способ извлечения благородных металлов из гравитационных концентратов

Формула изобретения

Способ извлечения благородных металлов из гравитационных концентратов, включающий окислительный обжиг концентрата, дезинтеграцию огарка и его доводку на концентрационном столе с выделением золотой головки и хвостов и последующую плавку золотой головки с флюсами в шахтно-тигельной печи, слив и разделение сплава и шлака, отличающийся тем, что при доводке в золотую головку выделяют не более 5% от массы огарка, а хвосты доводки переплавляют в руднотермической печи в режиме накопительной плавки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пирометаллургии, в частности к извлечению благородных металлов из гравитационных концентратов, и может быть использовано для быстрого и эффективного получения чернового сплава, содержащего благородные металлы, непосредственно на золотоизвлекательных фабриках и других производственных подразделениях, осуществляющих гравитационное обогащение коренных руд и россыпей, содержащих золото, серебро и металлы платиновой группы.

Гравитационные концентраты, содержащие золото и другие благородные металлы, представляют собой неоднородную смесь минералов и обломков горных пород, в значительной степени представленную сульфидами металлов (пирит, марказит, халькопирит, арсенопирит, пирротин, сфалерит, галенит и т.п.), оксидами и гидрооксидами железа (магнетит, гематит, лимонит, гетит), а также примесями оксидов некоторых других неблагородных металлов, кварца, карбонатов и углистого вещества.

Пирометаллургическая схема переработки гравитационных концентратов обычно включает окислительный обжиг концентрата (с целью перевода сульфидов металлов в оксидную форму, пригодную для образования шлаковой фазы), шихтовку полученного огарка с флюсами и плавку шихты на черновой сплав благородных металлов и шлак.

Известен способ извлечения благородных металлов из гравитационных концентратов, включающий окислительный обжиг с получением огарка, приготовление шихты, содержащей огарок, соду, кварц и восстановитель и плавку полученной шихты на железонатриевый шлак и золотосеребросодержащий сплав, отличающийся тем, что с целью повышения концентрирования благородных металлов в сплаве плавку ведут при следующем соотношении компонентов в шихте, мас.%: огарок 28-32; сода 45-60; кварц 10,4-22; восстановитель 1,0-1,6 [1].

В известном способе гравитационный концентрат, состоящий в основном из арсенопирита (FeAsS) и пирита (FeS ₂), содержащий золота 3138 г/т и серебра 387 г/т, подвергали окислительному обжигу в муфельной печи с целью разрушения сульфидов, выделения мышьяка и серы в газовую фазу и получения огарка в форме гематита (Fе₂О₃). Полученный огарок, содержащий золота 5603 г/т и серебра 691 г/т, шихтовали с технической содой и кварцем в соотношении огарок:сода:кварц=3:5:2 и плавили в присутствии восстановителя в шахтно-тигельной печи на железонатриевый шлак и золотосеребряный сплав.

Известный способ позволяет перерабатывать гравитационный концентрат с высокой степенью извлечения благородных металлов в сплав до 99,9%. Недостатком способа является очень низкая производительность процесса тигельной плавки, обусловленная невысоким содержанием благородных металлов в огарке (~0,6%) и небольшой массой огарка, единовременно загружаемого в тигель шахтной печи.

Известен способ переработки материала, содержащего благородные металлы, включающий окислительный обжиг и последующее извлечение благородных металлов, отличающийся тем, что после обжига материал подвергают закалке в воде и доизмельчают, а извлечение благородных металлов осуществляют гравитационным обогащением [2].

В известном способе флотоконцентрат с содержанием золота 300 г/т и платиновых металлов 4500 г/т подвергали окислительному обжигу при температуре 600° С, закаливали в воде, перетирали в тихоходной мельнице МБЛ-2 и обогащали на концентрационном столе СКО-2. Концентрат стола снимали, а шламы отправляли в отвал. Содержание благородных металлов в полученном концентрате составило: золото 3 кг/т; платиновые металлы 44 кг/т. Полученный концентрат коллекторной плавкой переработали в слитки сплава.

Известный способ позволяет интенсифицировать процесс извлечения благородных металлов из огарка в сплав за счет дезинтеграции огарка и его последующего гравитационного обогащения. Недостатком способа является отсутствие технологии переработки шламов (хвостов обогащения) и, соответственно, значительные потери благородных металлов с отвальными шламами.

Известен способ извлечения благородных металлов из серебросодержащих концентратов, включающий плавку путем создания в печи реакционного объема на основе флюсового расплава, загрузки в расплав и накопительной плавки концентрата в рудно-термическом режиме с периодическим сливом верхней части расплава, а также слива и разделения шлака и сплава, отличающийся тем, что перед плавкой концентрат подвергают окислительному обжигу, флюсовый расплав создают на основе “силикат-глыбы” с модулем 2,0:2,5 и плавикового шпата в соотношении 10:5-1 и плавку ведут при температуре 1300-1600° С [3].

В известном способе флотоконцентрат в количестве 322,5 кг, содержащий, %: Ag 1,629; Au 49,8 г/т, Сu 0,85; Pb 6,8; Zn 0,80; Fe 5,0; S 7,2; SiO ₂ 65; Н₂О 6,3, подвергали окислительному обжигу с последующей накопительной плавкой полученного огарка в рудно-термической печи. В результате накопительной плавки было получено 11188 г сплава следующего химического состава, %: Ag 45,66; Au 0,14; Pb 50,82; Сu 3,09. Извлечение серебра в сплав составило 97,2%, а золота 97,5%.

Известный способ позволяет осуществлять переработку без предварительной доводки весьма значительных объемов бедных гравитационных концентратов с высокой производительностью, достигаемой за счет режима непрерывной накопительной плавки. Недостатком известного способа является относительно низкое (по сравнению с тигельной плавкой) извлечение благородных металлов в сплав - на уровне 97,0-97,5%.

Известен способ, принятый за прототип, переработки гравитационного концентрата, содержащего благородные металлы, включающий окислительный обжиг исходного концентрата, обогащение полученного огарка до “золотой головки”, ее последующую плавку и цианирование хвостов доводки огарка [4].

В известном способе гравитационный концентрат подвергали окислительному обжигу и обогащали полученный огарок на концентрационном столе, при этом выход “золотой головки” составил 5,57% от исходного гравитационного концентрата, а извлечение в нее благородных металлов составило: золото 89,9%, серебро 84,0%. “Золотую головку” шихтовали с флюсами и плавили в шахтно-тигельной печи по известной схеме на черновой сплав благородных металлов и шлак. Хвосты доводки огарка перерабатывали с применением технологии цианирования.

Известный способ позволяет извлекать золото из “золотой головки” в сплав на уровне 99,9%, а с учетом цианирования хвостов доводки огарка осуществлять сквозное извлечение из гравитационного концентрата золота до 99,55%, а серебра до 91,55%. Недостатком способа является необходимость использования технологии цианирования - сложной, многооперационной и опасной в экологическом отношении.

Задачей изобретения является создание способа, позволяющего достигнуть технического результата - осуществлять пирометаллургическую переработку значительных объемов гравитационных концентратов с высокой производительностью, высоким извлечением благородных металлов в сплав (на уровне 99,0%), а также исключающего применение технологии цианирования.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе извлечения благородных металлов из гравитационных концентратов, включающем окислительный обжиг концентрата, дезинтеграцию огарка и его доводку на концентрационном столе с выделением золотой головки и хвостов и последующую плавку золотой головки с флюсами в шахтно-тигельной печи, слив и разделение сплава и шлака, согласно изобретению при доводке в золотую головку выделяют не более 5% от массы огарка, а хвосты доводки переплавляют в рудно-термической печи в режиме накопительной плавки.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходный гравитационный концентрат, содержащий благородные металлы, подвергают окислительному обжигу с получением огарка. Полученный огарок перетирают (доизмельчают) в тихоходной мельнице, спиральном классификаторе или специально изготовленном барабанном дезинтеграторе. Продукт измельчения огарка доводят на концентрационном столе с получением “золотой головки” и хвостов обогащения.

“Золотую головку” сушат, шихтуют с содой и кварцевым песком, плавят в шахтно-тигельной печи, сливают и разделяют сплав, содержащий благородные металлы, и шлак.

Хвосты обогащения измельченного огарка сушат в специальном сушильном шкафу, складируют в специальном бункере и периодически переплавляют их в рудно-термической печи в режиме накопительной плавки во флюсовом расплаве на основе соды, кварцевого песка и извести.

Пример осуществления предлагаемого способа.

Переработке подвергался гравитационный сульфидный концентрат золотоизвлекательной фабрики ГОКа “Западный”.

Гравитационный концентрат в количестве 1000 кг, содержащий 10% влаги, имеющий состав в пересчете на сухой остаток, маc.%: FeS₂ 95,1%; ZnS 1,1%; SiO₂ 3,1%; Au 7060 г/т; Ag 669 г/т, обжигали в трубчатой обжиговой печи с получением огарка.

При окислительном обжиге гравитационного концентрата пирит окислился и превратился в гематит по реакции

41FеS₂+110₂ 2Fе₂О₃+8SО₂.

Содержащиеся в исходном концентрате 855,9 кг пирита превратились в 570,6 кг гематита - масса концентрата уменьшилась на 285,3 кг.

Сфалерит также окислился и превратился в оксид цинка по реакции

2ZnS+3O₂ 2ZnO+2SO₂.

Содержащиеся в исходном концентрате 9,9 кг сфалерита превратились в 8,3 кг оксида цинка - масса концентрата уменьшилась на 1,6 кг.

Кроме того, масса концентрата уменьшилась на 100 кг за счет потери влаги при обжиге. Суммарная потеря массы концентрата при превращении его в огарок составила 386,9 кг, а масса огарка составила 613,1 кг. Содержащиеся в исходном концентрате 6354 г золота и 602 г серебра полностью перешли в огарок.

Полученный огарок с помощью спирального классификатора подавали на концентрационный стол СКО-2, где разделяли огарок на “золотую головку” и хвосты доводки. В результате обогащения огарка получили в пересчете на сухой остаток 16,4 кг “золотой головки” и 596,6 кг хвостов.

Анализ продуктов обогащения показал, что в “золотой головке” содержится 31,96% (5,242 кг) золота и 2,81% (0,461 кг) серебра. Извлечение золота составило 82,5%, а серебра 76,6%. Содержание золота в хвостах составило 0,186% (1,110 кг), а серебра 0,023% (0,141 кг).

“Золотую головку” шихтовали с флюсами (сода и кварцевый песок) и плавили в шахтно-тигельной печи на золотосеребряный сплав и железонатриевый шлак. В результате был получен слиток сплава, содержащий 5231,0 г золота и 458,0 г серебра. Извлечение золота из “золотой головки” в сплав составило 99,78%, а серебра 99,34%.

Хвосты доводки огарка сушили в специальном шкафу и плавили в рудно-термической печи путем загрузки в расплавленный флюс на основе соды, кварцевого песка и извести. В результате накопительной плавки (чередование операций: загрузка шихты - выдержка расплава - слив верхней части расплава) и последующего слива и разделения шлака и сплава был получен слиток сплава, содержащий 1077,0 г золота и 133,3 г серебра. Извлечение золота из хвостов в сплав составило 97,02%, а серебра 94,53%.

Всего было извлечено из концентрата в сплав 5231,0+1077,0=6308 г золота и 458,0+133,3=591,3 г серебра. Суммарное извлечение золота из концентрата в сплав составило 99,27%, а серебра 98,22%.

Таким образом, по предлагаемому способу можно осуществлять пирометаллургическую переработку значительных объемов гравитационных концентратов с высокой производительностью, со сквозным извлечением благородных металлов из концентрата в сплав на уровне 99,0%, без применения технологии цианирования.

Источники информации

1. Баликов С.В., Дубинин Н.А., Манохин А.П. Способ извлечения благородных металлов из гравитационных концентратов // Патент РФ №1649815 по заявке 4749419/02 от 11.10.89 г.

2. Кузьминых В.М., Моисеенко В.Г. Способ переработки материала, содержащего благородные металлы // Патент РФ №2093595 по заявке 96104599 от 14.03.96 г.

3. Дигонский С.В., Дубинин Н.А., Ахмеров P.P., Тен В.В. Способ извлечения благородных металлов из серебросодержащих концентратов и устройство для его осуществления // Патент РФ №2174155 по заявке 2000123628 от l5.09.00 г.

4. Баликов С.В., Дементьев В.Е., Минеев Г.Г. Плавка золотосодержащих концентратов. Иркутск, ОАО “Иргиредмет”, 2002. С.129-133 - прототип.