способ извлечения благородных металлов из руд

Формула изобретения

Способ извлечения благородных металлов из руд, включающий предварительное закисление руды раствором кислоты и последующее выщелачивание благородных металлов раствором хлора, отличающийся тем, что выщелачивание благородных металлов осуществляют водным раствором хлора с концентрацией 0,01 - 0,2% при соотношении в нем молекулярного хлора и хлорноватистой кислоты Cl₂ : HOCl > 1, при этом подачу хлора регулируют таким образом, чтобы обеспечить в продуктивном растворе pH < 5, а Eh > 650 мВ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для выщелачивания благородных металлов из руд.

Известен способ извлечения благородных металлов из руд хлоридно-гипохлоридным раствором. Рекомендуемый состав раствора содержит 3% хлористого натрия и 0,3% гипохлорита натрия. Извлечение металлов из раствора проводят посредством электроосаждения на катоде или другими способами. Раствор после добавления гипохлорита вновь используют для выщелачивания (патент США N 5169503).

В других публикациях для выщелачивания в недрах предлагаются композиции на основе хлоридных водных рассолов, так предлагается насыщенный рассол хлористого натрия 15,0-30,0% в смеси с соляной кислотой 0,01-0,3% (А.с. N 632743).

Для переработки карбонатных руд предлагается способ для выщелачивания золота и серебра в щелочной среде (pH 8-13) высокоминерализованным раствором хлористого натрия 5,0-20,0% и соли гипохлорита 0,25-2,0%. После цементации золота и серебра цинком, гипохлорит регенерирует электролизом и раствор возвращают на выщелачивание (патент США N 4342592).

Указанные способы не позволяют эффективно извлекать благородные металлы при подземном выщелачивании руд, так как из-за высокой вязкости высокоминерализованных растворов и рассолов происходит снижение проницаемости рудного тела, а использование щелочных растворов приведет к кольматации перового пространства при набухании глинистых пород.

В качестве прототипа выбран способ извлечения золота из руд, включающий предварительное закисление руды раствором кислоты и выщелачивание золота растворами хлора (патент РФ N 2093672).

Недостатком способа является то, что с увеличением концентрации ионов натрия, поступающего в раствор с гипохлоритом, более 5-7 г/л, приведет к ионообменной кольматации, которая ухудшает проницаемость руд и тем самым снижает эффективность извлечения благородных металлов.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение эффективности извлечения благородных металлов из руд.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном способе извлечения благородных металлов из руд, включающем предварительное закисление руды раствором кислоты и последующее выщелачивание благородных металлов раствором хлора, выщелачивание осуществляют водным раствором хлора с концентрацией 0,01-0,2% при соотношении в нем молекулярного хлора и хлорноватистой кислоты - Cl₂:HOCl > 1, при этом подачу хлора регулируют таким образом, чтобы обеспечить в продуктивном растворе pH < 5, а Eh > 650 мВ.

Изобретение может быть использовано для подземного выщелачивания руд, содержащих карбонаты, хлориты, слоистые силикаты (смектиты), сульфиды и другие минералы.

Для осуществления способа рудное тело вскрывают системой горных выработок (наземными, подземными, скважинами или их комбинациями) и обеспечивают циркуляцию растворов через руду путем их подачи в закачные выработки и откачку из откачных выработок.

На первой стадии создают в обрабатываемом рудном теле фильтрационное пространство путем закисления руды. Для этого подают в закачные выработки раствор кислоты, а концентрацию кислоты в растворе регулируют так, чтобы pH откачного раствора плавно понижался до pH < 6,0. При использовании серной кислоты pH откачного раствора должен быть не менее 4,2-6,0, а при использовании других кислот (соляной, азотной или др.) не менее 2,0-6,0.

Например, для карбонатных руд, при использовании серной кислоты на первой стадии очень важно, чтобы в пласте не произошло выпадения в осадок сульфата кальция, который приведет к кольматации торового пространства. Для этого pH откачного раствора должен быть более 4,2 при этих показателях в растворе будут находиться в равновесии диоксид углерода в растворенном состоянии и гидрокарбонат-ионы.

CaCO₃ + H₂SO₄ = CaSO₄ + CO₂ + H₂O

CaCO₃ + CO₂ + H₂O Ca(HCO₃)₂

Для предотвращения накопления соединений кальция в оборотных растворах ПВ он выводится из продуктивного раствора при дросселировании раствора в газоотделительный коллектор. Из поднятой эрлифтом газоводяной смеси отделяется газовая фаза и продуктивный раствор. Уменьшение парциального давления CO₂ приводит к разложению бикарбонатов кальция с образованием основных солей (карбонатов) кальция.

На второй стадии, когда будет сформировано фильтрационное пространство, пути для движения растворов и необходимый pH, приступают к выщелачиванию благородных металлов.

Для этого используется слабый раствор хлора концентрацией 0,01- 0,2%, pH более 1,0 и Eh более 800 мВ. Это необходимо для того, чтобы вести выщелачивание благородных металлов и одновременно продолжать растворение рудовмещающих пород для создания дополнительного перового пространства.

При растворении хлора в воде протекает гидролиз с образованием двух кислот: хлорноватистой и хлороводородной (соляной):

Cl₂ + H₂O HOCl + HCl,

тем самым при растворении хлора создается уже определенная кислая среда, а необходимая величина pH достигается подкислением закачного раствора кислотой или другим способом.

Чтобы обеспечить эффективное растворение благородных металлов при концентрации свободного активного хлора 0,01-0,2%, необходимо чтобы для выщелачивающего раствора отношение молекулярного хлора и хлорноватистой кислоты в растворе было Cl₂:HClO > 1. При этих параметрах обеспечивается оптимальная концентрация в растворе золота, палладия, осмия и др. металлов. Данные соотношения различных форм хлора в растворе определяются главным образом pH раствора. Так для pH 1,40 отношение Cl₂:HClO = 12,86, при pH 2,51 отношение равно 1,71, при pH 5,1= 0,05.

При этом pH закачного раствора (pH > 1,0) поддерживается на таком уровне, чтобы в откачном растворе pH был менее 5,0 и Eh не менее 650 мВ. Это необходимо для того, чтобы благородные металлы удерживались в продуктивном растворе, а не осаждались до откачки продуктивного раствора на поверхность.

На Икрянском месторождении золота проведена отработка блока (80 м х 50 м) ПВ данным способом. На первом этапе проводилась кислотная проработка рудной залежи для создания дополнительной порово- трещиноватой проницаемости пласта растворами серной кислоты - 2 г/л. При Ж/Т = 0,4 pH откачных растворов понизился до 3,7, после этого стали подавать в закачные растворы газообразный хлор до концентрации общего активного хлора 0,3-0,7 г/л, при этом соотношение Cl₂:HClO поддерживалось 13,0-8,5.

Через несколько суток в продуктивных растворах увеличился Eh с 440 мВ до 1020 мВ, и появилось золото в растворах 0,5 мг/л. В дальнейшем Eh продуктивных растворов возрастал и установился 1140-1180 мВ, а концентрация золота в растворе составила 1-12 мг/л в различных скважинах.

Выделение карбоната кальция из откачных растворов проводится в газоотделительном коллекторе и далее выносится в прудок-отстойник, а выделение сульфата кальция из маточных растворов производится в шламоотстойнике перед подачей в закачные скважины.

Переработка растворов осуществляется сорбцией на активированный уголь (марки АГ-З или АРВ-Д).