способ кучного электрохимического выщелачивания металлов

Формула изобретения

Способ кучного электрохимического выщелачивания металлов, включающий формирование антифильтрационного основания, выщелачиваемого штабеля, закладку электродов, подачу на них переменного и постоянного тока и обработку выщелачиваемого массива технологическими растворами, отличающийся тем, что при выщелачивании золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд первоначально выщелачивают медь растворами серной кислоты, затем выщелачивают свинец при обработке переменным электрическим током, после чего выщелачивают золото при обработке постоянным электрическим током.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области геотехнологии и может быть использовано при кучном селективном выщелачивании и гидрометаллургической переработке золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд.

Известен способ кучного выщелачивания, включающий обработку руд и хвостов растворами реагентов и электрическим полем (Способы и методы формирования техногенных минеральных объектов при открытой разработке сложноструктурных месторождений. Обзорная информация МЦМ. М, 1990, с. 36).

Недостатком данного способа является низкая способность к регулированию параметров процесса, неэкономичность расхода электроэнергии на выщелачивание.

Наиболее близким к заявленному является способ кучного выщелачивания руд и хвостов, включающий формирование антифильтрационного основания, укладку на нем выщелачиваемого штабеля, закладку электродов, подачу переменного или постоянного тока и обработку выщелачиваемого массива технологическими растворами (см. вышеуказанную ссылку).

Недостатком способа, взятого за прототип, является невозможность селективного извлечения из руд и хвостов отдельных металлов, содержащихся в указанных рудах и хвостах раздельно во времени.

Цель данного изобретения заключается в повышении эффективности электрохимического выщелачивания золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд путем селективного выщелачивания металлов за счет последовательного применения различных реагентов, переменного и постоянного электрического тока.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего формирование выщелачиваемого штабеля из золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд, закладку в нем электродов, подачу раствора активного агента, например растворов серной кислоты, и последовательную обработку переменным и постоянным электрическим током. Интенсивное электрохимическое выщелачивание можно вести и в автоклаве, где легко производить нагрев пульпы до 70^oC и выше.

При этом необходимо учитывать внутренние (свойства химических элементов) и внешние (характеристики и вид активного агента, параметры и тип электрического тока) факторы выщелачивания металлов.

Согласно данным С. С. Смирнова (см. книгу "Зона окисления сульфидных месторождений". М. Л. АНСССР 1955, с. 111 148) окисление сульфидов меди и ее выщелачивание происходит весьма интенсивно.

Например, для халькопирита окисление кислородом происходит по реакции:

CuFeS₂+4O₂_ CuSO₄+FeSO₄.

Гораздо быстрее окисляется и растворяется халькопирит окисленным железным сульфатом, давая те же самые сульфаты меди и железа:



При дополнительной подаче растворов серной кислоты:

CuFeS₂+2H₂SO₄_ CuSO₄+FeSO₄+2H₂S.

Химическое выщелачивание галенита PbS растворами серной кислоты и др. окислителями затруднено (там же, с. 150), так как на поверхности галенита образуется труднорастворимое соединение PbSO₄, пассивирующее дальнейшее выщелачивание галенита. Эти закономерности, широко известные в природных геологических процессах, до настоящего времени не имели применения в технике и технологиях. В тоже время свинец из минералов интенсивно растворяется переменным, а золото постоянным электрическим током.

Следовательно, для повышения эффективности процесса выщелачивания металлов из комплексных золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд необходимо производить селективно, подбирая активные агенты и тип электрического тока. Целесообразно выщелачивать из комплексных руд растворами серной кислоты медь, затем переменным электрическим током свинец и после этого, постоянным током золото.

После выщелачивания каждого металла металлоносные растворы направляют на извлечение (осаждение) металлов.

На чертеже представлен вариант схемы кучного выщелачивания, где цифрами обозначены: 1 антифильтрационное основание, 2 рудный штабель, 3, 4 - электроды, 5 источник реагентов, 6 растворосборник.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально формируют антифильтрационное основание 1, на котором укладывают штабель 2 из золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд. В массиве штабеля 2 закладывают электроды 3 и 4. Обработку штабеля 2 ведут из источника 5, а для сбора растворов в его основании - раствороприемник 6.

При подаче из источника 5 растворов серной кислоты происходит выщелачивание преимущественно меди из комплексных руд штабеля 2. Медьсодержащие растворы под действием гравитационных сил подают в растворосборник 6, откуда их направляют на переработку (осаждение меди цементацией и др. методами).

После чего на электроды 3 и 4 подают переменный электрический ток, обуславливающий выщелачивание преимущественно свинца из руд. А из источника 5 подают технические воды (в которые с целью интенсификации можно добавлять различные химические реагенты). Под действием переменного электрического тока будет выщелачиваться свинец, свинецсодержащие растворы перемещаются в растворосборник 6, где на катоде 4 будет происходить осаждение свинца (это осаждение можно производить и другим химическим способом).

Затем, подают на электроды 3 и 4 постоянный электрический ток, а из источника 5 растворы, например, NaOH. В результате будет происходить интенсивное выщелачивание золота, направляемое также в составе растворов на извлечение (осаждение на катоде и т.д.).

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит кучное электрохимическое выщелачивание золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд.

Первоначально формируют антифильтрационное основание 1, например, из глины, мощностью 0,5 м. Затем формируют из золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд штабель 2 размерами 1505025 м. В массиве штабеля 2 закладывают два электрода 3 в виде металлической сетки и 4. Растворы подаются из источника 5. Для сбора растворов в основании штабеля 2 образуют раствороприемник 6.

Для выщелачивания меди первоначально из источника 5 подаются растворы 0,7 3% серной кислоты. После выщелачивания меди штабель 2 промывают технической водой и на электроды 3 и 4 подают переменный электрический ток, с величиной катодного потенциала 0,353 В и частотой импульсов, например, 0,005 0,033 Гц. В результате такой электрохимической обработки происходит интенсивное выщелачивание свинца, ионы которого мигрируют в составе свинецсодержащих растворов и осаждаются на катоде. После этого катод заменяют или подключают следующий электрод (на рисунке не показан). Из источника 5 подают растворы NaOH (15 гл^-1), а на электроды подают постоянный электрический ток, с плотностью J_a 0,1 0,4 Асм², напряжением 6 8 В. В результате будет растворяться золото, осаждаемое на замененном катоде 4 (или химическим методом).

Необходимо отметить, что каждая предыдущая обработка (выщелачивание) облегчает последующее растворение свинца, золота.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении эффективности процесса электрохимического выщелачивания путем селективного выщелачивания различных реагентов, переменного и постоянного электрического тока.

Изобретение может быть использовано при кучном выщелачивании золотосодержащих руд.