Способ извлечения благородных металлов из руд и материалов

 

Изобретение относится к способу извлечения благородных металлов из руд и материалов, содержащих сульфидные минералы, включающему обработку водной кислотой композицией и окисным марганецсодержащим материалом с переводом благородных металлов и марганца в продукционный раствор. Сущность: обработку руд ведут в присутствии бромид-ионов в количестве, необходимом для перевода марганца в раствор в двухвалентном состоянии. 1 табл.

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

Известен способ растворения благородных металлов раствором брома, содержащим бромид-ионы (см. "Курс неорганической химии", Г.Реми, изд-во "Мир", 1966 г).

Из-за относительной дороговизны брома и его соединений, а также вследствие возможного значительного расхода брома при выщелачивании руд использование этого способа весьма ограничено, так как ведет к увеличению затрат на реагенты.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является способ извлечения благородных металлов из сульфидных руд, включающий их обработку водной кислотной композицией в присутствии ионов Fe³⁺ и материалом, содержащим марганец, способный к химическому восстановлению (см. Патент США N 4740243 МКИ C 22 B 11/04 за 1988 г.). Способ предусматривает двухстадийную обработку руд. На 1 стадии осуществляют растворение сульфидов под действием окислителей, ионов Fe³⁺ и марганецсодержащего материала, например, пиролюзита. В результате благородные металлы, заключенные в сульфиды, высвобождаются. На 2 стадии выщелачивают уже сами благородные металлы любым известным способом, например, цианированием. В качестве кислотной композиции используют раствор или пульпу на основе минеральной кислоты, например, серной.

Двухкратность обработки руд по этому способу связана с дополнительным расходом реагентов и увеличением времени процесса. Степень извлечения благородных металлов здесь зависит от степени ассоциации их с сульфидами, что в каждом конкретном случае заранее неизвестно и требует по возможности полной выработки сульфидов на стадии для эффективного извлечения металлов на 2 стадии. А это ведет к повышению расхода кислоты и пиролюзита и возможному снижению степени извлечения благородных металлов.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение степени извлечения благородных металлов и снижение расхода реагентов.

Технический результат достигается тем, что обработку руд водной кислотной композицией и окисным марганецсодержащим материалом ведут в присутствии бромид-ионов в количестве, необходимом для перевода марганца в раствор в двухвалентном состоянии.

Сущность изобретения состоит в следующем. При взаимодействии ионов Fe³⁺ с сульфидами в кислой среде происходит окисление сульфидов и образование ионов Fe²⁺ по реакции: 2Fe³⁺ + FeS₂ 3Fe²⁺ + 2S (1) Двухвалентное железо окисляется пиролюзитом по реакции: 2Fe²⁺+MnO₂+2H₂SO₄= 2Fe³⁺+MnSO₄+SO²₄^-+2H₂O (2) Ионы Fe³⁺ вновь взаимодействуют по реакции (1) с сульфидами. В результате ионы Fe³⁺ служат здесь катализаторами реакции окисления сульфидов пиролюзитом. Однако, этот процесс протекает медленно и не до конца из-за незначительной разницы в величине окислительно- восстановительных потенциалов (ОВП) ионов железа (+0,77)B и пирита (+0,53)B. Кроме того, для обеспечения последующего извлечения благородных металлов сульфиды должны быть по возможности полностью окислены, что предполагает максимальный расход серной кислоты и пиролюзита, а также возможное недоизвлечение благородных металлов.

Если же окисление сульфидов при обработке руд пиролюзитом и раствором серной кислоты вести в присутствии соединений брома, например, бромида калия, то они будут окисляться до свободного брома по реакции: 2KBr + MnO₂ + 2H₂SO₄ Br₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + 2H₂O ОВП свободного брома составляет (+1,09)B, а ОВП пиролюзита (+1,23)B. Свободный бром взаимодействует с сульфидами по реакции: 3Br₂ + 2FeS₂ 2Fe³⁺ + 2S + 6Br^- Образующиеся бромид-ионы вновь окисляются пиролюзитом по реакции (3) до свободного брома. Таким образом, бром также выполняет здесь функцию катализатора и практически не расходуется в процессе. Однако благодаря более высокой величине ОВП, чем у ионов железа, окисление сульфидов протекает значительно быстрее и полнее, что предопределяет повышение степени извлечения благородных металлов.

Существенным преимуществом использования соединений брома является возможность проведения процесса извлечения благородных металлов в одну стадию: окисление сульфидов и извлечение благородных металлов происходит одновременно по реакции: 2Au+Br₂+2Br^-= 2AuBr^-₂ (5)
При одновременном растворении благородных металлов нет необходимости полого окисления сульфидов, а значит, можно существенно сократить расход реагентов: серной кислоты и пиролюзита. Несмотря на относительную дороговизну брома, нетрудно видеть, что затраты на него будут незначительны, так как он не расходуется в процессе и легко может быть регенерирован.

Таким образом, если проводить обработку руд водной кислотной композицией и марганецсодержащим материалом в присутствии соединений брома это приведет к повышению степени извлечения и снижению расхода реагентов, и поставленная цель будет достигнута.

По известному и предлагаемому вариантам в лабораторных условиях проводили обработку золотосодержащей рудной пробы. Рудная проба содержала 3,1 г/т золота и 1,7% сульфидов (пирита). Обработку осуществили в течение 2-х часов при температуре 20^oC, отношение Т:Ж 1:3 и перемешивании в стеклянных сосудах. Концентрацию серной кислоты в пульпе поддерживали дозировкой концентрированной кислоты на уровне 50 г/л. Навески пиролюзита в пульпу вводили порциями по мере его расходования. По известному варианту в пульпу добавляли концентрированный раствор сульфита трехвалентного железа, по окончании расходования пиролюзита и кислоты пульпу отфильтровывали, осадок кека промывали водой, нейтрализовали известью и цианировали. Цианирование кека осуществляли 0,1% раствором NaCN в присутствии извести. По окончании цианирования пульпу отфильтровывали, кек промывали и анализировали на остаточное содержание золота. По предлагаемому варианту в пульпу добавляли бромид калия из расчета концентрации бромид-ионов 0,3 г/т, дозировали серную кислоту и пиролюзит. Периодически из пульпы отбиралась проба раствора на анализ золота, при прекращении роста концентрации золота опыт останавливали, пульпу отфильтровывали, кек промывали и анализировали на остаточное содержание золота. По результатам опытов известного и предлагаемого вариантов подсчитывались расход реагентов и степень извлечения золота. Результаты представлены в таблице.

Из таблицы следует, что по известному варианту обработка руды раствором серной кислоты и пиролюзитом в присутствии ионов Fe привела к увеличению 56,8% золота при расходе H₂SO₄ 71 кг/т и MnO₂ -75 кг/т руды. При такой же обработке руды, но в присутствии бромида калия извлекалось 83,4% золота, а расход реагентов снизился до: H₂SO₄ -45 кг/т и MnO₂ 51 кг/т руды.

Таким образом, обработка руды раствором серной кислоты и пиролюзитом в присутствии соединений брома повышает степень извлечения благородных металлов и снижает расход реагентов: серной кислоты и пиролюзита.

Формула изобретения

Способ извлечения благородных металлов из руд и материалов, содержащих сульфидные минералы, включающий их обработку кислотным раствором в присутствии окисного марганецсодержащего материала с переводом марганца и благородных металлов в раствор, отличающийся тем, что обработку осуществляют с введением бромидионов в количестве, необходимом для перевода марганца в раствор в двухвалентном состоянии.

РИСУНКИ

Рисунок 1