Способ извлечения благородных металлов из содержащего их материала

 

Использование: касается выщелачивания благородных металлов в раствор из различного сырья. Сущность: выщелачивание благородных металлов как из рудного, так и из вторичного материала осуществляется Кислыми или щелочными растворами, содержащими N- галогидзнтоидное соединение, . выбранное из группы 1-бромо-3-хлоро-5,5 диметилгидантоин и 1,3-дибромо-5,5-диметилгидантоин, Расход органического реагента 0,1-5 г/л. 3 з.п. ф-лы.

СОЮЗ COBEТСKVIХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Ы (86) РСТ/US 86/01639 (11,08.86) (2, 1) 4202452/02 (22) 15,04.87 (46) 30.08.93. Бюл. N. 32 (31) 766833 (32) 16,08.85 (33) US (71) Грейт Лейкс Кемикал Корпорейшн (US) (72) Родни Х, Серджент и Кеннет Н.Танстром (US) (56) Подейщиков В.B. Техника и технология извлечения золота из руд за рубежом. M.:

Металлургия, 1973, с. 137-165.

РЖ "Металлургия", 5Г373, 1985, Изобретение относится к гидрометаллургии и касается выделения благородных мвталпов из содержащего их материала выщепачиванием.

Сущность способа заключается в использовании для выщелачивания благородных металлов из содержащего их материала, содержащего соединение й-tanor pwto a и либо кислоту, либо. основани е. При использовании для выщелачивания кислого раствора рН поддерживается равным 1-5. В качестве кислоты может быть использована соляная, бррмистоводородная, . фтористоводородная, йодистоводородная, азотная, серная или уксусная. При использовании для выщелачивания щелочного раствора рН поддерживается равным 7,5-9,5. В качестве основания может быть использован гидроксид калия, гидроксид натрия, гидроксид кальция или гидроксид бария.

Различные соединения N-галогидантоина, включая 1,3-дибром-5,5-диметилгидан„„Я „„1838437 А3 (Я)5 С 22 В 3/16// С 22 В 11:00 (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЬ!Х МЕТАЛЛОВ ИЗ СОДЕРЖАЩЕГО ИХ

МАТЕРИАЛА (57) Использование: касается выщелачивания благородных металлов в раствор из различного сырья. Сущность: выщелачиванйе благородных металлов как из рудного, так и из вторичного материала осуществляется кислыми или щелочными растворами. содержащими N- ranor pa o p oe соединение, выбранное из группы

1-брома-3-хлоро-5,5 диметилгидантоин и

1,3-дибромо-5,5-диметилгидантоин, Расход органического реагента 0,1-5 г!л. 3 з.h. ф-лы. тоин, 1-бром-3-хлор-5,5-диметилгидантоин и 1,3-дихлор-5,5-диметилгидантоин, содержат высокоэффективные реагенты выщелачивания для золота и других благородных металлов. Водные растворы таких соединений N-галогидантоина действуют на руду и другие источники быстро и в достаточном количестве растворяют содержащиеся в них благородные металлы.

Так, за 2-4 ч обработки руды раствором t,3-дибром-5,5-диметилгидантоина или раствором 1-бром-3-хлор-5,5-диметипгидантоина извлекается в раствор такое же количество благородных металлов как за 1015 ч обработки растовором цианида.

Предпочтительным выщелачивающим

I реагентом является соединение N-N-дигалогидантоина, более предпочтительно 1,3дигалогидантоин, соответствующий формуле

1838437

1 я где В1 и К2 — независимо выбираются из водорода и алкила;

Х> и Xz — независимо выбирают иэ хлора, брома и йода.

R1 и/или Вз — алкил, Они могут, например, включать метил, атил, н-.пропил, иэопропил-н-бутил или н-пептил. Обычно предпочтительно, чтобы элементы, включающие R> и/или R2 содержали не более 5 атомов углерода, Особенно предпочтительным выщелачивающим реагентами являются 1,3-дибром-5,5-диметилгидантоин, 1-бром-З-хлор-5.5-диметилгидантоин и 1,3дихлор-5,5-диметилгидантоин.

Соединения N-галогидантоина, особенно описанные выше соединения N,N -дигалогидантоина являются сильными окисляющими веществами. Они способны легко образовывать галоидзамещенные металлические комплексы анионов благородных металлов, которые присутствуют в малых концентрациях в низкокачественных рудах.

Выщелачивающие растворы, применяемые для восстановления благородных металлов из низкосортных руд, должны содержать по крайней мере около 0,05%, предпочтительно по крайней мере 0,1% от веса реагента выщелачивания. Если ðàñтеор выщелачивания применяется для извлечения металлов из.таких относительно высокосортных источников как ювелирные отходы, каратное золото, использованные коллоидные золотые суспензии и платиновые катализаторы, в которых содержание благородных металлов более 1% и не требуется удаление примесей, предпочтительно применять более сильный раствор для выщелачивания, например, содержащий около 1-5 г/л реагента выщелачивания на тонну раствора. В большинстве случаев предпочтительно, чтобы выщелачивающий раствор был щелочным с рН 7,5-9,5, Для предварительного выщелачивания и окислительной обработки углеродистых руд предпочтительно, чтобы раствор был кислотным. Как и в случае щелочных выщелачивающих растворов, кислотный раствор должен содержать по крайней мере около

0,05, предпочтительно по крайней мере

0,1 от веса выщелачивающего реагента и рН раствора рекомендуется поддерживать равным 1-5, Источник металла может взаимодейст-, вовать с выщелачивающим раствором любым известным образом, например, кучным выщелачиванием, в котором раствор выщелачивания перколируют через массу руды или другой источник металла. Для кучного выщелачивания руду сначала измельчают до крупности менее 25 мм.

5.

30 Отработана схема предпочтительного производственного проце" са восстановления золота из углеродистой и/или сульфидосодержащей руды. Технологическая схема включает в себя следующие переделы. Из35 мельченную руду смешивают с кислотным окислительным раствором, включающим соединение N-галогидантоина для образования шлама, который перемешивают в мешалке. Взаимодействие руды с раство40 ром влияет на окисление углеродистого ве- щества, что приводит к разрушению этого вещества, или его растворению; или дисперсии в водной фазе, Затем обрабатываемый шлам фильтруют для отделения от раствора.

45 .Фильтрат рециркулируют для использования в обработке дополнительного количества сырой руды и обработанную руду смешивают с щелочным раствором для выщелачивания, содержащим соединение N50 галогидантоина и получают шлам выщелачивания.. После перемешивания шлам выщелачивания фильтруют для удале.ния бракованной рудной породы, а затем щелок подвергают дальнейшей обработке, 55 например, электровыделению, для последующего восстановления золота. Если золото выделяется из щелока такими способами как ионообмен, поглощение углеродом или электровыделением, то обработанный раствор освежают реагентом выщелачивания и

Руду можно подвергнуть кубовому выщелачиванию или выщелачиванию с перемешиванием. В кубовом выщелачивании руду дробят, опять-таки до частоты с размером менее 25 мм, агломерируют, например,. с применением извести или цемента. 9аствор выщелачивают через слой частиц руды. ...в устройстве для выщелачивания. Раствор может проходить вверх или вниз через слой

20 материала, или же раствор и руда могутдвигаться противоположно через непрерывную или каскадную систему выщелачивания.

При выщелачивании с перемещиванием обычную руду дробят до мельчайших частиц, например, 50% по весу или более минус . 200 меш, Затем получают выщелачивающий шлам, суспендируя источник в растворе выщелачивания, 1838437

50 используют для дальнейшего выщелачивания золота из руды.

При выщелачивании руда взаимодействует с выщелачивающим раствором в атносительном соотношении равном по крайней мере около 1,5 предпочтительно, по крайней мере около 1 г/л соединения N,N-дигалогидантоина на тонну руды, Для максимальной продуктивности в вышелачивающем .шламе, содержание твердых веществ в шламе не должно превышать около

40% от веса. Выщелачивание осуществляется при 30-60 С. При выщелачивании шлама полное количественное восстановление благородного металла из руды может осуществляться за 1-2 ч, Для восстановления металла из щелока могут применяться различные способы, В некоторых случаях, особенно в случае вторичного восстановления из богатого металлрм источника, щелок непосредственно подвергают электровыделению или осаждению. При электровыделении металл предпочтительно восстанавливают на катоде того же металла. Может быть использован и инертный катод, При электровыделении используются обычные инертные аноднь:е материалы, плотности тока, температуры и другие условия обычно соответствующие определенному металлу, подлежащему восстановлению.

Металлы из растворов могут быть выделены восстановлением менее благородным металлом или путем ионного обмена, В том случае если щелок получают из руды, в частности выщелачиванием труднообрабатываемой или другой низкосортной руды, то желательно сконцентрировать металл до его восстановления в металлической форме. Предпочтительным способом концентрирования металла является адсорбция солей галометаллических комплексов из щелока на активированный уголь, с по- следующим перерастворением в десорбционном выщелачивающем растворе, В соответствии со способом настоящего изобретения десорбирующее вещество, содержащееся в десорбирующем растворе может включать N-галогидантоин или цианид, и металл может быть восстановлен из десорбирующего раствора осаждением или электровыделением, Десорбционные растворы с цианидом включают щелочные смеси спирта, обычно этанола и воды, Предпочтительно, чтобы десорбирующий раствор был либо щелочным с рН в пределах 7,59,5 или кислотным с рН в пределах 1-5.

Десорбционное выщелачивание металла из активированного угля осуществляется при 30-60 С, Электровыделение благородного или основного металла из раствора N-галогидантоина включает новый способ восстановления этих металлов, Применяемый для злектровыделения благородного или основного металла электролитический раствор содержит около 5 до 30 г/л, предпочтительно, 15 г/л выделяемого металла в виде анионов галометаллическог ко ° и насыщен N-галогидантоином, Если раствор электровыделения кислотный, То рН предпочтительно 4-6. Если щелочной, то предпочтительно рН 7,5-9. Пропуска ние постоянного тока через раствор приводит к образованию свободных металлических ионов и затем осаждению металла на катоде. Выбор анодного и катодного материалов, плотности тока, расстояние расположения электрода, — åìïåðàòóðû и других условий основан на практике электровыделениа nnnanonsiiunin металла например, в случае электровыделения золота температура не должна превышать 52 С, плотность тока приблизительно 2,8 А/м, напряжение 1,9-2,1 В и расстояние электрода 2, Как было указано выше, после завершения электровыделения, использованный электролитический раствор может быть обновлен выщелэчивающим реагентом, и рециркулирован для выщелащивания дополнительного источника.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Приготовили водный раствор для предварительного выщелачивания с окислительной обработкой, содержащей 1,3-дибром-5,5-диметилгидэнтоин (0,1 от веса) и хлористоводородную кислоту, в количестве достаточном, чтобы рН раствора был равен 1. Этот раствор смешали с низкосортной золотой рудой для образсзания шлама. Обрабатываемая руда включала

22% Sj; 13% Al; 5% Ма 3% К; 2% Ее; 2% Са

0,5% Mg; 0,5% Tl; Ba; 0,003% В; 0,005% Qa;

0,05% Мп; 0,0006% Ч; 0,0009% Си; 0,001%

Ag; 0,001% Bi; 0,002% Со; 0,05% Sr; 0,02%

Zr; 0,003% Cr и 0,02-0,25 унций Аи на 1 т, Выщелачивающий раствор и руду смешали в такой пропорции, чтобы получить обрабатываемый шлам с плотностью руды (т.е. содержание массы твердого вещества) приблизительно 40%, Этот шлам содержал

0,907 кг 1,3-дибром-5,5-диметил гидантоина на 1 т сырой руды. Затем обрабатываемый шлам перемешивали в мешалке с пропеллером, вращающимся со скоростью 120 об/м в течение 2,5 ч при 52 С. Такая обработка вызвала дигерировэние углеродистого вещества, ассоциированного с сырой рудой, после чего обрабатываемый шлам

1838437 профильтровали для восстановления обработанной руды.

Пример 2. Приготовили водный выгцелачивающий раствор, содержащий

1,3-дибром-5,5-диметилгидантоин (0,1% от васа) и гидроокись натрия, с рН 9. Этот раствор смешивали с рудой, описанной в примере 1, которая была обработана способом, описанным в примере 1. Относительные пропорции, выщелачивающего раствора и обработанной руды были таковые, что полученный шлам имел плотность руды около

:0 .. и содержал 0,907 кг 1,3-дибром-5,5-биметилгидантоина на 1 т руды. Выщелачивасмый шлам перемешивали в мешалке с

- роп".t;ëåðoì, имеющим скорость вращения

120 об/мин в течение 2,5 ч при 52 С. После окоtl÷àíèë Bûùeëà÷èвания выщелачивае:- ый шлам профилировали и выбросили от.-;оды. Практически все золото, содержащееся в сырой руде, было восста .Лено в щелоке °

Пример 3. Приготовили синтетиче .:".уо руду, смешав руду, содер>кащую натрий, калий, кальций, алюминий, силикат, с водным раствором, содержащим ионы азота а относительной пропорции 1 мг ионов

"олота на пробирную тонну (31r) испытываемой руды. К смеси добавили пиросульфит, ггобы осадить золото г металлической форг дающей полную однородность в смешивании золота нулевой валентности в руде.

После осаждения золота смесь выпаривали до сухости, ополоснули для удаления хлорида и остатков азотной кислоты и снова высушили, Полученная таким образом синтетическая руда была однородная и гомогенная с точно определенным содержанием золота.

Приготовили выщелачивающий раствор, растворив 1,3-дибром-5,5-диметилгидантоин в воде (30 мл), и получили насыщенный раствор. рН раствора довели до 8 добавлением гидроокиси натрия. Выщелачивающий раствор смешали с образцом (1/3 пробирной тонны) синтетической золотой руды, полученной укаэанным способом, образованный выщелачиваемый шлам нагрели приблизительно до 62 С и перемешивали приблизительно 30 мин. Затем щелок отлили и профильтровали, разбавили до 100 мл и подвергли анализу, Пример 4, Получили синтетическую золотую руду (1/3 пробирной тонны), содер>кащей 1 мг золота на пробирную тонну, способом, описанным в примере 3. Приготовили выщелачивающий раствор растворением 1,3-дибром-5,5-диметилгидантоина в воде до насыщения, доведя рН до 1 добавлением НС1. Приготовили выщелачиваемый

30 по предварительным оценкам содержит

- 0,18 унций золота на 1 т, образец руды рас40

55

10 шлам смешиванием раствора с синтетической золотой рудой. Шлам нагрели до 62 С и перемешивали 30 мин, Анализ щелока показал, что около 1/2 (0,33 мг) золота поглотилось выщелачивающим раствором.

Продолжение выщелачивания не дало дополнительного экстрагирования золота, но добавление 35% перекиси водорода (2 мл) к выщелачивающему раствору привело к экстрагированию баланса золота. Из результатов этого примера было определено, что окислительная способность 1,3-дибром5,5-диметилгидантоина резко уменьшается при низком значении рН.

Пример 5. Согласно способу примера

3 была получена синтетическая золотая руда (1/3 пробирной тонны), содержащая 1 мг золота на пробирную тонну, Выщелачивающий раствор получили способом, описанным в примере 4, за исключением того, что рН до 3 с помощью 35% HCI, Получили выщелачивающий шлам, смешав синтетическую руду и выщелачивающий раствор, и шлам нагрели до 62 С и перемешали. Полное выделение 0,33 мл золота было достигнуто через 1 ч выщелачивания, П р и M е р 6, Выщелачивание руды с использованием БХДМГ. Для определения содержания золота в углистой руде, которая творили в царской водке и раствор кипятили с обратным холодильником 4 ч. Полученный .. раствор профильтровали и фильтрат проанализировали на содержание золота, использовав метод атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС). Было найдено, что содержание золота в руде составляет 0,17 унций/тонна, Руду подвергли обжигу, не подвергая химической обработке. Для экстракции были использованы только образцы размером

200 меш. Образец обожженной руды массой

29,16 r смешали с раствором, содержащим

1,62 r бромида натрия и 0,67 r 1-бром-3хлор-5,5-диметилгидантоина (БХДМГ) в 100 мл воды и вели выщелачивание 4 ч. Начальное рН раствора составляло 7,9, а конечное — 7,5. После выщелачивания было извлечено.

0,15 унций золота на 1 т руды.

Хотя предлагаемый способ эффективен для экстрагирования как золота, так и серебра из источников, содержащих золото без серебра или серебро без золота, в случаях, когда источник содержит сравнимые количества золота и серебра могут понадобиться предварительные обработки. Например, источники, содержащие значительные пропорции серебра, могут быть обработаны

1838437 азотной кислотой для выщелачивания серебра, а затем по предлагаемому способу.

Таким образом, способ эффективен для восстановления металлов руд, загрязненных сульфидами и углеродистыми материалами, может осуществляться без риска загрязнения окружающей среды и безопасности, связанного с выщелачиванием с цианидом, дает значительное увеличение скорости выщелачивания по сравнению с цианированием, дает щелоки, из которых выщелоченный металл легко и экономично восстанавливается.

Составитель М. Дицент

Редактор С. Кулакова Техред М,Моргентал, Корректор M. Шароши

Заказ 2907 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Способ эффективен для выщелачивания металлов из руды, содержащей золото, серебро и другие благородные металлы, Кроме того, выщелачивание с соединениями

N-галогидантоина эффектно и для выщелачивания благородных металлов из других источников, таких как отходов ювелирных изделий, золотых покрытий электронных схем, использованных платиновых катализаторов и т.п. Соединения N-галогидантоииа могут применяться для выщелачивания различных основных металлов, в частности тех, которые образуют галоидные комплексы анионов, такие как алюминий, магний, хром, железо, кобальт, никель, медь, олово, висмут, сурьма, кадмий, свинец, цинк, индий, галлий, мышьяк.

Формула изобретения

1. Способ извлечения благородных.металлов из содержащего их материала, включающий выщелачивание водным раствором, 5 содержащим органический реагент, при поддержании рН раствора, концентрации органического реагента и температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за

10 счет расширения его технологических вазможностей и увеличения скорости растворения, выщелачивание осуществляют с использованием в качестве органического реагента N-галогидантоидное

15 соединение, выбранное из группы 1-бромо-3-хлор-5,5-диметилгидантоин и 1,3дибром-5,5-диметилгидантоин.

2, Способ по п. 1; отличающийся тем, что выщелачивание ведут при рН 7,520 9,5 с использованием в качестве водного

:. раствора гидроокиси натрия, гидроокиси калия, гидроокиси бария и гидроокиси кальция.

3. Способ по п. 1, отличающийся

25 тем, что выщелачивание ведут при рН 1-5 с использованием в качестве водного раствора кислоты соляной, бромистоводородной, фтористоводородной, йодистоводородной, азотной, серной, уксусной.

30 4. Спосо,б по и. 1, отличающийся . тем, что выщелачивание ведут при расходе органического реагента 0,1-5,0 г/л.