Способ кучного электрохимического выщелачивания металлов

 

Изобретение относится к области геотехнологии и может быть использовано при селективном выщелачивании и гидрометаллургической переработки золотосодержащих колчеданно-полиметаллических руд. Способ кучного выщелачивания включает формирование антифильтрационного основания, выщелачиваемого штабеля, закладку электродов, подачу на них переменного и постоянного тока и обработку выщелачивающими растворами. Новым является то, что при выщелачивании золотосодержащих колчеданно -полиметаллических руд первоначально выщелачивают медь. Для этого подают растворы серной кислоты. Затем выщелачивают свинец обработкой переменным электрическим током, а затем извлекают золото путем обработки постоянным электрическим током. 1 ил.

Изобретение относится к области геотехнологии и может быть использовано при кучном селективном выщелачивании и гидрометаллургической переработке золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд.

Известен способ кучного выщелачивания, включающий обработку руд и хвостов растворами реагентов и электрическим полем (Способы и методы формирования техногенных минеральных объектов при открытой разработке сложноструктурных месторождений. Обзорная информация МЦМ. М, 1990, с. 36).

Недостатком данного способа является низкая способность к регулированию параметров процесса, неэкономичность расхода электроэнергии на выщелачивание.

Наиболее близким к заявленному является способ кучного выщелачивания руд и хвостов, включающий формирование антифильтрационного основания, укладку на нем выщелачиваемого штабеля, закладку электродов, подачу переменного или постоянного тока и обработку выщелачиваемого массива технологическими растворами (см. вышеуказанную ссылку).

Недостатком способа, взятого за прототип, является невозможность селективного извлечения из руд и хвостов отдельных металлов, содержащихся в указанных рудах и хвостах раздельно во времени.

Цель данного изобретения заключается в повышении эффективности электрохимического выщелачивания золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд путем селективного выщелачивания металлов за счет последовательного применения различных реагентов, переменного и постоянного электрического тока.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа, включающего формирование выщелачиваемого штабеля из золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд, закладку в нем электродов, подачу раствора активного агента, например растворов серной кислоты, и последовательную обработку переменным и постоянным электрическим током. Интенсивное электрохимическое выщелачивание можно вести и в автоклаве, где легко производить нагрев пульпы до 70^oC и выше.

При этом необходимо учитывать внутренние (свойства химических элементов) и внешние (характеристики и вид активного агента, параметры и тип электрического тока) факторы выщелачивания металлов.

Согласно данным С. С. Смирнова (см. книгу "Зона окисления сульфидных месторождений". М. Л. АНСССР 1955, с. 111 148) окисление сульфидов меди и ее выщелачивание происходит весьма интенсивно.

Например, для халькопирита окисление кислородом происходит по реакции: CuFeS₂+4O₂_→ CuSO₄+FeSO₄. Гораздо быстрее окисляется и растворяется халькопирит окисленным железным сульфатом, давая те же самые сульфаты меди и железа: При дополнительной подаче растворов серной кислоты: CuFeS₂+2H₂SO₄_→ CuSO₄+FeSO₄+2H₂S. Химическое выщелачивание галенита PbS растворами серной кислоты и др. окислителями затруднено (там же, с. 150), так как на поверхности галенита образуется труднорастворимое соединение PbSO₄, пассивирующее дальнейшее выщелачивание галенита. Эти закономерности, широко известные в природных геологических процессах, до настоящего времени не имели применения в технике и технологиях. В тоже время свинец из минералов интенсивно растворяется переменным, а золото постоянным электрическим током.

Следовательно, для повышения эффективности процесса выщелачивания металлов из комплексных золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд необходимо производить селективно, подбирая активные агенты и тип электрического тока. Целесообразно выщелачивать из комплексных руд растворами серной кислоты медь, затем переменным электрическим током свинец и после этого, постоянным током золото.

После выщелачивания каждого металла металлоносные растворы направляют на извлечение (осаждение) металлов.

На чертеже представлен вариант схемы кучного выщелачивания, где цифрами обозначены: 1 антифильтрационное основание, 2 рудный штабель, 3, 4 - электроды, 5 источник реагентов, 6 растворосборник.

Способ осуществляется следующим образом.

Первоначально формируют антифильтрационное основание 1, на котором укладывают штабель 2 из золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд. В массиве штабеля 2 закладывают электроды 3 и 4. Обработку штабеля 2 ведут из источника 5, а для сбора растворов в его основании - раствороприемник 6.

При подаче из источника 5 растворов серной кислоты происходит выщелачивание преимущественно меди из комплексных руд штабеля 2. Медьсодержащие растворы под действием гравитационных сил подают в растворосборник 6, откуда их направляют на переработку (осаждение меди цементацией и др. методами).

После чего на электроды 3 и 4 подают переменный электрический ток, обуславливающий выщелачивание преимущественно свинца из руд. А из источника 5 подают технические воды (в которые с целью интенсификации можно добавлять различные химические реагенты). Под действием переменного электрического тока будет выщелачиваться свинец, свинецсодержащие растворы перемещаются в растворосборник 6, где на катоде 4 будет происходить осаждение свинца (это осаждение можно производить и другим химическим способом).

Затем, подают на электроды 3 и 4 постоянный электрический ток, а из источника 5 растворы, например, NaOH. В результате будет происходить интенсивное выщелачивание золота, направляемое также в составе растворов на извлечение (осаждение на катоде и т.д.).

Примером конкретного выполнения предложенного способа служит кучное электрохимическое выщелачивание золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд.

Первоначально формируют антифильтрационное основание 1, например, из глины, мощностью 0,5 м. Затем формируют из золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд штабель 2 размерами 150·50·25 м. В массиве штабеля 2 закладывают два электрода 3 в виде металлической сетки и 4. Растворы подаются из источника 5. Для сбора растворов в основании штабеля 2 образуют раствороприемник 6.

Для выщелачивания меди первоначально из источника 5 подаются растворы 0,7 3% серной кислоты. После выщелачивания меди штабель 2 промывают технической водой и на электроды 3 и 4 подают переменный электрический ток, с величиной катодного потенциала 0,353 В и частотой импульсов, например, 0,005 0,033 Гц. В результате такой электрохимической обработки происходит интенсивное выщелачивание свинца, ионы которого мигрируют в составе свинецсодержащих растворов и осаждаются на катоде. После этого катод заменяют или подключают следующий электрод (на рисунке не показан). Из источника 5 подают растворы NaOH (15 г·л^-1), а на электроды подают постоянный электрический ток, с плотностью J_a 0,1 0,4 А·см², напряжением 6 8 В. В результате будет растворяться золото, осаждаемое на замененном катоде 4 (или химическим методом).

Необходимо отметить, что каждая предыдущая обработка (выщелачивание) облегчает последующее растворение свинца, золота.

Положительный эффект предложенного технического решения заключается в повышении эффективности процесса электрохимического выщелачивания путем селективного выщелачивания различных реагентов, переменного и постоянного электрического тока.

Изобретение может быть использовано при кучном выщелачивании золотосодержащих руд.

Формула изобретения

Способ кучного электрохимического выщелачивания металлов, включающий формирование антифильтрационного основания, выщелачиваемого штабеля, закладку электродов, подачу на них переменного и постоянного тока и обработку выщелачиваемого массива технологическими растворами, отличающийся тем, что при выщелачивании золотосодержащих колчеданно-полиметаллических некондиционных руд первоначально выщелачивают медь растворами серной кислоты, затем выщелачивают свинец при обработке переменным электрическим током, после чего выщелачивают золото при обработке постоянным электрическим током.

РИСУНКИ

Рисунок 1