способ извлечения благородных металлов из руды, концентратов, отвалов и шламов

Формула изобретения

Способ извлечения благородных металлов из руды, концентратов, отвалов и шламов, включающий двухстадийную гидрометаллургическую обработку: в первую стадию измельченный материал смешивают с раствором минеральной кислоты и подвергают механическому перемешиванию, после чего раствор сливают, а во вторую стадию материал, содержащий благородные металлы, смешивают с раствором минеральной кислоты и смесью реагентов, содержащей окислитель и комплексообразователь - тиокарбамид, и подвергают механическому перемешиванию с переводом благородных металлов в раствор, извлекают благородные металлы из раствора, отличающийся тем, что гидрометаллургическую обработку проводят при вращении емкости со скоростью 1-20 об/мин вокруг оси, имеющей угол отклонения относительно вертикали, в первую стадию осуществляют смешивание измельченного материала в растворе серной кислоты в смеси с солями железа (III), во вторую стадию осуществляют смешивание материала, содержащего благородные металлы, с раствором серной кислоты, содержащим в качестве окислителя активный хлор, образующийся в результате взаимодействия диоксида марганца с хлорид-ионами в кислой среде, и ионы кобальта (III), и при поддержании концентрации тиокарбамида 40-100 г/дм³ раствора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам извлечения благородных металлов из руды, концентратов, отвалов и шламов, в частности, к способам извлечения серебра, золота, палладия, платины, из упорных пирит-арсенопиритных руд, концентратов, в которых благородные металлы находятся в виде мелкодисперсных частиц, в тесной ассоциации с плотными пленками минералов, например оксидов меди, железа, свинца, никеля и других, невскрываемых при измельчении.

Известен способ переработки упорных золотосодержащих руд, включающий использование цианида щелочного металла и окислителя, в качестве которого применяют пироксид двухвалентного металла, например СаО₂ (заявка Великобритании №221974, кл. С 01 G 7/00, 1989 г.).

Недостатком способа является применение высокотоксичных цианидов, а также необходимость применения плохорастворимых и дорогостоящих реактивов.

Известен способ переработки золотосодержащих марганцевых руд и концентратов, включающий их обработку диоксидом марганца и одной из минеральных кислот - соляной, серной или азотной, при этом в качестве комплексообразователя используют какой-либо галлоид-ион (хлорид, бромид или иодид) (патент РФ №2033446, 20.04.95, бюл.№11).

Недостатком способа является неполное извлечение золота в присутствии хлорид-ионов, поскольку они являются слабыми комплексообразователями и не образуют прочный комплекс с золотом. Применение бромид и иодид-ионов существенно удорожает способ переработки руд.

Известен способ гидрометаллургического извлечения золота из обедненных арсенопиритных руд и других продуктов путем обработки тиокарбамидом в водной кислой среде в присутствии сульфата железа (III), для связывания мышьяка, который образует нерастворимый осадок при взаимодействии с сульфатом железа (III) (патент ФРГ N 3407049, 1985 г.).

Недостатком указанного способа является то, что сульфат железа (III) расходуется также и на побочный процесс комплексообразования с тиокарбамидом. Образующийся тиокарбамидный комплекс железа является неустойчивым и со временем разлагается с образованием свободной серы, блокирующей дальнейшее выщелачивание золота.

Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков является способ извлечения благородных металлов из руды, концентратов, отвалов и шламов, включающий двухстадийную гидрометаллургическую обработку; в первую стадию измельченный материал смешивают с раствором минеральной кислоты и подвергают механическому перемешиванию, после чего раствор сливают, а во вторую стадию материал, содержащий благородные металлы, смешивают с раствором минеральной кислоты и смесью реагентов, содержащий окислитель и комплексообразователь - тиокарбамид, и подвергают механическому перемешиванию с переводом благородных металлов в раствор и извлекают благородные металлы из раствора.

Патент RU 2070588, МПК С 22 В 3/08, 20.12.1996, взят за прототип. Недостатком данного способа является неполное окисление благородных металлов только одним окислителем (во второй стадии), так как при этом не обеспечивается эффективный перенос электронов с металлов на комплексообразователь - тиокарбамид и, таким образом, степень извлечения благородных металлов снижается.

Задачей изобретения является создание технологии, обеспечивающей более полное извлечение золота, серебра и металлов платиновой группы из упорных пирит-арсенопиритных руд, концентратов, отвалов и шламов, учитывающей сложное поведение тиокарбамида, используемого в качестве комплексообразователя, а солей железа (III) в качестве окислителя.

Технический результат достигается способом извлечения благородных металлов из руды, концентратов, отвалов и шламов, включающим двухстадийную гидрометаллургическую обработку: в первую стадию измельченный материал смешивают с раствором минеральной кислоты и подвергают механическому перемешиванию, после чего раствор сливают, а во вторую стадию материал, содержащий благородные металлы, смешивают с раствором минеральной кислоты и смесью реагентов, содержащей окислитель и комплексообразователь - тиокарбамид, и подвергают механическому перемешиванию с переводом благородных металлов в раствор, и извлекают благородные металлы из раствора, отличающимся тем, что гидрометаллургическую обработку проводят при вращении емкости со скоростью 1-20 об/мин вокруг оси, имеющей угол отклонения относительно вертикали, в первую стадию осуществляют смешивание измельченного материала в растворе серной кислоты в смеси с солями железа (III), во вторую стадию осуществляют смешивание материала, содержащего благородные металлы, с раствором серной кислоты, содержащим в качестве окислителя активный хлор, образующийся в результате взаимодействия диоксида марганца с хлорид-ионами в кислой среде, и ионы кобальта (III), и при поддержании концентрации тиокарбамида 40-100 г/дм³ раствора.

Особенностью процесса выщелачивания является то, во вторую стадию гидрометаллургическую обработку проводят раствором серной кислоты, содержащей наряду с активным атомарным хлором в качестве окислителя и ионы кобальта (III) (Е⁰ _Со3+/Со2 +=1,81 В). Атомарный хлор и ионы кобальта (III) обеспечивают перенос электронов с золота на комплексообразователь - тиокарбамид и способствуют более эффективному протеканию процесса комплексообразования, например, золота с тиокарбамидом и в конечном итоге более полному и глубокому извлечению золота из руды. Вращение емкости способствует не только самоизмельчению и перемешиванию руды с реагентами, но и доставке атомов хлора к мелкодисперсному золоту.

Таким образом, двухстадийное выщелачивание с совокупностью химических реагентов - диоксида марганца, хлорида натрия, тиокарбамида, сульфатов кобальта (III) и железа (III) в сочетании с вращением емкости с рудой позволяет более эффективно извлекать золото и другие благородные металлы из пирит-арсенопиритных руд, концентратов, отвалов и шламов, что составляет новизну и является сущностью заявляемого изобретения.

Способ извлечения золота из руд и концентратов заключается в том, что предварительно руду измельчают до крупности частиц 0,5-1 мм и затем помещают в емкость, которую вращают со скоростью 1-20 об/мин вокруг оси, имеющей угол отклонения относительно вертикали.

В емкость помещают раствор серной кислоты с концентрацией 50-70 г/дм³ и хлорид или сульфат железа (III) с концентрацией 4,0-5,0 г/дм³ и выдерживают в течение двух часов при 60-70°. После охлаждения раствор сливают и, не промывая руду, в емкость помещают смесь, содержащую (г/дм³): 40-45 MnO₂; 50-55 NaCl; 50-60 тиокарбамид; 5,0-7,0 CoCl₃ или Co₂(SO ₄)₃. Раствор доводят серной кислотой до рН 2-3 при соотношении Ж:Т=2:1. Вращение емкости с рудой осуществляют в течение 48 ч при комнатной температуре.

Извлечение Au из золотосодержащих растворов осуществляют известными методами: цементацией Zn, Cu - порошками, или сорбцией на активированном угле.

Пример. 100 кг руды следующего минерального состава: арсенопирита 47,7%, пирита 40,1%, кварца 4,8%, халькопирита 0,23%, золота 0,1% измельчали до крупности 0,5-1 мм. Измельченную руду помещали в емкость объемом 0,2 м³ и промывали дважды водой. Затем в емкость помещали смесь серной кислоты с концентрацией 40 г/дм³ и FeCl₃ с концентрацией 5 г/дм ³. Обработку осуществляли при Ж:Т=2:1 и температуре 60-70°С в течение двух часов. Емкость вращали со скоростью 12 об/мин. Раствор сливали и, не промывая, добавляли к руде смесь состава (г/дм³): 40 MnO₂, 50 NaCl, 60 тиакарбамид, 5 Со(SO₄)₃.

Раствор доводили до рН 2 серной кислотой при соотношении Ж:Т=2:1 и вращали в течение 48 ч при комнатной температуре со скоростью 12 об/мин. Затем осуществляли слив жидкой фракции. Выделение золота из полученного раствора проводили медным порошком. Степень извлечения золота составила 99,4%.