способ переработки металлического золотосодержащего концентрата

Формула изобретения

1. Способ переработки металлического золотосодержащего концентрата, включающий помещение исходного концентрата, содержащего цементирующие и примесные металлы, в анодную камеру электролизера, заполнение анодной и катодной камер электролизера электролитом, отделение металлов путем подачи электрического тока на электроды электролизера и удаление анодного шлама, отличающийся тем, что процесс электролитического отделения цементирующих и примесных металлов проводят селективным растворением этих металлов в электролите в n циклов подачи электрического тока, где n соответствует числу отделяемых цементирующих и примесных металлов, и заканчивают его при достижении потенциала выделения кислорода в анодной камере, при этом последовательно отделяют каждый из цементирующих и примесных металлов золотосодержащего концентрата, а затем удаляют этот металл из катодной камеры электролизера, причем в первом цикле отделяют металл с наибольшим по абсолютной величине отрицательным потенциалом выделения, а в каждом последующем цикле отделяют соответствующий из присутствующих в золотосодержащем концентрате цементирующих и примесных металлов, при этом последовательность отделения каждого металла в соответствующем цикле выбирают из условия возрастания потенциала выделения металла, а требуемый для отделения металла в этом цикле потенциал создают путем пропускания электрического тока с соответствующей величиной силы тока I_j и поддерживают его до достижения величины силы тока I_j I_j/k, где k 50 1000, a j номер цикла (j 1,2, n ), после чего удаляют из катодной камеры отделенный металл и приступают к следующему циклу.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят с использованием в качестве электролита водного раствора гидроксида щелочного металла с концентрацией 10 80 г/л.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят с использованием в качестве электролита водного раствора сульфаминовой кислоты с концентрацией 10 150г/л.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрохимии и может быть использовано при аффинаже в технологических процессах на металлургических предприятиях.

Аналогом к предложенному технологическому решению является способ переработки золотосодержащего концентрата, включающий помещение исходного концентрата, содержащего цементирующие и примесные металлы, в анодную камеру электролизера, заполнение анодной и катодной камер электролизера электролитом, отделение металлов путем подачи электрического тока на электроды электролизера и удаление анодного шлама. Анодный шлам затем помещают в герметизированный сосуд для дальнейшей переработки (патент Японии N 61-235520, от 20.10.86 г. МКИ С 22 В 11/02).

Недостатками данного аналога являются загрязнение окружающей среды выделяющимися при электролизе токсичными газами, отсутствие по возможности селективного выделения из концентрата находящихся в нем цементирующих металлов, а также сложность переработки образующихся растворов для регенерации металлов.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе переработки металлического золотосодержащего концентрата, основанном на помещении этого концентрата в анодную камеру электролизера, заполнении анодной и катодной камер электролизера электролитом, отделении металлов путем подачи электрического тока на электроды электролизера и удалении анодного шлама, процесс электролитического отделения цементирующих и примесных металлов проводят селективным растворением металлов в электролите в n-циклов подачи электрического тока, где n соответствует числу отделяемых цементирующих и примесных металлов, и заканчивают его при достижении потенциала выделения кислорода в анодной камере.

При этом последовательно отделяют каждый из цементирующих и примесных металлов золотосодержащего концентрата, а затем удаляют этот металл из катодной камеры электролизера, причем в первом цикле отделяют металл с наибольшим по абсолютной величине отрицательным потенциалом выделения.

В каждом последующем цикле отделяют соответствующий из присутствующих в золотосодержащем концентрате цементирующих и примесных металлов, при этом последовательность отделения каждого металла в соответствующем цикле выбирают из условия возрастания потенциала выделения металла.

Требуемый для отделения металла в этом цикле потенциал создают путем пропускания электрического тока с соответствующей величиной силы тока (I_j) и поддерживают его до достижения величины силы тока i_j=I_j/K, где К (50-1000), а j номер цикла (j 1,2,n).

После этого удаляют из катодной камеры отделенный металл и приступают к следующему циклу.

Процесс проводят с использованием в качестве электролита водного раствора гидроксида щелочного металла с концентрацией 10 80 г/л.

Кроме того, процесс проводят с использованием в качестве электролита водного раствора сульфаминовой кислоты с концентрацией 10 150 г/л.

Предложенный способ переработки металлического золотосодержащего концентрата обеспечивает проведение процесса селективного выделения цементирующих (примесных) металлов, при этом полученные цементирующие металлы пригодны для повторного использования в технологическом процессе. Кроме того, предложенный способ исключает выделение в окружающую среду токсичных газов и сокращает объемы перерабатываемых технологических растворов.

Предложенные растворы-электролиты обеспечивают возможность проведения экологически чистого процесса селективного выделения цементирующих, а также примесных металлов.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ переработки металлического золотосодержащего концентрата.

Устройство для реализации способа переработки металлического золотосодержащего концентрата содержит корпус 1 электролизера, состоящего из анодной и катодной камер 2,3 соответственно, разделенных мембраной 4, выполненной в виде сетки из инертного материала, например стеклоткани или графита. Сверху корпус закрыт крышкой 5, снабженной газоотводными штуцерами 6. В анодной камере 2 на дне корпуса 1 горизонтально помещен анод 7, выполненный в виде графитовой пластины. В катодной камере 3 размещен катод 8, выполненный в виде металлического листа либо в виде графитового стержня. При этом катод 8 расположен вертикально над бункером 9, выполненным в днище корпуса 1 и предназначенным для сбора осажденного на катоде 8 отделенного металла. Бункер 9 снабжен заслонкой для выгрузки отделенного металла (на чертеже не показана), в анодной камере 2 установлена мешалка 10, выполненная в виде лопастного механизма, предназначенная для обеспечения циркуляции электролита. Мешалка 10 снабжена приводом 11 вращения, установленном вне корпуса 1. Анод 7 и катод 8 электрически соединен с регулируемым источником 12 тока. На аноде 7 размещен перерабатываемый металлический золотосодержащий концентрат 13. В анодной камере 2 установлен измерительный электрод 14, через высокоомный вольтметр 15 соединенный с источником 12 тока, предназначенный для измерений потенциала, и термометр 16, предназначенный для измерения температуры электролита.

Предложенный способ реализуется в указанном устройстве следующим образом.

Пример. В анодную камеру 2 электролизера на анод 7 помещают металлический золотосодержащий концентрат 13, содержащий в качестве цементирующих металлов, например, цинк, свинец, медь. Затем анодную и катодную камеры 2,3 заполняют электролитом водным раствором сульфаминовой кислоты NH₂SO₂OH c концентрацией 10-150 г/л, закрывают крышкой 5 и осуществляют циркуляцию электролита мешалкой 10. С помощью источника 12 тока задают ток величиной, соответствующей потенциалу растворения металла с наибольшим по абсолютной величине отрицательным потенциалом выделения, в данном случае цинка. По данным диаграмм "pH потенциал" потенциал выделения цинка (-0,8 В), для свинца - (-0,2 В), для меди (+0,36 В).

При задании тока, соответствующего потенциалу выделения цинка, цинк из золотосодержащего концентрата растворяется в электролите, после чего в процессе электролиза осаждается на катоде 8. Выделяющиеся при электролизе газы удаляются через штуцеры газоотвода 6 над анодной и катодной камерами соответственно. С помощь измерительного электрода 14 контролируют потенциал растворения цинка и поддерживают его с помощь источника 12 тока до достижения величины силы тока i₁ I₁/K где К (50 1000), где I₁ и i₁ соответственно начальная и конечная величины силы тока для цикла выделения цинка из металлического золотосодержащего концентрата. После этого осажденный на катоде 8 цинк через бункер 9 удаляют из электролизера.

Затем производят второй цикл удаления цементирующего металла из золотосодержащего концентрата, в данном случае свинца, обладающего вторым наибольшим по абсолютной величине отрицательным потенциалом выделения. По достижении величины силы тока i₂ I₂/K удаляют из электролизера выделенный на катоде 8 свинец и проводят заключительный цикл по выделению из концентрата меди.

Процесс переработки золотосодержащего концентрата проводят до достижения величины силы тока i₃=I₃/K или до начала выделения из электролита кислорода (в зависимости от того, что наступит раньше), при этом контроль за началом выделения кислорода осуществляют с помощью высокоомного вольтметра 15, причем началу выделения кислорода соответствует резкое (на 1,5 2,0 В) повышение потенциала. После чего отключают источник 12 тока, останавливают привод 11 мешалки 10, снимают крышку 5 и удаляют из бункера 9 осевшую на катоде медь, а из анодной камеры 2 извлекают золотосодержащий анодный шлам.

В качестве электролита при переработке металлического золотосодержащего концентрата может быть также использован водный раствор гидроксида щелочного металла с концентрацией 10 80 г/л. Данный электролит рекомендуется использовать в том случае, когда перерабатываемый металлический золотосодержащий концентрат содержит в качестве цементирующих металлов цинк, свинец, олово.

Приведенные в качестве электролита водные растворы гидроксида щелочного металла и сульфаминовой кислоты в указанных соотношениях компонентов при электролите обеспечивают растворение цементирующих металлов золотосодержащих концентратов с последующим выделением их на катоде электролизера.