Патент на изобретение №2361076

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2361076 (13) C1
(51) МПК

E21B43/28 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 30.08.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2007145307/03, 06.12.2007

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

06.12.2007

(46) Опубликовано: 10.07.2009

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
СТРИЖКО Л.С. Металлургия золота и серебра. – М.: МИСИС, 2001, с. 39. RU 2336343 С1, 16.04.2007. RU 2146763 С1, 20.03.2000. RU 2065503 С1, 20.08.1996. RU 2094503 С1, 27.10.1997. RU 2164257 С1, 20.03.2001. US 4056261 А, 01.11.1977. ХАБИРОВ В.В. и др. Прогрессивные технологии добычи и переработки золотосодержащего сырья. – М.: Недра, 1994.

Адрес для переписки:

672039, г.Чита, ул. Александро-Заводская, 30, ЧитГУ, научно-исследовательский отдел

(72) Автор(ы):

Шумилова Лидия Владимировна (RU),
Резник Юрий Николаевич (RU),
Зыков Николай Васильевич (RU),
Добромыслов Юрий Павлович (RU),
Конарева Татьяна Геннадьевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) (RU)

(54) СПОСОБ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ОКИСЛЕННЫХ И СМЕШАННЫХ РУД

(57) Реферат:

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при кучном выщелачивании золота из руд, концентратов и хвостов обогащения. Способ кучного выщелачивания золота из окисленных и смешанных руд включает обработку минерального сырья выщелачивающим раствором и извлечение из продуктивного раствора металла. Обработку минерального сырья выщелачивающим раствором осуществляют в два этапа. На первом этапе раствором, содержащим водный раствор гидроксида щелочного металла или окиси кальция и перекиси водорода. На втором этапе раствором, содержащим полученный после первичной обработки минерального сырья продуктивный раствор, доукрепленный водным раствором гидроксида щелочного металла или окиси кальция и перекисью водорода, в который вводят цианид натрия до концентрации его в растворе 0,1% и количественного соотношения с перекисью водорода от 5:1 до 10:1. Техническим результатом изобретения является интенсификация извлечения золота цианированием.

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при кучном выщелачивании золота из руд, концентратов и хвостов обогащения.

Известны способы кучного выщелачивания золотосодержащих руд с применением методов, предназначенных для увеличения концентрации окислителя в растворе путем разбрызгивания предварительно накислороженных рабочих цианистых растворов перед гидрометаллургическим извлечением золота (см. Барченков В.В. Технология извлечения благородных металлов из руд и концентратов с применением активированного угля. – Улан-Удэ: 1997. – С.68-70; Фазлуллин М.И. Кучное выщелачивание благородных металлов. – М.: Академия горных наук, 2001. – С.215-221, 441-448).

Недостаток способов – ограниченность применения. Эти способы эффективны только в тех случаях, когда в руде содержатся легко разлагающиеся сульфиды (например, сульфид сурьмы, пирротин и др.), загрязняющие растворы соединениями, энергично поглощающими кислород. При этом процент извлечения золота поднимается незначительно.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выщелачивания золота из руд цианистыми растворами с применением заменителей кислорода, таких как перекись натрия, перекись бария, озон, бромистый цианид (см. Стрижко Л.С. Металлургия золота и серебра. – М.: МИСИС, 2001. – С.39).

Предварительное накислораживание цианистых растворов ускоряет растворение золота, сокращает время обработки пульпы и в среднем на 6% сокращает расход цианида.

Недостаток способа заключается в том, что вещества, заменяющие кислород, могут оказаться полезными только в частных случаях цианистого процесса и позволяют получить извлечение золота в пределах 63 – 70%.

Также заменители кислорода приводят к большим потерям цианида (например, перекись бария в больших количествах разлагает цианид).

Указанные недостатки усугубляются при кучном выщелачивании штабелей большой высоты. При цианировании поверхность растворяющегося металла окружена слоем раствора с пониженной концентрацией веществ, расходуемых на растворение. Понижение концентрации только одного из этих веществ ниже оптимального значения замедляет процесс растворения и может вызвать окончательное прекращение процесса.

Концентрация цианида в рабочем растворе при кучном выщелачивании составляет 0,05-0,1%, т.е. в 50-100 раз превышает концентрацию растворимого кислорода, это подтверждает то, что процесс растворения золота определяется соотношением параметров процессов: сорбции из воздуха кислорода каплями и его дегазации из пленочной фазы. Отсутствие кислорода в растворе совершенно прекращает растворение металла даже при наличии достаточной концентрации цианида.

В процессе выщелачивания кучи высотой более 5 метров при просачивании цианистого раствора в нижние слои штабеля концентрация кислорода снижается до предельной, что ведет к уменьшению скорости растворения золота на 70 и более процентов. Поэтому на выходе из штабеля или в его середине возникает дефицит кислорода. При дефиците окислителя возможно снижение скорости растворения металла до 0. Растворимость кислорода составляет около трех объемов на 100 объемов раствора при температуре 15-20°С.Насыщение им цианистого раствора ограничено по причине низкой растворимости молекулярного кислорода. Следует учесть, что 20-30% кислорода расходуется на окисление примесей, присутствующих в руде (например, таких как Fe+2, Cu+1 и др.).

Техническим результатом изобретения является интенсификация извлечения золота цианированием.

Сущность изобретения в том, что способ кучного выщелачивания золота из окисленных и смешанных руд, включающий обработку минерального сырья выщелачивающим раствором и извлечение из продуктивного раствора металла, отличается тем, что обработку минерального сырья выщелачивающим раствором осуществляют в два этапа: на первом этапе раствором, содержащим водный раствор гидроксида щелочного металла или окиси кальция и перекиси водорода, на втором этапе раствором, содержащим полученный после первичной обработки минерального сырья продуктивный раствор, доукрепленный водным раствором гидроксида щелочного металла или окиси кальция и перекисью водорода, в который вводят цианид натрия до концентрации его в растворе 0,1% и количественного соотношения с перекисью водорода от 5:1 до 10:1.

Результат достигается тем, что для исключения дефицита окислителя в нижних слоях штабеля большой высоты (более 5 метров), компенсации 15-20% кислорода, необходимого для протекания химических реакций, и повышения эффективности растворения золота предлагается до ввода в раствор цианистого натрия вводить подщелоченный до рН=10,5-11 однопроцентный раствор перекиси водорода. Подача перекиси водорода и цианида натрия в качестве окислителя поддерживается в соотношении H2О2:NaCN=от 5:1 до 10:1. При кучном выщелачивании значение рН находится в пределах от 10,5 до 11,0.

Перекись водорода является сильным окислителем. Кислород, который выделяется при ее разрушении, реагирует с водой и образует пероксидный клатрат Н2О·О, также являющийся окислителем. Растворимость перекиси водорода в растворе высокая, поэтому возможно получение растворов до 65%-ной концентрации Н2О2. Так как руда не содержит кислотообразующих составляющих, предлагаемое введение раствора перекиси водорода низкой концентрации при ее предварительной гидратации опережающим растворением в щелочной среде не приводит к окислению цианистого натрия и повышению его расхода. Перед подачей цианистого раствора на кучу для опережающего окисления компонентов руды, увеличивающих расход цианидов на штабель, предварительно подают раствор, содержащий NaOH или Са(ОН)2 и Н2О2. При разложении Н2О2 выделяется избыток атомарного кислорода, который в основном остается в пленочной воде, что позволяет компенсировать недостаток кислорода в куче и частично окислить реакционно-активные участки поверхности сульфидных минералов (что впоследствии снижает образование роданидов и побочных циановых комплексов).

После первичного прохождения через штабель пероксидно-гидроксидного раствора его собирают в дренажных каналах и зумпфах, отфильтровывают взвеси, доукрепляют щелочью и перекисью водорода до требуемых рН и ОВП (окислительно-восстановительного потенциала) и подают в него цианид щелочного (Na, K) или щелочно-земельного (Са) металла до его конечной концентрации в рабочем растворе порядка 0,1% (весового). При этом соотношение с концентрацией перекиси водорода выдерживается в диапазоне от 5:1 до 10:1 (весового) в зависимости от минералогического состава руд и ОВП раствора.

Полученный пероксидно-циановый раствор подают на штабель и производят им выщелачивание золота в циркуляционном режиме (сбор-подача, при необходимости с доукреплением, путем ввода дополнительного, более концентрированного пероксидно-цианидного раствора).

Процесс выщелачивания, в зависимости от конкретных условий, может завершиться по достижении требуемой для сорбции (осаждения) концентрации золота в растворе или производиться с промежуточной сорбцией (электросорбцией).

Способ интенсификации процесса цианирования в результате увеличения концентрации кислорода в цианистых рабочих растворах за счет введения Н2О2 дает большой эффект в ускорении растворения золота, повышении его извлечения из руды в раствор, сокращении расхода реагентов. Данный способ является более дешевым и экономически целесообразным, так как требует небольшого расхода Н2О2.

Способ осуществляется следующим образом.

В предлагаемом способе при выщелачивании из штабеля большой высоты (более 5 метров) укладываемой рудной массы или окомкованных хвостов в насос, подающий раствор цианида натрия, дополнительно вводят в качестве окислителя раствор Н2О2.

Введение Н2О2 производится до подачи раствора цианида на выщелачивание. Процесс введения перекиси водорода осуществляется в следующей последовательности:

1 цикл – формирование щелочной среды и подача первичной порции перекиси и орошение им штабеля для насыщения щелочно-перекисным раствором порового пространства рудного штабеля;

2 цикл – доукрепление продуктивного раствора, полученного в результате прохождения первичного раствора через штабель руды, введение в него основной части перекиси и раствора цианида и орошение штабеля.

Концентрация рабочего раствора цианида натрия поддерживается 0,1%. Соотношение составляющих Н2О2:NaCN=от 5:1 до 10:1.

При разложении Н2О2 выделяется дополнительно 15-20% атомарного кислорода, что вполне достаточно для ассимиляции избыточных электронов, накопившихся в результате перехода ионов металла в раствор.

Пример. В эксперименте исследовалась руда с содержанием золота – 1,5 г/т; крупность руды – 30 мм; масса руды – 250 кг; концентрация цианида натрия – 0,1%; рН 10,8; расход NaCN – 0,3 кг/т; расход Н2О2 – переменный, время выщелачивания – 60 суток.

опыта Соотношение Н2О2:NaCN Извлечение золота, %
1 без перекиси 63,5
2 1:1 64,6
3 2:1 65,9
4 5:1 69,2
5 10:1 73,5
6 12:1 73,5
7 15:1 73,1

При вовлечении в процесс руды с большим содержанием золота за счет увеличения извлечения металла возрастает экономический эффект.

Процесс легко осуществим при указанных оптимальных условиях и имеет существенные преимущества по сравнению с прототипом.

В результате увеличения концентрации кислорода и исключения его дефицита в средних слоях и на выходе из штабеля возрастает скорость растворения золота и, как следствие, увеличивается извлечение металла не менее чем на 5-10%.

Формула изобретения

Способ кучного выщелачивания золота из окисленных и смешанных руд, включающий обработку минерального сырья выщелачивающим раствором и извлечение из продуктивного раствора металла, отличающийся тем, что обработку минерального сырья выщелачивающим раствором осуществляют в два этапа: на первом этапе раствором, содержащим водный раствор гидроксида щелочного металла или окиси кальция и перекиси водорода, на втором этапе раствором, содержащим полученный после первичной обработки минерального сырья продуктивный раствор, доукрепленный водным раствором гидроксида щелочного металла или окиси кальция и перекисью водорода, в который вводят цианид натрия до концентрации его в растворе 0,1% и количественного соотношения с перекисью водорода от 5:1 до 10:1.

Categories: BD_2361000-2361999