способ извлечения свободного золота из россыпей и руд и устройство для его реализации (варианты)

Формула изобретения

1. Способ извлечения свободного золота из россыпей и руд, включающий

a) подготовку из россыпей и руд золотоносной пульпы,

b) использование абсорбента, подготовленного на основе жидких углеводородов, при этом плотность упомянутого абсорбента ниже плотности упомянутой пульпы,

c) осуществление контакта пульпы с абсорбентом, при котором свободное золото переходит из пульпы в абсорбент,

d) выделение свободного золота из абсорбента путем фильтрования абсорбента, отличающийся тем, что

e) осуществляют объемный контакт пульпы с абсорбентом путем фильтрования пульпы через, по меньшей мере, один слой абсорбента,

f) при этом используют абсорбент, обладающий окислительным потенциалом (Eh) и характеризующийся величиной адгезии к свободному золоту не менее 40 Па.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что объемный контакт пульпы с абсорбентом осуществляют путем фильтрования пульпы сверху вниз через, по меньшей мере, один слой абсорбента.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что абсорбент обладает окислительным потенциалом (Eh) не менее +1400 мВ.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве абсорбента используют жидкие углеводороды, например минеральное масло, полученное после переработки мазута, моторное минеральное масло различных марок или их смеси с добавлением активирующих веществ и температурной обработки смеси.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что плотность абсорбента равна 0,72-0,93 г/см³.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что плотность пульпы равна 1,1-1,6 г/см ³.

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что фильтрование пульпы через слой абсорбента осуществляют под давлением не более 0,1-0,5 мПа.

8. Способ извлечения свободного золота из россыпей и руд, включающий

a) подготовку из россыпей и руд золотоносной пульпы,

b) использование абсорбента, подготовленного на основе жидких углеводородов, при этом плотность упомянутого абсорбента ниже плотности упомянутой пульпы,

c) осуществление контакта пульпы с абсорбентом, при котором свободное золото переходит из пульпы в абсорбент,

d) выделение свободного золота из абсорбента путем фильтрования абсорбента, отличающийся тем, что

e) осуществляют объемный контакт пульпы с абсорбентом путем фильтрования пульпы сверху вниз через, по меньшей мере, один слой абсорбента,

f) при этом используют абсорбент, обладающий окислительным потенциалом (Eh) не менее +1400 мВ и характеризующийся величиной адгезии к свободному золоту не менее 40 Па.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве абсорбента используют жидкие углеводороды, например минеральное масло, полученное после переработки мазута, моторное минеральное масло различных марок или их смеси с добавлением активирующих веществ и температурной обработки смеси.

10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что плотность абсорбента равна 0,72-0,93 г/см³.

11. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что плотность пульпы равна 1,1-1,6 г/см ³.

12. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что фильтрование пульпы через слой абсорбента осуществляют под давлением не более 0,1-0,5 мПа.

13. Устройство для извлечения свободного золота из россыпей и руд, содержащее:

a) по меньшей мере, один сепаратор,

b) по меньшей мере, один патрубок подвода золотоносной пульпы из россыпей и руд в упомянутый сепаратор,

c) по меньшей мере, один патрубок отвода пульпы из сепаратора,

d) по меньшей мере, один патрубок подвода абсорбента в сепаратор,

e) по меньшей мере, один патрубок отвода абсорбента,

f) по меньшей мере, один фильтр-пресс, соединенный с упомянутым патрубком отвода абсорбента, отличающееся тем, что

g) сепаратор содержит, по меньшей мере, один слой абсорбента, подготовленный на основе жидких углеводородов, плотность которого равная 0,72-0,93 г/см³, меньше плотности пульпы, равной 1,1-1,6 г/см ³, при этом абсорбент обладает окислительным потенциалом (Eh) и величиной адгезии к свободному золоту не менее 40 Па, а упомянутый слой абсорбента выполняет функцию фильтра для фильтрования золотоносной пульпы.

14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что сепаратор дополнительно содержит, по меньшей мере, один смеситель пульпы с абсорбентом, расположенный в верхней части сепаратора.

15. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что сепаратор содержит, по меньшей мере, одно средство для измерения уровня пульпы в нем.

16. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что патрубок отвода пульпы расположен в нижней части сепаратора и содержит гидравлический затвор для формирования уровня пульпы в сепараторе.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к способам и устройствам извлечения свободного золота из россыпей и руд.

Также настоящее изобретение относится к способам и устройствам обогащения свободного золота крупных, средних, мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов крупности.

Также настоящее изобретение может быть использовано при поисково-разведочных работах на россыпное золото, в особенности там, где преобладает свободное золото мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов крупности.

Также настоящее изобретение относится к способам и устройствам извлечения свободного золота из природных и техногенных россыпей и руд с низким содержанием свободного золота, а именно из отвалов обогатительных фабрик, вскрышных пород карьеров, а также из труднообогатимых глинистых россыпей.

Также настоящее изобретение относится к способам и устройствам извлечения свободного золота из золотоносных шламов - отходов переработки железных руд, бокситов, марганца, калийных солей, титано-циркониевых россыпей.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последние десятилетия в золотодобывающих странах, в связи с истощением запасов легкообогатимых россыпей с крупным золотом, в эксплуатацию вовлекаются россыпи, которые преимущественно содержат мелкие, тонкие, пылеватые и дисперсные классы крупности свободного золота.

Повторно разрабатываются техногенные россыпи и руды с содержанием мелкого и тонкого свободного золота.

Ведется извлечение свободного золота из новых типов месторождений - золотоносных кор выветривания, древних аллювиальных россыпей с преобладающими запасами золота мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов.

В таблице 1 приведена классификация свободного золота по классам крупности.

Таблица 1
Наименование класса	Класс крупности, мм
Крупное	-2+0,5
Среднее	-0,5+0,25
Мелкое	-0,25+0,1
Тонкое	-0,1-+0,05
Пылеватое	-0,05+0,01
Дисперсное	-0,01

В зоне гипергенеза золото находится в самородном состоянии (свободное золото), редко входит в состав сульфидов (пирит, сфалерит, сурьма). Кроме свободного золота имеются труднообогатимые формы золота, так называемое «золото в рубашке» - покрытое тонкими пленками гидроокислов железа, марганца, глинистых минералов.

Месторождения свободного золота, в составе которого преобладает мелкое, тонкое, пылеватое и дисперсное золото, относятся к труднообогатимым месторождениям.

Известные гравитационные методы обогащения для них неприемлемы, так как большая часть запасов свободного золота будет снесена в хвосты обогащения.

Поэтому актуальной задачей является разработка новых способов и устройств для проведения поисково-разведочных работ различных типов труднообогатимых месторождений.

Также актуальной задачей является повышение эффективности извлечения свободного золота мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов из природных и техногенных россыпей и руд.

Также актуальной задачей является промышленное извлечение свободного золота из труднообогатимых месторождений.

Также актуальной задачей является извлечение свободного золота из бедных россыпей, которые преимущественно содержат мелкие, тонкие и дисперсные классы золота, например, к бедным месторождения относятся отработанные россыпи и руды например, хвосты обогащения, шлам, в которых содержаться свободное золота мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов, также к бедным месторождениям могут относиться золотосодержащие шламы, а именно, шламы отходов производства железных руд, бокситов, марганца, калийных солей, титано-циркониевых россыпей.

Селективное извлечение свободного золота поверхностями, на которых содержался жир, известно с V века до н.э. Для добычи свободного золота из ила применяли перья, смоченные жиром, к которым избирательно прилипали частицы свободного золота - золотины. Известным способом не извлекалось свободное золото мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов.

Последующим усовершенствованием способа извлечения свободного золота из россыпей и руд, явилась масляная флотация пульпы для селективного извлечения свободного золота.

Масляная флотация была разработана в Англии в 1860 г. Согласно способу масляной флотации тонкоразмолотую золотоносную руду смешивали в отношении 6:1 с минеральным маслом, затем добавляли воду и омасленные сульфиды всплывали на поверхность. Зерна породных минералов оседали на дне флотационной машины, а на поверхности образовывался минерализованный слой.

В дальнейшем масляная флотация усовершенствовалась за счет введения газовой составляющей для облегчения всплытия омасленных сульфидов (газомасляная флотация, была разработана в Германии в 1877 г.), а также за счет серной кислоты, усиливающей избирательное смачивание сульфидов маслом. Последний способ был разработан в США.

В основе метода масляной флотации лежит хорошая смачиваемость свободного золота и других рудных минералов, минеральными и растительными маслами, жирами, т.е. высокомолекулярными веществами.

Газомасляная флотация требовала использования большого расхода минерального масла, что делало процесс извлечения свободного золота дорогим и малоэффективным. Для бедных россыпей и руд, которые преимущественно содержат свободное золото пылеватых и дисперсных классов, масляная флотация является малоэффективной из-за слабой золотин маленького веса к поверхности воздушного пузырька. Также газомасляная флотация малоэффективна для россыпей и руд с содержанием свободного золота больших и средних классов из-за значительного веса золотин. Газомасляной флотацией хорошо флотируется свободное золото мелких и тонких классов.

На современном этапе 2/3 свободного золота на обогатительных фабриках добывается с помощью метода флотации. Современные способы извлечения свободного золота на основе способа флотации основываются на избирательной смачиваемости свободного золота и породных минералов реагентами-собирателями и реагентами-депресантами. Реагенты-собиратели увеличивают прилипание свободного золота к воздушным пузырькам. Реагенты-дипресанты повышают гидрофильность породных минералов. Реагенты-вспениватели создают в объеме пульпы большое количество воздушных пузырьков, к которым адсобрируется свободное золото с масляной оболочкой. Золотина, прикрепленная к воздушному пузырьку, поднимается на поверхность (флотирует) и отбирается в виде минеральной пены для последующего извлечения свободного золота.

Прочность связи золотины с воздушным пузырьком зависит от диаметра воздушного пузырька, размеров золотины, плотности жидкой среды во флотационной машине.

Флотируют лишь те золотины, которые прилипают к воздушному пузырьку за очень короткое время - 4-8 мс. При этом играет роль крупность золотин, размер воздушных пузырьков, количество реагентов, а также продолжительность контакта воздушного пузырька с золотиной, которая увеличивается с увеличением крупности золотин.

Недостатками метода флотации являются:

- флотируемость свободного золота преимущественно тонкого класса (-0,1 мм);

- большой расход реагентов, которые тратятся на дисперсные породные минералы;

- необходимость предварительного обесшламливания;

- использование кислот для усиление адсорбции;

- затраты, связанные с пенообразованием (аэрацией);

- низкая вероятность улавливания золотин воздушным пузырьком;

- длительность способа извлечения свободного золота, связанная с отстаиванием пены;

- низкая эффективность извлечения свободного золота больших, средних, пылеватых и дисперсных классов;

- низкая эффективность извлечения свободного золота из бедных россыпей и руд, которые преимущественно содержат тонкие, пылеватые и дисперсные классы золота;

- низкая эффективность извлечения свободного золота из труднообогатимых месторождений.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является способ извлечения свободного золота и устройство для его осуществления (заявка на изобретение RU № 2001131692 А, МПК С22В 11/00).

Способ заключается в том, что

a) подготавливают золотоносную пульпу,

b) используют абсорбент, подготовленный на основе жидких углеводородов, при этом плотность упомянутого абсорбента ниже плотности упомянутой пульпы,

c) обеспечивают контакт пульпы с абсорбентом, при котором свободное золото переходит из пульпы в абсорбент,

d) выделяют свободное золото из абсорбента путем фильтрования абсорбента.

Особенность известного способа заключается в том, что золотоносную пульпу в сепаратор подают снизу вверх. В сепараторе указанная пульпа проходит через фильтр, который расположен в средней части сепаратора, при этом указанный фильтр представляет собой слой гранул из пенополистирола, которые частично адсорбируют золотины. После фильтрования пульпа подается в верхнюю часть сепаратора, где находится жидкий слой абсорбента, который подготовлен на основе жидких углеводородов, при этом указанный слой абсорбента удерживается на поверхности пульпы, а контакт пульпы и абсорбента осуществляется в приповерхностной зоне адсорбционного слоя.

Недостатками известного способа являются:

- поверхностный контакт абсорбента с пульпой приводит к низкой эффективности извлечения свободного золота больших, средних, мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов, также поверхностный контакт пульпы и абсорбента не позволяет золотине прочно удерживаться в слое абсорбента, что также уменьшает извлечение свободного золота;

- быстрое засорение фильтра из гранул пенополистирола шламовым материалом и снижение дебита фильтрования пульпы, образование пробок шлама и прекращение процесса фильтрования,

- низкая эффективность извлечения свободного золота из бедных россыпей и руд, которые преимущественно содержат тонкие, пылеватые и дисперсные классы.

Поэтому известный способ извлечения свободного золота из россыпей и руд не нашел промышленного применения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является разработка способа и устройства извлечения свободного золота из россыпей и руд, использование которого позволит увеличить степень извлечения свободного золота всех классов, в том числе, мелких, тонких, пылеватых и дисперсных из природных и техногенных россыпей и руд.

Также задачей настоящего изобретения является разработка способа и устройства для извлечения свободного золота из россыпей и руд, использование которого позволит организовать промышленное извлечение свободного золота из труднообогатимых месторождений, которые преимущественно содержат свободное золото мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов.

Также задачей настоящего изобретения является разработка способа и устройства для извлечения свободного золота из россыпей и руд, использование которого позволит уменьшить затраты, связанные с извлечение свободного золота мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов.

Также задачей настоящего изобретения является извлечение свободного золота из золотосодержащих шламов, а именно, отходов переработки железных руд, бокситов, марганца, калийных солей, титано-циркониевых россыпей.

Другие задачи и преимущества настоящего изобретения будут раскрыты ниже по мере изложения настоящего описания и чертежей.

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СВОБОДНОГО ЗОЛОТА ИЗ РОССЫПЕЙ И РУД

ВАРИАНТ № 1

Согласно первого варианта выполнения настоящего изобретения, поставленная задача решается тем, что в известном способе извлечения свободного золота, согласно которому,

a) подготавливают золотоносную пульпу,

b) используют абсорбент, подготовленный на основе жидких углеводородов, при этом плотность упомянутого абсорбента ниже плотности упомянутой пульпы,

c) обеспечивают контакт пульпы с абсорбентом, при котором свободное золото переходит из пульпы в абсорбент,

d) выделяют свободное золото из абсорбента путем фильтрования

абсорбента, согласно заявляемого изобретения,

e) осуществляют объемный контакт пульпы с абсорбентом путем фильтрования пульпы через, по меньшей мере, один слой абсорбента,

f) при этом используют абсорбент, обладающий окислительным потенциалом (Eh) и характеризующийся величиной адгезии к свободному золоту не менее 40 Па.

В частном варианте выполнения способа объемный контакт пульпы с абсорбентом осуществляют путем фильтрования пульпы сверху вниз через, по меньшей мере, один слой абсорбента.

В частном варианте выполнения способа абсорбент обладает окислительным потенциалом (Eh) не менее +1400 мВ.

В частном варианте выполнения способа в качестве абсорбента используют жидкие углеводороды, например: минеральное масло, полученное после переработки мазута, моторное минеральное масло различных марок или их смеси с добавлением активирующих веществ и температурной обработки смеси.

В частном варианте выполнения способа плотность абсорбента равна 0,72-0,93 г/см³ .

В частном варианте выполнения способа плотность пульпы равна 1,1-1,6 г/см³.

В частном варианте выполнения способа фильтрование пульпы через слой абсорбента осуществляют под давлением не более 0,1-0,5 мПа.

ВАРИАНТ № 2

Согласно второму варианту поставленная задача решается тем, что в известном способе извлечения свободного золота из россыпей и руд, согласно которому,

a) подготавливают золотоносную пульпу,

b) используют абсорбент, подготовленный на основе жидких углеводородов, при этом плотность упомянутого абсорбента ниже плотности упомянутой пульпы,

c) обеспечивают контакт пульпы с абсорбентом, при котором свободное золото переходит из пульпы в абсорбент,

d) выделяют свободное золото из абсорбента путем фильтрования

абсорбента, согласно заявляемого изобретения,

e) осуществляют объемный контакт пульпы с абсорбентом путем фильтрования пульпы сверху вниз через, по меньшей мере, один слой абсорбента,

f) при этом используют абсорбент, обладающий окислительным потенциалом (Eh) не менее +1400 мВ и характеризующийся величиной адгезии к свободному золоту не менее 40 Па.

В частном варианте выполнения способа в качестве абсорбента используются жидкие углеводороды, например; минеральное масло, полученное после переработки мазута, моторное минеральное масло различных марок или их смеси с добавлением активирующих веществ и температурной обработки смеси.

В частном варианте выполнения способа плотность абсорбента равна 0,72-0,93 г/см³ .

В частном варианте выполнения способа плотность пульпы равна 1,1-1,6 г/см³.

В частном варианте выполнения способа фильтрование пульпы через слой абсорбента осуществляют под давлением не более 0,1-0,5 мПа.

УСТРОЙСТВО ИЗВЛЕЧЕНИЯ СВОБОДНОГО ЗОЛОТА ИЗ РОССЫПЕЙ И РУД

Также согласно настоящему изобретению, поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для извлечения свободного золота из россыпей и руд, содержащее,

a) по меньшей мере, один сепаратор,

b) по меньшей мере, один патрубок подвода золотоносной пульпы в упомянутый сепаратор,

c) по меньшей мере, один патрубок отвода пульпы из сепаратора,

d) по меньшей мере, один патрубок подвода абсорбента в сепаратор,

e) по меньшей мере, один патрубок отвода абсорбента,

f) по меньшей мере, один фильтр-пресс, соединенный с упомянутым патрубком отвода абсорбента,

согласно заявляемого изобретения,

g) сепаратор содержит, по меньшей мере, один слой абсорбента, подготовленный на основе жидких углеводородов, плотность которого (0,72-0,93 г/см³) меньше плотности пульпы (1,1-1,6 г/см³), при этом абсорбент обладает окислительным потенциалом (Eh) и величиной адгезии к свободному золоту не менее 40 Па, при этом упомянутый слой абсорбента выполняет функцию фильтра для фильтрования золотоносной пульпы.

В частном варианте выполнения устройства сепаратор, дополнительно содержит, по меньшей мере, один смеситель пульпы с абсорбентом, расположенный в верхней части сепаратора.

В частном варианте выполнения устройства сепаратор дополнительно содержит, по меньшей мере, одно средство для измерения уровня пульпы в сепараторе.

В частном варианте выполнения устройства патрубок отвода пульпы расположен в нижней части сепаратора и содержит гидравлический затвор для формирования уровня пульпы в сепараторе.

Золото находится в 1-й группе шестого периода периодической таблицы системы элементов Д.И. Менделеева. Это означает наличие 6-ти электронных орбиталей атома с одним электроном на внешней орбите. Два внешних электронных слоя, состоящие из 1 и 18 электронов, являются валентными, то есть способны отдавать часть своих электронов под действием сильных окислителей, превращаясь в 1 или 3-х валентные катионы (AuCl, AuCl₃, Au ₂Br₂).

Золото обладает максимальной для металлов электроотрицательностью, то есть максимальным потенциалом ионизации, необходимым для отрыва электрона с внешней орбиты, а также максимальным сродством к электрону. Способность золота удерживать в своей сфере внешние электроны оценивается потенциалом ионизации в 9,22 эв, а ближайшего аналога серебра в 7,577 эв. По величине потенциала ионизации золото близко к сильным окислителям 6-й группы, имеющих в строении атома 6 электронов на внешней оболочке - Те, Se, S, О. Даже с этими элементами золото не вступает в химические соединения по типу ионных связей. Поэтому в обычных природных условиях свободное золото инертно.

Золото хорошо реагирует с образованием химических ионных связей с большинством галогенов - F, Cl, Br, которые имеют очень высокий потенциал ионизации (электроотрицательность) в 21,59 эв.

Поэтому они в сильнейшей степени воздействуют на внешние электронные оболочки золота.

В природных условиях миграция золота, которое переходит в подземные и речные воды под действием галогенов и органики, происходит в виде 1 или 3-х валентных анионов , , .

Атомы золота объединены особой металлической связью, которая заключается в полном обобщении валентных электронов между взаимодействующим атомами и их незакрепленностью за определенным атомом. Электроны в золоте образуют как бы электронный газ, способный перемещаться под действием наложенных электрических потенциалов.

Поверхность золота обладает положительным зарядом, кроме того, удлиненные формы золотин обладают дипольным моментом. Концы золотин имеют положительный и отрицательный заряды, благодаря чему они на поверхности воды объединяются электростатической связью в цепочки. Природа образования дипольного момента золотин не изучена. Предполагается, что она связана с избытком и недостатком электронного облака на различных концах удлиненных золотин, что может быть вызвано различием в форме, площади, оконечности золотины. Молекулярные, преимущественно, дисперсные силы притяжения золотин достаточные для образования цепочной агломерации золота на воде.

Золотины свободного золота обладают высоким положительным зарядом поверхности, а также имеют ярко выраженную гидрофобность.

Положительно заряженный гидроксоний воды (Н ₃О⁺) электростатически отталкивается от одноименно заряженной поверхности частицы свободного золота. Гидроксил ион (ОН)^- образует слабые межмолекулярные (дисперсионные) связи с поверхностью золотины. Поэтому пленка гидроксил-иона при фильтровании легко удаляется с поверхности золотины.

Подавляющее число породных минералов в россыпях имеют отрицательно заряженные поверхности, что связано с размещением на их поверхности атомов кислорода, гидроксильных групп, отрицательно заряженных несбалансированных ионов.

Базальные (кислородные) поверхности породных минералов взаимодействуют с положительно заряженным ионом гидроксония (H₃O⁺). Прочная химическая ковалентная связь между отрицательной поверхностью минерала и водородом гидроксония воды приводит к образованию адсорбированного слоя прочносвязанной воды. Молекулы этого слоя удерживают и ориентируют диполи воды в ближайшем окружении минерала. Образуется двойной электрический слой прочносвязанной и пленочной воды. Толщина слоя воды, удерживаемого минералом, изменяется в пределах 10-100 нм. Она зависит от электрического потенциала твердого тела, концентрации электролита, рН водной среды. Рудные минералы гидрофобны и проявляют лиофильные свойства (хорошо смачиваются маслами). Породные минералы с толстой гидратной оболочкой не смачиваются маслами.

Различие в гидрофильности и лиофильности золота и нерудных материалов положены в основу настоящего изобретения.

Отличительной особенностью свободного золота является повышенная адгезия к жировым поверхностям, битуму, остаткам переработки нефти, углероду, минеральным маслам, древесным и активированным углям.

Минеральные масла относятся к группе жидких углеводородов, которые, например, получают после переработки мазута. Они представляют сложную смесь углеводородов и неуглеродных (гетероатомных) компонентов. В состав минеральных масел входят предельные, непредельные, ароматические углеводороды (парафиновые, жирные или алифатические углеводороды, нафтеновые углеводороды). Их соотношение в минеральных маслах различно в зависимости от качества первичной нефти и способов ее переработки. Кроме углеводородов минеральные масла содержат кислородные, сернистые и азотистые органические соединения, в частности - органические сульфиды, сульфоксиды, которые являются хорошими экстрагентами растворенных форм золота.

Углеводороды минеральных масел являются простейшими органическими соединениями углерода и водорода. Соединения атомов этих элементов происходит по типу ковалентной связи с образованием разветвленных цепей, что является специфической особенностью органических веществ.

Атомы углерода соединятся между собой и атомами других элементов в виде прямых, разветвленных и кольцевых цепей. В отличие от неорганических соединений углерода структура связей углерода в органических цепях очень прочная. Это объясняется тем, что атом углерода всегда 4-х валентный, то есть восстанавливает свою внешнюю орбиталь за счет присоединения 4-х электронов, либо отдает свои 4 электрона с внешней орбиты более сильному окислителю. 4-х электронная ковалентная связь очень прочная. Ковалентная связь атомов углерода с водородом или хлором приводит к изменению валентности углерода на -4 и +4 соответственно. В соединениях с водородом электронная плотность смещена к углероду, где концентрируется отрицательный заряд (-4е), а в соединениях с хлором углерод положительно заряжен (+4е). Это приводит к образованию диполей и дипольных моментов. Отрицательный заряд молекул углеводорода на конце диполя является основным связующим фактором металлоорганических соединений по типу молекулярной (дисперсионной) химической связи.

Кроме этого углеводороды масел в своей структуре имеют фенольные, креозольные и пиридиновые полярные группы. Минеральные масла включают также алифатические и ароматические сульфиды состава:

- C₂H₆S; C₃H ₈S; C₄H₁₀S; C_nH_n+2 S - алифатические сульфиды;

- C₄H ₈S; C₅H₁₀S; C_nH_2n S - циклические сульфиды.

Для алифатических углеводородов (метан и его гомологи - СН₄; С₂Н₆ ; С₃Н₈; C_nH_2n+2) отнятие одного атома водорода приводит к появлению отрицательно заряженного одновалентного углеводородного радикала C_n H_2n+1. Радикалы образуются при распаде органических молекул под действием тепла.

Ушедшие атомы водорода замещаются атомами галогенов, кислорода, серы, при этом валентность, углерода изменяется с отрицательной на положительную ( ; ). Образуются диполи со смещением электронного облака в сторону элементов, замещающих водород (галогены - Br, Cl, S). На конце диполей с атомами галогенов или серы появляется отрицательный заряд, у атома углерода - положительный. Дипольные моменты - произведение величины зарядов атомов диполя и расстояние между ними определяют силу молекулярных химических (дисперсионных) связей, в частности между атомами золота, диполями золотин и диполями минерального масла. С увеличением зарядов атомов в диполе возрастает дисперсионная сила взаимодействия веществ.

Наибольшей активностью и способностью к реакциям замещения водорода в жидких углеводородах отличаются атомы, имеющие максимальный заряд и минимальный радиус. По этим критериям ряд активности замещения представлен:

Br CI S F O Р N

Сорбция свободного золота осуществляется за счет химической межмолекулярной связи Ван-дер-Ваальса. Она обусловлена взаимодействием диполей адсорбента с атомами и молекулами свободного золота и заключается в смещении электронных оболочек атомов золота, образованию и усилению их дипольных моментов.

Интенсивность взаимодействия смачивающих жидкостей и золота зависит от полярности абсорбента - количества диполей и их заряда. С увеличением полярных групп возрастает молекулярное взаимодействие, смачиваемость золота с абсорбентом.

В процессе объемного контакта пульпы с абсорбентом, который подготовлен на основании жидких углеводородов и обладает высоким окислительным потенциалом (Eh) адгезией к свободному золоту не менее 40 Па все золотины, которые находятся в пульпе селективно накапливаются в абсорбенте, а породные минералы выносятся из сепаратора. В процессе объемного контакта золотины активно смачиваются абсорбентом, который вытесняет воду, в результате чего снижается поверхностная энергия золотины. Поскольку адгезия к свободному золоту составляет не менее 40 Па, то это приводит к тому, что золотины всех классов крупности, включая крупное и дисперсное золото, удерживаются в слое абсорбента. В результате повышенной плотности (14-19 г/см ³), особенно высококачественного свободного золота, золотины перемещаются в слое абсорбента и накапливаются в нижней части слоя абсорбента - в контактной зоне абсорбента и пульпы.

При осуществлении объемного контакта пульпы с абсорбентом, который имеет окислительный потенциал (Eh) более +1400 мВ и адгезию не менее 40 Па происходит извлечение свободного золота всех классов крупности.

При проведении опытов было установлено, что при адгезии абсорбента к свободному золоту не менее 40 Па и плотности золота 16-19 г/см³ свободное золото средней пробности ~16 г/см³ может удерживаться абсорбционными связями при размере в 0,6-1,5 мм и более, то есть свободное золото крупного класса. Высокопробное свободное золото (18-19 г/см ³) с размерами пластинчатой формы золотин более 0,15-0,2 мм также задерживаются абсорбентом в сепараторе.

Металлоемкость по золоту на единицу площади слоя абсорбента - 90-110 мг/см² при адгезии абсорбента к свободному золоту не менее чем 40 Па и окислительном потенциале (Eh) не менее +1400 мВ.

ЧЕРТЕЖИ

При рассмотрении вариантов осуществления настоящего изобретения используется узкая терминология. Однако настоящее изобретение не ограничивается принятыми терминами и следует иметь в виду, что каждый такой термин охватывает все эквивалентные элементы, которые работают аналогичным образом и используются для решения тех же задач.

Так, настоящее изобретение поясняется чертежом, на котором изображено:

устройство для извлечения свободного золота из россыпей и руд.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. изображено устройство для извлечения свободного золота из россыпей и руд, которое содержит сепаратор 1, патрубок подвода золотоносной пульпы 2, расположенный в верхней части сепаратора 1, патрубок отвода пульпы 3, расположенный в нижней части сепаратора 1, патрубок подвода абсорбента 4 в сепаратор 1, патрубок отвода абсорбента 5 из сепаратора 1, фильтр-пресс 6, соединенный с патрубком отвода абсорбента 5. Емкость 7 для сбора абсорбента, соединенная с фильтр-прессом 6 и патрубком подвода абсорбента 4.

Сепаратор 1 содержит слой абсорбента 8, который плавает на поверхности пульпы 9.

Также сепаратор 1 содержит смеситель 10 пульпы с абсорбентом, который размещен в верхней части сепаратора 1 в зоне примыкания патрубка подвода золотоносной пульпы 2 в сепаратор 1.

Также к сепаратору 1 примыкает патрубок подвода воздуха 11, который примыкает к верхней части сепаратора 1.

Патрубок подвода золотоносной пульпы 2, патрубок отвода пульпы 3, патрубок подвода абсорбента 4, патрубок отвода абсорбента 5 и патрубок подвода воздуха 11 содержат регуляторы 12₁, 12 ₂, 12₃, 12₄ и 12₅.

Также патрубок подвода золотоносной пульпы 2 содержит насос 13 для подачи пульпы из источника получения пульпы 14 в сепаратор 1.

Фильтр-пресс 6 содержит съемный картридж, который представляет собой стальной сетчатый цилиндр в котором размещен матерчатый фильтр.

Патрубок подвода абсорбента 4 содержит насос 16 для подачи абсорбента из емкости 7 в сепаратор 1.

Патрубок отвода пульпы 3 образует гидравлический затвор 17.

Как было выше указано, что позицией 14 указан источник получения пульпы в качестве которого могут быть: пульпообразователи землесосов, пульпонасосные станции обогатительных фабрик, пульпопроводы, драги, промприборы на действующих и отработанных участках россыпей, хвостах обогащения фабрик, хвостохранилищ, отстойников и т.д.

Также сепаратор 1 содержит индикатор уровня пульпы, манометр и аварийный клапан сброса давления, которые на фигуре не показаны.

Также патрубок отвода пульпы 3 может содержать, по меньшей мере, один вибратор (на фиг. не показан) для удаления пробок в патрубке отвода пульпы 3.

ПРИМЕР 1

Способ извлечения свободного золота из россыпей и руд, согласно которого приготавливают золотоносную пульпу, которая отходит от источника получения пульпы 14 и подают ее в сепаратор 1 через патрубок подвода золотоносной пульпы 2. В сепараторе 1 пульпа распыляется посредством смесителя 10 и проходит через слой абсорбента 8, который выполняет функцию жидкого фильтра, для фильтрования золотоносной пульпы. При этом слой абсорбента 8 находится на поверхности пульпы 9 в сепараторе 1.

В результате объемного контакта пульпы со слоем абсорбента 8 осуществляется селективный переход золотин из пульпы в абсорбент, а также процесс разделения гидрофильной и гидрофобной частей золотоносной пульпы.

Вследствие разностей плотностей пульпы и абсорбента пульпа оседает на дне сепаратора 1 и отводится из него через патрубок отвода пульпы 3.

Количество пульпы, которое необходимо пропустить через слой абсорбента 8 за один фильтроцикл для достижения максимальной металлоемкости слоя абсорбента 8 определяется экспериментально.

После пропускания золотоносной пульпы через слой абсорбента 8 прекращали подачу пульпы в сепаратор 1, после чего производили отвод абсорбента из сепаратора 1 посредством патрубка отвода абсорбента 5 в фильтр-пресс 6. В фильтр-прессе 6 происходило фильтрование абсорбента в результате чего золотины или зерна (объединение золотин) оседали на поверхности матерчатого фильтра съемного картриджа 15.

После фильтрации абсорбент отводили из фильтр-пресса 6 в емкость 7 из которой через патрубок подвода абсорбента 4 посредством насоса 16 производили подачу абсорбента из емкости 7 в сепаратор 1 и тем самым формировали слой абсорбента 8 в сепараторе 1. После формирования слоя абсорбента 8 в сепараторе 1 производили подачу золотоносной пульпы в сепаратор 1 и осуществляли пропускание пульпы через слой абсорбента 8.

После фильтрования абсорбента и отвода его из фильтр-пресса 6 снимали съемный картридж 15 из которого извлекали матерчатый фильтр с извлеченными золотинами производили макро- и микроскопическое изучение золота и затем фильтр сжигали при температуре ~700°С для получения твердого остатка с золотом.

В случае образования пробок в патрубке отвода пульпы 3 производили подачу воздуха в сепаратор 1 через патрубок подвода воздуха 11.

ПРИМЕР № 2

Опыт с «холостыми» пробами.

В пробы весом 1 кг. мелкозернистых аллювиальных кварцевых песков с размером зерен 0,1-0,2 мм вносились по 100 золотин 585 пробы размером 0,1-0,15 мм.

После чего пробы тщательно перемешивалась и помещалась в пробоприемник-пульпообразователь (позиция 14 источник получения пульпы), в котором образовывалась золотоносная пульпа. Полученную золотоносную пульпу подавали в сепаратор 1, согласно примера № 1.

Результаты испытаний, проведены на 10 пробах представлены в таблице 2, при этом плотность пульпы была одинаковой и равнялась 1,1 г/см³, а окислительный потенциал абсорбента (Eh) менялся.

Из таблицы 2 видно, что при использовании абсорбента с адгезией к свободному золоту не менее чем 40 Па, количество свободного золота увеличивается с увеличением окислительного потенциала (Eh), a чувствительность обнаружения свободного золота увеличивается до 30-40 мг/т, что указывает на то, что изобретение может быть промышленно применимо для обнаружения и извлечения свободного золота из труднообогатимых и бедных россыпей и руд.

ПРИМЕР № 3

Опыт с «холостыми» пробами.

В пробы весом 1 кг. мелкозернистых аллювиальных кварцевых песков с размером зерен 0,1-0,2 мм вносились по 100 золотин 585 пробы размером 0,1-0,15 мм.

После чего пробы тщательно перемешивалась и помещалась в пробоприемник-пульпообразователь (позиция 14 источник получения пульпы), в котором образовывалась золотоносная пульпа. Полученную золотоносную пульпу подавали в сепаратор 1, в соответствии с примером № 1.

Результаты испытаний представлены в таблице 3.

Из таблицы 3 видно, что при увеличении плотности золотоносной пульпы (рост твердого в соотношении «Твердое: Жидкое») степень извлечения свободного золота уменьшается при аналогичных условиях примера № 2-3, уменьшается и чувствительность анализа - 48-52 мг/т. Однако селективность извлечения свободного золота - 1 знак золота на 70-90 млн. зерен на 1 кг мелкозернистого аллювиального кварцевого песка сохраняется, что указывает на то, что изобретение может быть использовано для извлечения свободного золота при различной плотности пульпы.

ПРИМЕР № 4

При проведении опытов, описанных в вышеупомянутых примерах № 2 и 3 также осуществляли измерение затрат абсорбента в процессе извлечения свободного золота. Результаты о расходе абсорбента во время извлечения свободного золота представлены в таблице № 4.

ПРИМЕР № 5

Эксперименты, проведенные в полевых условиях.

Испытания заявленного изобретения были проведены в полевых условиях. Результаты извлечения свободного золота из отходов производства обогатительных фабрик представлены в таблице № 5. При этом вес знака свободного золота в классе определен расчетом по среднему объему плоских золотин - преобладающего чешуйчатого золота и плотности золота 16,0 г/см³.

Из приведенной таблицы следует, что использование заявленного изобретения позволяет извлекать свободное золото из россыпей и руд крупных, средних, мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов из природных и техногенных россыпей и руд, в т.ч. извлекается так называемое плавучее золото мелких, тонких и пылеватых классов.

Из таблицы 5 видно, что извлекаются все классы свободного золота, а количество полученного свободного золота указывает на промышленную концентрацию в отработанных шламах.

Из приведенных таблиц 2-5 вытекает, что использование заявляемого изобретения позволяет извлекать свободное золото всех классов крупности из природных и техногенных россыпей и отходов переработки руд (хвостов обогащения).

При окислительном потенциале (Eh), который не менее+1400 мВ эффективно извлекаются высокопробное золото крупных и средних классов, а также мелкие и тонкие - «плавучие» фракции.

При этом, производительность промышленных устройств дли извлечения свободного золота из россыпей и руд может достигать 800-1000 м³/сут и более. Металлоемкость по золоту за 1 фильтроцикл в пересчете на площадь слоя абсорбента - 90-110 мг/см² , чувствительность обнаружения свободного золота -30-50 мг/т, селективность извлечения - 1 знак золота на 70-100 млн. зерен мелкозернистого аллювиального кварцевого песка.

Использование настоящего изобретения не наносит вред окружающей среде, так как в основном извлечение свободного золота планируется из отходов действующих производств.

Техническим результатом заявляемого изобретения является:

- увеличение эффективности извлечения свободного золота мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов, так называемого «плавучего» золота;

промышленная организация извлечения свободного золота из труднообогатимых месторождений, которые преимущественно содержат свободное золото мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов;

- увеличение эффективности извлечения свободного золота из бедных россыпей и руд, которые преимущественно содержат тонкие, пылеватые и дисперсные классы золота;

- уменьшение затрат, связанных с извлечением свободного золота мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов из природных и техногенных россыпей и руд;

- сокращение затрат, связанных с извлечением свободного золота мелких, тонких, пылеватых и дисперсных классов из природных и техногенных россыпей и руд;

- организация повторного извлечения свободного золота из переработанных руд и россыпей, хвостохранилищ, отстойников, в которых содержится свободное золото мелких, тонких и дисперсных классов;

- организация извлечения свободного золота из золотосодержащих шламов, а именно, отходов переработки железных руд, бокситов, марганца, калийных солей и титано-циркониевых россыпей.

Понятно, что выше изложены лишь некоторые оптимальные варианты внедрения в практику настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается вариантами, которые были изложены выше.

Например, очевидно, что настоящее изобретение может быть использовано для извлечения других благородных металлов (Ag, Pt, Pd), а также металлов, которые имеют сходное строение двух внешних электронных оболочек, таких как именно, медь, никель, кадмий, цинк, висмут. При этом упомянутые металлы должны находится в свободной форме.

Так в соответствие с настоящим изобретением для извлечения благородных металлов:

a) подготавливают пульпу, которая содержит благородные металлы в свободной форме,

b) используют абсорбент, выполненный на основе модифицированных жидких углеводородов, плотность которого ниже плотности упомянутой пульпы,

c) обеспечивают объемный контакт пульпы с упомянутым абсорбентом, путем фильтрования пульпы через, по меньшей мере, один слой абсорбента, при этом используют абсорбент, который имеет окислительный потенциал (Eh) не менее чем +1400 мВ и характеризуется величиной адгезии к благородным металлам не менее чем 40 Па,

d) при этом в результате упомянутого объемного контакта благородные металлы селективно переходят из пульпы в абсорбент,

e) после чего выделяют благородные металлы из абсорбента путем фильтрования абсорбента на фильтр-прессе.

При этом указанный способ извлечения благородных металлов, которые находятся в свободной форме, из россыпей и руд может быть реализован на выше охарактеризованном устройстве для извлечения свободного золота из россыпей и руд, что заявляется.

Из вышесказанного очевидно, что под термином свободное золото также следует подразумевать благородные металлы (Ag, Pt, Pd), которые находятся в свободной форме или металлы, которые имеют подобное строение двух внешних электронных оболочек, а именно, медь, никель, кадмий, цинк, висмут. При этом упомянутые металлы должны находится в свободной форме в россыпях и рудах.