способ извлечения золота и/или серебра из цианидных растворов и пульп

Формула изобретения

1. Способ извлечения золота и/или серебра из цианидных растворов и пульп, включающий сорбцию цианидов золота и/или серебра анионитом, подготовку насыщенного анионита к элюированию, элюирование золота и/или серебра из анионита растворами, содержащими цианиды цинка, с получением элюата и последующую регенерацию анионита путем элюирования цинка растворами щелочи, отличающийся тем, что в процессе подготовки насыщенного анионита к элюированию проводят его обработку частью получаемого золото- и/или серебросодержащего элюата, а элюирование цинка ведут растворами щелочи в количестве 1 - 2 объемных частей раствора на объемную часть анионита, при продолжительности контактирования фаз, равной 2 - 4 ч.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для обработки насыщенного анионита используют 0,5 - 0,7 от объема получаемого золото- и/или серебросодержащего элюата.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что для элюирования цинка используют растворы щелочи с концентрацией 30 - 50 г/л.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что элюирование цинка растворами щелочи ведут при температуре 30 - 55^oС.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что элюирование цинка из анионита ведут растворами щелочи, предпочтительно гидрооксида натрия, с концентрацией 35 - 45 г/л, в количестве 1,5 объемных частей раствора на одну объемную часть анионита в течение 3 ч путем восходящей фильтрации через слой анионита в колонном аппарате при противоточном движении фаз и температуре 30 - 55^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидрометаллургии золота и серебра и может быть использовано в технологии извлечения этих металлов сорбцией из цианистых растворов и пульп.

Эксплуатируемые в промышленности гидрометаллургические схемы переработки золотосодержащих руд включают цианирование руды, сорбцию золота и серебра на анионите, десорбцию (элюирование) примесей (Zn, Fe, Си, Со, Ni и др.) с анионита растворами NaCN. Далее проводится кислотная обработка раствором H₂SO₄, десорбция золота и серебра сернокислыми растворами тиомочевины, щелочная обработка анионита и отмывка анионита от щелочи. Регенерированный таким образом анионит поступает на сорбцию (см. Хабиров В.В., Забельский В.К., Воробьев А. Е. "Прогрессивные технологии добычи и переработки золотосодержащего сырья", М.: Недра, 1994, с. 87-88) [1]). В качестве анионитов используются смолы типа АМ-2Б, обладающие повышенной селективностью к золоту.

Несмотря на широкое использование и высокую эффективность указанный метод тем не менее достаточно затратен, требует использования дорогостоящей и легко разлагающейся тиомочевины, коррозионно-стойких сталей и характеризуется большим числом операций.

Известен способ, описанный в статье: C.A.Fleming, G.Cromberge "Small-scale pilot-plant test on resin-in-pulp extraction of gold from cyanide media", J. South Afr. Inst. Min. Metall., vol. 84, no. 11, Nov. 1984, p.p. 369-378 [2] . Технология предусматривает, что насыщенный золотом и серебром анионит направляют на элюирование и регенерацию. Элюирование проводят 0,5М раствором цианида цинка, поскольку анион [Zn(CN)₄]^2- эффективно замещает анион [Au(CN)₂]^-. После элюирования золота анионит, находящийся в [Zn(CN)₄]^2- - форме, регенерируют перед рециркуляцией для сорбции золота из пульпы. Регенерация осуществляется обработкой анионита слабым раствором минеральной кислоты (H₂SO₄), при этом происходит разрушение цинк-цианидного комплекса.

Однако вышеуказанный способ также обладает недостатками. К ним относятся:

- сравнительно невысокое насыщение анионита золотом, а также повышенное содержание в нем примесей (медь, железо и др. металлы);

- низкая концентрация золота в цианидных элюатах и соответственно повышенный расход электроэнергии на выделение золота;

- применение H₂SO₄ для регенерации анионита и вследствие этого необходимость использования коррозионно-стойких материалов для технологического оборудования и необходимость улавливания выделяющегося газообразного цианистого водорода,

- сложность технологической схемы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является один из вариантов способа извлечения золота из цианистых растворов с использованием ионообменных смол с гуанидиновыми функциональными группами (заявка WO 97/10367 A1, HENKEL CORP., С 22 В 11/08, 3/24, B 01 D 15/04, 20.03.97) [3]). Согласно этому способу, элюирование [Au(CN)₂]^- осуществляют концентрированным раствором тетрацианида цинка, а затем тетрацианидный комплекс цинка со смолы элюируют раствором щелочи.

К недостаткам указанного способа относится тот факт, что в нем не реализуется потенциальная возможность увеличения степени насыщения анионита золотом и/или серебром и соответственно повышения концентрации золота и серебра в элюатах и снижения в них примесей (Cu, Fe и др.).

Технический результат изобретения состоит в устранении указанных недостатков, а именно повышении концентрации золота и серебра в цианидных элюатах при снижении содержания примесей, исключении коррозионно-активных реагентов, а также упрощении технологии.

Технический результат обеспечивается тем, что способ извлечения золота и/или серебра из цианидных растворов и пульп включает сорбцию цианидов золота и/или серебра анионитом, подготовку насыщенного анионита к элюированию, элюирование золота и/или серебра из насыщенного анионита растворами, содержащими цианиды цинка, с получением элюата, и последующую регенерацию анионита путем элюирования цинка растворами щелочи. В процессе подготовки насыщенного анионита к элюированию проводят его обработку частью получаемого золото- и/или серебросодержащего элюата. При этом элюирование цинка ведут растворами щелочи в количестве 1 - 2 объемных частей раствора на объемную часть анионита, при продолжительности контактирования фаз равном 2 - 4 ч.

Способ может характеризоваться тем, что для обработки насыщенного анионита используют 0,5 - 0,7 от объема полученного золото- и/или серебросодержащего элюата, а также тем, что используют раствор щелочи с концентрацией 30 - 50 г/л.

Способ может характеризоваться также тем, что элюирование цинка раствором щелочи ведут при температуре 30 - 55^oC.

Способ может характеризоваться, кроме того, тем, что элюирование цинка из анионита ведут раствором щелочи, предпочтительно гидрооксида натрия, с концентрацией 35 - 45 г/л, в количестве 1,5 объемных частей раствора на одну объемную часть анионита в течение 3 ч, путем восходящей фильтрации через слой анионита в колонном аппарате при противоточном движении фаз и температуре 30 - 55^oC.

В основе изобретения лежит экспериментально установленный факт, что насыщение анионита золотом и серебром может быть существенно увеличено путем обработки его частью элюата, то есть использования рециклинга элюата для донасыщения первично насыщенного анионита. При этом из уровня техники, в частности из [2, 3], не было известно, что из высококонцентрированных растворов (0,5М [Zn(CN)₄]^2-) возможна дополнительная сорбция золота и серебра на уже насыщенном анионите. Это дает возможность увеличить концентрацию золота в элюате, направляемом на выделение металлов (Au и Ag), а значит, и значительно снизить затраты энергии, например, на электролиз, а также на объем аппаратов. Кроме того, прием обработки анионита частью элюата позволяет уменьшить содержание примесей в элюате, что дает возможность повысить качество получаемых Au и/или Ag. Для обработки насыщенного анионита берут 0,5 - 0,7 объема всего полученного элюата, то есть, в частности, 8 - 11 объемов элюата из 16, направляют на указанную выше операцию обработки анионита, а только 30 - 50% оставшегося объема элюата используется на стадии выделения золота и/или серебра в целевые продукты.

Независимыми экспериментами установлено, что обработка анионита частью элюата, составляющей более 0,7 от всего объема элюата, практически не приводит к росту степени насыщения анионита золотом и серебром, а обработка анионита элюатом в количестве менее 0,5 от всего его объема повышает насыщение анионита золотом и серебром в неполной мере, исходя из возможностей анионита. Кроме того, в недостаточной степени из анионита вытесняются металлы-примеси.

Что касается использования в патентуемом процессе приема элюирования цинка раствором NaOH, то известность этого факта из [3], а также описания к авт. свидетельству (RU 226162, Ласкорин и др., С 22 В 19/20, оп. 1968) [4] не порочит новизны причинно-следственной связи "отличительные признаки - технический результат", поскольку приведенные в [3, 4] условия реализации не обеспечивают полного элюирования цинка из анионита; кроме того, эти режимы относятся к другому типу анионита.

Предлагаемые режимы элюирования цинка (температура и концентрация щелочи) позволяют обеспечить более полную регенерацию используемого анионита (смолы типа АМ-2Б). Анионит после элюирования регенерируют в две стадии. На первой стадии проводят элюирование цинка из анионита раствором щелочи (например, NaOH), с концентрацией 30 - 50 г/л в количестве 1 - 2, предпочтительно 1,5 объема раствора на объем анионита при продолжительности контактирования фаз равном 2 - 4 ч, предпочтительно 3 ч при температуре 30 - 55^oC при противоточном движении фаз. На второй стадии регенерацию анионита проводят путем обработки его водой в колонке в динамическом режиме, аналогичном используемому на первой стадии регенерации. После регенерации анионит вновь направляют на сорбцию золота и/или серебра.

Маточные растворы, образующиеся после обработки анионита элюатом, а также растворы (например, католит) после выделения золота и серебра из элюата в целевые продукты и растворы после элюирования цинка с анионита используют для приготовления исходного раствора для элюирования золота и/или серебра, содержащего тетрацианид цинка. Щелочной раствор, образующийся после обработки анионита водой на второй стадии его регенерации, используют для приготовления раствора щелочи, например, NaOH, с концентрацией 30 - 50 г/л и направляют его на элюирование цинка из анионита.

Другими экспериментами установлено, что элюирование цинка растворами щелочи (NaOH) с концентрацией более 50 г/л практически не увеличивает как степень, так и скорость элюирования цинка, тогда как эти показатели при уменьшении концентрации щелочи ниже 30 г/л заметно снижаются. Учитывая, что щелочные растворы после элюирования цинка используются для приготовления исходного элюирующего раствора, предпочтительная концентрация щелочи должна составлять 30 - 50 г/л.

Установлено также, что повышение температуры при щелочном элюировании цинка до 30 - 50^oC приводит к интенсификации процесса не менее чем на 20 - 25%, по сравнению с элюированием при комнатной температуре. Однако дальнейшее повышение температуры нецелесообразно, так как при температуре выше 60^oC начинается, как правило, деструкция ионообменных смол. Экспериментальным путем определены также оптимальные объемы и временные параметры, необходимые для эффективного элюирования цинка.

Приведенные ниже примеры реализации позволяют сопоставить результаты экспериментов по патентуемому способу (схема которого приведена на фигуре) и по способу-прототипу [3] с использованием среднеосновного анионита, результаты которых приведены в таблице.

Пример 1. Проводили сорбцию золота и серебра анионитом марки АМ-2Б из пульпы, полученной после цианирования руды. Содержание металлов в насыщенном анионите составляет, мг/г: 5,9 Au; 0,7 Ag; 3,7 Cu; 5,3 Zn; 2,6 Fe.

Далее проводили элюирование золота и серебра 0,5М раствором [Zn(CN)₄]^2-, имеющим pH 11 - 11,5, при температуре 30^oC. Элюирование осуществляли в колонке, объем анионита в которой в набухшем состоянии составляет ~ 100 мл при высоте его слоя ~ 270 мм. При этом элюирование проводили в режиме восходящей фильтрации раствора через слой анионита при противоточном движении фаз и периодической выгрузке из нижней части колонки элюированного (практически до равновесного состояния) анионита. Одновременно с выгрузкой осуществляли подгрузку насыщенного в пульпе анионита в верхнюю часть колонки. Количество элюирующего раствора тетрацианида цинка и соответственно полученного элюата составляет 15 - 16 объемов на 1 объем анионита в час.

Анионит после элюирования из него золота и серебра регенерировали путем обработки раствором серной кислоты при pH 1 - 2 и объемном соотношении фаз, равном 1,5. Результаты сведены в таблицу.

Пример 2. Сорбцию золота и серебра осуществляли аналогично примеру 1. Затем отделяли насыщенный золотом и серебром анионит и обрабатывали его элюатом, фильтруя через слой анионита в колонке восходящий поток 0,6 (60%) общего объема элюата. При этом одновременно происходит и вытеснение (элюирование) из анионита ряда металлов-примесей (Cu, Fe и других). Количество анионита в колонке и его высота полностью аналогичны описанным в примере 1.

Из полученного элюата 60% его объема направляли, как указано выше, на операцию обработки анионита, и только 40% оставшегося объема элюата (т.е. 6,4 объема из 16) выводят из процесса для получения целевых продуктов.

Анионит после элюирования золота и серебра регенерируют в две стадии. На первой проводили элюирование цинка из анионита раствором NaOH с концентрацией 40 г/л при температуре 50^oC путем его восходящей фильтрации через слой анионита в колонке в количестве 1,5 объема раствора на объем анионита при продолжительности контактирования фаз, равном 3 ч, в условиях противоточного движения фаз. Раствор, образующийся после водной обработки анионита на второй стадии регенерации при объемном соотношении потоков анионит: вода, равном 1,5, использовали для приготовления раствора NaOH и вновь направляли его на элюирование цинка из анионита.

Результаты экспериментов (см. таблицу) показывают, что по сравнению с известным способом [3] изобретение позволяет:

- повысить в 2,5 раза концентрацию золота в товарном элюате и соответственно уменьшить его объем, направляемый на выделение золота и серебра в целевые продукты;

- уменьшить концентрацию примесей в элюате: меди - в 9 раз, железа - в 5 раз, что дает возможность повысить качество целевой (товарной) продукции;

- снизить удельные затраты на получение товарной продукции.

Кроме того, патентуемый способ обеспечивает создание технологической схемы с замкнутыми потоками анионита и водных фаз и утилизацией химических реагентов, что не только уменьшает эксплуатационные затраты, но и улучшает экологические характеристики способа.