линия переработки золото- и серебросодержащих флотационных концентратов

Формула изобретения

Линия переработки золото- и серебросодержащих флотационных концентратов, содержащая установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой транспортными средствами модуль предварительного цианирования, модуль сорбции золота на активированный уголь, модуль десорбции золота с насыщенного угля, модуль регенерации угля, модуль электролиза золотосодержащих растворов и модуль вторичного концентрирования, отличающаяся тем, что она снабжена хвостохранилищем и модулем газового восстановления серебра, расположенным на приеме оборотных растворов из хвостохранилища, при этом модуль газового восстановления серебра включает ресивер, чан-осадитель с системой диспергаторов, соединенных с источником газа газопроводом, и связан с модулем предварительного цианирования средствами транспортировки растворов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к гидрометаллургии золота и серебра.

Известна аппаратурно-технологическая линия извлечения золота из руд месторождения Morro do Ouro, расположенного на северо-западе штата Минас-Жерайс Бразилии, в которой по ходу технологического процесса установлены связанные между собой транспортными средствами модуль дробления руды, модуль измельчения руды с получением 80% продукта крупностью зерен менее 20 мкм, модуль флотационного обогащения продуктов измельчения, модуль гравитационного обогащения флотокоцентратов, модуль выщелачивания золота из остаточного флотоконцентрата цианистым натрием и модуль извлечения золота из пульпы сорбцией на активированный уголь с последующей десорбцией золота с насыщенного угля, его регенерации и электролиза товарных элюатов (1).

В известной линии исходный флотоконцентрат подвергается гравитационному обогащению на центробежном концентраторе с выделением в концентрат крупнозернистого золота, а хвосты гравитационной перечистки поступают на установку предварительного выщелачивания золота цианистым натрием.

Затем процианированную пульпу подают на модуль сорбции золота на активированный уголь и далее на модули десорбции золота с насыщенного угля и электролиза элюатов.

Однако известная линия не обеспечивает достаточно полного извлечения благородных металлов, в особенности серебра, которое теряется с оборотными растворами и твердыми хвостовыми фракциями.

Известна также линия переработки золотосодержащих флотационных концентратов, включающая установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой транспортными средствами модуль гравитационно-флотационной перечистки исходного концентрата, модуль интенсивного цианирования концентрата перечистки, модуль предварительного планирования, модуль сорбции золота на активированный уголь, модуль десорбции золота с насыщенного угля, модуль регенерации угля и модуль электролиза золотосодержащих растворов (2).

В данной линии исходный концентрат подвергается гравитационно-флотационному обогащению на двух установках, каждая из которых выполнена в виде обогатительного гидроциклона с питающим, сливным и песковым патрубками и концентрационного стола, связанного с песковым патрубком гидроциклона, флотационной машины и шаровой мельницы, соединенной в цикле замкнутого измельчения с установками первой и второй стадий классификации.

Затем пульпа подается на модуль интенсивного цианирования, представляющий собой пульсационную колонну, соединенную с автопульсатором для сообщения колебаний реагентам, заполняющим колонну. После модуля интенсивного цианирования пульпа поступает в модуль сорбции металлов на активированный уголь, выполненный в виде сорбционной пульсационной колонны. Далее насыщенный активированный уголь поступает в модуль десорбции золота, состоящий из автоклава и аппарата десорбции. Модуль регенерации угля выполнен в виде колонны цианистой обработки угля. Модуль вторичного концентрирования благородных металлов выполнен в виде сорбционной противоточной колонны. Модуль электролиза золотосодержащих растворов представляет собой электролизер и емкость для растворов, соединенные между собой трубопроводом.

Эта линия является наиболее близкой к предлагаемой и выбрана в качестве прототипа.

К недостаткам прототипа относится то, что при переработке золотосеребряных концентратов на такой линии образуется значительное количество растворов, характеризующихся высоким содержанием серебра, которые следует подвергать дополнительной обработке. Кроме того, известная линия не обеспечивает извлечения крупнозернистых золота и серебра в отдельный продукт, что сказывается на извлечении металлов из твердой фазы в ходе цианирования.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей линии и повышение комплексности извлечения металлов из флотоконцентратов.

Указанный технический результат достигается тем, что линия переработки золотосодержащих флотационных концентратов, содержащая установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой транспортными средствами модуль предварительного цианирования, модуль сорбции золота на активированный уголь, модуль десорбции золота с насыщенного угля, модуль регенерации угля, модуль электролиза золотосодержащих растворов и модуль вторичного концентрирования, снабжена хвостохранилищем и модулем газового восстановления серебра, расположенным на приеме оборотных растворов с хвостохранилища, при этом модуль газового восстановления серебра включает ресивер, чан-осадитель с системой диспергаторов, соединенных с источником газа газопроводом, и связан с модулем предварительного цианирования средствами транспортировки растворов.

Кроме того, в предпочтительном варианте выполнения изобретения линия дополнительно содержит модуль гравитационной перечистки исходного концентрата, размещенного перед модулем предварительного цианирования.

Предлагаемая линия обеспечивает возможность сокращения потерь крупных и труднорастворимых частиц золота и серебра за счет извлечения их в модуле гравитационной перечистки в гравитационный концентрат в начале процесса.

Кроме того, установленный на приеме оборотных растворов с хвостохранилища модуль газового восстановления серебра позволяет извлечь дополнительное количество серебра, теряемого при известной переработке, с возможностью непосредственной плавки осадков.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема линии переработки золото- и серебросодержащих флотационных концентратов; на фиг.2 приведен пачук цианирования, общий вид; на фиг.3 показан пачук сорбции золота и серебра; на фиг.4 изображен модуль десорбции золота; на фиг. 5 представлена угольная колонна; на фиг.6 изображен общий вид модуля газового восстановления серебра.

Линия переработки золото- и серебросодержащих флотационных концентратов по схеме: гравитационная перечистка исходного флотационного концентрата, цианирование и сорбционное выщелачивание по технологии "уголь в пульпе" с последующей десорбцией металлов с насыщенного угля, электролитическим осаждением их из растворов десорбции и регенерацией угля, переработка оборотных растворов методом газового восстановления серебра с последующей плавкой осадков содержит установленные по ходу технологического процесса и связанные между собой транспортными средствами модуль 1 (в предпочтительном варианте) гравитационной перечистки исходного концентрата, модуль 2 предварительного цианирования, модуль 3 сорбции золота на активированный уголь, модуль 4 десорбции золота с насыщенного угля, модуль 5 электролиза золотосодержащих растворов, модуль 6 вторичного концентрирования, модуль 7 регенерации угля, модуль 8 газового восстановления серебра.

Модуль 1 гравитационной перечистки исходного концентрата предназначен для вторичного обогащения концентрата путем переработки, например, на центробежном концентраторе и содержит центробежный концентратор с трубой подачи исходного концентрата и трубой выхода промежуточного продукта, соединенной с контактным чаном для приема промежуточного продукта, емкость для сбора концентрата гравитационной перечистки, выемка которого производится периодически, трубу, соединенную с трубой подачи пульпы в пачук предварительного цианирования модуля предварительного цианирования.

Модуль 2 предварительного цианирования представляет собой пачук цианирования, состоящий из корпуса 9, циркулятора 10, трубы 11 подачи воздуха; циркулятора 12 с отверстиями 13 для циркуляции пульпы, диспергатора 14, в который подается сжатый воздух для взмучивания осевшего твердого материала, сливной трубы 15, монтажного люка 16, трубы 17 подачи пульпы и трубы 18 для выхода пульпы, соединенной с отверстием для входа пульпы пачука сорбции золота и серебра модуля сорбции золота на активированный уголь.

Модуль 3 сорбции золота на активированный уголь представляет собой секционный пачук сорбции, состоящий из корпуса 19, барботера 20 для поддерживания пульпы и угля во взвешенном состоянии, аэролифта 21 для транспортирования угля и пульпы, дренажного устройства 22, распределителя 23 пульпы, сетки 24 для отделения угля от пульпы, лотка 25 для регулирования потока угля. Имеются пульповые отверстия 26, тяги 27 для регулирования положения лотка 25, люки 28 для обслуживания дренажного устройства 22; аварийные патрубки 29, задвижки 30 на патрубках 29, ремонтный люк 31; отверстие 32 для входа пульпы, отверстие 33 для выхода пульпы, соединенное средствами транспортирования (труба, насос) с хвостохранилищем и отверстие 34 для выхода угля, соединенное с промывной колонной, которая соединена с накопительной емкостью для сбора угля модуля 4 десорбции золота с насыщенного угля.

Модуль 4 десорбции золота с насыщенного угля состоит из соединенных между собой трубопроводами с запорными устройствами емкости 35 для раствора NaOH и NaCN, автоклава 36, десорбера 37, теплообменного устройства 38, емкости 39 для сбора богатых элюатов, соединенной с модулем электролиза, емкости 40 для сбора бедных элюатов, соединенной с модулем 6 вторичного концентрирования золотосодержащих растворов, насоса 41 для перекачивания растворов по трубопроводу из емкости 35 в теплообменное устройство 38, накопительной емкости 42 для сбора угля и подачи в десорбер 37.

Модуль 5 электролиза золотосодержащих растворов состоит из связанных между собой трубопроводами емкости для сбора насыщенного раствора, электролизера прямоточного действия, емкости для сбора раствора после электролиза и насоса для перекачки раствора, соединенного трубой подачи раствора колонны 43 модуля вторичного концентрирования.

Модуль 6 вторичного концентрирования представляет собой, по крайней мере, две колонны 43 для вторичного концентрирования золота и серебра из растворов электролиза и бедных элюатов десорбции на активированный уголь, установленные каскадом и состоящие из цилиндрического корпуса 44 с коническим днищем, аэролифта 21, трубы подачи воздуха 45, трубы 46 выхода угля, трубы 47 подачи раствора, трубы 48 слива раствора. Имеется отверстие 49 для подачи угля.

Модуль 7 регенерации угля состоит из печи термической регенерации угля и колонны 43 для цианистой обработки угля.

Печь термической регенерации угля предназначена для обработки угля после десорбции температурой с целью удаления органических веществ, накопившихся в угле во время сорбции, и выполнена в виде вращающейся барабанной печи.

Колонна 43 для цианистой обработки угля предназначена для восстановления сорбционных свойств угля и выполнена в виде цилиндрического корпуса 44 с коническим днищем, аэролифта 21, трубы подачи воздуха 45, трубы выхода угля 46, трубы 47 подачи раствора, трубы 48 слива раствора из колонны.

Модуль 8 газового восстановления серебра состоит из чана-осадителя 50, представляющего собой цилиндрическую емкость с коническим днищем, и установленной внутри системой диспергаторов 51, соединенной газопроводом 52 с компрессором 53 для создания давления водорода в системе, ресивером 54 и источником 55 газа, трубы 56 для сброса конденсата из ресивера, с задвижкой 57, трубы 58 для сброса раствора из чана-осадителя, соединенной с пачуком цианирования модуля предварительного цианирования с задвижкой 59, трубы 60 для сброса осадка из чана-осадителя с задвижкой 61, трубы 62 с задвижкой 63 для подачи растворов из хвостохранилища 64, контактного чана 65 для приготовления реагента-осадителя с трубой 66 для подачи реагента в чан-осадитель с задвижкой 67, клапана сброса давления 68 и задвижкой 69 для закрытия трубы подачи газа от источника 55 газа.

Линия работает следующим образом.

Исходный флотоконцентрат, содержащий, например, 100 г/т Аu, 110 г/т Ag, 50% сульфидов Fe, Zn, Сu с массовой долей твердого в пульпе 45% после отделения щепы поступает в модуль гравитационной перечистки для выделения свободных золота и серебра в отдельный продукт - гравитационный концентрат.

В модуле 1 гравитационной перечистки исходного концентрата флотоконцентрат поступает в центробежный концентратор с выходом промежуточного продукта в контактный чан и далее в трубу 17 пачука цианирования модуля 2 предварительного цианирования.

Содержащий, например, 1500 г/т золота и 2000 г/т серебра гравитационный концентрат периодически (по мере накопления) вынимается из центробежного концентратора в емкость для сбора концентрата гравитационной перечистки и далее, после высушивания, направляется, например, на плавку или дополнительную перечистку.

Полученный после гравитационной перечистки промежуточный продукт, не содержащий крупных свободных частиц благородных металлов, направляется на цианирование в пачуке цианирования. Пульпа подается в пачук по трубе 17, затем поступает через отверстия 13 для циркуляции пульпы в циркулятор 12, где, обогащаясь воздухом, поступающим по трубе 11, приобретает плотность ниже плотности пульпы в объеме аппарата, поднимается по центральной трубе и изливается через ее верхний край, таким образом, перемешиваясь и обогащаясь кислородом воздуха, необходимым для протекания цианирования.

Одновременно с пульпой в пачук цианирования подается крепкий раствор NaCN, например 15%-ный, в таком объеме, чтобы обеспечить и поддержать в течение всего процесса цианирования, который длится примерно 12 часов, концентрацию NaCN, например, 0,35%.

Извлечение золота и серебра в пачуке цианирования составляет не менее 80% и 60% соответственно.

По завершении цианирования пульпа из пачука цианирования подается через трубу 18 и отверстие 32 в пачук сорбции модуля 3 сорбции золота на активированный уголь.

Принцип работы пачука сорбции аналогичен принципу работы пачука цианирования.

Пульпа подается в объем пачука, смешивается с поступающим из модуля 7 или свежим активированным углем и циркулирует под действием барботера 20, поддерживаясь во взвешенном состоянии, затем транспортируется аэролифтом 21 на сетку 24, где зерна угля задерживаются и скатываются по лотку 25 в предыдущую секцию, а пульпа, проходя через отверстия сетки 24, попадает в следующую секцию.

Таким образом, с помощью дренажного устройства 22 секционного пачука, которое разделяет поток на два продукта и передает их в разных направлениях, осуществляется принцип противотока пульпа - активированный уголь в процессе сорбционного выщелачивания.

Пульпа из последней секции пачука через отверстие 33 после разбавления водой направляется насосом в хвостохранилище 64, откуда отстоявшийся раствор, содержащий, например, 0,2 мг/л золота и 35 мг/л серебра направляется в модуль 8 газового восстановления серебра.

Насыщенный благородными металлами активированный уголь, содержащий, например, 12 г золота на 1 кг угля и 10 г серебра на 1 кг угля, через отверстие 34 поступает в промывную колонну, а после отмывки в промывной колонне (не показано) от пульпы, илов и щепы путем пропускания воды через слой угля и аэролифтом подается в накопительную емкость 42 модуля 4 десорбции золота с насыщенного угля.

В модуле 4 десорбции золота с насыщенного угля активированный уголь, насыщенный благородными металлами, из накопительной емкости 42 подается в десорбер 37. Одновременно цианисто-щелочной элюент из емкости 35 через теплообменное устройство 38 подается в автоклав 36, где нагревается до температуры 145-150^oС и под давлением около 1 МПа подается в заряженный насыщенным углем десорбер 37.

Элюент проходит под давлением через слой угля в десорбере 37 и, элюируя с него золото и серебро, осуществляет десорбцию.

Элюат, содержащий 150-900 мг/л золота и 100-400 мг/л серебра, подается из десорбера 37 в теплообменное устройство 38, где отдает тепло элюенту, вновь подаваемому в автоклав 36, и направляется в емкость 39 для сбора богатых элюатов, откуда после остывания до температуры 20-30^oС направляется в модуль 5 электролиза золотосодержащих растворов.

Богатый элюат подается в модуль 5 электролиза золотосодержащих растворов, где ведется электролитическое осаждение золота и серебра на "истощение" электролита до достижения остаточной концентрации 20 мг/л золота и серебра, заданная степень обезметалливания достигается путем регулирования потока раствора и поддержания достаточной плотности тока. Растворы электролиза направляются в модуль 6 вторичного концентрирования. Катодный осадок электролизера направляется на плавку.

Элюат, содержащий до 150 мг/л золота и 100 мг/л серебра после десорбера 37 и теплообменного устройства 38 направляется в емкость 40 для сбора бедных элюатов и после остывания до температуры 25-30^oС объединяется с раствором электролиза и направляется в модуль 6 вторичного концентрирования.

По завершению процесса десорбции давление в десорбере 37 сбрасывается до атмосферного и производится разгрузка десорбированного угля.

Уголь после десорбции направляется в модуль 7 регенерации угля, где, проходя через вращающуюся барабанную печь термической регенерации, восстанавливает сорбционные свойства за счет выжигания органических примесей, накопившихся в порах угля за цикл сорбции.

После обработки в печи уголь направляется в колонну 43 для цианистой обработки угля, где осуществляется его обработка 0,1%-ным цианистым раствором, который подается в трубу 47 подачи раствора и проходит через слой угля, за счет чего происходит растворение металлических золота и серебра, содержащихся в угле, и одновременное образование и сорбция цианистых комплексов благородных металлов.

Уголь выводится из колонны 43 аэролифтом 21 по трубе 47 в модуль 3 сорбции золота на активированный уголь либо в модуль 6 вторичного концентрирования.

Вторичное концентрированно золота и серебра из бедного элюата и раствора электролиза на активированный уголь, циркулирующий по замкнутому контуру между модулем 4 десорбции золота с насыщенного угля и модулем 6 вторичного концентрирования, осуществляется в колоннах 43, установленных каскадом. Растворы подаются в нижнюю часть колонн 43 по трубе 47. При этом уголь подается в последнюю из установленных колонн, а растворы подаются в головную колонну. Уголь и растворы передвигают в режиме противотока, причем растворы движутся самотеком, а уголь при помощи аэролифтов 21.

Раствор из хвостохранилища 64 подается по трубе 62 в чан-осадитель 50 до заполнения, например, 2/3 объема аппарата, после чего закрывается задвижка 63. Приготовленный в контактном чане 65 раствор реагента-осадителя, например, гидроксида железа трехвалентного или крахмала подается в чан-осадитель 50, после чего закрывается задвижка 67. Открывается задвижка 69, из источника 55 газа, например, баллона с водородом, подается водород в газопровод 52 и заполняет систему газопровод - ресивер - чан-осадитель, закрывается задвижка 69, затем включается компрессор 53, начинается движение водорода в направлении от ресивера 54 к чану-осадителю 50, где происходит распыление водорода через систему диспергаторов 51 в растворе по всему объему аппарата и начинается процесс газового восстановления серебра. Восстановление серебра происходит за счет действия водорода на комплекс NaAg(CN)₂, в результате чего образуется металлическое серебро, которое, находясь во взвешенном коллоидном состоянии, осаждается на введенный реагент-осадитель. Реагент-осадитель поддерживается в течение всего процесса восстановления во взвешенном состоянии за счет вводимого под давлением водорода, который заставляет раствор циркулировать.

По истечении процесса восстановления серебра, например, в течение 15-20 минут закрывается задвижка 69, открывается клапан сброса давления 68 и производится сброс давления из системы. После полного сброса давления при необходимости производится сброс накопившегося конденсата из ресивера 54 по трубе 56 путем открытия задвижки 57. Затем осуществляют полное осаждение реагента-осадителя и сброс раствора через трубу 58, открыв задвижку 59. Осадок, содержащий, например, 1200 мг/г серебра, сливают через трубу 60, высушивают и направляют на плавку. Растворы после восстановления, содержащие 1,7 мг/л серебра и 0,2 мг/л золота, подкрепляют цианидом и направляют в модуль предварительного цианирования.

Перед началом следующего цикла восстановления закрывают задвижки 61, 59, 57 и клапан 68 сброса давления.

Извлечение серебра из растворов хвостохранилища составляет 95%.

Таким образом, предлагаемая линия благодаря отличительным признакам, выполненным согласно изобретению, за счет введения дополнительного модуля газового восстановления серебра позволяет извлечь до 65% серебра за счет извлечения его из оборотных растворов.

Кроме того, выведение из исходного флотоконцентрата крупных свободных частиц благородных металлов, которые труднорастворимы в цианистой среде, в отдельный продукт - богатый по содержанию благородных металлов гравитационный концентрат, позволяет повысить извлечение золота и серебра соответственно до 95,5% и 65%, в отличие от прототипа, где исходный концентрат подвергается сложному дорогостоящему гравитационно-флотационному переделу с получением продукта, требующего дополнительной переработки планированием в отдельном цикле.

Исключение операции разделения исходного концентрата на 3 продукта, в отличие от прототипа, позволяет избежать операций распульповки и интенсивного планирования концентрата перечистки.

Введение в операции десорбции в элюент дополнительного реагента - цианистого натрия позволяет более полно производить съем благородных металлов с угля: остаточные концентрации благородных металлов соответственно 0,08 г золота и 0,35 г серебра на 1 кг угля, а также снизить температуру процесса десорбции до 145-150^oС, что существенно сокращает энергетические затраты на нагрев растворов, в отличие от того, как это сделано в прототипе, где нагрев растворов производится до температуры 165-175^oС, а остаточная концентрация золота в угле после десорбции - 0,1 г/кг.

Дополнительная операция термической регенерации угля, введенная в модуль 7 регенерации угля, позволяет более полно восстановить сорбционные свойства угля, что в свою очередь приводит к более эффективному использованию сорбента, то есть его экономии и повышению извлечения.

Использованные источники

1. Реферативный журнал "Горное дело" 4, А75, 1989 г.

2. Патент РФ 2062797, МПК⁶ С 22 В 3/62, 11/00. Опубл. 27.06.96.