способ извлечения золота из высокоминерализованных хлоридных растворов производства калийных удобрений

Формула изобретения

1. Способ извлечения золота из высокоминеральных хлоридных растворов производства калийных удобрений, содержащих поливалентные металлы, включающий коррекцию рН раствора, введение реагента, перемешивание, отстаивание осадка, содержащего золото, и его отделение, отличающийся тем, что коррекцию ведут до рН 5,6 - 4,7, в качестве реагента вводят окислитель до величины окислительного потенциала Eh = 10 - 100 мВ и проводят фотохимическое активирование для гидролитического осаждения гидроксидов поливалентных металлов-примесей и соосаждения золота.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют кислород воздуха, подаваемый в раствор аэрацией.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют кислород, получаемый разложением кислородсодержащего реагента.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что фотохимическую активацию раствора проводят ультрафиолетовым светом в фотохимическом реакторе в течение 1,5 - 5 ч.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника ультрафиолетового излучения используют солнечный свет.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидрометаллургическим способам извлечения золота из высокоминерализованных растворов, образующихся в процессе переработки ископаемых калийных солей на калийные удобрения.

Ископаемые калийные соли содержат в качестве примесей поливалентные элементы сульфидной группы и золото в виде комплексов ионов, а также в элементарной коллоидной форме и органические соединения в виде гуматов. В процессе производства калийных удобрений исходные ископаемые соли растворяют в горячей воде. В полученные рассолы переходят примеси поливалентных элементов и в том числе 25 - 30% золота, находившегося в исходных солях. После выделения из рассолов калийных солей образуются высокоминерализованные растворы, содержащие указанные примеси и органические соединения. Эти растворы являются оборотными, и в процессе растворения исходных солей в них накапливаются поливалентные элементы и золото. Содержание золота колеблется от 0,010 до 0,100 г/м³. Специфической особенностью оборотных растворов является переменное значение окислительно-восстановительного потенциала. Нестабильность окислительно-восстановительных свойств среды связана с переменным примесным составом исходных солей и с различными приемами извлечения солей из рассолов, например флотацией или кристаллизацией. В результате имеет место большое разнообразие химических форм нахождения в оборотных растворах как примесей поливалентных металлов, так и золота (см. патент РФ 2109827).

Известен способ извлечения золота из золотосодержащих высокоминерализованных хлоридных растворов производства калийных удобрений, содержащих поливалентные элементы, включающий коррекцию исходных растворов с содержанием золота не менее 10 мг/м³ до значений pH 5,8 - 7,2, введение восстановителя и осаждение золота солями щелочного металла диалкилдитиокарбаминовой кислоты при перемешивании, отстаивание и отделение полученного золотосодержащего осадка - концентрата (см. там же).

Известный способ извлечения золота имеет ряд недостатков. Получаемый осадок золота представляет сульфогидрильные соединения золота, железа (II) и металлов-примесей в их низшей валентности. Но тиокарбамидные комплексы золота в растворе неустойчивы во времени из-за их окисляемости, и для предотвращения их разрушения необходимо вести процесс в интенсивном режиме и с избытком дорогостоящего реагента - диалкилдитиокарбамата натрия.

Таким образом, разрушение во времени тиокарбамидных комплексов золота в растворе приводит к его потерям, а увеличение количества реагента-осадителя ухудшает экономические и экологические показатели процесса.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание экологически безопасного способа извлечения золота из высокоминерализованных растворов производства калийных удобрений, сокращение затрат на его получение и предотвращение потерь с отвальными растворами. Поставленная задача решается тем, что в способе извлечения золота из золотосодержащих высокоминерализованных хлоридных растворов производства калийных удобрений, содержащих поливалентные металлы, включающем коррекцию раствора, введение реагента, перемешивание, отстаивание осадка, содержащего золото, и его отделение, согласно изобретению коррекцию ведут до pH 5,6 - 4,7, в качестве реагента вводят окислитель до величины окислительного потенциала Eh = 10 - 100 мВ и проводят фотохимическое активирование для гидролитического осаждения гидроксидов поливалентных металлов-примесей и соосаждения золота.

При этом в качестве окислителя используют кислород воздуха, подаваемый в раствор аэрацией, или кислород, получаемый разложением кислородсодержащего реагента, а фотохимическую активацию осуществляют ультрафиолетовым излучением в фотохимическом реакторе в течение 1,5 - 5 ч или с использованием естественного солнечного освещения.

Сущность способа заключается в следующем.

Исходные оборотные высокоминерализованные растворы, имеющие переменный состав компонентов, определяющих нестабильность значений окислительно-восстановительного потенциала и pH среды, подвергают корректировке введением окислителя до pH 5,6 - 4,7 и сдвига окислительно-восстановительного потенциала в окислительную область до устойчивого состояния со значением окислительного потенциала Eh = 10 - 100 мВ. В этих условиях присутствующие в минерализованном растворе поливалентные металлы-примеси из восстановительных солевых форм переходят в окислительную гидролизуемую форму, а затем раствор-пульпу подвергают фотохимической активации. В этих условиях молекулярный кислород, находящийся в растворе, распадается на озон и атомарный кислород. Золото, которое в исходных высокоминерализованных растворах присутствует, в основном, в пассивных формах, в процессе окисления переходит в активную ионную форму и легко сорбируется и соосаждается в процессе флокуляции гидролиза на поверхности гидроокисей железа (III), гидроокисей других металлов-примесей, кремнезема и др. Фотохимическая активация ускоряет процессы окисления, гидролиза и соосаждения за счет "цепной реакции" распада кислорода на озон и атомарный кислород и перехода золота из состояния нулевой валентности в реакционноактивное. Совокупность операций окисления и фотохимической активации позволяет практически полностью осадить золото и получить золотосодержащий продукт, по содержанию пригодный к использованию в металлургии золота. Помимо кислорода воздуха для окисления можно использовать легкоразлагающиеся кислородсодержащие соединения, в частности перманганат калия. Заявленное изобретение исключает из процесса экологически вредные компоненты. Способ может быть осуществлен с минимальными затратами, если использовать кислород воздуха и естественный солнечный свет, но даже применение фотохимического реактора и кварцевых ламп в качестве источника ультрафиолетового излучения сохраняет высокую экономическую эффективность получения золотосодержащего концентрата для последующей промышленной переработки. После фотохимической активации раствор отстаивают и осветленную его часть отделяют от золотосодержащего осадка одним из известных способов - фильтрацией, декантацией и др.

Обоснование параметров

При введении окислителя в высокоминерализованный золотосодержащий раствор, содержащий поливалентные металлы, изменяют окислительно-восстановительный потенциал системы, переводя из восстановительной области в окислительную для прохождения реакций гидролиза, образующихся в процессе окисления соединений железа, марганца, ванадия, олова, свинца, меди и др. высшей валентности и для перевода золота в реакционноактивное состояние.

При значениях окислительного потенциала менее 10 мВ и pH более 5,6 нет гидролиза компонентов раствора, а при превышении значений окислительного потенциала 100 мВ и pH менее 4,7 показатели процесса гидролиза не улучшаются (см. таблицу, пп. 1,2).

Фотохимическая активация интенсифицирует реакции окисления металлов-примесей и золота, гидролиза и соосаждения золота на их гидроокисях, кремнеземе и естественных сорбентах (глинах, органических кислотах и т.п.).

В зависимости от объема раствора, интенсивности излучения фотохимическую активацию ведут в течение 1,5 - 5 ч. Меньшее время не гарантирует полноты прохождения реакции окисления золота и поливалентных металлов-примесей и, соответственно, полноты осаждения золота. Увеличение времени облучения более 5 ч не улучшает показателей процесса.

Способ иллюстрируется примером.

Пример

В качестве исходного раствора использовали высокоминерализованный хлоридный золотосодержащий раствор производства калийных удобрений, полученный после флотационного или кристаллизационного выделения калийных солей. В раствор с pH 5,8 - 7,2, восстановительным потенциалом Eh = 30 - 150 мВ, содержащий золото 0,010 - 0,110 мг/м³, сумму хлоридов < 300 г/л (Na, K)Cl, сумму поливалентных металлов 0,05 - 0,15 г/л, вводили кислород, подаваемый аэрацией в виде раствора перманганата калия, до значений pH 5,6 - 4,7 и значений окислительного потенциала Eh = 10 - 100 мВ. Введение окислителя осуществляли при перемешивании раствора. После введения окислителя раствор выдерживали при перемешивании 1,5 ч и после начала гидролиза пульпу подавали на фотохимическую активацию в реактор. В качестве активатора использовали ультрафиолетовое излучение. Источником ультрафиолетового излучения являлось естественное освещение или кварцевые лампы. Фотохимическую активацию проводили при перемешивании в течение 1 - 5 ч. Затем пульпу сливали в отстойник и выдерживали в течение 1 суток до полного осветления. Осветленную часть раствора отделяли декантацией и возвращали в голову процесса на растворение ископаемых солей. Золотосодержащий осадок фильтровали, сушили. Полученный концентрат являлся товарным продуктом для металлургии золота. Результаты осуществленного способа приведены в таблице.

Как следует из данных таблицы, заявленная совокупность признаков позволяет из нетрадиционных источников - бедных по золоту техногенных растворов - рассолов технологий калийных ископаемых солей - без вовлечения в процесс экологически вредных реагентов и с меньшими энергозатратами получить обогащенный по золоту концентрат, пригодный к промышленному использованию.