Способ переработки золото-сурьмяно-мышьяковых сульфидных концентратов

Изобретение относится к способу переработки золото-сурьмяно-мышьяковых сульфидных концентратов. Способ включает плавку концентратов на шлак и штейн с концентрированием золота в штейне и с конденсацией образовавшихся мышьяковистых возгонов и экстракцию золота из расплавленного штейна расплавом сурьмы. При этом перед экстракцией золота в штейн после отделения шлака вводят соду при стехиометрическом отношении к сульфиду сурьмы 3:1. Экстракцию золота ведут путем подачи расплава штейна в дисперсном состоянии под расплав сурьмы. Технический результат изобретения заключается в повышении уровня комплексного извлечения ценных компонентов из концентрата, в увеличении скорости экстракции золота, в снижении материалоемкости и уровня сложности оборудования. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, точнее к пирометаллургии золота. Может быть использовано на горнодобывающих предприятиях для извлечения золота и сурьмы из золото-сурьмяно-мышьяковых сульфидных флотационных и гравитационных концентратов.

Известны способы плавки, в которых расплав сурьмы является коллектором золота с последующим рафинированием [Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд. - Иргиредмет, 1999. - Т.1, с.297-298, 310-312]. Способы предназначены для переработки сурьмяных золотосодержащих концентратов.

Прототипом изобретения является способ переработки золотомышьяковистых сульфидных материалов [Патент РФ 2179594. Васильев и др.]. Способ заключается в плавке золотосодержащих концентратов на шлак и золотосодержащий штейн, удалении летучих сульфидов с газами, экстракции золота из штейна сурьмой или свинцом под вакуумом при температуре выше температуры плавления штейна.

Недостатками способа являются, во-первых, потери сурьмы и свинца вследствие их растворения в штейне, во-вторых, необходимость вакуумирования штейна, в-третьих, потребность в большом количестве сурьмы или свинца, что, в целом, усложняет технологию, увеличивает материалоемкость и снижает эффективность процесса.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности способа переработки золото-сурьмяно-мышьяковых сульфидных концентратов путем повышения интенсификации экстракции золота, снижения сложности процесса и снижения материалоемкости.

Задача решается тем, что в способе переработки золото-сурьмяно-мышьяковых сульфидных концентратов, включающем плавку на шлак и штейн с концентрированием золота в штейне, экстракцию золота из штейна сурьмой, конденсацию мышьяковистых возгонов, согласно изобретению в штейн после отделения его от шлака вводят соду при стехиометрическом отношении к сульфиду сурьмы 3:1 и экстрагируют золото расплавом сурьмы, подавая дисперсный штейн под расплав сурьмы. Дисперсный штейн подают под действием гидростатического давления через развитую поверхность. В качестве развитой поверхности используют разделительную решетку или перфорированную поверхность.

Технический результат изобретения заключается в следующем. Введение соды в штейн после отделения его от шлака в количестве, определяемом из стехиометрического отношения Na₂CO₃:Sb₂S₃=3:1, обусловливает восстановление сурьмы в металлическое состояние из сульфидной формы, что способствует, во-первых, повышению уровня комплексного извлечения ценных компонентов из рудного концентрата благодаря возможности получения сурьмы в виде товарного продукта, во-вторых, снижению материалоемкости процесса за счет получения дополнительного количества сурьмы, которой можно пополнять недостаток сурьмы - экстрагента; в-третьих, снижает уровень сложности оборудования.

Технический результат изобретения заключается также в получении восстановленной металлической сурьмы в тонкодисперсном состоянии, что способствует увеличению скорости экстракции золота сурьмой из железистого штейна за счет увеличения поверхности раздела фаз.

Технический результат изобретения заключается также в подаче штейна в дисперсном состоянии под слой расплавленной сурьмы. Дисперсное состояние штейна, разность в плотности штейна и расплавленной сурьмы, диффузия, а также коалесценция дисперсной металлической сурьмы, восстановленной из штейна, с расплавом сурьмы - экстрагентом способствуют увеличению поверхности раздела фаз и интенсификации экстракции золота сурьмой.

Пример.

Способ осуществляют следующим образом. Из флотационного или гравитационного концентрата готовят шихту для плавки на шлак и штейн. Например, флотационный концентрат включает золото, окислы - SiO₂, Fe₂О₃, сульфиды - Sb₂S₃, As₂S₃, FeS, FeS₂, FeAsS. К концентрату добавляют флюс, например, известняк СаСО₃, оксиды кальция и железа CaO, FeO или их смесь.

Количество флюсующих компонентов добавляют, исходя из условия получения шлака, содержащего

SiO₂ 30-40 мас.%; FeO 20-30 мас.%; CaO 30-40 мас.%.

В течение плавки контролируют температуру расплава, продолжительность отстаивания штейна и содержание золота в шлаке. Минимальная вязкость шлака и температура плавки, превышающая температуру плавления шлака, способствуют глубокому фазовому разделению шлака и штейна.

Плавку шихты ведут в плавильной электрической печи, например, индукционной. Плавку ведут при температуре 1350-1400°С. Температура плавки превышает температуру плавления шлака (1210-1250)°С. Шлак отстаивают и сливают из печи при содержании золота в нем менее 0,5 г/т и удаляют в отвал.

В результате плавки получают железистый штейн, шлак и возгоны.

Шлак указанного выше состава имеет вязкость 0,1-0,5 Па·с при 1400°С. Шлак и штейн разделяют отстаиванием. Железистый штейн, представляющий собой сульфид железа, содержит золото и сульфид сурьмы Sb₂S₃.

В штейн вводят соду в количестве, определяемом из стехиометрического отношения Na₂СО₃:Sb₂S₃=3:1. В штейне получают металлическую сурьму в тонкодисперсном состоянии в результате следующих химических реакций:

В плавильной печи происходит образование газообразной фазы и возгонов - As₂S₃ и S. Возгоны подают в циклонные конденсаторы, в которых происходит охлаждение возгонов до температуры 50°С. Получают сульфиды мышьяка As₄S₃, As₂S₃ и др. в наиболее устойчивой химической форме, максимально экологически безопасной, подлежащей захоронению.

Проводят экстракцию золота из штейна расплавом сурьмы. Отдельно готовят экстрагент - расплав металлической сурьмы - в экстракторе. Расплав штейна подают в противоточный экстрактор непрерывного действия в дисперсном состоянии под слой сурьмы. Диспергируют расплав штейна, например, путем его подачи за счет гидростатического давления через разделительную решетку с отверстиями диаметром не более 2-3 мм. Процесс ведут при температуре 1150°С. Дисперсные капельки штейна, имеющие меньшую плотность, всплывают вверх через слой расплавленной сурьмы - экстрагента в экстракторе. При этом происходит коалесценция дисперсной металлической сурьмы, восстановленной по реакции (2), из штейна с расплавом сурьмы экстрагентом.

Операцию подачи штейна через расплав сурьмы можно выполнять три - четыре раза, что обеспечивает получение отвального штейна с содержанием золота менее 0,5 г/т и повышает содержание золота в расплаве сурьмы до 0,7-1,0 мас.%. При температуре 1150°С штейн и сурьма, имеющие плотности 4,3 и 6,4 г/см³ соответственно, разделяются. Выведение штейна и сурьмы из экстрактора происходит в непрерывном режиме. При этом потребность в сурьме является разовой. В дальнейшем сурьма может быть выведена из процесса в качестве товарной продукции.

В результате получают расплав сурьмы с золотом и обедненный штейн. Штейн направляют в отвал. Расплав сурьмы и золота направляют на кристаллизацию сурьмы в кристаллизаторе с вращающимся охлаждаемым конусом. Происходит обогащение оставшегося расплава по золоту. Кристаллическая металлическая сурьма является товарной продукцией.

Обогащенный сурьмяный сплав направляют на вакуум-термическую дистилляцию в вакуумную печь при разрежении 1×10^-2 Па при 1000°С. Получают металлическую сурьму, которая может быть повторно использована в качестве экстрагента золота. Получают лигатурное золото с содержанием сурьмы 3-5 мас.%.

1. Способ переработки золото-сурьмяно-мышьяковых сульфидных концентратов, включающий плавку их на шлак и штейн с концентрированием золота в штейне и с конденсацией образовавшихся мышьяковистых возгонов, и экстракцию золота из расплавленного штейна расплавом сурьмы, отличающийся тем, что перед экстракцией золота в штейн после отделения шлака вводят соду при стехиометрическом отношении к сульфиду сурьмы 3:1, и экстракцию золота ведут путем подачи расплава штейна в дисперсном состоянии под расплав сурьмы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что штейн подают под расплав сурьмы действием гидростатического давления.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что штейн подают под расплав сурьмы через развитую поверхность.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве развитой поверхности используют разделительную решетку или перфорированную поверхность.