Способ извлечения благородных металлов из руд

 

Изобретение относится к способу извлечения благородных металлов из руд, содержащих карбонатные минералы, включающему насыщение оборотного выщелачивающего раствора, содержащего бикарбонат-ионы, хлором, обработку этим раствором руд, извлечение благородных металлов из раствора и возврат оборотного раствора на выщелачивание. Сущность: насыщение оборотного раствора хлором ведут в количестве, необходимом только для перевода бикарбонат-ионов в угольную кислоту. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к мокрым способам извлечения благородных металлов из руд хлорированием, и может быть использовано при агитационном, кучном и подземном выщелачивании благородных металлов из руд.

Известен способ извлечения благородных металлов из руд и концентратов с использованием газообразного хлора в солянокислой среде с концентрацией HCl не менее 1H. Способ предусматривает насыщение хлором пульпы в сильнокислой среде (см. Патент ФРГ N 1038763 МКИ C 22 B 11/06 За 1956 г).

Обработка руд хлором в сильнокислой среде предполагает перевод в Fe²⁺, H₂S и других, и повышенный побочный расход хлора на взаимодействие с ним.

Наиболее близким к изобретению является способ извлечения благородных металлов из карбонатно-кварцевых руд насыщенной хлором водой с добавкой NaCl и HCl- 0,1H (см.Статью "Выщелачивание благородных металлов из руд хлорсодержащими растворителями", Орлова О.Д. и др. журнал "Обогащение полезных ископаемых", г. Киев, 1988, N38).

Обработка руд сильнокислым раствором хлора также приведет к повышенному расходу хлора на побочное взаимодействие с восстановителями в руде. Из-за повышенного побочного расхода хлора его может быть недостаточно для полного извлечения благородных металлов из руды и степень извлечения их может быть низкой. Кроме того, применение раствора хлора в сильнокислой среде вызывает выделение его в атмосферу и резко снижает экологическую безопасность процесса.

Техническим результатом изобретения является снижение расхода хлора, повышение степени извлечения благородных металлов и экологической безопасности процесса.

Технический результат достигается тем, что при обработке руд, содержащих карбонатные минералы, оборотным выщелачивающим раствором, содержащим бикарбонат-ионы, насыщение раствора хлором ведут в количестве, необходимом только для периода бикарбонат-ионов в угольную кислоту.

Сущность изобретения состоит в следующем. При насыщении воды хлором происходит его частичный гидролиз с образованием хлорноватистой и соляной кислот по реакции: Cl₂+ H₂O HOCl + HCl (1) Реакция (1) обратима и чем выше начальная концентрация хлора, тем выше содержание соляной кислоты в растворе и тем в меньшей степени хлор гидролизуется. Другими словами, тем меньшая часть хлора превращается в хлорноватистую кислоту. С другой стороны, любая вода, находящаяся в контакте с атмосферой, из-за растворения углекислого газа всегда содержит бикарбонат-ионы. Образующаяся соляная кислота по реакции (1) будет взаимодействовать с бикарбонат-ионами с переводом их в угольную кислоту по реакции: HCl + HCO^-₃ = H₂CO₃+ Cl^- (2) В результате равновесие реакции (1) сдвинется вправо и в хлорноватистую кислоту превратится большая часть хлора, чем в отсутствие бикарбонат-ионов. Суммарная реакция будет иметь вид: Cl₂+ HCO^-₃+ H₂O = HOCl + H₂CO₃+ Cl^- (3) Если продолжать насыщение раствора хлором, то угольная кислота будет разлагаться с выделением углекислого газа, а в растворе будет накапливаться соляная кислота и свободный хлор. Раствор в итоге станет сильнокислым.

Взаимодействие такого раствора с компонентами руды, содержащей, как правило, восстановители, такие как сульфиды и минералы двухвалентного железа, приведет к переводу их в раствор, например, по реакции: FeS + 2 HCl FeCl₂ + H₂S (4) Растворенный хлор и хлорноватистая кислота в первую очередь будут взаимодействовать с растворенными восстановителями и определять повышенный побочный расход хлора и снижение степени извлечения благородных металлов.

Если же насыщение хлором осуществлять в количестве, необходимом только для перевода бикарбонат-ионов в угловую кислоту по реакции (3), то весь растворенный хлор будет присутствовать в форме хлорноватистой кислоты и раствор будет слабокислым. Угольная и хлорноватистая кислота практически смогут взаимодействовать только с карбонатными минералами в руде по реакции: CaCO₃ + H₂CO₃ Ca (HCO₃)₂ (5)
В результате оборотный выщелачивающий раствор будет обогащаться бикарбонат-ионами, что позволит повышать насыщение выщелачиваемого раствора хлором с переводом всего его количества в хлорноватистую кислоту. Хлорноватистая кислота более избирательно взаимодействует с благородными металлами, чем свободный хлор, поэтому определяет меньший расход используемого хлора и большую степень извлечения металлов. С точки зрения экологической безопасности процесса хлорноватистая и угольная кислоты менее опасны и вредны, чем свободный хлор и соляная кислота.

Таким образом, если насыщать оборотный выщелачивающий раствор, содержащий бикарбонат-ионы, хлором в количестве, необходимoм только для перевода бикарбонат-ионов в угольную кислоту, и обрабатывать полученным раствором руду, то это приведет к снижению расхода хлора, повышению степени извлечения благородных металлов и экологической безопасности процесса и поставленная цель будет достигнута.

По известному и предлагаемому вариантам в лабораторных условиях проводили обработку золотосодержащей рудной пробы. Рудная проба содержала 4,6 г/т золота, 3,3% карбонатов (кальцита) и 0,7% сульфидов. Обработку осуществляли в течение 2 часов при температуре 20^oC, отношении Т Ж= 1:2 и перемешивании в стеклянных герметично закупоренных сосудах. В качестве выщелачивающего раствора использовали раствор бикарбоната натрия с концентрацией бикарбонат-ионов -1 г/л, насыщенный газообразным хлором. По известному варианту насыщение проводили до снижения значения pH до 1,0. По предлагаемому варианту насыщение прекращали при pH 4,0. По известному варианту концентрация активного хлора составила 2,2 г/л, по предлагаемому 1,2 г/л. По окончании обработки пульпу отфильтровывали, кек промывали, анализировали на остаточное содержание золота и подсчитывали степень извлечения золота, а также расход хлора. Результаты представлены в таблице.

Из данных таблицы следует, что по известному варианту обработка руды насыщенным хлором раствора с pH 1,0 при концентрации активного хлора 2,2 г/л привела к извлечению 71,2% золота при расходе хлора 4,4 кг/т руды. При обработке руды раствором, насыщенным хлором в количестве, необходимом только для перевода бикарбонат-ионов в угольную кислоту, то есть при pH 4,0, по предлагаемому варианту концентрация активного хлора 1,2 г/л позволила извлечь 88,4% золота, расход хлора составил только 2,4 кг/т руды. Таким образом, предлагаемый вариант позволяет повышать степень извлечения золота и снижать расход хлора.

Формула изобретения

Способ извлечения благородных металлов из руд, содержащих карбонатные материалы, включающий насыщение оборотного выщелачивающего раствора, содержащего бикарбонат-ионы, хлором, выщелачивание этим раствором руд, выделение благородных металлов из раствора и возврат оборотного раствора на выщелачивание, отличающийся тем, что насыщение оборотного раствора хлором ведут в количестве, необходимом для перевода бикарбонат-ионов в угольную кислоту.

РИСУНКИ

Рисунок 1