СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ВОДНЫХ ТИОЦИАНАТНЫХ РАСТВОРОВ
METHOD FOR SELECTIVE EXTRACTION OF GOLD FROM AQUEOUS THIOCYANATE SOLUTIONS

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к методам разделения и концентрирования.
Известен способ раздельного получения золота и серебра из растворов, включающий извлечение их из растворов сорбцией на анионитах и последующее разделение десорбцией в растворе тиомочевины в серной кислоте [Иониты в цветной металлургии. Под ред. К.Б.Лебедева, М.: Металлургия, 1975. - 352 с.]. К недостаткам этого метода можно отнести щелочную среду, которая не позволяет эффективно использовать селективные к золоту слабоосновные аниониты, высокую склонность цианид-иона к комплексообразованию с ионами переходных металлов, что усложняет процесс разделения и концентрирования золота, использование дорогостоящего реагента для десорбции золота с анионита.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ [Патент РФ №2266342; МПК С22В 11/100, С22В 31/24, опубл. 2005.12.20] раздельного получения золота и серебра из растворов, включающий извлечение их из растворов сорбцией на анионитах и последующее разделение десорбцией в растворе тиомочевины в серной кислоте. Недостатки этого способа заключаются в том, что не учитывается возможное присутствие в растворе ионов других металлов (железа (III) и цветных металлов), и извлечение золота проводится в виде тиоцианатных комплексов золота (III), имеющих склонность к диспропорционированию (что может уменьшать как степень извлечения золота из раствора, так и степень его десорбции), а также высокая стоимость тиомочевины, которая используется в качестве элюента золота и серебра.
Технический результат изобретения заключается в повышении экспрессности и селективности извлечения золота, а также в возможности полного разделения ионов золота (I) от железа (III), меди (II), цинка (II), серебра (I), кобальта (II) и никеля (II).
2
4
Указанный технический результат достигается тем, что в способе селективного извлечения золота из водных тиоцианатных растворов, включающем сорбцию на анионите с последующей десорбцией золота с анионита, новым является то, что извлечение ведут из растворов, содержащих золото в виде устойчивого комплекса Au (I) и металлы примеси железа (III), меди (II), цинка (II), серебра (I), кобальта (II), никеля (II), сорбцию осуществляют на анионите АН-251, перед десорбцией золота анионит обрабатывают раствором 0,005-0,05 М HSO в статических условиях для десорбции и удаления металлов-примесей, а десорбцию золота с анионита осуществляют раствором 1-5 М KSCN в присутствии 2-10% КОН.
В способе на первом этапе происходит извлечение золота (I) в виде тиоцианатного комплекса на высокоселективном анионите АН-251, обладающем высокой обменной емкостью по золоту (при этом извлекаются лишь небольшие количества ионов переходных металлов в виде тиоцианатных комплексов). Далее, с анионита десорбцией раствором 0,005-0,05 М серной кислоты удаляются ионы переходных металлов, после чего проводится десорбция золота раствором 2-10% КОН в присутствии 1-5 моль/л KSCN (примеси цветных металлов, железа и серебра с ионита десорбируют водным раствором серной кислоты, а золото щелочным раствором тиоцианата калия).
В заявляемом способе выделение золота осуществляют из растворов в присутствии избытка ряда металлов (железа, меди, цинка, серебра, кобальта и никеля), которые содержатся в золотосодержащем сырье. Условия извлечения таковы, что золото находится в растворе в виде устойчивых комплексов Au (I), и оптимальны для применения слабо- и смешанноосновных анионитов. Для очистки анионита от ионов сопутствующих металлов и десорбции золота применяют дешевые реагенты, необходимые в малом количестве для осуществления процесса.
Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей химии и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательный уровень».
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.
KSCN
-4
-4
-3
-3
Предварительно набухший анионит АН-251 в хлоридной (сульфатной либо тиоцианатной) форме массой 0,1 г приводят в контакт при встряхивании (перемешивании) с раствором следующего состава: концентрация KSCN (C) 0,1 моль/л, концентрация по золоту (I) 2,0·10 моль/л (40 мг/л), по серебру (I) 2,0·10 моль/л (21 мг/л), по железу (III) 2,2·10 моль/л (124 мг/л), по меди (II) 1,0·10
-3
-3
-3
2
4
моль/ л (63 мг/л), по цинку (II) 1,0·10 моль/л (65 мг/л), по никелю (II) 1,0·10 моль/л (59 мг/л), по кобальту (II) 1,0·10 моль/л (59 мг/л), рН 2. По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и добавляют к нему 10 мл 0,005-0,05 М HSO, затем еще через 2 ч раствор кислоты отделяют от анионита и приливают к последнему 15-20 мл 3-5 М раствора KSCN, содержащего 10% КОН. После 3 ч раствор KSCN, содержащий золото, отделяют от анионита. После раздельной десорбции золото можно использовать для дальнейшей работы (например, путем электролиза раствора тиоцианатного комплекса золота можно получить его в виде металла). Анионит после регенерации можно использовать для повторной сорбции в описываемом способе. Характеристики предлагаемого способа представлены в табл.1, 2.
Таблица 1Данные по сорбции тиоцианатных комплексов металлов при сорбции анионитом АН-251 в исходной Cl<sup>-</sup>-форме из поликомпонентного раствора, C<sub>KSCN</sub>=0,1 моль/л, рН 2
Металл
Au (I)
Ag (I)
Fe (III)
Cu (II)
Zn (II)
Co (II)
Ni (II)
Статическая обменная емкость, мг/г
37,5
5
12
3,5
4,3
<0,1
<0,2
Коэффициент разделения K<sub>f</sub>
K<sub>f(Au/сумма)</sub>
K<sub>f(Au/Ag)</sub>
K<sub>f(Au/Fe)</sub>
K<sub>f(Au/Cu)</sub>
K<sub>f(Au/Zn)</sub>
K<sub>f(Au/Со)</sub>
K<sub>f(Au/W)</sub>
8,9
4
62,5
2,9
3,8
112
98
Коэффициент распределения
5000
1250
80
1750
1308
40
60
Таблица 2Концентрация ионов металлов в элюате после обработки анионита АН-251 раствором серной кислоты
Концентрация H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>, н
Au (I)
Ag (I)
Fe (III)
Cu (II)
Zn (II)
Со (II)
Ni (II)
0,02
0
0
17,5
0,2
0,66
0,2
0,4
0,2
<0,02
<0,02
25
0,2
0,78
0,3
0,6
1
0
1
13
0,1
1,4
0.2
0,4
Пример 1. Предварительно набухший анионит АН-251 в хлоридной форме массой 0,1 г приводят в контакт при встряхивании (перемешивании) с раствором следующего состава: концентрация KSCN 0,1 моль/л, концентрация по золоту (I)
-4
-4
2,0·10 моль/л (40 мг/л), по серебру (I) 2,0·10 моль/л (21 мг/л), по железу (III)
-3
-3
-3
-3
-3
2
4
2,2·10 моль/л (124 мг/л), по меди (II) 1,0·10 моль/л (63 мг/л), по цинку (II) 1,0·10 моль/л (65 мг/л), по никелю (II) 1,0·10 моль/л (59 мг/л), по кобальту (II) 1,0·10 моль/л (59 мг/л), рН 2. По истечении 3 ч ионит отделяют от раствора фильтрованием и добавляют к нему 10 мл 0,005 М HSO серной кислоты, затем еще через 2 ч раствор кислоты отделяют от анионита и приливают к последнему 15 мл 3 М раствора KSCN, содержащего 10% КОН. После 3 ч раствор KSCN, содержащий золото, отделяют от анионита. После раздельной десорбции золото можно использовать для дальнейшей работы (например, путем электролиза раствора тиоцианатного комплекса золота можно получить его в виде металла).
Пример 2. Предварительно набухший анионит АН-251 в тиоцианатной форме массой 0,1 г приводят в контакт при встряхивании (перемешивании) с раствором следующего состава: концентрация KSCN 0,1 моль/л, концентрация по золоту (I)
-4
-4
2,0·10 моль/л (40 мг/л), по серебру (I) 2,0·10 моль/л (21 мг/л), по железу (III)
-3
-3
-3
-3
-3
2
4
2,2·10 моль/л (124 мг/л), по меди (II) 1,0·10 моль/л (63 мг/л), по цинку (II) 1,0·10 моль/л (65 мг/л), по никелю (II) 1,0·10 моль/л (59 мг/л), по кобальту (II) 1,0·10 моль/л (59 мг/л), рН 2. По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и добавляют к нему 10 мл 0,05 М НSO серной кислоты, затем еще через 2 ч раствор кислоты отделяют от анионита и приливают к последнему 20 мл 1 н. раствора KSCN, содержащего 10% КОН. После 3 ч раствор KSCN, содержащий золото, отделяют от ионита. После раздельной десорбции золото можно использовать для дальнейшей работы (например, путем электролиза раствора тиоцианатного комплекса золота можно получить его в виде металла).
-4
Пример 3. Предварительно набухший анионит АН-251 в сульфатной форме массой 0,1 г приводят в контакт при встряхивании (перемешивании) с раствором следующего состава: концентрация KSCN 0,1 моль/л, концентрация по золоту (I) 2,0·10 моль/л (40 мг/л), по серебру (I)
-4
-3
-3
-3
-3
-3
2
4
2,0·10 моль/л (21 мг/л), по железу (III) 2,2·10 моль/л (124 мг/л), по меди (II) 1,0·10 моль/л (63 мг/л), по цинку (II) 1,0·10 моль/л (65 мг/л), по никелю (II) 1,0·10 моль/л (59 мг/л), по кобальту (II) 1,0·10 моль/л (59 мг/л), рН 2. По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и добавляют к нему 10 мл 0,0025 М HSO серной кислоты, затем еще через 2 ч раствор кислоты отделяют от анионита и приливают к последнему 20 мл 3 М раствора KSCN, содержащего 10% КОН. После 24 ч раствор KSCN, содержащий золото, отделяют от анионита. После раздельной десорбции золото можно использовать для дальнейшей работы (например, путем электролиза раствора тиоцианатного комплекса золота можно получить его в виде металла).
Пример 4. Предварительно набухший анионит АН-251 в тиоцианатной форме массой 0,1 г приводят в контакт при встряхивании (перемешивании) с раствором следующего состава: концентрация KSCN 0,1 моль/л, концентрация по золоту (I)
-4
-4
2,0·10 моль/л (40 мг/л), по серебру (I) 2,0·10 моль/л (21 мг/л), по железу (III)
-3
-3
-3
-3
-3
2
4
2,2·10 моль/л (124 мг/л), по меди (II) 1,0·10 моль/л (63 мг/л), по цинку (II) 1,0·10 моль/л (65 мг/л), по никелю (II) 1,0·10 моль/л (59 мг/л), по кобальту (II) 1,0·10 моль/л (59 мг/л), рН 2. По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и добавляют к нему 20 мл 0,005 М НSO серной кислоты, затем еще через 2 ч раствор кислоты отделяют от анионита и приливают к последнему 20 мл 5 М раствора KSCN, содержащего 2% КОН. После 3 ч раствор KSCN, содержащий золото, отделяют от анионита. После раздельной десорбции золото можно использовать для дальнейшей работы (например, путем электролиза раствора тиоцианатного комплекса золота можно получить его в виде металла).
Использование заявляемого изобретения открывает возможность раздельного получения золота из материалов, содержащих железо, медь, цинк, никель, кобальт и серебро. Для процессов сорбции и десорбции применяются дешевые, нетоксичные растворы тиоцианата калия, что позволяет разработать экологически безопасные технологии извлечения золота.
Таким образом, в результате использования заявляемого технического решения повышается экспрессность и селективность извлечения золота, а также возможность полного разделения ионов золота и ионов железа, меди, цинка, никеля, кобальта и серебра.