способ переработки марганцовистых руд, содержащих серебро

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МАРГАНЦОВИСТЫХ РУД, СОДЕРЖАЩИХ СЕРЕБРО, включающий вскрытие минералов марганца и выщелачивание серебра, отличающийся тем, что вскрытие марганцевых минералов и выщелачивание серебра ведут одновременно кислым раствором сульфата железа, продукт выщелачивания подвергают флотационному обогащению с выделением серебра в концентрат и получением хвостов флотации, последние обезвоживают и из раствора электрохимически выделяют марганец, а отрегенерированный кислый раствор сульфата железа возвращают в цикл выщелачивания.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вскрытие минералов марганца и выщелачивание серебра ведут кислым раствором сульфата железа с концентрацией сульфата железа и серной кислоты 70 - 80 г/л при отношении Ж : Т 1,5 - 2 : 1 в течение 2 - 4 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии цветных и редких металлов, в частности к извлечению серебра из упорных окисленных марганецсодержащих руд, и может быть использовано при комплексной переработке марганцовистых золото-серебряных руд.

Известно, что марганцевые руды, в которых серебро тесно ассоциировано с пиролюзитом (MnO₂) перед выщелачиванием серебра цианистыми pастворами подвергают восстановительному либо хлорирующему обжигу, либо сернистокислому вскрытию (SO₂, H₂SO₃) минералов марганца.

Известен способ извлечения серебра из марганцовистых руд, включающий обжиг руды в смеси с восстановителем при 700^оС в течение 2 ч, доизмельчение огарка и его цианирование [1] .

Известен способ извлечения золота и серебра из упорных марганецсодержащих руд, включающий обжиг дробленной исходной руды при 810^оС, измельчение огарка и последующее выщелачивание золота и серебра методом цианирования [2] .

Известен выбранный в качестве прототипа способ извлечения упорного серебра из окисленных марганецсодержащих руд, включающий измельчение руды до 30-35% класса минус 0,074 мм, выщелачивание марганца путем обработки пульпы в адсорбционных башнях восходящим противотоком сернистого газа, осаждение марганца из пульпы известковым молоком в виде гидрата окиси, доизмельчение материала до 60% класса минус 0,074 мм и последующее цианирование [2] .

К недостаткам известного способа относится низкая производительность, высокие материальные , трудо- и энергозатраты на производство единицы продукции; использование токсичных реагентов (SO₂, NaCN).

Предлагаемый способ в отличие от известного уровня техники позволяет интенсифицировать процесс вскрытия минералов марганца и выщелачивания серебра за счет использования нетоксичных реагентов снизить затраты на обеспечение безопасных условий труда и расход материальных, трудо- и энергоресурсов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки марганцовистых руд, содержащих серебро, включающем вскрытие минералов марганца и выщелачивание серебра, вскрытие марганцевых минералов и выщелачивание серебра ведут одновременно путем обработки их кислым раствором сульфата железа, продукт выщелачивания подвергают флотационному обогащению с выделением серебра в концентрат и получением хвостов флотации, последние обезвоживают и из раствора электрохимически выделяют маpганец, а отрегенерированный кислый раствор сульфата железа возвращают в цикл выщелачивания.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения вскрытие минералов марганца и выщелачивание серебра ведут кислым раствором сульфата железа с концентрацией FeSO₄ и H₂SO₄ 70-80 г/л при отношении Ж: Т = 1,5 - 2: 1 в течение 2-4ч.

Сульфатное вскрытие и выщелачивание марганцовисто-серебряных руд основано на том, что присутствующий в руде серебросодержащий пиролюзит (MnO₂) активно взаимодействует в сернокислой среде с сульфатом железа, образуя растворимый сульфат марганца и окисляя FeSO₄ до Fe₂(SO₄)₃.

Освободившееся от ассоциации с диоксидом марганца тонкодисперсное серебро переходит в раствор по реакции

Aq+Fe Aq⁺+Fe²⁺

Благодаря высокой скорости протекающих химических реакций процесс выщелачивания пиролюзита (MnO₂) и ассоциированного с ним серебра заканчивается в несколько раз быстрее, чем при последовательном выщелачивании марганца и серебра кислыми (H₂SO₃) и цианистыми растворами.

Извлечение серебра из растворов сульфатного выщелачивания методом ионной флотации, обеспечивая высокую степень извлечения серебра в пенный продукт (концентрат), практически полностью сохраняет в растворе сульфат железа, марганца и свободную серную кислоту. Это, в свою очередь, позволяет после электрохимического выделения из раствора двуокиси марганца и восстановления Fe³⁺ использовать отрегенерированный кислый раствор сульфата железа в последующих циклах выщелачивания.

Отличие совокупности существенных признаков заявляемого изобретения от существенных признаков прототипа обуславливает соответствие его требованию новизны.

Соответствие изобретения требованию изобретательского уровня обусловлено тем, что совокупность его существенных признаков при извлечении упорного серебра из окисленных марганцовистых руд позволяет выделять на месте производства в товарный продукт марганец, что удовлетворяет давно существующую общественную потребность, а также исключает использование токсичных реагентов.

Осуществление способа иллюстрируется следующим примером.

Марганцовистую золото-серебряную руду, содержащую, мас. % : SiO₂83,3; Al₂O₃ 5,4; Fe₂O₃ 1,0; TiO₂ 0,8; K₂O 2,9; Mn 4,3; Au 13,8 г/т, Aq 427 г/т измельчали в воде и подвергали гравитационному обогащению с целью выделения свободного золота в гравиоконцентрат.

Извлечение металлов в гравиоконцентрат от руды составило: золота 42,1% , серебра 5,2% .

Хвосты гравитационного обогащения классифицировали в спиральном классификаторе. Слив классификатора крупностью минус 0,15 мм направляли на выщелачивание марганца и серебра. Исходя из условий максимального извлечения марганца и минимальной остаточной концентрации Fe²⁺ (избыток Fe²⁺ ухудшает растворение серебра), выщелачивание проводили при Ж: Т = = 2: 1, концентрации FeSO₄ и H₂SO₄ 70 г/л температуре 20^оС в течение 4 ч.

Из кислой пульпы, полученной в результате сульфатного выщелачивания марганца и серебра, осуществляли флотацию серебра бутиловым ксантогенатом при массовом отношении ксантогената к серебру 2: 1. Извлечение серебра в пенный продукт составило 99-100% .

Для повышения извлечения золота в пульпу наряду с флотореагентом вводили активированный уголь марки "ОУ".

В процессе флотации серебра (расход бутилового ксантогената1,0 кг/т, вспенивателя ОП-10 100 г/т, угля марки "ОУ" 1,5 кг/т, продолжительность флотации 60 мин) получили первичный флотоконцентрат, содержащий 50-60 г/т золота и 5-8 кг/т серебра.

Первичный флотоконцентрат подвергали перечистке для повышения качества продукции. Полученный флотоконцентрат объединяли с гравиоконцентратом и плавили объединенный концентрат на золото-серебряный сплав с получением слитка.

Пульпу после флотации серебра обезвоживали, кек нейтрализовали, а растворы направляли на электрохимическое выделение MnO₂ и электрохимическое восстановление Fe³⁺. Отpегенерированный раствор FeSO₄+ +H₂SO₄ возвращали в оборот в цикл выщелачивания Mn и Aq. Извлечение марганца в товарную двуокись составило 91% .

Укрупненные испытания способа, имитирующие замкнутый цикл выщелачивания с многократным оборотом выщелачивающего раствора и флотационного обогащения с переработкой промпродуктов флотации, показали, что сквозное извлечение золота от руды до металла составляет 97% , серебра 93% , марганца 91% .

Экспериментально установлено, что в процессе сульфатного вскрытия и выщелачивания марганцовисто-золото-серебряной руды извлечение марганца и серебра в кислый раствор сульфата железа достигает соответственно 99,0 и 70,0 % , золота 20,0% при концентрации FeSO₄ и H₂SO₄ 70-80 г/л при перемешивании пульпы в течение 2-4 ч при отношении Ж: Т = 1,5 - 2: 1.

Снижение концентрации в растворе FeSO₄ и H₂SO₄ менее 70 г/л снижает степень вскрытия пиролюзита и заметно тормозит процесс растворения серебра из-за образования на поверхности его труднорастворимых сульфатных пленок.

Увеличение концентрации FeSO₄ и H₂SO₄ в растворе более 80 г/л увеличивает расход реагентов (остаточная концентрация реагентов в растворе возрастает в 1,5-2 раза) при несущественном увеличении до 99,4% степени извлечения марганца в сульфатный раствор.

Уменьшение отношения Ж: Т в пульпе менее Ж: Т = 1,5: 1 затрудняет перемешивание пульпы при вскрытии пиролюзита и выщелачивании, ухудшает растворение марганца, затрудняет отделение раствора от сгущенного продукта при обезвоживании хвостов флотации серебра.

Увеличение отношения Ж: Т в пульпе снижает концентрацию марганца и серебра в растворе, способствует ускорению осаждения кристаллической фракции пульпы и "запескованию" аппаратов, вызывает необходимость использования аппаратов вместимости.

Увеличение продолжительности выщелачивания более 4 ч не обеспечивает повышения степени извлечения марганца и серебра в растворе и увеличивает непроизводительное использование оборудования в кислой среде.

Снижение продолжительности выщелачивания менее 2 ч в промышленных условиях не обеспечивает полного извлечения марганца и серебра в раствор.

Предлагаемый способ обеспечивает при переработке упорных марганецсодержащих руд извлечение серебра, золота и марганца на месте производства в высококачественные товарные продукты, позволяет использовать в гидрометаллургическом цикле малотоксичные, дешевые и легкодоступные реагенты при их невысоком расходе на обработку руды, а также позволяет максимально использовать технологические растворы в внутрифабричном обороте. (56) 1. Лодейщиков В. В. и др. Техника и технология извлечения золота за рубежом. М. : Металлургия, 1973, с. 205-207.

2. Там же, с. 207 и 208.