СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ КОНЦЕНТРАТОВ
METHOD OF EXTRACTING GOLD FROM CONCENTRATE

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения золота из концентратов, полученных из техногенных россыпей, которые характеризуются повышенным содержанием металлов-примесей, например меди, ртути, мышьяка.
Современная гидрометаллургия золота основана на применении цианистого процесса, посредством которого извлекается из руд более 70% металла в мире (Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд. Иркутск. 1999. ОАО Иргиредмет. 2 т. 786 с.). При всех своих достоинствах данный процесс характеризуется существенными недостатками, а именно использованием высотоксичного растворителя - цианистого натрия, а также неизбирательностью цианистого процесса. Вместе с благородными металлами в раствор выщелачивания извлекаются также металлы-примеси, такие как медь, мышьяк и ртуть.
Это, с одной стороны, приводит к повышенному расходу цианистого натрия, а с другой стороны, загрязняет растворы выщелачивания примесными металлами, в результате чего приходится прибегать к целому ряду дополнительных операций по удалению неблагородных металлов либо в голове, либо в конце процесса. В частности, в известном способе по пат. РФ №1716800 (опубл. 1994.10.30) осаждение ртути в виде сульфида из золотосодержащих цианидных щелочных растворов осуществляют в конце процесса. В другом способе переработки золотосодержащего сырья (заявка РФ №94015041, опубл. 1994.04.22) выщелачивание цветных металлов-примесей осуществляют перед цианированием.
Известен также способ извлечения золота из золотосодержащих руд, включающий выщелачивание исходного сырья щелочным раствором цианида натрия из расчета 400 г цианида натрия на 1 т концентрата. Выщелачивание осуществляют в течение 48 часов в пяти агитаторах, установленных последовательно. Извлечение золота составляет 96% (Меретуков М.А., Орлов A.M. Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт. М.: "Металлургия". 1991. 416 с.).
Общими недостатками известных способов извлечения золота из концентратов выщелачиванием растворами цианида натрия являются высокая токсичность используемых растворов и достаточно высокая длительность процесса растворения золота. Кроме того, наличие в растворах выщелачивания свободных CN-ионов приводит к попутному извлечению в раствор присутствующих в сырье металлов-примесей.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ извлечения золота из концентратов выщелачиванием растворами ферроцианидов натрия или калия (пат. РФ №2027785, опубл. 1995.01.27). Способ предусматривает обработку золотосодержащего сырья щелочными растворами ферроцианидов натрия или калия в автоклаве при температуре 100-180°С и давлении сжатого воздуха 5-20 ати в течение 5 часов. Согласно приведенному в описании изобретения примеру выщелачиванию концентрата растворами ферроцианидов предшествует его окисление.
К недостаткам способа относятся осуществление процесса при повышенных температуре и давлении, что обуславливает необходимость использования специальной аппаратуры и удорожает способ.
Задачей изобретения является оптимизация способа извлечения золота из концентратов за счет проведения процесса при более низких температурах и при атмосферном давлении (что, соответственно, упрощает аппаратурное оформление способа) при одновременном обеспечении достаточно высокой селективности извлечения золота из концентратов.
Поставленная задача решается предлагаемым способом извлечения золота из концентратов, включающим окисление и выщелачивание концентратов щелочными растворами ферроцианидов натрия или калия при нагревании, в котором в отличие от известного способа окисление и выщелачивание концентратов осуществляют одновременно в одну стадию путем обработки их при температуре 80-90°С щелочными растворами ферроцианидов, содержащими окислители, в качестве которых используют хлорную известь или персульфат щелочных металлов или аммония, при этом рН растворов выщелачивания выдерживают в пределах 12,5-13,5.
Способ осуществляют следующим образом.
Золотосодержащий концентрат обрабатывают щелочным раствором, содержащим 5-20 г/л ферроцианида натрия или калия и окислитель в количестве 10-20 г/л. В качестве окислителей может быть использована, например, хлорная известь или персульфат натрия, или калия, или аммония.
Указанного количества добавляемой в раствор ферроцианида хлорной извести достаточно для достижения рН раствора, равной 12,5-13,5. В случае использования в качестве окислителя персульфата натрия, или калия, или аммония в растворы выщелачивания дополнительно добавляют гидроксид щелочного металла (натрия или калия) в количестве 5-10 г/л раствора, обеспечивающем требуемое значение рН.
Процесс окисления и одновременно выщелачивания золотосодержащего концентрата ведут при перемешивании в течение 5 часов при температуре 80-90°С и массовом отношении концентрата к раствору выщелачивания (Т:Ж), равном 1:3. В процессе обработки концентрата металлическое золото переходит в ионное состояние, и золото избирательно замещает железо в ферроцианидном комплексе и переходит в раствор, при этом железо в щелочной среде осаждается в виде гидроксида. Раствор выщелачивания, содержащий избыток ферроцианида натрия или калия, после извлечения из него золота и соответствующей корректировки может быть использован в обороте на следующих стадиях выщелачивания.
Экспериментально установлено, что предлагаемые количества ферроцианида натрия или калия, а также окислителя в растворе выщелачивания при рН раствора, равной 12,5-13,5, обеспечивают в совокупности максимальное извлечение золота в раствор выщелачивания при минимальном извлечении в раствор примесных металлов.
Так, в оптимальном варианте осуществления способа извлечение золота в раствор выщелачивания составляет 98,7%, при этом макропримеси металлов в раствор практически не переходят.
Золото из растворов выщелачивания после фильтрации и промывки кека водой может быть извлечено известными способами, например цементацией или электролизом.
Таким образом, заявляемый способ извлечения золота обеспечивает достаточно высокое и селективное извлечение золота из концентратов при более низких температурах и атмосферном давлении в отличие от прототипа, вследствие чего заявляемый способ не требует сложной аппаратуры для его осуществления, что и является техническим результатом изобретения. Кроме того, перечисленные преимущества заявляемого способа позволяют снизить энергозатраты на осуществление способа.
Возможность осуществления изобретения подтверждается примерами. Во всех примерах извлечение золота осуществляли из концентрата, полученного из техногенных россыпей Фадеевского месторождения Приморского края.
Содержание золота в растворе выщелачивания определяли методом нейтронно-активационного анализа, а макропримеси металлов (медь, мышьяк) - методом атомно-абсорбционного анализа.
Пример 1. Концентрат с содержанием золота 760 г/т, меди - 0,5%, мышьяка - 0,3%, обрабатывают раствором, содержащим 20 г/л ферроцианида калия, 20 г/л персульфата натрия и 10 г/л гидроксида натрия в течение 5 часов при температуре 90°С и отношении твердого к жидкому (Т:Ж), равном 1:3, при постоянном перемешивании. После завершения процесса выщелачивания пульпу фильтруют, кек промывают и промывные воды объединяют с раствором выщелачивания. Извлечение золота в раствор на стадии выщелачивания составило 98,7%. Извлечение меди - 0,07%, мышьяка - 0,01%. Из раствора выщелачивания, объединенного с промывными водами, золото извлекают цементацией.
Пример 2. Концентрат с содержанием золота 220 г/т, меди - 0,47%, мышьяка 0,19% выщелачивают раствором, содержащим 20 г/л ферроцианида калия и 10 г/л хлорной извести при тех же условиях, что и в примере 1. Извлечение золота в раствор выщелачивания составило 95,5%. Извлечение меди - 0,8%, мышьяка - 0,02%.
Пример 3. Осуществляют по условиям примера 2 за исключением того, что в качестве ферроцианида берут ферроцианид натрия в количестве 5 г/л. Извлечение золота в раствор выщелачивания составляет 90,2%. Извлечение меди - 0,6%, мышьяка - 0,03%.
Пример 4. Осуществляют по условиям примера 2 за исключением того, что в качестве ферроцианида берут ферроцианид натрия в количестве 15 г/л и хлорную известь в количестве 15 г/л. Извлечение золота в раствор выщелачивания составляет 93,2%. Извлечение меди - 0,7%, мышьяка - 0,04%.
Пример 5. Осуществляют по условиям примера 2 за исключением того, что хлорную известь берут в количестве 20 г/л. Извлечение золота в раствор выщелачивания составляет 96,0%. Извлечение меди - 0,4%, мышьяка - 0,05%.
Пример 6. Осуществляют по условиям примера 2 за исключением того, что ферроцианид калия берут в количестве 3 г/л, а хлорную известь - в количестве 5 г/л. Извлечение золота в раствор выщелачивания низкое, составляет всего 56,2%.
Пример 7. Осуществляют по условиям примера 2 за исключением того, что ферроцианид калия и хлорную известь берут в количестве 25 г/л. Извлечение золота в раствор выщелачивания составляет 96,1%, меди - 0,6%, мышьяка - 0,08%, из чего следует, что повышение содержания ферроцианида калия и хлорной извести в растворе выщелачивания более 20 г/л нецелесообразно.
Пример 8. Осуществляют по условиям примера 1 за исключением того, что концентрат обрабатывают раствором, содержащим 5 г/л ферроцианида натрия, 10 г/л персульфата калия и 5 г/л гидроксида натрия. Извлечение золота в раствор выщелачивания составляет 82,3%. Извлечение меди - 0,12%, мышьяка - 0,09%.
Пример 9. Осуществляют по условиям примера 1 за исключением того, что концентрат обрабатывают раствором, содержащим 15 г/л ферроцианида калия, 15 г/л персульфата калия и 5 г/л гидроксида калия. Обработку концентрата ведут при 80°С. Извлечение золота в раствор выщелачивания составляет 95,6%. Извлечение меди - 0,10%, мышьяка - 0,05%.
Пример 10. Осуществляют по условиям примера 1 за исключением того, что концентрат обрабатывают раствором, содержащим 15 г/л ферроцианида калия, 15 г/л персульфата аммония и 10 г/л гидроксида натрия. Извлечение золота в раствор выщелачивания составляет 95,8%. Извлечение меди - 0,09%, мышьяка - 0,02%.
Пример 11. Осуществляют по условиям примера 1 за исключением того, что концентрат обрабатывают раствором, содержащим 25 г/л ферроцианида калия, 25 г/л персульфата калия и 10 г/л гидроксида натрия. Извлечение золота в раствор выщелачивания составляет 94,7%, из чего следует, что повышение содержания ферроцианида калия и персульфата калия в растворе выщелачивания более 20 г/л экономически нецелесообразно. Извлечение меди - 0,08%, мышьяка - 0,04%.
Пример 12. Осуществляют по условиям примера 1 за исключением того, что концентрат обрабатывают раствором, содержащим 10 г/л ферроцианида калия, 5 г/л персульфата калия и 3 г/л гидроксида натрия. Извлечение золота в раствор выщелачивания низкое, составляет всего 42,1%.
Пример 13. (По прототипу.) Концентрат с содержанием золота 220 г/т, меди - 0,47%, мышьяка 0,19% сначала подвергают окислению в щелочной среде в автоклаве, разделяют жидкую и твердую фазы. Твердую фазу подвергают цианированию ферроцианидом калия в автоклаве при температуре 140°С, давлении 14 атм, при Т:Ж=1:2, в течение 5 ч. Извлечение золота в раствор выщелачивания составило 81%, меди - 2%, мышьяка - 6%.
В таблице приведены основные условия осуществления примеров 1-12 и показатели извлечения золота в раствор выщелачивания.
Номер примера
MFe(CN)<sub>6</sub>, г/л
Са(ClO)<sub>2</sub>, г/л
M<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>8</sub>, г/л
NaOH, г/л
Извлечение Au в раствор выщелачивания
1
20
-
20
10
98,7
2
20
10
-
-
95,5
3
5
10
-
-
90,2
4
15
15
-
-
93,2
5
20
20
-
-
96,0
6
3
5
-
-
56,2
7
25
25
-
-
96,1
8
5
-
10
5
82,3
9
15
-
15
5
95,6
10
15
-
15
10
95,8
11
25
-
25
10
94,7
12
10
-
5
3
42,1