способ извлечения золота из цианидных растворов, содержащих ртуть

Формула изобретения

Способ извлечения золота из цианидных растворов, содержащих ртуть, включающий сорбцию на ионообменной смоле марки АМ-2Б, десорбцию ртути из насыщенной ионообменной смолы раствором, содержащим серную кислоту, при температуре 40-50°С и продолжительности 6 ч и десорбцию золота, отличающийся тем, что десорбцию ртути проводят раствором, содержащим 30-50 г/л серной кислоты, в присутствии 5-10 г/л перекиси водорода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сорбционной технологии извлечения золота из растворов, полученных в результате цианидного выщелачивания золотосодержащих рудных продуктов.

Минералы ртути, присутствующие в малых количествах в золотосодержащих рудах, взаимодействуют с цианидом натрия с образованием ряда цианидных комплексов ртути Hg(CN)₂ ⁰, Hg(CN)₃ ^1- и Hg(CN)₄ ^2-.

Для извлечения золота, серебра в присутствии растворенной ртути из цианидных растворов известно использование анионообменной сорбции металлов на ионообменные смолы типа АМ-2Б (или Россион-12) [«Кучное выщелачивание благородных металлов». - /Под редакцией М.И.Фазлуллина, М.: Издательство Академии горных наук, 2001; с.548-550].

Золото, серебро и ртуть сорбируются ионообменными смолами коллективно и практически нацело, а разделение их возможно только на стадии десорбции.

В сорбционных процессах с использованием ионообменных смол для переработки золотосодержащих цианидных растворов с концентрацией свободного цианид-иона в пределах 0,5-1,0 г/л преобладает сорбция многозарядного комплексного аниона ртути Hg(CN)₄ ^2-, в то время как нейтральный комплекс Hg(CN) ₂ ⁰ характеризуется меньшим сродством к анионообменной смоле.

Повышенные концентрации ртути в продуктивных цианидных золотосодержащих растворах осложняют сорбционный передел, а на стадии регенерации насыщенной смолы необходимо проводить извлечение ртути из смолы до осуществления операции десорбции золота.

Растворенная ртуть, содержащаяся в цианидных продуктивных растворах выщелачивания золотосодержащих руд, создает неблагоприятные санитарно-гигиенические условия труда для рабочего персонала, обусловленные токсичностью ртути (в рабочей зоне содержание в воздухе ртути ПДКр.з. = 0,005 мг/м³). Кроме того, ртуть оказывает вредное влияние на последующие операции технологической схемы извлечения золота из руд:

- в процессе сорбции ртуть является дополнительной нагрузкой на сорбент, увеличивая расход ионообменной смолы и реагентов, используемых при ее регенерации;

- при электролизе растворов товарного десорбата ртуть осаждается совместно с золотом на катоде, существенно ухудшая условия труда (концентрация паров ртути в зоне обслуживания электролизеров иногда превышает ПДКр.з.);

- при переработке катодных осадков необходимо предварительное удаление из них ртути, которое осуществляется проведением операции отгонки (дистиляции) ртути в специальных ретортных печах при температурах, превышающих 400°С.

Основной задачей является очистка от ртути насыщенной золотосодержащей ионообменной смолы путем предварительной десорбции ртути со смолы перед десорбцией золота с использованием методов, обеспечивающих эффективное извлечение ртути без существенных потерь золота при этом.

Прототипом, как наиболее близким аналогом по техническому решению, предлагаемого нами способа десорбции ртути из насыщенной золотосодержащей ионообменной смолы может служить процесс, осуществляемый с использованием в качестве десорбирующего раствора смеси кислот 70 г/л H ₂SO₄ и 20 г/л HNО₃. При этом температура десорбции составляет 45-50°С, время десорбции - 6 часов при скорости подачи раствора 1 об/об смолы в час в динамическом режиме. Практически все примеси цветных металлов (цинк, никель и др.), в том числе и ртуть, десорбируются со смолы в результате такой кислотной обработки. При этом потери золота минимальны. Содержание ртути в смоле уменьшается от 19 мг/г до 0,002 мг/г. Десорбат, содержащий значительное количество ртути (~3 г/л), поступает на узел электрохимической очистки и затем очищенный от ртути раствор доукрепляется по НNО₃ и H₂ SO₄ и возвращается в процесс десорбции примесей [«Кучное выщелачивание благородных металлов». - / Под редакцией М.И.Фазлуллина, М.: Издательство Академии горных наук, 2001; с.580-583].

Недостатками указанного способа десорбции ртути из ионообменной смолы являются: повышенный расход кислот (H₂SO ₄ и НNО₃).

Технический результат изобретения - снижение содержания ртути в насыщенной золотосодержащей ионообменной смоле до безопасной концентрации или полное предотвращение попадания ртути в циклы десорбции золота в готовую продукцию - черновой сплав лигатурного золота.

Технический результат достигается тем, что извлечение золота проводят из цианидных растворов, содержащих ртуть. Сорбцию ведут на ионообменной смоле марки АМ-2Б, десорбцию ртути проводят предварительно перед десорбцией золота путем обработки насыщенной смолы раствором 30-50 г/л серной кислоты в присутствии окислителя - перекиси водорода (5-10 г/л H₂O₂) при температуре 40-50°С и продолжительности 6 часов.

Десорбция проводится в присутствии более сильного окислителя - перекиси водорода (Е₀=+1,80 В), чем азотная кислота (Е ₀=+0,96 В).

При десорбции цианидных комплексных соединений типа Cu(CN)₄ ^3-, Zn(CN)₄ ^2-, Ni(CN)₄ ^2- и Hg(CN)₄ ^2- смесью серной кислоты и перекиси водорода важную роль играют следующие факторы:

- разложение цианидных комплексных соединений в фазе ионообменной смолы;

- образование растворимых в элюанте соединений;

- образование соединений катионного типа, не удерживаемых в фазе ионообменной смолы.

Эти процессы протекают по реакциям типа:

R₂[Hg(CN)₄ ^2-]+2H₂SO₄+2H₂ O₂ R₂SO₄+HgSO₄+4HCN +2H₂O+O₂

Ниже сущность настоящего изобретения более подробно разъясняется примерами, подтверждающими его осуществление.

ПРИМЕР

Насыщенная ионообменная смола марки АМ-2Б после водной отмывки от реагентов с содержанием компонентов, мг/г: 6,5 золото; 7,5 ртуть; 0,2 медь; 5,3 цинк; 0,6 железо; 0,3 никель загружалась во влажном состоянии в десорбционную колонку объемом 50 мл. Колонки были снабжены водяной рубашкой для обеспечения нагрева десорбирующих растворов, которые подавались в колонку снизу вверх со скоростью 1 об/об смолы в час.

Результаты экспериментов приведены в табл.1-4.

Таблица 1
Влияние концентрации H2SO4 на извлечение ртути при десорбции
Концентрация H2O2 - 10 г/л
Температура - 50°С
Продолжительность - 6 час
Концентрация H2SO4, г/л	Остаточное содержание ртути в смоле после десорбции, мг/г	Извлечение ртути при десорбции, %
20	0,17	97,70
30	0,05	99,30
40	0,003	99,96
50	0,002	99,97
60	0,002	99,97

Данные в табл.1 показывают, что извлечение ртути из смолы при десорбции выше 99,3 % достигается при концентрации серной кислоты 30-50 г/л. Значительное снижение показателей десорбции отмечается при уменьшении концентрации серной кислоты в десорбирующем растворе с 30 г/л до 20 г/л. Повышение концентрации серной кислоты более 50 г/л нецелесообразно.

Таблица 2
Влияние концентрации Н2О2 на извлечение ртути при десорбции
Концентрация H2SO4 - 50 г/л
Температура - 50°С
Продолжительность - 6 час
Концентрация Н2O2, г/л	Остаточное содержание ртути в смоле после десорбции, мг/г	Извлечение ртути при десорбции, %
3	0,10	98,67
5	0,05	99,30
7,5	0,003	99,96
10	0,002	99,97

Из приведенных в табл.2 данных следует, что максимальное извлечение ртути более 99,3% достигалось при концентрации перекиси водорода 5-10 г/л.

Таблица 3
Зависимость извлечения ртути из смолы при десорбции от температуры
Концентрация H2O2 - 50 г/л
Температура - 50°C
Продолжительность - 6 час
Температура, °С	Остаточное содержание ртути в смоле после десорбции, мг/г	Извлечение ртути при десорбции, %
20	0,05	99,30
30	0,05	99,30
40	0,003	99,96
50	0,002	99,97
60	0,002	99,97

Максимальное извлечение ртути более 99,3% достигалось при температуре 40-50°С. Увеличивать далее температуру процесса нецелесообразно.

Таблица 4
Влияние продолжительности десорбции на извлечение ртути из смолы
Концентрация H2SO4 - 50 г/л
Концентрация H2O2 - 10 г/л
Температура - 50°С
Продолжительность десорбции, час	Остаточное содержание ртути в смоле после десорбции, мг/г	Извлечение ртути при десорбции, %
2	0,10	98,70
4	0,05	99,30
6	0,002	99,97
8	0,002	99,97
10	0,002	99,97

Данные табл.4 показывают, что извлечение ртути при десорбции из смолы выше 99,3% достигаются при продолжительности процесса 6 часов. Увеличивать далее продолжительность процесса десорбции нецелесообразно

В условиях повышенного содержания ртути и цинка в цианидных растворах выщелачивания с целью определения изменения сорбционных свойств смолы АМ-2Б в циклах «сорбция-десорбция» были проведены опыты в статических условиях по осуществлению многократных операций «сорбция-десорбция» (6 циклов). Сорбцию проводили из цианидного раствора с содержанием, мг/л: ртуть - 3,5; цинк - 20 и цианид натрия - 1000, при соотношении объемов смола:раствор, равном 1:250, и продолжительности контакта 6 часов; а десорбцию - раствором, содержащим 50 г/л серной кислоты и 10 г/л перекиси водорода при соотношении объемов смола:раствор, равном 1:50, температуре 50°С и продолжительности контакта 6 часов.

Для сравнения были проведены параллельно опыты в аналогичных условиях с использованием в качестве десорбирующего раствора 70 г/л серной кислоты с добавкой 20 г/л азотной кислоты.

Таблица 5
Ионообменные свойства смолы АМ-2Б в циклах «сорбция-десорбция»
№	Содержание компонентов в смоле, мг/г
цикла	Десорбция ртути раствором 50 г/л H2SO4+10 г/л Н2О2	Десорбция ртути раствором 70 г/л H2SO4+20 г/л HNO3
	Емкость смолы в цикле сорбции, мг/г	Остаточная емкость смолы в цикле десорбции, мг/г	Емкость смолы в цикле сорбции, мг/г	Остаточная емкость смолы в цикле десорбции, мг/г
	ртуть	цинк	ртуть	цинк	ртуть	цинк	ртуть	цинк
1	6,9	25,2	0,002	0,3	7,4	13,0	0,05	0,2
2	7,7	19,5	0,003	0,2	7,1	14,0	0,06	0,2
3	7,5	18,3	0,003	0,2	6,9	15,0	0,08	0,2
4	7,3	20,1	0,002	0,2	7,4	14,6	0,09	0,2
5	7,5	23,4	0,002	0,2	7,6	14,3	0,14	0,2
6	7,6	21,2	0,002	0,2	6,5	15,7	0,17	0,2

Из данных табл. 5 видно, что при 6-кратном осуществлении циклов «сорбция-десорбция» использование для десорбции ртути раствора 70 г/л серной кислоты с добавкой 20 г/л азотной кислоты приводит к повышению от цикла к циклу величины остаточной емкости смолы АМ-2Б по ртути от 0,05 мг/г до 0,17 мг/г, что в дальнейшем при производственных условиях использования этого способа десорбции может привести к резкому ухудшению технологических показателей процесса извлечения золота.

В то же время при десорбции ртути раствором 50 г/л серной кислоты в присутствии 10 г/л перекиси водорода сорбционные свойства смолы АМ-2Б остаются неизменными.

Таким образом, экспериментально доказано, что способ извлечения золота из цианидных растворов, содержащих ртуть, при проведении предварительной десорбции ртути (до операции десорбции золота) кислотной обработкой в следующих условиях:

- концентрация Н₂ SO₄ = 30-50 г/л;

- концентрация Н ₂О₂ = 5-10 г/л;

- температура = 40-50°С;

- продолжительность процесса = 6 час;

имеет ряд преимуществ:

1) значительно увеличивается степень селективного извлечения ртути из насыщенной смолы,

2) процесс значительно упрощается за счет снижения расхода кислот (H₂SO ₄ И НNО₃).