УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR LEACHING OF GOLD FROM GOLD-BEARING MATERIALS

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к устройствам для выщелачивания золота из концентратов цианированием.
Выщелачивание золота из руды и концентратов проводят в агитаторах с пневматическим аэролифтным перемешиванием. Окислителем в этом случае служит кислород воздуха, реактор открыт.
Недостаток такого метода - большая продолжительность выщелачивания золота, превышающая 20-25 ч [1-2].
Известны устройства для выщелачивания золота под действием другого окислителя - хлора [3]. Получение и использование хлора для выщелачивания золота сопровождается опасностью выброса хлора в атмосферу.
Известны чаны для перколяции золота [1-2]. Чан представляет емкость с ложным дном. Перколяционные чаны имеют ряд недостатков, связанных с трудностями циркуляции растворяющих растворов при труднофильтруемом материале. В качестве прототипа принимается данное устройство.
Отличительная особенность предлагаемого устройства от прототипа.
1. Устройство выполняет функции - выщелачивание Au-материалов, отгонки (утилизацию) цианистых растворов, и позволяет включать устройства в каскад с циркулированием растворов по прямому принципу или противотока.
2. Осуществлять цикличность выщелачивания в связи с быстрым удалением раствора через сифонные трубы и насыщения массы руды воздухом.
3. Регулировать период цикличности от положения сифонной трубы.
4. Соотношение сифонной трубы и транспортирующей должно быть в пределах 1:2.
5. В устройстве осуществляется утилизация HCN за счет его отгонки из растворяющих растворов.
2
6. Наличие скруббера со щелочными растворами для получения растворов NaCN (Ca(CN)) и возвращения его в систему для повторного выщелачивания.
7. Проводить выщелачивание под залив и движение растворов не в вертикальном направлении, а в боковом направлении, из-за наличия перфорированной стенки, и это соотношение потоков можно легко регулировать.
8. Устройство позволяет обрабатывать руды в начале процесса одной концентрации раствора для контакта с загруженной рудой в течение определенного промежутка времени, и после удаления исходного раствора из устройства, кондиционировать его и обрабатывать руды новым раствором.
9. Регулирование высоты сифонной трубы позволяет в различных соотношениях осуществлять выщелачивание под залив и обычное выщелачивание.
10. Создавать цикличность выщелачивания - обработка массы руды воздухом - выщелачивание новыми порциями раствора.
11. При опускании сифонной трубы до дна, возможно, удалить полностью растворяющий раствор.
12. Объем скруббера должен соответствовать объему жидкости в емкости до уровня сифонной трубы.
13. Период орошения рудной массы зависит от диаметра сифонной трубки скруббера.
14. Орошающие трубы располагаются по кольцу рудной массы.
15. На верхнем конце устройства установлен гидравлический затвор.
16. Наличие соединяющей трубы и перекачивающего насоса.
Технический результат изобретения - повышение скорости выщелачивания благородных металлов из концентратов и сплавов и улучшение охраны окружающей среды.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в обеспечении оптимальной скорости процесса растворения золота и возобновления (кондиционирования) растворяющих растворов. Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве достигается одновременно процесс выщелачивания и утилизация цианидных растворов в закрытом сосуде путем подкисления цианистых растворов, отгонки HCN и нейтрализации растворов щелочью [4].
Устройство снабжено наполненным щелочью реакционным сосудом - закрытым скруббером, имеющим сифонную трубу, диспергатор газа HCN, трубу для подачи раствора щелочи и патрубок для подачи цианида, трубой для отгонки газа HCN и подачи его в реакционный сосуд - закрытый скруббер и трубой для подачи кислорода воздуха в емкость, при этом емкость для выщелачивания выполнена с внутренней перфорированной стенкой, в пространство между наружной и внутренней стенками емкости смонтирована сифонная трубка, соединенная со сборным сосудом, в котором размещена система для перемешивания раствора, патрубок для разгрузки и вывода продуктивного раствора и мерник для подачи минеральной кислоты.
Соотношение диаметров патрубка для разгрузки и вывода продуктивного раствора и трубы для отгонки газа HCN составляет не менее 1:2.
Реакционный сосуд - закрытый скруббер расположен на 10-20 мм выше уровня сифонной трубки и выполнен с возможностью регулирования его по высоте.
Реакционный сосуд - закрытый скруббер опирается на боковые стенки емкости.
Сборный сосуд имеет нагревательное средство.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где показано предлагаемое устройство.
Поставленная цель достигается тем, что устройство представляет емкость 1 с внутренней перфорированной стенкой 2, между наружной стенкой 24 и внутренней стенкой емкости смонтирована сифонная трубка 3, по которой сливается растворяющий раствор в сборный сосуд 4, в котором смонтирована труба для подачи раствора щелочи 5 для перемешивания раствора, патрубок для разгрузки и вывода продуктивного раствора 6 для удаления раствора из сосуда для извлечения Au, мерника подачи минеральной кислоты 7, нагревательное средство для возможности нагрева раствора 8. Образовавший газ по реакции
по трубе для отгонки газа HCN 9 с обратным клапаном 10 и патрубком 11 поступает для диспергации через керамический диспергатор (фильтр) 14 в реакционный сосуд - закрытый скруббер 15 и по сифонной трубе. 16, наполняемый по трубе 17 щелочным раствором для получения цианида щелочного металла по реакции
Через реакционный сосуд - закрытый скруббер 15 с сифонной трубой 16 и перфорированные трубы 18 раствор самотеком поступает на золотосодержащий материал для выщелачивания золота, по трубе 19 подается в емкость кислород и после заполнения уровня сифонной трубки раствор самостоятельно сливается вновь в сборный сосуд 4 с патрубком 6, и цикл повторяется. Через патрубок для разгрузки и вывода продуктивного раствора 6 растворы могут разгружаться и выводиться из сосуда. Для подкрепления растворов щелочью в скруббере имеется труба для подачи раствора щелочи 17, устройство имеет гидравлический затвор 20 и патрубок для подачи цианида (исходного начального раствора) 21, трубу 22, насос 23 для перекачки растворов в другие устройства.
Данное устройство позволяет проводить циклическое выщелачивание при постоянном уровне растворяющего раствора в зависимости от положения сифонной трубки. Возможно создавать горизонтальный поток растворов и комбинированное выщелачивание путем затопления и движения растворов снизу вверх. Только после достижения верхнего уровня сифонной трубки емкость самопроизвольно освобождается от раствора, вся масса золотосодержащего материала насыщается кислородом воздуха, что способствует интенсификации процесса. После первого цикла выщелачивания с раствором удаляют катионы металлов, которые затрудняют процесс выщелачивания. Насыщение массы растворяющим раствором происходит снизу вверх, в противоположность выщелачиванию при перколяции и фильтруются не через ложное дно, а через боковую стенку, и имеется боковое движение растворов. Отдувка HCN воздухом (азотом) осуществляется по показателю датчика.
Для доказательства соответствия заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень» проводилось сравнение с другими техническими решениями, известными из источников, включенных в «уровень техники».
Благодаря использованию данного устройства золото растворяется более эффективно и одновременно продуктивные растворы утилизируются и возвращаются вновь в оборот, повышается извлечение золота, при этом расход выщелачивающих реагентов значительно снижается, что не следует явным образом из известного уровня техники. Исходя из вышесказанного, можно заключить, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию « изобретательский уровень».
Устройство работает следующим образом.
В емкость 1 с внутренней перфорированной стенкой 2 и наружной стенкой 24 помещают измельченный золотосодержащий материал, который заливается цианистым раствором через патрубок для подачи цианида 21 соответствующей концентрации реагентов: цианида щелочного металла, защитной щелочи, азотнокислого свинца. Растворы фильтруются через перфорированную стенку 2 в пространство между наружной стенкой 24 и внутренней перфорированной стенкой емкости и заполняют сифонную трубку 3. После заполнения сифонной трубки до верхнего уровня растворяющий раствор сливается в сборный сосуд 4, в котором смонтирована труба для подачи раствора щелочи 5 для перемешивания раствора, патрубок для разгрузки и вывода продуктивного раствора 6 для удаления раствора из емкости, мерник для подачи минеральной кислоты 7 и для образования газа HCN и отгонки его по трубе для отгонки газа HCN 9.
Растворы цианидного выщелачивания подкисляются минеральной кислотой (серной кислотой) до pH=2,5-2,8. Выделяющий газ HCN в результате реакции (1) улетучивается из раствора и уносится потоком воздуха в реакционный сосуд - закрытый скруббер, где поглощается раствором NaOH по реакции (2). Соотношение диаметров трубок для разгрузки продуктивного раствора и газовой трубки составляет как 1:2. Затем HCN поступает в реакционный сосуд - закрытый скруббер 15, который наполнен щелочью для получения цианида щелочного металла.
Скруббер опирается на боковые стенки емкости. Вытеснение приготовленного раствора цианида щелочных металлов осуществляется подачей воздуха в сосуд 4, вытесненный раствор через диспергатор 18 разбрызгивается над золотосодержащем материалом для выщелачивания золота. Реакционный сосуд расположен на 15-20 мм выше уровня сифонной трубки и имеется средство для регулирования его по высоте.
По трубе 19 в емкость подается кислород воздуха. После заполнения раствора до верхнего уровня сифонной трубки раствор самостоятельно сливается в сборный сосуд 4, и цикл вновь повторяется. Для подкрепления растворов щелочью имеется труба для подачи раствора щелочи 17. Для интенсификации реакции образования HCN сборный сосуд имеет нагревательное средство 8. При опускании трубки 22 в сосуд 4 до дна возможно удалить полностью растворяющий раствор. Данное устройство может быть собрано в батарею при прямом потоке в случае открытия крана 6 или при обратном потоке при открытии крана 11 и самостоятельно при передавливании раствора через 5, опускании трубы 22 и включении насоса 23.
Для доказательства критерия « промышленная применимость» достаточно сказать, что способ опробован в полупромышленном масштабе.
Источники информации
1. Котляр Ю.А., Меретуков М.А., Стрижко Л.С. Металлургия благородных металлов. М.: МИСИС, Издательский дом «Руда и металлы», 2005. Том.1. 432 с.
2. Котляр Ю.А., Меретуков М.А., Стрижко Л.С. Металлургия благородных металлов. М.: МИСИС, Издательский дом «Руда и металлы», 2005. Том.2. 392 с.
3. Патент 1712438 РФ. Устройство для электрохимического выщелачивания благородных металлов из шлама и концентратов // Опубл. 15.02.92. Бюл. № 6.
4.Качанов А.А., Рязанцев А.А., Батоева А.А. Интенсификация массообменных процессов при обезвреживании технологических растворов цианирования. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2002. № 4. С.103-1109.