Способ селективного извлечения золота из водных тиоцианатных растворов
Владельцы патента RU 2363746:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
Изобретение относится к способу селективного извлечения золота из водных тиоцианатных растворов. Способ включает сорбцию на анионите с последующей десорбцией золота с анионита. При этом извлечение ведут из растворов, содержащих золото в виде устойчивого комплекса Au (I) и металлы-примеси железа (III), меди (II), цинка (II), серебра (I), кобальта (II), никеля (II). Сорбцию осуществляют на анионите АН-251. Перед десорбцией золота анионит обрабатывают раствором 0,005-0,05 М H2SO4 в статических условиях для десорбции и удаления металлов-примесей. Десорбцию золота с анионита осуществляют раствором 1-5 М KSCN в присутствии 2-10% КОН. Техническим результатом изобретения является повышение экспрессности и селективности извлечения золота, а также возможность полного разделения золота от ионов железа, меди, цинка, никеля, кобальта и серебра. Способ экологически безопасен. 2 табл.
Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к методам разделения и концентрирования.
Известен способ раздельного получения золота и серебра из растворов, включающий извлечение их из растворов сорбцией на анионитах и последующее разделение десорбцией в растворе тиомочевины в серной кислоте [Иониты в цветной металлургии. Под ред. К.Б.Лебедева, М.: Металлургия, 1975. - 352 с.]. К недостаткам этого метода можно отнести щелочную среду, которая не позволяет эффективно использовать селективные к золоту слабоосновные аниониты, высокую склонность цианид-иона к комплексообразованию с ионами переходных металлов, что усложняет процесс разделения и концентрирования золота, использование дорогостоящего реагента для десорбции золота с анионита.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ [Патент РФ №2266342; МПК С22В 11/100, С22В 31/24, опубл. 2005.12.20] раздельного получения золота и серебра из растворов, включающий извлечение их из растворов сорбцией на анионитах и последующее разделение десорбцией в растворе тиомочевины в серной кислоте. Недостатки этого способа заключаются в том, что не учитывается возможное присутствие в растворе ионов других металлов (железа (III) и цветных металлов), и извлечение золота проводится в виде тиоцианатных комплексов золота (III), имеющих склонность к диспропорционированию (что может уменьшать как степень извлечения золота из раствора, так и степень его десорбции), а также высокая стоимость тиомочевины, которая используется в качестве элюента золота и серебра.
Технический результат изобретения заключается в повышении экспрессности и селективности извлечения золота, а также в возможности полного разделения ионов золота (I) от железа (III), меди (II), цинка (II), серебра (I), кобальта (II) и никеля (II).
Указанный технический результат достигается тем, что в способе селективного извлечения золота из водных тиоцианатных растворов, включающем сорбцию на анионите с последующей десорбцией золота с анионита, новым является то, что извлечение ведут из растворов, содержащих золото в виде устойчивого комплекса Au (I) и металлы примеси железа (III), меди (II), цинка (II), серебра (I), кобальта (II), никеля (II), сорбцию осуществляют на анионите АН-251, перед десорбцией золота анионит обрабатывают раствором 0,005-0,05 М H2SO4 в статических условиях для десорбции и удаления металлов-примесей, а десорбцию золота с анионита осуществляют раствором 1-5 М KSCN в присутствии 2-10% КОН.
В способе на первом этапе происходит извлечение золота (I) в виде тиоцианатного комплекса на высокоселективном анионите АН-251, обладающем высокой обменной емкостью по золоту (при этом извлекаются лишь небольшие количества ионов переходных металлов в виде тиоцианатных комплексов). Далее, с анионита десорбцией раствором 0,005-0,05 М серной кислоты удаляются ионы переходных металлов, после чего проводится десорбция золота раствором 2-10% КОН в присутствии 1-5 моль/л KSCN (примеси цветных металлов, железа и серебра с ионита десорбируют водным раствором серной кислоты, а золото щелочным раствором тиоцианата калия).
В заявляемом способе выделение золота осуществляют из растворов в присутствии избытка ряда металлов (железа, меди, цинка, серебра, кобальта и никеля), которые содержатся в золотосодержащем сырье. Условия извлечения таковы, что золото находится в растворе в виде устойчивых комплексов Au (I), и оптимальны для применения слабо- и смешанноосновных анионитов. Для очистки анионита от ионов сопутствующих металлов и десорбции золота применяют дешевые реагенты, необходимые в малом количестве для осуществления процесса.
Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей химии и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательный уровень».
Заявляемый способ осуществляется следующим образом.
Предварительно набухший анионит АН-251 в хлоридной (сульфатной либо тиоцианатной) форме массой 0,1 г приводят в контакт при встряхивании (перемешивании) с раствором следующего состава: концентрация KSCN (CKSCN) 0,1 моль/л, концентрация по золоту (I) 2,0·10-4 моль/л (40 мг/л), по серебру (I) 2,0·10-4 моль/л (21 мг/л), по железу (III) 2,2·10-3 моль/л (124 мг/л), по меди (II) 1,0·10-3
моль/ л (63 мг/л), по цинку (II) 1,0·10-3 моль/л (65 мг/л), по никелю (II) 1,0·10-3 моль/л (59 мг/л), по кобальту (II) 1,0·10-3 моль/л (59 мг/л), рН 2. По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и добавляют к нему 10 мл 0,005-0,05 М H2SO4, затем еще через 2 ч раствор кислоты отделяют от анионита и приливают к последнему 15-20 мл 3-5 М раствора KSCN, содержащего 10% КОН. После 3 ч раствор KSCN, содержащий золото, отделяют от анионита. После раздельной десорбции золото можно использовать для дальнейшей работы (например, путем электролиза раствора тиоцианатного комплекса золота можно получить его в виде металла). Анионит после регенерации можно использовать для повторной сорбции в описываемом способе. Характеристики предлагаемого способа представлены в табл.1, 2.
| Таблица 1 Данные по сорбции тиоцианатных комплексов металлов при сорбции анионитом АН-251 в исходной Cl--форме из поликомпонентного раствора, CKSCN=0,1 моль/л, рН 2 |
|||||||
| Металл | Au (I) | Ag (I) | Fe (III) | Cu (II) | Zn (II) | Co (II) | Ni (II) |
| Статическая обменная емкость, мг/г | 37,5 | 5 | 12 | 3,5 | 4,3 | <0,1 | <0,2 |
| Коэффициент разделения Kf | Kf(Au/сумма) | Kf(Au/Ag) | Kf(Au/Fe) | Kf(Au/Cu) | Kf(Au/Zn) | Kf(Au/Со) | Kf(Au/W) |
| 8,9 | 4 | 62,5 | 2,9 | 3,8 | 112 | 98 | |
| Коэффициент распределения | 5000 | 1250 | 80 | 1750 | 1308 | 40 | 60 |
| Таблица 2 Концентрация ионов металлов в элюате после обработки анионита АН-251 раствором серной кислоты |
|||||||
| Концентрация H2SO4, н | Au (I) | Ag (I) | Fe (III) | Cu (II) | Zn (II) | Со (II) | Ni (II) |
| 0,02 | 0 | 0 | 17,5 | 0,2 | 0,66 | 0,2 | 0,4 |
| 0,2 | <0,02 | <0,02 | 25 | 0,2 | 0,78 | 0,3 | 0,6 |
| 1 | 0 | 1 | 13 | 0,1 | 1,4 | 0.2 | 0,4 |
Пример 1. Предварительно набухший анионит АН-251 в хлоридной форме массой 0,1 г приводят в контакт при встряхивании (перемешивании) с раствором следующего состава: концентрация KSCN 0,1 моль/л, концентрация по золоту (I)
2,0·10-4 моль/л (40 мг/л), по серебру (I) 2,0·10-4 моль/л (21 мг/л), по железу (III)
2,2·10-3 моль/л (124 мг/л), по меди (II) 1,0·10-3 моль/л (63 мг/л), по цинку (II) 1,0·10-3 моль/л (65 мг/л), по никелю (II) 1,0·10-3 моль/л (59 мг/л), по кобальту (II) 1,0·10-3 моль/л (59 мг/л), рН 2. По истечении 3 ч ионит отделяют от раствора фильтрованием и добавляют к нему 10 мл 0,005 М H2SO4 серной кислоты, затем еще через 2 ч раствор кислоты отделяют от анионита и приливают к последнему 15 мл 3 М раствора KSCN, содержащего 10% КОН. После 3 ч раствор KSCN, содержащий золото, отделяют от анионита. После раздельной десорбции золото можно использовать для дальнейшей работы (например, путем электролиза раствора тиоцианатного комплекса золота можно получить его в виде металла).
Пример 2. Предварительно набухший анионит АН-251 в тиоцианатной форме массой 0,1 г приводят в контакт при встряхивании (перемешивании) с раствором следующего состава: концентрация KSCN 0,1 моль/л, концентрация по золоту (I)
2,0·10-4 моль/л (40 мг/л), по серебру (I) 2,0·10-4 моль/л (21 мг/л), по железу (III)
2,2·10-3 моль/л (124 мг/л), по меди (II) 1,0·10-3 моль/л (63 мг/л), по цинку (II) 1,0·10-3 моль/л (65 мг/л), по никелю (II) 1,0·10-3 моль/л (59 мг/л), по кобальту (II) 1,0·10-3 моль/л (59 мг/л), рН 2. По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и добавляют к нему 10 мл 0,05 М Н2SO4 серной кислоты, затем еще через 2 ч раствор кислоты отделяют от анионита и приливают к последнему 20 мл 1 н. раствора KSCN, содержащего 10% КОН. После 3 ч раствор KSCN, содержащий золото, отделяют от ионита. После раздельной десорбции золото можно использовать для дальнейшей работы (например, путем электролиза раствора тиоцианатного комплекса золота можно получить его в виде металла).
Пример 3. Предварительно набухший анионит АН-251 в сульфатной форме массой 0,1 г приводят в контакт при встряхивании (перемешивании) с раствором следующего состава: концентрация KSCN 0,1 моль/л, концентрация по золоту (I) 2,0·10-4 моль/л (40 мг/л), по серебру (I)
2,0·10-4 моль/л (21 мг/л), по железу (III) 2,2·10-3 моль/л (124 мг/л), по меди (II) 1,0·10-3 моль/л (63 мг/л), по цинку (II) 1,0·10-3 моль/л (65 мг/л), по никелю (II) 1,0·10-3 моль/л (59 мг/л), по кобальту (II) 1,0·10-3 моль/л (59 мг/л), рН 2. По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и добавляют к нему 10 мл 0,0025 М H2SO4 серной кислоты, затем еще через 2 ч раствор кислоты отделяют от анионита и приливают к последнему 20 мл 3 М раствора KSCN, содержащего 10% КОН. После 24 ч раствор KSCN, содержащий золото, отделяют от анионита. После раздельной десорбции золото можно использовать для дальнейшей работы (например, путем электролиза раствора тиоцианатного комплекса золота можно получить его в виде металла).
Пример 4. Предварительно набухший анионит АН-251 в тиоцианатной форме массой 0,1 г приводят в контакт при встряхивании (перемешивании) с раствором следующего состава: концентрация KSCN 0,1 моль/л, концентрация по золоту (I)
2,0·10-4 моль/л (40 мг/л), по серебру (I) 2,0·10-4 моль/л (21 мг/л), по железу (III)
2,2·10-3 моль/л (124 мг/л), по меди (II) 1,0·10-3 моль/л (63 мг/л), по цинку (II) 1,0·10-3 моль/л (65 мг/л), по никелю (II) 1,0·10-3 моль/л (59 мг/л), по кобальту (II) 1,0·10-3 моль/л (59 мг/л), рН 2. По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и добавляют к нему 20 мл 0,005 М Н2SO4 серной кислоты, затем еще через 2 ч раствор кислоты отделяют от анионита и приливают к последнему 20 мл 5 М раствора KSCN, содержащего 2% КОН. После 3 ч раствор KSCN, содержащий золото, отделяют от анионита. После раздельной десорбции золото можно использовать для дальнейшей работы (например, путем электролиза раствора тиоцианатного комплекса золота можно получить его в виде металла).
Использование заявляемого изобретения открывает возможность раздельного получения золота из материалов, содержащих железо, медь, цинк, никель, кобальт и серебро. Для процессов сорбции и десорбции применяются дешевые, нетоксичные растворы тиоцианата калия, что позволяет разработать экологически безопасные технологии извлечения золота.
Таким образом, в результате использования заявляемого технического решения повышается экспрессность и селективность извлечения золота, а также возможность полного разделения ионов золота и ионов железа, меди, цинка, никеля, кобальта и серебра.
Способ селективного извлечения золота из водных тиоцианатных растворов, включающий сорбцию на анионите с последующей десорбцией золота с анионита, отличающийся тем, что извлечение ведут из растворов, содержащих золото в виде устойчивого комплекса Au (I) и металлы-примеси железа (III), меди (II), цинка (II), серебра (I), кобальта (II), никеля (II), сорбцию осуществляют на анионите АН-251, перед десорбцией золота анионит обрабатывают раствором 0,005-0,05 М H2SO4 в статических условиях для десорбции и удаления металлов-примесей, а десорбцию золота с анионита осуществляют раствором 1-5 М KSCN в присутствии 2-10% КОН.
