СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЕБРА ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ ЦИАНИСТЫХ РАСТВОРОВ
EXTRACTION OF SILVER FROM ALKALINE CYANIDE SOLUTIONS

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано, в частности, для извлечения серебра из цианистых растворов цементацией.
Известны способы извлечения благородных металлов из цианистых растворов цементацией с использованием в качестве реагента осадителя цинка или цинковой пыли(1).
Цинковая пыль и стружка на воздухе подвергаются сильному окислению, что осложняет их применение.
Известен также способ извлечения серебра из цианистых растворов цементацией, в котором в качестве реагента осадителя применяется алюминиевая пыль (2).
Алюминиевая пыль состоит из частиц размером 5-20 мкм, имеет очень развитую поверхность, поэтому при контакте с воздухом довольно интенсивно окисляется, в результате чего после цементации получают осадки, содержащие 20-30% алюминия. Такие осадки перед получением слитков (плавкой) требуют дополнительной операции (щелочной или кислотной обработки). Кроме того, ввиду трудностей, связанных со смачиванием пыли, необходима специальная форма агитатора. В агитационном режиме из-за развитой поверхности алюминиевой пыли она недопустимо быстро растворяется. В процессе агитации из-за хорошего контакта раствора с воздухом происходит интенсивное насыщение растворов кислородом воздуха, что приводит к замедлению процесса осаждения, кроме того, осадок серебра, образующийся при осаждении алюминиевой пылью, затем быстро растворяется (3).
Недостатком данного способа является низкая скорость протекания процесса осаждения серебра по причине медленной смачиваемости алюминиевой пыли цианистыми растворами. Кроме того, данный способ связан с высоким расходом алюминия, возникающим из-за непроизводительного растворения последнего щелочью.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение повышения показателей извлечения серебра из щелочных растворов и снижение расхода осадителя.
Задача решается за счет технического результата, который заключается в выборе оптимальных условий цементации, а именно за счет обеспечении оптимальных размеров осадителя, концентрации гидроксида натрия и оптимальной скорости протекания процесса осаждения серебра.
3
2
Технический результат достигается тем, что в способе извлечения серебра из щелочных цианистых растворов, включающем цементацию алюминием, которую проводят с использованием алюминия в виде стружки толщиной 0,1-2,0 мм при поддержании концентрации гидроксида натрия 1-10 г/л с пропусканием раствора с удельной скоростью 1-4 м/мч.
3
2
Отличием предлагаемого технического решения от прототипа является использование алюминия в виде стружки толщиной 0,1-2,0 мм, обеспечением концентрации гидроксида натрия 1-10 г/л с удельной скоростью протекания цементации 1-4 м/мч.
При использовании алюминиевой стружки в процессе цементации алюминий активно взаимодействует со щелочью (NaOH) - одним из компонентов цианистых растворов. При контакте алюминия с такими растворами, содержащими серебро, происходят две основные реакции:
реакция цементации
<mrow><mn>3</mn><mi>A</mi><mi>g</mi><msubsup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>C</mi><mi>N</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><msub><mrow /><mn>2</mn></msub></mrow><mo>−</mo></msubsup><mo>+</mo><mi>A</mi><mi>l</mi><mo>+</mo><mn>4</mn><mi>O</mi><msup><mi>H</mi><mo>−</mo></msup><mo>=</mo><mn>3</mn><mi>A</mi><mi>g</mi><mo>+</mo><mi>A</mi><mi>l</mi><msubsup><mi>O</mi><mrow><msub><mrow /><mn>2</mn></msub></mrow><mo>−</mo></msubsup><mo>+</mo><mn>6</mn><mi>C</mi><msup><mi>N</mi><mo>−</mo></msup><mo>+</mo><mn>2</mn><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
реакция растворения алюминия в водном растворе щелочи
<mrow><mn>2</mn><mi>A</mi><mi>l</mi><mo>+</mo><mn>2</mn><mi>O</mi><msup><mi>H</mi><mo>−</mo></msup><mo>+</mo><mn>2</mn><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>O</mi><mo>=</mo><mn>2</mn><mi>A</mi><mi>l</mi><msubsup><mi>O</mi><mrow><msub><mrow /><mn>2</mn></msub></mrow><mo>−</mo></msubsup><mo>+</mo><mn>3</mn><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
Как видно, чем больше развита поверхность осадителя, тем больше его расходуется на взаимодействие со щелочью с выделением водорода, что вызывает его непроизводительный расход, т.е. эта реакция является паразитической.
Сущность способа заключается в следующем. Стружка толщиной менее 0,1 мм быстро растворяется в щелочных цианистых растворах, что приводит к повышенному расходу алюминия, а использование стружки толщиной более 2,0 мм из-за меньшего контакта поверхности осадителя с раствором приводит к замедлению процесса цементации и понижению, как следствие, степени извлечения серебра.
Из уровня техники не выявлено технических решений, имеющих признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого изобретения, поэтому можно считать, что предложенное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».
Способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Исследования проводили в агитационном режиме с загрузкой осадителя 15 г/л с концентрацией NaOH - 1 г/л в течение 120 мин с отбором растворов на анализ серебра для расчета его извлечения в осадок. Результаты опытов приведены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты осаждения серебра из растворов.
Время, мин.
Концентрация серебра в растворе (мг/л) при толщине стружки (мм)
0,05
0,1
2,0
2,5
Al пыль
0
2120,0
2120,0
2120,0
2120,0
2120,0
30
50,0
78,0
34,2
33,5
32,0
60
78,2
2,1
1,6
2,9
68,1
120
674
0,02
0,01
2,7
524,0
Как видно из табл.1, лучшие результаты по осаждению серебра получены на алюминиевой стружке толщиной 0,1-2,0 мм, при этом его извлечение составило более 99,99%, а по прототипу 75,3%.
Пример 2. Исследования проводили в агитационном режиме с загрузкой 15 г/л алюминиевой стружки толщиной 1,0 мм в течение 120 мин. С отбором растворов на анализ серебра для расчета его извлечения в осадок. Результаты опытов приведены в таблице 2.
Таблица 2
Результаты осаждения серебра из растворов Таблицы 2.
Время, мин.
Концентрация серебра (мг/л) в растворе при концентрации гидроксида натрия (г/л),
0,5
1,0
5,0
10,0
12,0
0
2120,0
2120,0
2120,0
2120,0
2120,0
30
92,0
75,0
31,7
29,5
49,2
60
75,0
5,1
2,1
1,7
12,7
120
150,0
0,04
0,01
0,01
9,2
Как видно из табл.2, лучшие результаты по осаждению серебра получены при концентрации гидроксида натрия 1,0-10,0 г/л, при этом извлечение серебра составило более 99,99%.
3
2
Пример 3. Исследования проводили в колонках диаметром 0,05 м и высотой 0,25 м с загрузкой стружки по 150 г, концентрацией в растворе серебра 920 мг/л, NaOH - 5,0 г/л и удельной скоростью пропускания раствора от 0,5 до 4 м/мч, толщина стружки 1,0 мм. Результаты опытов приведены в таблице 3.
Таблица 3
Результаты осаждения серебра из растворов Таблицы 3.
Время, мин
Извлечение серебра в раствор (%) при удельной скорости (м<sup>3</sup>/м<sup>2</sup>ч)
0,5
1,0
2,0
3,0
4,0
4,5
30
20,1
30,5
35,8
40,1
45,1
40,6
60
40,8
69,7
75,1
80,2
85,6
74,2
120
65,6
94,2
96,7
98,1
99,0
90,5
180
75,9
99,9
99,9
99,9
99,9
96,1
220
90,1
-
-
-
-
96,8
3
2
Как видно из табл.2, лучшие результаты получены при удельной скорости пропускания раствора от 1 до 4 м/мч, при этом извлечение за 180 мин составило 99,9%.
Источники информации
1. Металлургия благородных металлов (зарубежный опыт). Меретуков М.А., Орлов A.M. - М.: Металлургия, 1991 г., с.126-131.
2. Металлургия благородных металлов. Масленицкий И.Н., Чугаев Л.В. - Изд. Металлургия, 1987 г., с 182-185.
3. Металлургия благородных металлов. Учебник для вузов (Масленицкий И.Н., Чугаев Л.В., Борбат В.Ф. и др.). Под редакцией Чугаева Л.В. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1987 г., с.189 (прототип).