Устройство для электролиза золота из продукционных цианидных растворов
Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов, в частности к извлечению золота из цианидных растворов. Устройство для электролиза золота из продукционных цианидных растворов содержит анод и катод из слоев графитизированного ватина и металлической сетки, расположенной между слоями графитизированного ватина. Металлическая сетка выполнена в виде слоев плоских элементов и расположенных между ними объемно-армированных элементов. Объемно-армированные элементы имеют треугольное, прямоугольное, трапецеидальное, синусоидальное или круглое сечения. Техническим результатом является повышение эффективности извлечения золота, использование доступных материалов, простая в изготовлении конструкция, ее надежность при переработке электролизом продукционных растворов со взвесями в эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано, в частности, для извлечения золота из цианидных растворов.
Известен электролиз золота на объемном катоде (см. А.Меретуков, А.М.Орлов. Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт. М.: Металлургия, 1991, стр. 286-290), где в качестве объемного катода используют стальную вату или угольные волокна.
Недостатком известного устройства является то, что отечественная промышленность не изготавливает стальной ваты, кроме того, для получения золота необходимо вести плавку при температуре на 300-400°C выше температуры плавления золота.
В качестве прототипа устройства взята ячейка Херауса (там же, стр. 275), содержащая анод, катод, полупроницаемую перегородку, где в качестве катода используют свинцовые и углеродные нити.
Недостатки прототипа заключаются в недостаточной эффективности извлечения золота электролизом продукционных растворов с взвесями, в сложности изготовления и дефиците материалов, используемых для объемных катодов.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности извлечения золота, использование доступных материалов, простая в изготовлении конструкция объемного катода, его надежность при переработке электролизом продукционных растворов с взвесями, простота в эксплуатации.
Сущность изобретения заключается в том, что устройство для электролиза золота из продукционных цианидных растворов, содержащее анод и катод из слоев графитизированного ватина и металлической сетки, расположенной между слоями графитизированного ватина, отличается тем, что металлическая сетка выполнена в виде слоев плоских элементов и расположенных между ними объемно-армированных элементов.
Устройство отличается также тем, что объемно-армированные элементы имеют треугольное, прямоугольное, трапецеидальное, синусоидальное или круглое сечение.
Фильтрацией через катод из графитизированного ватина с расположенными внутри свинцовыми нитями (по прототипу) нельзя было добиться высокой удельной производительности устройства по причине забивания пор волокнистого углеродного материала вследствие осаждения на нем золота и взвешенных частиц. В случае использования рамного катода из графитизированного ватина неудовлетворительной оставалась как низкая удельная производительность объемного катода, так и недостаточно высокая степень извлечения золота из цианидного раствора (см. примеры). Электролиз на рамном катоде с высокой степенью извлечения наблюдался в слабокислой среде (использовалась разбавленная серная кислота), но реакция на аноде из нержавеющей стали сопровождалась практически полным его растворением, вследствие чего возникали затруднения с удалением нерастворимых комплексов железа, кроме того, в растворе резко снижалась концентрация цианида в циркуляционных растворах (там же).
На фиг.1 изображено устройство в разрезе, на фиг.2 - объемно-армированные элементы.
Устройство содержит: плоские аноды из нержавеющей стали или титана 1, полупроницаемые перегородки 2, металлическую сетку 3, слои графитизированного ватина 4. Металлическая сетка включает плоские 5, 6 и объемно-армированные элементы 7.
Устройство работает следующим образом: подают напряжение на анод и катод, подают продукционный раствор через объемно-армированные элементы в циркуляционном режиме до окончания электролиза золота.
В связи с наличием в объемном катоде полостей в металлической сетке была достигнута высокая скорость просачивания растворов. Объемно-армированные элементы способствовали созданию высокотурбулентного режима течения цианидного продукционного раствора между слоями графитизированного ватина, что и явилось причиной повышения эффективности извлечения золота.
Пример. Циркуляционный насос с высокой удельной производительностью (25-300 м3/час на 1 м2 поперечного сечения электродного пространства) подавал продукционный цианидный раствор, который прокачивался через полости в объемно-армированных стальных элементах. Потенциал между катодом и анодом поддерживался на уровне 4-4,5 В. Через 4 часа степень извлечения золота на графитизированном ватине из раствора достигала 94,5%. Удельный выход золота при концентрации его в исходном растворе 408 г/м3 составил 2,5-3 кг золота на 1 кг графитизированного ватина, остаточная концентрация золота в растворе - 14,5-15 г/м3, степень извлечения золота из цианидного раствора - 94,5-95,4%. Затраты на ватин, электроэнергию и вспомогательные работы не превышали 0,5-0,7% от стоимости выделяемого золота.
Ниже (табл.1) приводятся примеры проведения электролиза золота в электролизере с фильтрующим катодом из слоев графитизированного ватина с расположенными между слоями свинцовыми нитями (по прототипу - п/п 1; через 0,5 часа скорость фильтрации снижалась из-за наличия в растворе взвесей с 5 м3/час до 0), с рамным катодом из графитизированного ватина (п/п 2), с рамным катодом из графитизированного ватина в слабокислой среде (п/п 3) и по предлагаемому способу (п/п 4 и 5).
| Таблица 1. | |||||||
| Экспериментальные данные по электролизу продукционных растворов | |||||||
| № п/п | Условия проведения электролиза (тип электролизера, исходное содержание золота в растворе, рН). | Напряжение, В. | Циркулирующая нагрузка через электролизер м3/час·м2. | Содержание твердого, г/т. | Продолжительность, час. | Концентрация золота в растворе, мг/л. | Извлечение золота из раствора %. |
| 1. | С фильтрующим объемным катодом, СAu-560 мг/л, рН=10 (по прототипу) | 2-4,5 | от 5 до 0 | 4-6 | 10 | 408 | 27,1 |
| 2. | С рамным плоским катодом, СAu-560 мг/л, рН=10. | 4-4,5 | от 1 до 2 | 4-6 | 10 | 88 | 84,3 |
| 3 | С рамным плоским катодом.СAu-307,2 мг/л, рН=5 (анод-нерж. сталь - растворяется). | 4-4,5 | от 1 до 2 | 4-6 | 10 | 16,9 | 94,5 |
| 4 | С проточным объемным катодом, CAu-307,2 мг/л, рН=10. | 2-4,5 | от 300 до 25 | 4-6 | 4 9 | 17,0 15,0 | 94,5 95,1 |
| 5 | С проточным объемным катодом, CAu-307,2 мг/л, рН=10. | 2-4,5 | От 300 до 25 | 4-6 | 14 | 15,0 | 95,4 |
1. Устройство для электролиза золота из продукционных цианидных растворов, содержащее анод и катод из слоев графитизированного ватина и металлической сетки, расположенной между слоями графитизированного ватина, отличающееся тем, что металлическая сетка выполнена в виде слоев плоских элементов и расположенных между ними объемно-армированных элементов.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что объемно-армированные элементы имеют треугольное, прямоугольное, трапецеидальное, синусоидальное или круглое сечения.
