способ переработки сульфидных золотосодержащих концентратов

Формула изобретения

Способ переработки сульфидных золотосодержащих концентратов, включающий измельчение, флотационное обогащение, бактериальное выщелачивание полученного сульфидного флотоконцентрата в реакторе с использованием газовоздушной смеси для барботажа смеси из флотоконцентрата и бактериального раствора в присутствии микроорганизмов и цианирование продуктов бактериального выщелачивания, отличающийся тем, что перед бактериальным выщелачиванием проводят нагревание газовоздушной смеси до температуры 40°С, барботаж осуществляют нагретой газовоздушной смесью при температуре бактериального раствора 18-25°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для биогидрометаллургического извлечения благородных металлов из сульфидных золотосодержащих концентратов.

Известны следующие способы переработки сульфидных золотосодержащих концентратов.

Способ переработки сульфидных золотосодержащих концентратов, включающий их окислительный обжиг и последующее цианирование огарка (И.Н.Масленицкий, Л.В.Чугаев «Металлургия благородных металлов», М., Металлургия, 1972, с.255-265).

К недостаткам способа относится вредное воздействие на окружающую среду и повышенные потери золота с хвостами цианирования.

Способ бактериального выщелачивания сульфидных золотосодержащих концентратов, включающий окислительную аэрацию и обработку концентрата тионовыми бактериями (Thiobacillus ferrooxidans) при температуре 28-35°С, значении рН 1,7-2,4, продолжительности процесса 90-120 ч (И.Н.Масленицкий, Л.В.Чугаев «Металлургия благородных металлов», М., Металлургия, 1987, с.283-284).

Этот способ характеризуется низкой скоростью выщелачивания и невысокой степенью извлечения золота.

Известен способ переработки золото- и серебросодержащих руд, включающий измельчение, гравитационное и/или флотационное обогащение, бактериальное выщелачивание и цианирование исходного материала (RU №2023734, 1994 г.).

Этот способ также характеризуется низкой скоростью выщелачивания.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ переработки упорных золотомышьяковых руд и концентратов, согласно которому биоокисление ведут в две стадии при температуре 34-36°С, после чего нейтрализуют пульпу продуктов биоокисления, а сорбционное цианирование проводят в нейтральной пульпе продуктов биоокисления при концентрации цианидов 400-500 мг/л (RU №2234544, 2004 г.).

Недостатком способа является длительная продолжительность технологического процесса из-за низкой степени окисления сульфидов.

Техническим результатом данного изобретения является устранение недостатков прототипа, т.е. сокращение продолжительности процесса путем увеличения скорости окисления сульфидов при бактериальном выщелачивании.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки сульфидных золотосодержащих концентратов, включающем измельчение, флотационное обогащение, бактериальное выщелачивание полученного сульфидного флотоконцентрата в реакторе с использованием газовоздушной смеси для барботажа смеси из флотоконцентрата и бактериального раствора в присутствии микроорганизмов и цианирование продуктов бактериального выщелачивания, согласно изобретению перед бактериальным выщелачиванием проводят нагревание газовоздушной смеси до температуры 40°С, барботаж осуществляют нагретой газовоздушной смесью при температуре бактериального раствора 18-25°С.

Предлагаемый способ благодаря отличительным от прототипа признакам обеспечивает увеличение скорости окисления при бактериальном выщелачивании сульфидных концентратов и, как следствие, сокращение продолжительности технологического процесса.

Способ осуществляют следующим образом: сульфидная золотосодержащая руда поступает на двухстадиальное измельчение (первую стадию измельчения проводят в мельнице мокрого полусамоизмельчения ММПС 7000×7000 до 60% класса - 0,74 мм, вторая стадия измельчения проводится в шаровой мельнице с центральной разгрузкой МШЦ 5500×6000 до содержания 95% класса - 0,074 мм), после чего измельченную руду направляют на флотацию. Полученный флотоконцентрат после сгущения поступает на биоокисление. Биоокисление проводят в присутствии микроорганизмов Thiobacillus Ferrooxidans с использованием газовоздушной смеси, предварительно нагретой до температуры 40°С, которая используется для барботажа смеси сульфидного флотоконцентрата и бактериального раствора с температурой 18-25°С.

Механизм бактериального выщелачивания для пирита описывается следующими реакциями:

Образующееся при деструкции сульфидов двухвалентное железо окисляется в основном в растворе, причем с повышением температуры газовой фазы до 40°С скорость реакция повышается в два раза, что обеспечивает высокую скорость всего процесса биовыщелачивания:

Сульфат окиси железа, получающийся при окислении Fe²⁺ бактериями, выступает как сильный окислитель металлов, поэтому с увеличением его концентрации растет скорость бактериального выщелачивания.

Предварительный нагрев газовоздушной смеси до 40°С необходим по следующим причинам: при подаче воздуха в реактор и низкой температуре атмосферной среды (например, 20°С) создаются условия, вызывающие снижение активности бактерий, что, в свою очередь, прямопропорционально связано со скоростью окисления сульфидов. В реакторе из охлажденных пузырьков образуется охлаждающая поверхность (по расчетам эта поверхность может составить величину около 7000 м² на один промышленный реактор объемом 440 м³). Вероятность прогрева пузырька за время его пребывания в реакторе (6-60 с) до температуры (28-35°С) достаточно мала, т.к. теплопроводность воздуха составляет 5,7·10 ^-5 кал/см·сек·град, а теплопроводность воды (основной составляющей смеси флотоконцентрата и бактериального раствора) 1,4·10^-3 кал/см·сек·град. Нагрев газовоздушной смеси до 40°С позволяет снизить температуру бактериального раствора в реакторе до 18-25°С (т.е. поддерживать оптимальные условия для жизнедеятельности бактерий для бактериального выщелачивания в пределах 28-30°С).

После бактериального выщелачивания полученный окисленный флотоконцентрат подвергают цианированию. В процессе цианирования золото переходит в раствор в виде цианистого комплекса [Au(CN)₂]^-, после чего полученный золотосодержащий раствор направляют на осаждение золота, а твердую фазу после промывки направляют в отвал.

Пример 1 (по прототипу). Сульфидный золотосодержащий концентрат 95% класса - 74 мкм следующего состава Au - 4,3 г/т; Ag - 0,04 г/т; As - 0,28%; Sb - 0,58%; S_общ. - 11,3%; Fe - 15,7%; Ca - 9,1%; SiO₂ - 43,1%; Al₂О₃ - 5,74%; прочие - до 6% подвергали флотации.

После флотации проводили чановое бактериальное выщелачивание. Для бактериального выщелачивания помещали в реактор флотоконцентрат при Ж:Т = 5:1 и микроорганизмы (бактерии Thiobacillus ferrooxidans).

Процесс бактериального выщелачивания вели в реакторе с аэрацией смеси флотоконцентрата и бактериального раствора воздухом при рН 1,7-2,0; температуре 28-30°С.

Скорость окисления сульфидов бактериями определялась по методике анализа двухвалентного железа.

Скорость окисления сульфида железа составила 0,026 г/мин. Степень окисления сульфидов составила 70-72%.

Пример 2 (по изобретению). Сульфидный золотосодержащий концентрат 95% класса - 44 мкм следующего состава Au - 4,3 г/т; Ag - 0,04 г/т; As - 0,28%; Sb - 0,58%; S_общ. - 11,3%; Fe - 15,7%; Ca - 9,1%; SiO₂ - 43,1%; Al₂ O₃ - 5,74%; прочие - до 6% подвергали флотационному обогащению, после чего флотоконцентрат направлялся на бактериальное выщелачивание.

Для бактериального выщелачивания помещали в реактор флотоконцентрат при Ж:Т = 5:1 и микроорганизмы (бактерии Thiobacillus ferrooxidans).

Процесс бактериального выщелачивания вели при рН 1,7-2,0 с барботированием смеси флотоконцентрата и бактериального раствора предварительно нагретой до 40°С газовоздушной смесью.

Температура бактериального раствора поддерживалась в пределах 18-25°С.

Скорость окисления сульфидов бактериями определялась по методике анализа двухвалентного железа.

Скорость окисления сульфида железа составила 0,0522 г/мин. Степень окисления сульфидов составила 93,5%.

Пример 3. Сульфидный золотосодержащий концентрат 95% класса - 44 мкм следующего состава Au - 4,3 г/т; Ag - 0,04 г/т; As - 0,28%; Sb - 0,58%; S_общ. - 113%; Fe - 15,7%; Ca - 9,1%; SiO ₂ - 43,1%; Al₂О₃ - 5,74%; прочие - до 6% подвергали флотационному обогащению, после чего флотоконцентрат направлялся на бактериальное выщелачивание.

Для бактериального выщелачивания помещали в реактор флотоконцентрат при Ж:Т = 5:1 и микроорганизмы (бактерии Thiobacillus ferrooxidans).

Процесс бактериального выщелачивают вели при рН 1,7-2,0 с барботированием смеси флотоконцентрата и бактериального раствора предварительно нагретой до 40°С газовоздушной смесью.

Температура раствора поддерживалась в пределах 15-17°С.

Скорость окисления сульфидов бактериями определялась по методике анализа двухвалентного железа.

Скорость окисления сульфида железа при таких условиях ведения процесса составила 0,038 г/мин. Степень окисления сульфидов составила 68,1%.

Пример 4. Сульфидный золотосодержащий концентрат 95% класса - 44 мкм следующего состава Au - 4,3 г/т; Ag - 0,04 г/т; As - 0,28%; Sb - 0,58%; S_общ. - 11,3%; Fe - 15,7%; Ca - 9,1%; SiO₂ - 43,1%; Al ₂О₃ - 5,74%; прочие - до 6% подвергали флотационному обогащению, после чего флотоконцентрат направлялся на бактериальное выщелачивание.

Для бактериального выщелачивания помещали в реактор флотоконцентрат при Ж:Т = 5:1 и микроорганизмы (бактерии Thiobacillus ferrooxidans).

Процесс бактериального выщелачивания вели при рН 1,7-2,0 с барботированием смеси флотоконцентрата и бактериального раствора предварительно нагретой до 40°С газовоздушной смесью.

Температура раствора поддерживалась в пределах 28-30°С.

Скорость окисления сульфидов бактериями определялась по методике анализа двухвалентного железа.

Скорость окисления сульфида железа составила 0,0518 г/мин. Степень окисления сульфидов составила 92,7%.

Таким образом, нагрев газовоздушной смеси позволяет достичь оптимальной температуры проведения процесса бактериального выщелачивания, что обеспечивает благоприятную среду для жизнедеятельности, что, в свою очередь, обеспечивает ускорение процесса окисления сульфидных минералов.