Комбинированный способ переработки упорного золотосодержащего сырья

 

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности, к гидрометаллургическому вскрытию упорного золотосодержащего сырья с использованием энергетических воздействий и микроорганизмов. Техническим результатом изобретения является интенсификация процесса окисления и дезинтеграции сульфидов. Способ включает предварительную обработку увлажненного сырья электромагнитными импульсами с амплитудой напряженности электрической компоненты поля, большей электрической прочности материала и длительностью фронта импульса, меньшей времени формирования искрового разряда в воздушном зазоре, равном толщине слоя материала, и выщелачивание обработанного сырья. Предварительную обработку и выщелачивание обработанного сырья ведут с использованием кислого выщелачивающего раствора, содержащего смесь аутотрофных тионовых бактерий Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans и Leptospinllum ferrooxidans. Выщелачивание ведут при соотношении твердого к жидкому от 1:3 до 1:10 при перемешивании в условиях естественной или принудительной аэрации, а предварительную обработку ведут при соотношении твердого к жидкому от 5:1 до 10:1 с использованием от 3 до 5% от общего количества выщелачивающего раствора. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности, к гидрометаллургическому вскрытию упорного золотосодержащего сырья с использованием микроорганизмов и предварительной обработкой сырья электромагнитными импульсами.

Известен способ переработки упорного золотосодержащего сырья, включающий предварительную обработку исходного материала, кучное бактериальное выщелачивание и переработку продуктов бактериального выщелачивания [1].

Недостатком данного способа является невысокое извлечение золота по причине зашламования тонкодисперсным классом материала, которое ведет к замедлению процесса или его полному прекращению.

Известен способ переработки упорного золотосодержащего сырья, включающий последовательную обработку минерального сырья кислотным реагентом и культурой микроорганизмов-биоокислителей, культивирование микроорганизмов на минеральном сырье с последующим отделением продуктов биоокисления. До отделения продуктов биоокисления осуществляют осушение минерального сырья [2].

Недостатком данного способа является большая длительность процесса и невысокое извлечение золота, обусловленное наличием нераскрытых минеральных сростков и неполной обработкой материала микроорганизмами, вызванной отсутствием перемешивания материала.

Наиболее близким к предложенному является способ переработки упорного золотосодержащего сырья, включающий предварительную обработку увлажненного сырья электромагнитными импульсами с амплитудой напряженности электрической компоненты поля, большей электрической прочности материала, и длительностью фронта импульса, меньшей времени формирования искрового разряда в воздушном зазоре, равном толщине слоя материала. Обработанный таким образом материал подвергают выщелачиванию [3].

Недостатком наиболее близкого аналога является неполное извлечение золота, обусловленное недостаточным вскрытием сульфидов.

Задачей изобретения является повышение полноты вскрытия сульфидов и извлечения золота.

Техническим результатом изобретения является интенсификация процесса окисления сульфидов.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки упорного золотосодержащего сырья, включающем предварительную обработку увлажненного сырья электромагнитными импульсами с амплитудой напряженности электрической компоненты поля, большей электрической прочности материала, и длительностью фронта импульса, меньшей времени формирования искрового разряда в воздушном зазоре, равном толщине слоя материала, и выщелачивание обработанного сырья, согласно изобретению, предварительную обработку и выщелачивание обработанного сырья ведут с использованием кислого выщелачивающего раствора, содержащего смесь аутотрофных тионовых бактерий Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans и Leptospirillum ferrooxidans, при этом выщелачивание ведут при соотношении твердого к жидкому от 1:3 до 1:10 при перемешивании в условиях естественной или принудительной аэрации, а предварительную обработку ведут при соотношении твердого к жидкому от 5:1 до 10:1 с использованием от 3 до 5% от общего количества выщелачивающего раствора.

Выщелачивающий раствор может иметь рН 1,3-2,5.

В выщелачивающий раствор можно дополнительно вводить бактерии родов Ferroplasma, и/или Sulpholobus, и/или Sulphobacillus, и/или Acidianus.

Можно использовать бактерии, выделяемые из руды сульфидного месторождения.

Выщелачивающий раствор можно готовить путем культивирования бактерий на среде Сильвермана и Люндгрена с добавлением ионов двухвалентного железа концентрацией 5 г/л и элементарной серы концентрацией 0,5 г/л при температуре от 20 до 40°С до достижения общей численности бактерий не менее 10⁶ клеток в 1 мл.

Переработке можно подвергать сульфидное золотосодержащее сырье с крупностью частиц менее 1 мм.

Предварительная обработка сырья с использованием кислого выщелачивающего раствора, содержащего смесь аутотрофных тионовых бактерий Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans и Leptospirillum ferrooxidans, при соотношении твердого к жидкому от 5:1 до 10:1 обеспечивает создание каналов в сростках минералов и проникновение бактерий в сростки.

Выщелачивание обработанного сырья с использованием кислого выщелачивающего раствора, содержащего смесь аутотрофных тионовых бактерий Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans и Leptospirillum ferrooxidans и проведение операции выщелачивания при соотношении твердого к жидкому, равном от 1:3 до 1:10, при перемешивании раствора в условиях естественной или принудительной аэрации обеспечивает уменьшение содержания сульфидов за счет обеспечения условий для оптимального перемешивания материала и полного контакта бактерий и воздуха с минералами, обеспечивает интенсивное дефектообразование на поверхности частиц сульфидов, увеличение и разрастание локальных коррелированных областей поверхности и, в конечном счете, их разрушение.

Использование выщелачивающего раствора с рН 1,3-2,5 позволяет получить лучшие показатели выщелачивания.

Дополнительный ввод в выщелачивающий раствор бактерий родов Ferroplasma, и/или Sulpholobus, и/или Sulphobacillus, и/или Acidianus, и/или Acidianus позволяет расширить видовой состав используемых бактерий и в зависимости от сырья подбирать оптимальные с точки зрения интенсификации процесса окисления сульфидов комбинации бактерий.

Использование бактерий, выделяемых из руды сульфидного месторождения, позволяет использовать собственную микрофлору минерального сырья, что благоприятно воздействует на процессы окисления сульфидов.

Использование на предварительную обработку от 3 до 5% от общего количества выщелачивающего раствора обеспечивает оптимальную предварительную обработку сырья бактериями.

Приготовление выщелачивающего раствора путем культивирования бактерий на среде Сильвермана и Люндгрена с добавлением ионов двухвалентного железа концентрацией 5 г/л и элементарной серы концентрацией 0,5 г/л при температуре от 20 до 40°С до достижения общей численности бактерий не менее 10 клеток в 1 мл создает оптимальные условия для выщелачивания сульфидов, повышая тем самым показатели извлечения.

Переработка сульфидного золотосодержащего сырья с крупностью частиц менее 1 мм облегчает условия процесса выщелачивания.

Способ осуществляется следующим образом.

Упорное золотосодержащее сырье, например гравитационный пиритный концентрат, содержащий частицы крупностью менее 1 мм, увлажняют 0,2N раствором серной кислоты, содержащим смесь аутотрофных тионовых бактерий (Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans и Leptospirillum ferrooxidans) при соотношении твердого к жидкому 10:1 и обрабатывают мощными электромагнитными импульсами (МЭМИ) с длительностью фронта импульса от 5 нс до 50 нс и длительностью импульса порядка 40 нс с амплитудой напряженности электрической компоненты электромагнитного поля от 0,8 МВ/м до 1,3 МВ/м. В результате обработки достигается наибольшая степень интергранулярного разрушения сульфидных минералов, что способствует интенсификации последующего бактериального выщелачивания. Образцы, подвергнутые обработке, выщелачивают при соотношении твердого к жидкому, равном 1:3, при перемешивании раствора в условиях естественной или принудительной аэрации, в кислом выщелачивающем растворе, содержащем смесь аутотрофных тионовых бактерий (Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans и Leptospirillum ferrooxidans), выделяемых из руды сульфидного месторождения. Соотношение количеств реагентов соответственно составляет 3:5:2. Бактерии культивировали на среде Сильвермана и Люндгрена с добавлением ионов двухвалентного железа концентрацией 5 г/л и элементарной серы концентрацией 0,5 г/л при температуре 20°С до достижения общей численности бактерий не менее 10⁶ клеток в 1 мл. С использованием стандартных методик проводят измерения кислотности (рН), окислительно-восстановительного потенциала (Eh), концентрации ионов железа (Fe²⁺, Fe³⁺) и содержания элементарной серы S⁰ на поверхности частиц пирита. Предварительное воздействие МЭМИ и бактериальное выщелачивание вызвали повышение степени окисления и дезинтеграции пирита и повышение извлечения золота на 25% по сравнению с наиболее близким аналогом. При этом концентрация Fe³⁺ в растворе составила 17,6 г/л, a Fe²⁺ - 0 г/л. В результате воздействия МЭМИ количество серы на поверхности частиц пирита после бактериального выщелачивания утроилось и составило 40,6·10^-2 мг/г.

Полученные результаты свидетельствуют об эффективности комбинированного способа переработки золотосодержащего концентрата, включающего воздействие мощными электромагнитными импульсами в сочетании с новой технологией бактериального выщелачивания, что предопределяет создание принципиально новой высокоэффективной технологии вскрытия упорных золотосодержащих материалов и извлечения ценных компонентов.

Источники информации

1. Патент РФ №2033444, кл. С 22 В 11/00, опубл. 20.04.1995.

2. Патент РФ №2099432, кл. С 22 В 3/18, опубл. 20.12.1997.

3. Патент РФ №2176558, кл. В 03 В 7/00, опубл. 10.12.2001.

Формула изобретения

1. Комбинированный способ переработки упорного золотосодержащего сырья, включающий предварительную обработку увлажненного сырья электромагнитными импульсами с амплитудой напряженности электрической компоненты поля, большей электрической прочности материала, и длительностью фронта импульса, меньшей времени формирования искрового разряда в воздушном зазоре, равном толщине слоя материала, и выщелачивание обработанного сырья, отличающийся тем, что предварительную обработку и выщелачивание обработанного сырья ведут с использованием кислого выщелачивающего раствора, содержащего смесь аутотрофных тионовых бактерий Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus ferrooxidans и Leptospirillum ferrooxidans, при этом выщелачивание ведут при соотношении твердого к жидкому от 1:3 до 1:10 при перемешивании в условиях естественной или принудительной аэрации, а предварительную обработку ведут при соотношении твердого к жидкому от 5:1 до 10:1 с использованием от 3 до 5% от общего количества выщелачивающего раствора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют выщелачивающий раствор с рН 1,3-2,5.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в выщелачивающий раствор дополнительно вводят бактерии родов Ferroplasma, и/или Sulpholobus, и/или Sulphobacillus, и/или Acidianus.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют бактерии, выделяемые из руды сульфидного месторождения.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что выщелачивающий раствор готовят путем культивирования бактерий на среде Сильвермана и Люндгрена с добавлением ионов двухвалентного железа концентрацией 5 г/л и элементарной серы концентрацией 0,5 г/л при температуре от 20 до 40°С до достижения общей численности бактерий не менее 10⁶ клеток в 1 мл.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что переработке подвергают сульфидное золотосодержащее сырье с крупностью частиц менее 1 мм.