Способ извлечения металлов из комплексных руд, содержащих благородные металлы

Изобретение относится к гидрометаллургическому способу извлечения металлов из комплексного минерального сырья и может быть использовано при переработке бедных и забалансовых руд, содержащих цветные и благородные металлы. Техническим результатом является повышение комплексности использования сырья, извлечения металлов из руды. Способ извлечения металлов из комплексных руд, содержащих благородные металлы, включает кучное выщелачивание путем подачи на руду, сложенную на водонепроницаемом основании в кучу, на первой стадии водного раствора серной кислоты до получения в растворе после выщелачивания концентрации кислоты не менее 1,5 г/дм3, на второй стадии подачей водного раствора серной кислоты, содержащего ионы трехвалентного железа концентрацией более 3 г/л, железоокисляющие бактерии и микроэлементы. На третьей стадии выщелачивания подают воду до нейтрализации вытекающего из кучи раствора, на четвертой стадии - щелочной раствор цианида при рН 10-12. На каждой стадии проводят сбор и отстаивание вытекающих из кучи продуктивных растворов, извлечение из них металлов и возврат растворов на выщелачивание руды в соответствующую стадию. 9 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к гидрометаллургическому способу извлечения металлов из комплексного минерального сырья, содержащих различные цветные и благородные металлы, и может быть использовано при переработке бедных и забалансовых руд, а также к переработке техногенного минерального сырья, в том числе отвалов, шлаков и др.

Большинство руд металлов являются комплексными, т.е. содержат несколько полезных металлов и в том числе благородные металлы, например, руды Удоканского месторождения содержат медь и серебро, медно-цинковые руды Узельгинского месторождения содержат золото, также как и руды, перерабатываемые на Гайском ГОК.

Для переработки кучным способом комплексных руд, содержащих благородные металлы, с целью максимального извлечения всех полезных металлов, необходима комбинированная технология.

Известен способ кучного выщелачивания медных руд растворами трехвалентного железа и серной кислоты (SU 829705, С22В 15/08, опубл. 15.05.81). С целью повышения степени извлечения меди, кобальта, серебра, молибдена, сокращения срока выщелачивания и снижения расхода серной кислоты, проводят последовательное выщелачивание окисленного, смешанного и сульфидного отвалов, причем отвал окисленной руды выщелачивают раствором серной кислоты с концентрацией 3-5 г/л и оборотным раствором после выщелачивания сульфидного отвала в количестве 10-60% от объема, затем полученный раствор подкисляют до содержания серной кислоты 5-8 г/л и ведут выщелачивание отвала смешанной руды до содержания в растворе трехвалентного железа 0,6-2,6 г/л и двухвалентной меди 1,5-8,0 г/л, после чего раствор подкисляют до содержания серной кислоты 8-20 г/л и направляют на выщелачивание сульфидного отвала, предварительно насыщенного хлористым аммонием.

Достоинствами способа является экономное расходование серной кислоты на выщелачивание различных типов окисленности руды. Недостатком способа является образование при взаимодействии хлористого аммония в растворе серной кислоты соляной кислоты, оказывающей вредное воздействие на окружающую среду, оборудование и здоровья работающих.

Известен способ кучного выщелачивания золота (RU 2254388, С22В 11/08). Способ включает в себя дробление руды, подготовку руды, укладку кучи на гидроизолированное основание, монтаж системы орошения кучи и подачу раствора цианида при поршневом режиме орошения. Перед подачей в растворе цианида растворяют кислород до его концентрации 33-38 мг/л, а удельный расход кислорода поддерживают на уровне 0,012-0,020 м3 на 1 т руды во всем цикле выщелачивания.

Недостатками способа являются сложность реализации насыщения цианида кислородом и поддержания его концентрации в куче, а также то, что способ не может быть использован для извлечения металлов из комплексного минерального сырья.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ извлечения благородных металлов из огнеупорных сульфидных руд (RU 2113522, С22В 11/00, опубл. 20.06.98). При получении благородных металлов из упорных сульфидных руд сначала отделяют глину и рудную мелочь от измельченной руды для обогащения, получают концентрат сульфидных минералов из отдельных фракций и добавляют концентрат к куче, руду в куче подвергают биохимическому выщелачиванию для окисления сульфата железа в руде, а после выщелачивания подвергают руду гидрометаллургической обработке для извлечения благородных металлов.

Недостатком способа является недостаточное эффективное извлечение металлов из руды.

В изобретении достигается следующий технический результат: повышение эффективности извлечения металлов из руды.

Указанный технический результат достигается следующим образом.

Способ извлечения металлов из комплексных руд, содержащих благородные металлы, заключающийся в кучно выщелачивании путем подачи на руду, сложенную на водонепроницаемом основании в кучу, на первой стадии водного раствора серной кислоты до получения в растворе после выщелачивания концентрации кислоты не менее 1,5 г/дм3, на второй стадии - водного раствора серной кислоты, содержащего ионы трехвалентного железа концентрацией более 3 г/л, железоокисляющие бактерии и микроэлементы, на третьей стадии - подаче воды до нейтрализации вытекающего из кучи раствора, на четвертой стадии - подаче щелочного раствора цианида при рН 10-12, в каждой стадии сбора и отстаивании вытекающих из кучи продуктивных растворов и извлечение из них металлов, возврате растворов на выщелачивание руды в соответствующую стадию.

При этом выщелачиваемая руда может иметь крупность не менее 3 мм, концентрация серной кислоты в растворах, подающихся на выщелачивание в первой и второй стадиях, составляет не менее 1,5 г/дм3.

Кроме того, вторую стадию выщелачивания проводят до прекращения увеличения концентрации металлов в вытекающем из кучи растворе.

Также на второй стадии в качестве микроэлементов используются соли и/или продукты, содержащие калий, азот и фосфор.

При этом на второй стадии выщелачивания используют культуру серуокисляющих бактерий.

Кроме того, на второй стадии выщелачивания в продуктивном растворе перед извлечением металлов и возвратом на выщелачивание осуществляют окисление двухвалентного железа бактериями с аэрацией воздухом.

Также на второй стадии извлечение металлов из продуктивного раствора производится методом жидкостной экстракции - электроэкстракции.

При этом на второй стадии извлечение металлов осуществляют при накоплении металлов в продуктивном растворе концентрацией более 2 г/дм3.

Также на второй стадии извлечение благородных металлов из раствора выщелачивания осуществляют методом сорбции.

Руду для выщелачивания складывают в кучу на водопроницаемое основание, расположенное под уклоном, для сбора всего вытекающего раствора и улучшения условий вытекания его из кучи.

Большинство сульфидных руд металлов содержат в составе минералы железа - кислоторастворимые или растворимые применяемым в изобретении раствором, содержащим ионы трехвалентного железа в серной кислоте. В результате выщелачивания железо из руды переходит в раствор и концентрация его увеличивается, окислительное воздействие повышается.

Первая стадия кучного выщелачивания предназначена для промывки кучи от кислотопоглощающих составляющих руды, в частности кальцитов и окисленных форм минералов, для этого подается раствор серной кислоты. Первая стадия проводится до получения концентрации в вытекающем из кучи растворе не менее 1,5 г/дм3, чтобы не образовался осадок сульфата железа. В этой стадии часть полезных металлов переходит в раствор, и могут быть из него извлечены.

На второй стадии происходит выщелачивание сульфидных минералов цветных металлов - меди, цинка, никеля и др. и одновременно вскрытие благородных металлов, находящихся в сульфидных минералах.

С увеличением концентрации трехвалентного железа скорость выщелачивания сульфидов возрастает, но для эффективного извлечения в раствор металлов из бедного минерального сырья, которое обычно используют для кучного выщелачивания и в котором количество металлов и сульфидных минералов невысоко достаточно применять раствор с концентрацией не менее 3 г/дм3.

Серная кислота является реагентом, участвующим в реакции окисления сульфидов, регенерации железа бактериями. Окислителем сульфидов в данном способе выщелачивания являются ионы трехвалентного железа, которые находятся в растворе серной кислоты. При концентрации серной кислоты менее 1,5 г/дм3 сернокислое окисное железо выпадают в осадок, и окислительное действие прекращается. Это может произойти внутри кучи, когда серная кислота расходуется, поэтому для эффективного разложения сульфидов необходимо подавать раствор для выщелачивания, содержащий такое количество кислоты, чтобы после прохождения через слой кучи концентрация не снижалась ниже 1,5 г/дм3. С этой же целью необходимо поддерживать концентрацию серной кислоты в растворе, подаваемом на выщелачивание, не менее 1,5 г/дм3. Концентрация серной кислоты более 1,5 г/дм3 позволяет обеспечить процесс окисления сульфидов и регенерации железа бактериями и одновременно соответствует значениям, при которых ионы трехвалентного железа находятся в растворе, не выпадают в осадок и окисляют сульфиды.

После воздействия на сульфидные минералы трехвалентное железо переходит в двухвалентную форму и перестает действовать на сульфидные минералы. Окисление двухвалентного железа бактериями частично происходит непосредственно в куче, но условия жизнедеятельности и окислительного действия бактерий в куче часто создаются неблагоприятные, например, недостаточно кислорода, низкая или высокая температура. В результате раствор после выщелачивания содержит двухвалентное железо. Для регенерации окислительных свойств железа, т.е. перехода его в трехвалентное состояние наиболее малозатратным способом является использование железоокисляющих бактерий. Процесс производится в отдельном аппарате, куда поступает собранный раствор, бактерии из культиватора и осуществляется аэрация воздухом.

Кислород, содержащийся в подаваемом на выщелачивание воздухе, необходим для дыхания бактерий и участвует в реакции окисления бактериями ионов двухвалентного железа.

На скорость размножения и активность бактерий влияет наличие необходимых микроэлементов, в основном это калий, азот и фосфор. Эти элементы могут подаваться для бактериального выщелачивания в виде солей, например фосфорнокислого калия, сернокислого аммония, а также в виде минеральных продуктов, в частности являющихся отходами химической и металлургической промышленности.

Для окисления образующейся при окислении сульфидов серы выщелачивание проводят с добавлением культур серуокисляющих бактерий, условия жизнедеятельности которых близки к условиям железоокисляющих бактерий. В результате процесса окисления серы бактериями образуется серная кислота, которая используется при выщелачивании.

Извлечение металлов из продуктивного раствора может производиться различными способами. Однако метод жидкостной экстракции селективным органическим экстрагентом и электроэкстракции позволяет извлекать из растворов нужные металлы и получать товарные продукты высшего качества.

После проведения выщелачивания продуктивные растворы собираются и отстаиваются для дальнейшей экстракции меди.

Оптимальной для извлечения металлов методом жидкостной экстракции-электроэкстракции является концентрация не менее 2 г/дм3. Экстракция из растворов концентрацией металла менее 2 г/дм3 ведет к дополнительному расходу реагентов - органического экстрагента и электроэнергии для электролиза.

Для извлечения благородных металлов из руды проводится выщелачивание цианидами, которое осуществляется в щелочных условиях при рН 10-12 в присутствии кислорода воздуха. С этой целью сначала осуществляются промывка кучи водой до нейтральных значений рН (третья стадия), затем на кучу подается щелочной раствор цианида (четвертая стадия). Кислород, находящийся в воздухе между кусков руды и поступающий в растворенном виде с раствором цианида, достаточен для проведения растворения золота. Цианидное выщелачивание является наиболее распространенным способом растворения благородных металлов, прежде всего золота и серебра.

Конкретные примеры реализации способа.

Пример 1.

При кучном выщелачивании меди из сульфидной медной руды Удоканского месторождения, содержащей 1,0% меди, 0,8 г/т серебра. 50% меди находится в окисленной форме. Выщелачивание включает орошение руды крупностью 10,0 мм, размещенной на водонепроницаемое основание с уклоном 5° в виде кучи осуществляли при температуре 20°С на первой стадии водным раствором серной кислоты, на второй стадии водным раствором серной кислоты при концентрации 2 г/дм3 и сернокислое окисное железо концентрации ионов железа 3 г/дм3, железоокисляющие и серуокисляющие бактерии концентрацией 108 кл/мл, на третьей стадии подача воды и на четвертой стадии - раствора цианида натрия при рН 11,5. Собранный после просачивания через кучу руды раствор на первой стадии возвращался на орошение до накопления в растворе меди 2 г/дм3. После извлечения меди раствор возвращался на орошение до получения концентрации серной кислоты в вытекающем из кучи растворе 2,1 г/дм3, раствор содержал также 3,8 г/л железа.

Далее раствор направляли на бактериальную регенерацию железа с участием железоокисляющих бактерий, доукрепляли раствор серной кислотой до 3 г/л и проводили орошение кучи руды - реализация второй стадии. Раствор неоднократно возвращали на орошение до получения в растворе на выходе из кучи концентрации меди более 1,5 г/л, затем отстаивали и из осветленного раствора извлекали медь с использованием жидкостной экстракции - электроэкстракции. Оставшийся раствор возвращали на выщелачивание. Вторую стадию проводили до периода, когда концентрации меди в растворе перестала увеличиваться и не превышала 0,2 г/л.

Третью стадию способа проводили орошением водой кучи до получения на выходе значения рН 6,5-7,0, затем орошение проводили щелочным растворов цианида натрия. Извлечение меди из руды составило 76%, серебра 69%. Из раствора цианидного выщелачивания серебро извлекали сорбцией.

Пример 2.

Кучное выщелачивание сульфидных медно-цинковых руд крупностью 10,0 мм, содержащих 5,1% цинка и 0,8% меди, золота 1 г/т, размещенных на водонепроницаемое основание осуществляли в следующей последовательности:

- подача водного раствора серной кислоты концентрацией 10 г/дм3;

- окисление в отдельном аппарате двухвалентного железа в растворе после первой стадии выщелачивания железоокисляющими бактериями с аэрацией воздухом и подача на орошение кучи. Раствор на орошение содержал водный раствор серной кислоты концентрацией 10 г/дм3, сернокислое окисное железо концентрацией ионов железа 3,1-5,3 г/дм3 и бактерии;

- подача на кучу воды до получения на выходе значения рН 6,0;

- подача щелочного раствора цианида калия при значении рН 12.

Растворы выщелачивания первой, второй и третей стадии собирали, отстаивали и селективно извлекали цинк и медь жидкостной экстракцией с последующей реэкстракцией и электроэкстракцией. Извлечение составило цинка 82%, меди 64%.

Извлечение золота в раствор цианида составило 75%.

1. Способ извлечения металлов из комплексных руд, содержащих благородные металлы, заключающийся в кучном выщелачивании путем подачи на руду, сложенную на водонепроницаемом основании в кучу, на первой стадии водного раствора серной кислоты до получения в растворе после выщелачивания концентрации кислоты не менее 1,5 г/дм3, на второй стадии - водного раствора серной кислоты, содержащего ионы трехвалентного железа концентрацией более 3 г/л, железоокисляющие бактерии и микроэлементы, на третьей стадии - подачи воды до нейтрализации вытекающего из кучи раствора, на четвертой стадии - подачи щелочного раствора цианида при рН 10-12, в каждой стадии сборе и отстаивании вытекающих из кучи продуктивных растворов и извлечении из них металлов, возврате растворов на выщелачивание руды в соответствующую стадию.

2. Способ по п.1, в котором выщелачиваемая руда имеет крупность не менее 3 мм.

3. Способ по п.1, в котором концентрация серной кислоты в растворах, подающихся на выщелачивание в первой и второй стадиях, составляет не менее 1,5 г/дм3.

4. Способ по п.1, в котором вторую стадию выщелачивания проводят до прекращения увеличения концентрации металлов в вытекающем из кучи растворе.

5. Способ по п.1, в котором вторую стадию выщелачивания проводят с использованием в качестве микроэлементов солей и/или продуктов, содержащих калий, азот и фосфор.

6. Способ по п.1, в котором на второй стадии выщелачивания используют культуры серуокисляющих бактерий.

7. Способ по п.1, в котором после второй стадии выщелачивания в растворе перед извлечением металлов и возвратом на выщелачивание осуществляют окисление двухвалентного железа бактериями с аэрацией воздухом.

8. Способ по п.1, в котором после первой и второй стадий извлечение металлов из продуктивных растворов производят методом жидкостной экстракции - электроэкстракции.

9. Способ по п.1, в котором после первой и второй стадий извлечение металлов осуществляют при накоплении металлов в продуктивном растворе концентрацией более 2 г/дм3.

10. Способ по п.1, в котором после четвертой стадии извлечение металлов из раствора выщелачивания осуществляют методом сорбции.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к гидрометаллургическому производству и может быть использовано при кучном биовыщелачивании сульфидных продуктов, содержащих различные цветные и благородные металлы.
Изобретение относится к биогидрометаллургической технологии извлечения золота из сложных сульфидных концентратов, содержащих пирротин, арсенопирит, пирит, антимонит.

Изобретение относится к способам извлечения меди из халькопирита. .

Изобретение относится к гидрометаллургии и может применяться для излечения золота из упорных сульфидных золотомышьяковых руд. .
Изобретение относится к гидрометаллургическому производству и может быть использовано в процессе переработки сульфидных продуктов, содержащих цветные и благородные металлы.

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для биогидрометаллургического извлечения благородных металлов из сульфидных золотосодержащих концентратов.

Изобретение относится к области гидрометаллургии и применяется для извлечения золота из упорных золото-мышьяковых руд и концентратов различного состава, в которых тонкодисперсное золото заключено в сульфидных минералах и недоступно для получения с применением традиционного промышленного цианистого процесса.

Изобретение относится к горнодобывающей и металлургической промышленности и может быть использовано для извлечения золота из золотосульфидных руд различного минерального состава.

Изобретение относится к области гидрометаллургии и применяется для извлечения золота из упорных золотомышьяковых руд и концентратов различного минерального состава, в которых тонкодисперсное золото заключено в сульфидных минералах и недоступно для получения золота в традиционном промышленном процессе с применением цианидов для его растворения с последующим извлечением из растворов осаждением или сорбцией на уголь или ионообменную смолу.
Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности, к гидрометаллургическому вскрытию упорного золотосодержащего сырья с использованием энергетических воздействий и микроорганизмов.

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к способу десорбции золота и сурьмы с насыщенной смолы. .
Изобретение относится к способу извлечения благородных металлов из фосфатной руды. .

Изобретение относится к способам получения наночастиц платиновых металлов или их гибридов с другими металлами и может быть использовано, например, в катализаторах, магнитных материалах.

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано при переработке золотосеребряных сплавов. .

Изобретение относится к области металлургии благородных металлов, в частности к способам извлечения осмия из продуктов переработки платиносодержащих электролитных шламов цветной металлургии, а именно из кеков, содержащих селен и цветные металлы.
Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано для избирательного извлечения золота из рудных арсенопиритных гравитационных и флотационных концентратов золотоизвлекательных фабрик при доводке золотосодержащих продуктов до требований аффинажа.

Изобретение относится к способам извлечения платиновых металлов из бедных сульфатных растворов и может быть использовано для выделения платиновых металлов (ПМ) из сред, содержащих микроколичества этих элементов и макроколичества неблагородных металлов.
Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано для избирательного извлечения золота из арсенопиритных гравитационных и флотационных концентратов золотоизвлекательных фабрик при доводке золотосодержащих продуктов до кондиции аффинажа.
Изобретение относится к способу отделения, по меньшей мере, одного соединения металла и/или его компонента от находящейся в жидкой системе смеси или от смеси, содержащей катализатор и/или остатки катализатора от гомогенно катализированной реакции
Наверх