активированным углем, отделением угля, его регенерацией с извлечением золота из регенерирующих растворов электролизом и плавкой на шлиховое золото.
Способ осуществляется следующим образом. Золу смешивают с водой, при этом в воду переходит золото, находящееся в золе от сжигания углей. В способе извлечения золота из ЗШО используются изменения физико-химических свойств частиц золота при интенсивном сжигании угля в промышленных топках, приводящие к приобретению этими частицами способности при контакте с водой переходить в водную фазу без использования обычных в гидрометаллургии золота реагентов - комплексообразователей и реагентов - окислителей. Частицы золота приобретают особенные свойства вследствие преобразования их во время горения угля и воздействия высоких температур, намного превышающих температуру плавления золота, и механического воздействия на расплавленные капельки золота вихревых потоков печных газов с выносимой золой. Золото при этом разбрызгивается до ультратонких размеров, и даже наноразмеров. В этой форме частицы золота приобретают новые свойства по сравнению с обычной кристаллической структурой. А именно наночастицы объединяются в кластеры, которые обладают свойством переходить в водную фазу при контакте с водой, откуда далее могут быть извлечены из водного раствора сорбцией или экстракцией, а затем плавкой переведены в металлическую форму.
Переход золота в водную фазу в данном случае обусловлен не химическим взаимодействием золота с реагентами - комплексообразователями и окислителями, а в связи с возникновением новой структуры, которая обладает совершенно необычными и ранее неизвестными свойствами, а именно, способностью переходит в водную фазу без изменения валентности. Поэтому золото, перешедшее в водную фазу, остается в нулевой валентности, хотя можно допустить, что атомы, находящиеся на границе кластеров, могут быть заряжены за счет двойного электрического слоя ионов, находящихся в воде.
Для увеличения выхода золота из ЗОШ в раствор, в воде растворяется некоторое количество серной кислоты (не более 0,1%). При этом извлечение золота в водный раствор возрастает до 4-5 раз.
Пример. Для экспериментов использовали пыль электрофильтров, отобранную на электрофильтрах на Благовещенской ТЭЦ. Пыль представляет собой тонкую сухую золу, уносимую из печного пространства потоком печных газов. Предварительным анализом было установлено содержание золота в этой пыли, которое составило 3,2 г/т.
Навески пыли по 150 г перемешивали с водой и водными растворами соли и кислоты. Далее от осветленного раствора отбирали по 1 л аликвоты и проводили анализ с применением угольных сорбентов, которые затем отфильтровывали, сушили и анализировали пробирной плавкой. Условия проведения опытов следующие:
1. 150 г пыли перемешивали с обычной водопроводной водой, 2,5 литра в течение 20 минут;
2. 150 г пыли перемешивали с 2,5 л раствора хлористого натрия (0,2%) в течение 6 часов;
3. 150 г пыли перемешивали с 2,5 л раствора серной кислоты (0,1%) в течение 6 часов.
В первый раствор (обычная вода) перешло 15,3% золота из исходной навески пыли электрофильтров. Во второй раствор (хлористый натрий в воде) перешло 33,1% золота из навески пыли электрофильтров. В третий раствор (серная кислота в воде) перешло 81,2% золота из навески пыли электрофильтров. При этом содержание золота в третьем растворе было 0,152 мг/л. Такое содержание золота в растворе уже может рассматриваться как достаточное для промышленного извлечения.
Извлечение золота из такого раствора может быть осуществлено несколькими способами, однако наиболее простым и дешевым является способ сорбцией угольным сорбентом в известковой среде. Дальнейшая обработка заключается в отделении сорбента, регенерации его, выделении золота из регенерирующих растворов электролизом и плавке. В результате получается сплав шлихового золота в качестве продукции предлагаемой технологии.
Таким образом, способ позволяет переводить золото в водную фазу, что, в свою очередь, создает условия для осуществления новой технологии селективного извлечения золота из золошлаковых отходов с высокими показателями по экономичности, без применения дорогостоящих реагентов.
Техническим результатом использования изобретения является:
1. Возможность извлечения золота из золошлаковых отходов;
2. Исключение использования ядовитых реагентов;
3. Снижение себестоимости процесса выщелачивания золота.