способ обогащения бедных по содержанию золота растворов

Формула изобретения

Способ обогащения бедных по содержанию золота растворов, включающий создание органической улавливающей пленки на поверхности раствора во флотационных камерах, пропускание воздушных пузырьков для флотации сублата, отличающийся тем, что предварительно к веществу органической улавливающей пленки, являющейся матрицей для процессов улавливания и удерживания ионов и молекул золота, добавляют экстрагенты, используемые для извлечения золота, а бедный по содержанию золота раствор фильтруют, подкисляют до рН 1,5-2,0 и добавляют в него коллектор, затем заполняют до половины флотационную камеру упомянутым раствором и органической матрицей с экстрагентами, объем которой не превышает 0,5% объема всего раствора и начинают интенсивное перемешивание, после которого флотационную камеру работающей машины дополняют полностью раствором, проводят дофлотацию для полного собирания матрицы в единую каплю и затем отделяют ее от раствора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, а именно к гидрометаллургии благородных металлов.

Известен способ получения золота / 1, Патент РФ № 2398033, опубл. БИ, 2010, № 24/, где при сжигании бурых и каменных углей в дымовые газы из углей переходят некоторые металлы, обладающие способностью образовывать летучие соединения, а также вследствие механического захвата потоком газа и мелкой золы. При смешивании дымовых газов с водяным паром, а затем конденсации водяных капелек в холодильниках образуются водные растворы - конденсаты, в которых коллектируются металлы, в том числе и золото, содержание которого колеблется в интервале 0,04-0,5 мг/л. Такое содержание золота безусловно требует для промышленного использования обогащения растворов в десятки и более раз.

В результате обработки водой и паром коксовых газов, получаемых в коксовых батареях / Р.Е.Лейбович, Е.И.Яковлева, А.Б.Филатов. Технология коксохимического производства. М., Металлургия, 1982 г., с.190-210/, получаются растворы, содержащие наряду с органическими веществами металлы, находящиеся в углях и переходящие в процессе коксования в газовую фазу. Содержание, например, золота в этих растворах находится на уровне бросового и также теряется безвозвратно. Однако улавливание этого золота и других металлов можно осуществить, если создать и применить новый способ концентрирования металлов, и в частности золота, обогащением растворов в небольших объемах синтетических фаз. Это позволит дополнительно получать металлы и значительно повысить их извлечение в ряде гидрометаллургических процессов.

Известен способ ионной флотации применительно к извлечению ионов из растворов с помощью поверхностно-активных ионов противоположного знака. Ионная флотация характеризуется образованием небольшого слоя неустойчивой пены, разрушающейся в разделительном аппарате, давая пенку - плохо растворимый гидрофобный продукт, в котором концентрируется коллигенд, т.е. ионы извлекаемого вещества. Пенка удаляется из аппарата каким-либо механическим способом. Использование ионной флотации для некоторых золотосодержащих растворов невозможно вследствие практически мизерных концентраций золота в хвостовых растворах и растворах, получаемых охлаждением коксовых газов. Вследствие этого количество сублата таково, что он теряется в коллоидных осадках, присутствующих в растворах помимо золотых соединений.

Прототипом предлагаемого способа может служить флотоэкстракция. Во флотоэкстракции сублат, адсорбированный пузырьками и вынесенный ими к поверхности водного раствора, аккумулируется в тонком (5-10 мм) слое не смешивающейся с водой органической жидкости. Сублат хорошо растворим в органической жидкости, в то время как сама органическая жидкость должна быть минимально растворима в воде. Это обычно высшие спирты, например гексиловый или изоактиловый. Сублат образуется при взаимодействии растворенных ионов или молекул коллигенда с реагентами, образующими с колигендом трудно растворимые гидрофобные соединения. При пропускании снизу пузырьков воздуха образовавшийся гидрофобный сублат пузырьками выносится к органической пленке. Пузырьки прорывают пленку и при этом сублат экстрагируется органическим веществом пленки при разрушении пены сверху пленки. Производительность данного процесса флотоэкстракции весьма ограничена тем, что расход воздуха для пузырьков должен быть не больше 3-5 см³/мин на 1 см² площади слоя органической фазы. / С.Ф.Кузькин, А.М.Гольдман, Флотация ионов и молекул. Изд-во «Недра», М., 1971 г., с.41/. При более интенсивной подаче воздуха возникает эмульгирование органической фазы с водой и расстройство всего процесса. Поэтому применение флотоэкстракции в больших промышленных объемах невозможно.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа обогащения растворов, являющихся отходами гидрометаллургического производства и получаемых при промывке коксохимических газов, бедных по содержанию золота, для дальнейшего наиболее полного извлечения из этих бросовых растворов золота.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе обогащения бедных по содержанию золота растворов, включающем создание органической улавливающей пленки на поверхности флотационных камер, пропускание воздушных пузырьков для флотации сублата, к веществу органической пленки, являющейся матрицей для процессов улавливания и удерживания ионов и молекул золота, добавляют экстрагенты, используемые для золота, а раствор фильтруют, подкисляют до pH 1,5-2,0 и добавляют в него коллектор, затем заполняют до половины флотационную камеру раствором и органической матрицей, объем которой не превышает 0,5% объема всего раствора и начинают интенсивное перемешивание, после которого флотационную камеру работающей машины дополняют полностью раствором, проводят дофлотацию для полного собирания матрицы в единую каплю и затем отделяют ее от раствора.

В способе обогащения бедных растворов, включающем создание органической улавливающей пленки на поверхности флотационных камер, пропускание воздушных пузырьков для флотации сублата, используются вещества - экстрагенты, которые смешиваются с органическим веществом для создания пленки. Пленка не должна покрывать полностью поверхность флотационных камер, она занимает лишь около 10% поверхности, т.е. органического вещества должно быть не больше 0,5% объема от раствора для лучшей собираемости. Вещество для создания пленки подбирается таким образом, что даже при интенсивном перемешивании водной фазы вследствие вдувания воздуха через диспергаторы в камеры не происходит эмульгирования органики с водой. В результате интенсивного перемешивания всех компонентов, добавленных во флотационных камерах к бедному золотому раствору, происходит одновременное взаимодействие реагентов-коллекторов с ионами и молекулами золота в водном растворе, экстракция золота органическими экстрагентами и удерживание коллигенда, связанного с экстрагентом органическим веществом, представляющим собой матрицу для удержания всех продуктов взаимодействий. Попадая в зону отстоя флотационной камеры, эта матрица или пленка быстро собирается в большую единую каплю или «кляксу» и может быть снята механически для повторного использования или для извлечения из нее золота. Процесс извлечения золота заключается в высушивании под вакуумом вещества матрицы с получением пенки с высоким содержанием золота.

Пример. Для получения бедного раствора золота на специальной укрупненной лабораторной установке в печи сожгли 2 кг бурого угля из Бородинского разреза Канско-Ачинского угольного бассейна. Установка приспособлена для извлечения золота из дымовых газов с помощью конденсации водяного пара. При этом получено четыре литра конденсата, в котором анализом установлено содержание золота 0,09 мг/л. Конденсат представляет собой водный раствор с примесью небольшого количества каменноугольных смол и некоторой концентрации соединений - металлов, в том числе золота, захваченных в конденсат из дымовых газов, с которыми они выносятся при сжигании угля.

Процесс обогащения раствора проводили в лабораторной механической флотационной машине с емкостью флотационной камеры 2 литра. Подготовку раствора к процессу флотационного обогащения проводили следующим образом. Раствор очищали от механических примесей фильтрацией через бумажный фильтр, далее раствор подкисляли соляной кислотой до рН 1,5-2,0, добавляли коллектор - бутиловый ксантогенат калия около 200 мг на объем 2 л. Коллектор необходим для придания гидрофобности коллигенду.

Подготовку органической смеси проводили следующим образом: отмеряли 10 мл обычного нефтяного продукта и к нему добавляли экстрагенты - 1,5 мл сульфида нефти и 1 мл трибутилфосфата натрия (ТБФ).

После приготовления раствора и смеси в работающую флотомашину заливали сначала половину объема камеры раствора и весь объем смеси органических веществ. Интенсивное перемешивание раствора с органической смесью проводили в течение 5 минут. В это время проходят все необходимые реакции и взаимодействия в интенсивном режиме. При этом эмульгирования раствора и смеси не происходит вследствие особенностей свойств нефтяного продукта. По прошествии 5 минут интенсивного перемешивания заливали вторую половину раствора в работающую флотомашину. При этом органическая «клякса» сразу всплывала на поверхность камеры и в течение последующих 10 минут флотации собирала и впитывала в себя мелкие капельки органики, непрерывно подплывающие из объема флотокамеры. Органическую смесь снимали скребком в отдельную чашку и отправляли на анализ. Было обнаружено, что в органике - этом специфическом концентрате - собралось 0,16 мг золота или почти 90% исходного содержания. Произошло концентрирование золота почти в 200 раз. При расчете на массу органического концентрата значения содержания золота составляют около 15-20 мг/л или 15-20 г/м³, что безусловно представляет интерес для промышленного использования.

Техническим результатом использования изобретения является возможность получения высококонцентрированного продукта улавливания золота в больших промышленных масштабах из использованных слабо концентрированных, практически бросовых технологических растворов, доизвлекая такие металлы, как золото, практически до нуля.

Способ легко осуществим в условиях промышленного производства на стандартном оборудовании.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ № 2398033, опубл. БИ, 2010, № 24.

2. Лейбович Р.Е., Яковлева Е.И., Филатов А.Б. Технология коксохимического производства. М., Металлургия, 1982 г., с.190-210.

3. Кузькин С.Ф., Гольдман A.M. Флотация ионов и молекул. Изд-во «Недра», М., 1971 г., с.41.