способ переработки упорного золотосодержащего сульфидного сырья

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ УПОРНОГО ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО СУЛЬФИДНОГО СЫРЬЯ, включающий смешивание его с флюсами, плавку шихты с получением шлака и металлизированного расплава, охлаждение и извлечение золота, отличающийся тем, что перед смешиванием с флюсами из сырья удаляют серу и мышьяк, смешивание продукта ведут с известковыми и силикатными флюсами в количествах, обеспечивающих отношение CaO к SiO₂ в исходной шихте больше 1, золотосодержащее сырье - остальное, и плавку ведут до полного расплавления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам извлечения благородных металлов из трудноперерабатываемого, упорного сульфидного сырья (пиритного, арсенопиритного).

Известны способы переработки упорного золотосодержащего концентрата плавкой совместно с медными или свинцовыми концентратами. При плавке благородные металлы коллектируются штейном или черновым свинцом и выделяются в процессе их рафинирования [1].

Недостатками этих способов являются повышенные расходы на перевозку и довольно значительные потери золота, связанные с транспортированием концентрата и многооперационностью медного и свинцового производства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ переработки пиритного золотосодержащего концентрата [2]. В соответствии с этим способом сырье смешивают с флюсом и подвергают плавке. В процессе плавки образуются шлак и железный штейн, который собирает благородные металлы. Полученный расплав охлаждают со скоростью 30-35^оС/ч (или 0,5^оC/мин). После его измельчения до крупности -0,074 мм проводят цианирование с дальнейшим извлечением азота и серебра из раствора известными методами.

Недостатками прототипа являются

трудоемкость процесса, связанная с большими затратами труда и энергии при измельчении;

сложность технологической схемы, значительное количество последовательных операций при извлечении золота из цианистых растворов;

низкое извлечение золота за счет растворения его в железосодержащем штейне, наличие сульфидной серы снижает эффективность растворения золота в цианистых растворах.

При разработке способа по предлагаемому изобретению ставилась задача получить шлаки с определенными свойствами, позволяющими повысить извлечение золота, упростить технологию и снизить загрязнение окружающей среды.

Это достигается тем, что сырье предварительно обессеривают (при необходимости удаляют и мышьяк), затем полученный продукт смешивают с кальций- и кремнийсодержащими флюсами в количествах, обеспечивающих отношение CaO к SiO₂ в шихте больше 1, в зависимости от содержания CaO, SiO₂ в исходном продукте и с учетом минимального расхода флюсов, золотосодержащее сырье остальное. Шихту подвергают плавке с последующим охлаждением полученного шлака до момента его самопроизвольного рассыпания в порошок. Скорость охлаждения может варьироваться в широких пределах, вплоть до охлаждения на воздухе и закалки.

Техническая сущность объясняется следующим: в упорном пиритном, арсенопиритном сырье золото микро- и субмикроскопической крупности ассоциировано с сульфидами (пиритом, арсенопиритом). При обжиге такого материала пирит, арсенопирит практически полностью окисляются до гематита с высвобождением частиц золота. В результате дальнейшего расплавления материала с последующим охлаждением металлические капли (в основном золото) начинают укрупняться, образуются корольки золотосодержащего сплава, что в первую очередь обусловлено величиной свободной поверхностной энергии. С возрастанием величины межфазного натяжения увеличивается вероятность контакта золотин, что приводит к их укрупнению и дает возможность их извлечения известными методами обогащения.

Необходимо отметить, что на практике при обжиге сульфидного сырья полностью избавиться от сульфидной серы не удается.

Влияние содержания сульфидной серы в исходной шихте на скорость охлаждения, обеспечивающую саморассыпание шлаков, связано с тем, что при ничтожном содержании сульфидной серы шлаки практически являются гомогенными, а при достаточно большом содержании сульфидной серы - гетерогенными, т.е. имеет место наличие ярко выраженных оксисульфидных составляющих шлака, которые являются менее плотными, чем первые (малосернистые), и под действием = превращения двухкальциевого силиката рассыпаются в порошок при охлаждении как на воздухе, так и при закалке, в противном случае необходимо охлаждать шлаки с определенной скоростью в зависимости от отношения CaO к SiO₂ в исходной шихте.

Пиритное сырье предварительно обессеривают, а из арсенопиритного удаляют еще и мышьяк. Наиболее рациональным способом окисления арсенопиритных концентратов является двухстадийный обжиг, при котором в начале в условиях ограниченного доступа воздуха отгоняют мышьяк в виде As₂O₃, а затем при избытке кислорода - серу [1]. Полученный продукт смешивают с флюсами, содержащими CaO и SiO₂ в количествах, обеспечивающих отношение CaO к SiO₂ в исходной шихте больше 1, золотосодержащий материал остальное.

Подготовленную таким образом шихту плавят при температуре 1250-1400^оС до полного расплавления. В результате плавки образуется шлак со взвешенными в нем металлическими каплями, содержащими металлы (в основном золото) в свободном состоянии.

Расплав в зависимости от содержания в нем сульфидной серы можно охлаждать с различной скоростью (вплоть до закалки и охлаждения на воздухе). В процессе кристаллизации структура шлака претерпевает изменения - твердый двухкальциевый силикат переходит из -формы в -форму с увеличением объема фазы на 10-12%, что при наличии соответствующих условий приводит к самопроизвольному разрушению сплошности матрицы шлака и выделению корольков сплава из общей массы шлака.

Получение шлаков со свойством саморассыпания позволяет исключить операцию измельчения. Кроме того, корольки золотосодержащего сплава можно выделить из шлака с минимальными потерями известными способами обогащения.

П р и м е р 1 (по прототипу). Пиритный концентрат состава, %: 42,93 Fe; 44,77 S; 2,81 SiO₂; 0,038 Cu; 0,01 Pb; 0,12 As; 200 г/т Au, смешивали с флюсом, содержащим SiO₂, и плавили на штейн. Количество шихты было 20 г, после плавки получилось 15,2 г шлака с вкраплениями штейна железосодержащего со значительным количеством сульфидной серы. После измельчения всей массы до крупности -0,074 мм продукт подвергли цианированию. Извлечение золота в раствор из твердого составило 46%. Остальное количество золота не растворилось и осталось в осадке (опыт 1, таблица).

П р и м е р 2 (по предлагаемому способу). Упорное золотосодержащее сульфидное сырье состава, %: 42,93 Fe; 44,77 S; 2,81 SiO₂; 0,038 Cu; 0,01 Pb; 0,12 As; 200 г/т Au, подвергали обжигу с целью удаления сульфидной серы. Обжиг проводили в муфельной печи в интервале температур 500-750^оС. В процессе обжига пирит практически полностью окислился до гематита, в малых количествах присутствовали пирротин и магнетит.

Полученный огарок смешивали с флюсующими агентами.

При работе с концентратом данного состава оптимальный состав шихты следующий: 8-10% SiO₂; 15-40% CaO, огарок остальное.

20 г шихты помещали в тигель из оксида циркония (или оксида алюминия) и плавили в интервале температур 1250-1400^оС до полного расплавления в течение времени. Дальнейшее увеличение температуры является нецелесообразным в связи с высокой химической активностью шлака.

Полученный шлак с вкраплениями золотосодержащего сплава охлаждали с различной скоростью в зависимости от содержания сульфидной серы в исходной шихте (опыты 2-9, таблица).

Шлак в процессе охлаждения самопроизвольно рассыпался в порошок и из него извлекалось золото известными способами обогащения. Извлечение золота составило > 90%.

При содержании в шихте СаО к SiO₂ в отношении, равном или меньше 1, получаются шлаки, не обладающие свойством рассыпания. Такие шлаки приходится подвергать трудоемкой операции измельчения, что приводит и к потерям золота на дополнительных операциях обработки шлака (опыты 10, 11, таблица).

С увеличением расхода флюсов (10% SiO₂, > 40% CaO) для расплавления шихты необходимо повышать температуру, что нежелательно.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить извлечение золота из шлаков плавки упорного сульфидного сырья, упростить технологическюу схему его переработки и снизить загрязненность окружающей среды в связи с проблемами промстоков, утилизации цианистых растворов и исключить из технологии трудоемкие операции.