СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ЦИАНИДНЫХ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ РТУТЬ
METHOD OF GOLD EXTRACTION FROM MERCURY-CONTAINING CYANIC SOLUTIONS

Изобретение относится к области сорбционной технологии извлечения золота из растворов, полученных в результате цианидного выщелачивания золотосодержащих рудных продуктов.
2
3
4
0
1-
2-
Минералы ртути, присутствующие в малых количествах в золотосодержащих рудах, взаимодействуют с цианидом натрия с образованием ряда цианидных комплексов ртути Hg(CN) , Hg(CN)  и Hg(CN) .
Для извлечения золота, серебра в присутствии растворенной ртути из цианидных растворов известно использование анионообменной сорбции металлов на ионообменные смолы типа АМ-2Б (или Россион-12) [«Кучное выщелачивание благородных металлов». - /Под редакцией М.И.Фазлуллина, М.: Издательство Академии горных наук, 2001; с.548-550].
Золото, серебро и ртуть сорбируются ионообменными смолами коллективно и практически нацело, а разделение их возможно только на стадии десорбции.
4
2
2-
0
В сорбционных процессах с использованием ионообменных смол для переработки золотосодержащих цианидных растворов с концентрацией свободного цианид-иона в пределах 0,5-1,0 г/л преобладает сорбция многозарядного комплексного аниона ртути Hg(CN) , в то время как нейтральный комплекс Hg(CN)  характеризуется меньшим сродством к анионообменной смоле.
Повышенные концентрации ртути в продуктивных цианидных золотосодержащих растворах осложняют сорбционный передел, а на стадии регенерации насыщенной смолы необходимо проводить извлечение ртути из смолы до осуществления операции десорбции золота.
3
Растворенная ртуть, содержащаяся в цианидных продуктивных растворах выщелачивания золотосодержащих руд, создает неблагоприятные санитарно-гигиенические условия труда для рабочего персонала, обусловленные токсичностью ртути (в рабочей зоне содержание в воздухе ртути ПДКр.з. = 0,005 мг/м). Кроме того, ртуть оказывает вредное влияние на последующие операции технологической схемы извлечения золота из руд:
- в процессе сорбции ртуть является дополнительной нагрузкой на сорбент, увеличивая расход ионообменной смолы и реагентов, используемых при ее регенерации;
- при электролизе растворов товарного десорбата ртуть осаждается совместно с золотом на катоде, существенно ухудшая условия труда (концентрация паров ртути в зоне обслуживания электролизеров иногда превышает ПДКр.з.);
- при переработке катодных осадков необходимо предварительное удаление из них ртути, которое осуществляется проведением операции отгонки (дистиляции) ртути в специальных ретортных печах при температурах, превышающих 400°С.
Основной задачей является очистка от ртути насыщенной золотосодержащей ионообменной смолы путем предварительной десорбции ртути со смолы перед десорбцией золота с использованием методов, обеспечивающих эффективное извлечение ртути без существенных потерь золота при этом.
2
4
3
3
2
4
Прототипом, как наиболее близким аналогом по техническому решению, предлагаемого нами способа десорбции ртути из насыщенной золотосодержащей ионообменной смолы может служить процесс, осуществляемый с использованием в качестве десорбирующего раствора смеси кислот 70 г/л HSO и 20 г/л HNО. При этом температура десорбции составляет 45-50°С, время десорбции - 6 часов при скорости подачи раствора 1 об/об смолы в час в динамическом режиме. Практически все примеси цветных металлов (цинк, никель и др.), в том числе и ртуть, десорбируются со смолы в результате такой кислотной обработки. При этом потери золота минимальны. Содержание ртути в смоле уменьшается от 19 мг/г до 0,002 мг/г. Десорбат, содержащий значительное количество ртути (~3 г/л), поступает на узел электрохимической очистки и затем очищенный от ртути раствор доукрепляется по НNО и HSO и возвращается в процесс десорбции примесей [«Кучное выщелачивание благородных металлов». - / Под редакцией М.И.Фазлуллина, М.: Издательство Академии горных наук, 2001; с.580-583].
2
4
3
Недостатками указанного способа десорбции ртути из ионообменной смолы являются: повышенный расход кислот (HSO и НNО).
Технический результат изобретения - снижение содержания ртути в насыщенной золотосодержащей ионообменной смоле до безопасной концентрации или полное предотвращение попадания ртути в циклы десорбции золота в готовую продукцию - черновой сплав лигатурного золота.
2
2
Технический результат достигается тем, что извлечение золота проводят из цианидных растворов, содержащих ртуть. Сорбцию ведут на ионообменной смоле марки АМ-2Б, десорбцию ртути проводят предварительно перед десорбцией золота путем обработки насыщенной смолы раствором 30-50 г/л серной кислоты в присутствии окислителя - перекиси водорода (5-10 г/л HO) при температуре 40-50°С и продолжительности 6 часов.
0
0
Десорбция проводится в присутствии более сильного окислителя - перекиси водорода (Е=+1,80 В), чем азотная кислота (Е=+0,96 В).
4
4
4
4
3-
2-
2-
2-
При десорбции цианидных комплексных соединений типа Cu(CN) , Zn(CN) , Ni(CN)  и Hg(CN)  смесью серной кислоты и перекиси водорода важную роль играют следующие факторы:
- разложение цианидных комплексных соединений в фазе ионообменной смолы;
- образование растворимых в элюанте соединений;
- образование соединений катионного типа, не удерживаемых в фазе ионообменной смолы.
Эти процессы протекают по реакциям типа:
2
4
2
4
2
2
2
4
4
2
2
2-
R[Hg(CN) ]+2HSO+2HO→RSO+HgSO+4HCN↑+2HO+O↑
Ниже сущность настоящего изобретения более подробно разъясняется примерами, подтверждающими его осуществление.
ПРИМЕР
Насыщенная ионообменная смола марки АМ-2Б после водной отмывки от реагентов с содержанием компонентов, мг/г: 6,5 золото; 7,5 ртуть; 0,2 медь; 5,3 цинк; 0,6 железо; 0,3 никель загружалась во влажном состоянии в десорбционную колонку объемом 50 мл. Колонки были снабжены водяной рубашкой для обеспечения нагрева десорбирующих растворов, которые подавались в колонку снизу вверх со скоростью 1 об/об смолы в час.
Результаты экспериментов приведены в табл.1-4.
Таблица 1
Влияние концентрации H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> на извлечение ртути при десорбции
Концентрация H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> - 10 г/л
Температура - 50°С
Продолжительность - 6 час
Концентрация H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>, г/л
Остаточное содержание ртути в смоле после десорбции, мг/г
Извлечение ртути при десорбции, %
20
0,17
97,70
30
0,05
99,30
40
0,003
99,96
50
0,002
99,97
60
0,002
99,97
Данные в табл.1 показывают, что извлечение ртути из смолы при десорбции выше 99,3 % достигается при концентрации серной кислоты 30-50 г/л. Значительное снижение показателей десорбции отмечается при уменьшении концентрации серной кислоты в десорбирующем растворе с 30 г/л до 20 г/л. Повышение концентрации серной кислоты более 50 г/л нецелесообразно.
Таблица 2
Влияние концентрации Н<sub>2</sub>О<sub>2</sub> на извлечение ртути при десорбции
Концентрация H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> - 50 г/л
Температура - 50°С
Продолжительность - 6 час
Концентрация Н<sub>2</sub>O<sub>2</sub>, г/л
Остаточное содержание ртути в смоле после десорбции, мг/г
Извлечение ртути при десорбции, %
3
0,10
98,67
5
0,05
99,30
7,5
0,003
99,96
10
0,002
99,97
Из приведенных в табл.2 данных следует, что максимальное извлечение ртути более 99,3% достигалось при концентрации перекиси водорода 5-10 г/л.
Таблица 3
Зависимость извлечения ртути из смолы при десорбции от температуры
Концентрация H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> - 50 г/л
Температура - 50°C
Продолжительность - 6 час
Температура, °С
Остаточное содержание ртути в смоле после десорбции, мг/г
Извлечение ртути при десорбции, %
20
0,05
99,30
30
0,05
99,30
40
0,003
99,96
50
0,002
99,97
60
0,002
99,97
Максимальное извлечение ртути более 99,3% достигалось при температуре 40-50°С. Увеличивать далее температуру процесса нецелесообразно.
Таблица 4
Влияние продолжительности десорбции на извлечение ртути из смолы
Концентрация H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> - 50 г/л
Концентрация H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> - 10 г/л
Температура - 50°С
Продолжительность десорбции, час
Остаточное содержание ртути в смоле после десорбции, мг/г
Извлечение ртути при десорбции, %
2
0,10
98,70
4
0,05
99,30
6
0,002
99,97
8
0,002
99,97
10
0,002
99,97
Данные табл.4 показывают, что извлечение ртути при десорбции из смолы выше 99,3% достигаются при продолжительности процесса 6 часов. Увеличивать далее продолжительность процесса десорбции нецелесообразно
В условиях повышенного содержания ртути и цинка в цианидных растворах выщелачивания с целью определения изменения сорбционных свойств смолы АМ-2Б в циклах «сорбция-десорбция» были проведены опыты в статических условиях по осуществлению многократных операций «сорбция-десорбция» (6 циклов). Сорбцию проводили из цианидного раствора с содержанием, мг/л: ртуть - 3,5; цинк - 20 и цианид натрия - 1000, при соотношении объемов смола:раствор, равном 1:250, и продолжительности контакта 6 часов; а десорбцию - раствором, содержащим 50 г/л серной кислоты и 10 г/л перекиси водорода при соотношении объемов смола:раствор, равном 1:50, температуре 50°С и продолжительности контакта 6 часов.
Для сравнения были проведены параллельно опыты в аналогичных условиях с использованием в качестве десорбирующего раствора 70 г/л серной кислоты с добавкой 20 г/л азотной кислоты.
Таблица 5
Ионообменные свойства смолы АМ-2Б в циклах «сорбция-десорбция»
№
Содержание компонентов в смоле, мг/г
цикла
Десорбция ртути раствором 50 г/л H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>+10 г/л Н<sub>2</sub>О<sub>2</sub>
Десорбция ртути раствором 70 г/л H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>+20 г/л HNO<sub>3</sub>
Емкость смолы в цикле сорбции, мг/г
Остаточная емкость смолы в цикле десорбции, мг/г
Емкость смолы в цикле сорбции, мг/г
Остаточная емкость смолы в цикле десорбции, мг/г
ртуть
цинк
ртуть
цинк
ртуть
цинк
ртуть
цинк
1
6,9
25,2
0,002
0,3
7,4
13,0
0,05
0,2
2
7,7
19,5
0,003
0,2
7,1
14,0
0,06
0,2
3
7,5
18,3
0,003
0,2
6,9
15,0
0,08
0,2
4
7,3
20,1
0,002
0,2
7,4
14,6
0,09
0,2
5
7,5
23,4
0,002
0,2
7,6
14,3
0,14
0,2
6
7,6
21,2
0,002
0,2
6,5
15,7
0,17
0,2
Из данных табл. 5 видно, что при 6-кратном осуществлении циклов «сорбция-десорбция» использование для десорбции ртути раствора 70 г/л серной кислоты с добавкой 20 г/л азотной кислоты приводит к повышению от цикла к циклу величины остаточной емкости смолы АМ-2Б по ртути от 0,05 мг/г до 0,17 мг/г, что в дальнейшем при производственных условиях использования этого способа десорбции может привести к резкому ухудшению технологических показателей процесса извлечения золота.
В то же время при десорбции ртути раствором 50 г/л серной кислоты в присутствии 10 г/л перекиси водорода сорбционные свойства смолы АМ-2Б остаются неизменными.
Таким образом, экспериментально доказано, что способ извлечения золота из цианидных растворов, содержащих ртуть, при проведении предварительной десорбции ртути (до операции десорбции золота) кислотной обработкой в следующих условиях:
2
4
- концентрация НSO = 30-50 г/л;
2
2
- концентрация НО = 5-10 г/л;
- температура = 40-50°С;
- продолжительность процесса = 6 час;
имеет ряд преимуществ:
1) значительно увеличивается степень селективного извлечения ртути из насыщенной смолы,
2
4
3
2) процесс значительно упрощается за счет снижения расхода кислот (HSO И НNО).