Способ отделения ртути от продукта выщелачивания руды
Группа изобретений относится к отделению ртути от продукта выщелачивания. Золотоносная руда контактирует с раствором цианида натрия при pH от 9 до 12 с образованием продукта выщелачивания золотоносной руды, содержащего золото и ртуть, в который добавляют коагулянт и осаждающий агент с образованием отделенной композиции. Осаждающий агент содержит дитиокарбаматный полимер, тиокарбаматсодержащее соединение или их смесь, а коагулянт содержит неорганическое соединение, содержащее Fe3+, Al3+ или их смесь. Причем массовое соотношение осаждающий агент:коагулянт составляет от 5:1 до 1:5. После чего содержащий ртуть осадок отделяют от композиции с получением обработанного продукта выщелачивания золотоносной руды. Группа изобретений обеспечивает удаление ртути при увеличении выхода металлического продукта в растворе. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
[1] Способ, описанный в данном документе, относится к отделению ртути от продуктов выщелачивания руд.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[2] В способах добычи металлов, таких как способы добычи золота и серебра, ценный металл обычно высвобождается из руды, содержащей металл, путем выщелачивания руды раствором цианида натрия при рН около 9 или выше. Этот способ также вызывает выщелачивание ртути в раствор, что препятствует последующей очистке и обработке металлического продукта.
[3] Загрязнение ртутью в цианидном способе получения золота (GCP) является серьезной проблемой для здоровья и окружающей среды. После выщелачивания цианидом натрия при высоком значении рН продукт выщелачивания руды (также называемый цианирующим раствором), содержащий растворенные цианиды металлов, собирают и приводят в контакт с активированным углем, для извлечения золота из раствора. В процессах адсорбции и десорбции на поверхности углерода части ртутных циано-комплексов, присутствующих в продукте выщелачивания руды, также легко удерживаются активированным углем и, таким образом, переносятся в качестве загрязнения на последующие этапы обработки электролизом и регенерации углерода. При обработке золота по Мерил-Кроу (осаждение цинка) ртуть может быть извлечена из осаждающего агента под вакуумом и при высокой температуре, однако затем указанная ртуть должна быть утилизирована, что подвергает рабочих риску воздействия. На этих этапах примеси ртути часто выбрасываются в воздух в виде пара. Это создает серьезную угрозу для здоровья работников завода и местной окружающей среды. Дополнительные проблемы связаны с безопасностью работников при обращении с материалами и растворами, загрязненными ртутью.
[4] Количество примесей ртути, присутствующих в продукте выщелачивания руды, варьируется в зависимости от конкретной руды. В некоторых случаях загрязнение ртутью незначительно. В других случаях в цианирующем растворе присутствует до 50 м.д. или даже до 100 м.д. ртути.
[5] Было бы очень желательно удалить часть или всю ртуть, содержащуюся в ртутьсодержащем продукте выщелачивания руды, а также в значительной степени избежать удаления металлического продукта (например, золота или серебра). В предлагаемом способе предпочтительного разделения, ртуть не может контактировать с активированным углем, решая проблемы со здоровьем работников и проблемы окружающей среды, описанные выше. Кроме того, обеспечивая такое разделение, выход металлического продукта в растворе максимизируется на последующих этапах обработки.
[6] В настоящее время существует недостаток способов, которые полезны для преимущественного уменьшения количества или удаления ртути из продуктов выщелачивания руд, таких как продукты выщелачивания золота и серебра, и, в частности, выщелачивания золотоносных руд. Из-за химического сходства, в частности, между золотом и ртутью, и, кроме того, известной тенденции как золота, так и серебра образовывать амальгамы со ртутью, остаются значительные трудности в выделении ценного металлического продукта. В способе Мерил-Кроу испарение ртути из предварительно обогащенного цинком золота остается эффективным, но крайне нежелательным способом выбора во многих операциях по переработке руды, поскольку это все еще приводит к риску воздействия ртути, также ртуть должна обрабатываться и утилизироваться с большими усилиями и расходами.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[7] В данном документе раскрыт способ получения продукта выщелачивания руды, причем способ включает сбор продукта выщелачивания руды, причем продукт выщелачивания руды содержит металлический продукт и ртуть; добавление осаждающего агента к продукту выщелачивания руды, при этом осаждающий агент содержит дитиокарбаматный полимер, дитиокарбаматсодержащее соединение или их смесь; добавление коагулянта к продукту выщелачивания руды с образованием отделенной композиции, причем коагулянт содержит неорганическое соединение, содержащее Fe3+, Al3+ или их смесь; и отделение содержащего ртуть осадка от отделенной композиции с образованием продукта выщелачивания руды. В некоторых вариантах осуществления осаждающий агент представляет собой дитиокарбаматный полимер, содержащий функционализированный дитиокарбаматом полиэтиленимин. В некоторых вариантах осуществления коагулянт представляет собой Fe2(SO4)3. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает добавление флокулянта к отделенной композиции. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает добавление осаждающего агента и коагулянта одновременно. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает добавление осаждающего агента перед добавлением коагулянта. В некоторых вариантах осуществления осаждающий агент добавляют к продукту выщелачивания руды со скоростью от около 1 до 50 м.д. на 2000 мкг/л ртути. В некоторых вариантах осуществления отношение осаждающего агента к добавленному коагулянту составляет от 5:1 до 1:5 по массе. В некоторых вариантах осуществления обработанный продукт выщелачивания руды содержит 50% мас. или менее по массе ртути, присутствующей в продукте выщелачивания руды. В некоторых вариантах осуществления обработанный продукт выщелачивания руды содержит 90% или более металлического продукта, присутствующего в продукте выщелачивания руды. В некоторых вариантах осуществления металлический продукт представляет собой золото.
[8] Также в данном документе раскрыта композиция, содержащая осаждающий агент, содержащий дитиокарбаматный полимер, тиокарбаматсодержащее соединение или их смесь; и коагулянт, содержащий неорганическое соединение, содержащее Fe3+, Al3+ или их смесь, где массовое отношение осаждающий агент: коагулянт в композиции составляет от 5:1 до 1:5. В некоторых вариантах осуществления композиция представляет собой водную композицию. В некоторых вариантах осуществления осаждающий агент представляет собой дитиокарбаматный полимер, содержащий функционализированный дитиокарбаматом полиэтиленимин. В некоторых вариантах осуществления коагулянт представляет собой Fe2(SO4)3. В некоторых вариантах осуществления композиция дополнительно содержит флокулянт. В некоторых вариантах осуществления массовое соотношение осаждающего агента: коагулянт в композиции составляет от 2:1 до 1:2. В некоторых вариантах осуществления, осаждающий агент представляет собой смесь алкилдитиокарбамата и дитиокарбаматного полимера.
[9] Также в данном документе раскрыто использование любой из раскрытых и/или заявленных композиций, указанных выше, для селективного удаления ртути из продукта выщелачивания золотоносной руды.
[10] Дополнительные преимущества и новые признаки изобретения будут изложены частично в последующем описании и частично станут очевидными для специалистов в данной области после изучения следующего или могут быть изучены посредством рутинного проведения эксперимента, практикуя настоящее изобретение.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[11] Хотя настоящее раскрытие содержит ссылки на предпочтительные варианты осуществления, специалисты в данной области техники поймут, что изменения могут быть сделаны в форме и деталях без отклонения от сущности и объема изобретения. Ссылка на различные варианты осуществления не ограничивает объем прилагаемой формулы изобретения.
[012] Определения
[13] Если не указано иное, все технические и научные термины, используемые в данном документе, имеют то же значение, которое обычно понимается специалистом в данной области техники. В случае конфликта терминология настоящего изобретения, включая определения, является превалирующей. Предпочтительные способы и материалы описаны ниже, хотя способы и материалы, аналогичные или эквивалентные описанным в данном документе, могут быть использованы на практике или для тестирования настоящего изобретения. Все публикации, патентные заявки, патенты и другие ссылки, упомянутые в данном документе, включены в качестве ссылки во всей их полноте и для всех целей. Материалы, способы и примеры, раскрытые в данном документе, являются только иллюстративными и не предназначены для ограничения.
[14] Используемый в данном документе термин «ртуть» означает переходный металл, имеющий атомный номер 80, любое соединение или комплекс, полученные из него, или смесь двух или более из них.
[15] Используемый в данном документе термин «металлический продукт» означает золото, серебро, медь, любое соединение или комплекс, производные любого из них, или смесь двух или более из них, если иное не указано или не определено контекстом.
[16] Используемый в данном документе термин «продукт выщелачивания руды» означает жидкий продукт, полученный путем приведения в контакт руды с металлическим продуктом с раствором цианида натрия (NaCN) при рН 9 или выше и сбора соответствующего фильтрата. Металлосодержащая руда получается одним или более способами добычи и переработки руды, хорошо известными в данной области техники. Продукт выщелачивания руды имеет рН от около 9 до 12 и включает как металлический продукт, так и количество растворенной в нем ртути. Специалистам должно быть понятно, что не все известные продукты выщелачивания руд содержат ртуть; однако продукт выщелачивания руды, как определено в настоящем документе, и адресовано в нем, представляет собой такой продукт, который содержит по меньшей мере измеримое количество ртути, которое может составлять, например, 1 млрд.ч. (часть на миллиард) или даже 1 тр.ч. (часть на триллион), в зависимости от доступной возможности измерения.
[17] Используемый в данном документе термин «продукт выщелачивания золотоносной руды» означает продукт выщелачивания руды золотоносной руды; такой продукт выщелачивания может также упоминаться как «цианирующий раствор». Продукт выщелачивания золотоносной руды имеет рН от около 9 до 12, часто от около 10 до 11, и включает в себя как золото, так и ртуть, растворенную в ней.
[18] Используемый в данном документе термин «обработанный продукт выщелачивания руды» или «обработанный продукт выщелачивания» означает жидкий продукт, полученный путем приведения в контакт продукта выщелачивания руды с по меньшей мере осаждающим агентом и коагулянтом с последующим отделением от него содержащего ртуть осадка. Приведение в контакт осуществляют с использованием одного или более способов и композиций, описанных ниже. Обработанные фильтраты включают от 50% до 0% по массе ртути, присутствующей в продукте выщелачивания руды, и от 90% до 100% по массе металлического продукта, присутствующего в продукте выщелачивания руды. В тех случаях, когда продукт выщелачивания руды представляет собой продукт выщелачивания золотоносной руды, обработанный продукт выщелачивания руды может упоминаться как «обработанный продукт выщелачивания золотоносной руды» или «обработанный продукт выщелачивания золота».
[19] Используемый в данном документе термин «осаждающий агент» означает дитиокарбаматный полимер, тиокарбаматсодержащее соединение, сульфид или смесь двух или более из них в любом соотношении, если это специально не ограничено контекстом.
[20] Используемый в данном документе термин «дитиокарбаматный полимер» означает соединение, характеризующееся наличием повторяющихся химических звеньев, где от 5 до 90% мол. повторяющихся звеньев включает функциональность дитиокарбамата.
[21] Используемый в данном документе термин «тиокарбаматсодержащее соединение» означает соединение, характеризующееся отсутствием повторяющихся химических звеньев и содержащее по меньшей мере одну функциональность дитиокарбамата или тритиокарбамата.
[22] Используемый в данном документе термин «сульфид» означает соединение, выбранное из сероводорода, гидросульфида кальция, гидросульфида натрия, тримеркапто-S-триазина, сульфида серебра, сульфида железа и водорастворимых тритиокарбонатов; или полимера, выбранного из поликарбонатов, полистиролов или полиэфиров, функционализированных серой.
[23] Используемый в данном документе термин «коагулянт» означает неорганическое соединение, содержащее по меньшей мере Fe3+, Al3+ или их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления неорганическое соединение дополнительно содержит противоион, выбранный из сульфата (SO42-), галогенида, галогенгидрата, или их комбинации. В вариантах осуществления коагулянт растворяют в водном растворе.
[24] Используемый в данном документе термин «флокулянт» означает полимер, содержащий от около 10% мол. до 100% мол. повторяющихся химических звеньев, включающих функциональность карбоновой кислоты, функциональность сульфоновой кислоты или их смесь, по существу, в форме конъюгата. В некоторых вариантах осуществления полимер дополнительно включает повторяющиеся химические звенья, полученные из одного или нескольких акриламида, акрилата, соединения с фосфатной группой или соединения, функционализированного четвертичным аммонием. В некоторых вариантах осуществления флокулянтный полимер характеризуется как имеющий «высокую молекулярную массу», что означает средневесовую молекулярную массу по меньшей мере около 1000000 г/моль.
[25] Термины «содержит(-ат)», «включает(-ют)», «имеющий», «имеет», «может», «содержит», и их варианты, используемые в данном документе, представляют собой открытые переходные фразы, термины или слова, которые не исключают возможности дополнительных действий, компонентов или структур. Слова в единичном числе также подразумевают слова во множественном числе, если контекст явно не диктует иное. Настоящее раскрытие также рассматривает другие варианты осуществления «включая», «состоящие из» и «состоящие в основном из», варианты или элементы, представленные в данном документе, независимо от того, являются они явными или нет.
[26] Используемый в данном документе термин «необязательный» или «необязательно» означает, что описанное впоследствии событие или обстоятельство может, но не обязательно, иметь место и что описание включает случаи, когда это событие или обстоятельство происходит, и случаи, когда нет.
[27] Используемый в данном документе термин «около», модифицирующий, например, количество ингредиента в композиции, концентрацию, объем, температуру способа, время способа, выход, скорость потока, давление и подобные значения и их диапазоны, используемые в описании вариантов осуществления раскрытия, относится к изменению численного количества, которое может иметь место, например, посредством типичных процедур измерения и обработки, используемых для получения соединений, композиций, концентратов или применяемых композиций; через непреднамеренную ошибку в этих процедурах; посредством различий в производстве, источнике или чистоте исходных материалов или ингредиентов, используемых для осуществления этих способов, и, как и в отношении приблизительных соображений. Термин «около» также охватывает количества, которые отличаются из-за старения состава с определенной начальной концентрацией или смесью, и количества, которые отличаются из-за смешивания или обработки состава с определенной начальной концентрацией или смесью. В случае изменения термина «около» прилагаемые к нему претензии включают в себя эквиваленты этих величин. Кроме того, в местах, где термин «около» используется для описания диапазона значений, например «от около 1 до 5», это означает «от 1 до 5» и «от около 1 до около 5», и «от 1 до около 5» и «от около 1 до 5», если только это не ограничено контекстом.
[28] Используемый в данном документе термин «по существу» модифицирует, например, тип или количество ингредиента в композиции, свойство, измеряемую величину, способ, положение, значение или диапазон, используемый для описания вариантов осуществления раскрытия, относится к вариации, которая не влияет на общую указанную композицию, ее свойство, количество, способ, положение, значение или диапазон, таким образом, отрицает предполагаемую композицию, свойство, количество, способ, положение, значение или диапазон. Примеры предполагаемых свойств включают исключительно их неограничивающие примеры, гибкость, коэффициент распределения, скорость, растворимость, температуру и тому подобное; целевые значения включают толщину, выход, массу, концентрацию и тому подобное. Влияние на способы, которые модифицируются «по существу», включает эффекты, вызванные изменением типа или количества материалов, используемых в способе, изменчивость в настройках аппаратуры, влияние внешних условий на способ и тому подобное, в котором способ или степень эффекта не отрицает одно или несколько предполагаемых свойств или результатов; и тому подобные аналогичные соображения. В тех случаях, когда утверждения изменены термином «по существу», прилагаемая к нему претензия включает эквиваленты этих типов и количества материалов.
[029] Обсуждение
[030] Мы обнаружили, что добавление осаждающего агента и коагулянта к продукту выщелачивания руды приводит к преимущественному осаждению соединений ртути, что позволяет отделить ртуть от продукта выщелачивания руды с получением обработанного продукта выщелачивания руды. Значительное количество соединений ртути, присутствующих в продукте выщелачивания руды, удаляется из него с использованием описанных в данном документе способов и композиций, в то время как количество металлического продукта, остающегося в обработанном продукте выщелачивания руды, составляет по меньшей мере 90% от количества в продукте выщелачивания руды. Хотя они не ограничиваются этим, эти способы особенно выгодны для использования в сочетании с продуктами выщелачивания золотоносных руд из-за высокой стоимости золота на рынке, а также признанных проблем, связанных с отделением золота от ртути.
[31] Соответственно, описанный в данном документе способ представляет собой образование обработанного продукта выщелачивания руды, причем способ включает: добавление осаждающего агента и коагулянта к продукту выщелачивания руды и отделение от него содержащего ртуть осадка с получением обработанного продукта выщелачивания. Обработанный продукт выщелачивания руды включает от около 0 до около 50% по массе ртути, присутствующей в продукте выщелачивания руды. Обработанный продукт выщелачивания руды включает от около 90% до около 100% по массе металлического продукта, присутствующего в продукте выщелачивания руды. В вариантах осуществления способ дополнительно включает добавление флокулянта к продукту выщелачивания руды до разделения.
[32] В данном документе также раскрыта обрабатывающая композиция, причем эта композиция является полезной для уменьшения количества ртути в продукте выщелачивания руды без существенного уменьшения количества металлического продукта в нем. Композиция содержит осаждающий агент и коагулянт. В некоторых вариантах осуществления композиция дополнительно содержит флокулянт.
[33] Отделенная композиция, раскрытая в данном документе, образуется при добавлении осаждающего агента, коагулянта, а в некоторых вариантах осуществления также флокулянта к продукту выщелачивания руды. Такие композиции отделены так, чтобы включать в себя фазу раствора обработанного продукта выщелачивания руды и фазу осадка, обогащенную ртутью и практически не обогащенную металлическим продуктом. Относительный размер/объем этих двух фаз может изменяться со временем, особенно в период времени между добавлениями и отделением содержащего ртуть осадка из разделенной композиции с получением продукта выщелачивания руды. В вариантах осуществления фаза осадка включает от около 50% до около 100% мас. ртути, присутствующей в продукте выщелачивания руды, до образования композиции и от около 0% до около 10% металлического продукта, присутствующего в продукте выщелачивания руды, до образования композиции.
[34] Осаждающий агент представляет собой водорастворимый или вододиспергируемый дитиокарбаматный полимер, тиокарбаматсодержащее соединение или сульфид. Полезные дитиокарбаматные полимеры включают любой из описанных в патентах США №№ 5164095 или 8211389, которые включены в настоящее описание посредством ссылки во всей их полноте и для всех целей. В некоторых вариантах осуществления дитиокарбаматный полимер представляет собой полиэтиленовый полимер или сополимер, где часть аминогрупп функционализирована дитиокарбаматом. Такие полимеры известны в данной области техники и имеют средневесовые молекулярные массы в диапазоне от около 500 г/моль до около 500000 г/моль. В других вариантах осуществления дитиокарбаматный полимер представляет собой акриламидный полимер или сополимер, в котором часть акриламидных групп функционализирована дитиокарбаматом. Такие полимеры содержат от 5 до 100% мол. дитиокарбаматных функциональных повторяющихся звеньев, где 1% мол. в данном контексте означает один процент от общего количества повторяющихся звеньев, присутствующих в полимере. В некоторых вариантах осуществления дитиокарбаматный полимер включает от около 20% мол. до 90% мол. или от около 30% мол. до 90% мол., или от около 40% мол. до 90% мол., или от около 50% мол. до 90% мол., или около 60% мол. до 90% мол., или от около 70% мол. до 90% мол., или от около 10% мол. до 80% мол., или от около 10% мол. до 70% мол., или от около 10% мол. до 60% мол., или около 10% мол. до 50% мол., или от около 10% мол. до 40% мол., или от около 10% мол. до 30% мол., или от около 40% мол. до 80% мол., или от около 50% мол. до 70% мол. повторяющихся единиц, имеющих дитиокарбаматную функциональность.
[35] Дитиокарбаматные полимеры, образованные с помощью функционализации полиэтиленаминовых полимеров дитиокарбаматом, хорошо известны в данной области и продаются, например, компанией Nalco, Напервиль, штат Иллинойс, под торговой маркой NALMET®. Эти полимеры широко используются в электроэнергетической промышленности для эффективного удаления ртути из газовых скрубберов и потоков отходов, а также для удаления других металлов в горнодобывающих и промышленных способах. Однако высокие концентрации цианида и высокий уровень рН, присутствующий в рудных фильтратах, находятся за пределами нормальных рабочих параметров этих полимеров. Известно, что эти полимеры осаждают ртуть из растворов - например, сточных вод и т. д., при щелочном, нейтральном или кислом рН; однако литература для этих продуктов не рекомендуется использовать их в растворах, имеющих рН от 9 до 12. Такие полимеры продаются в виде сухого порошка или гранулированной формы, форме эмульсии/латекса или в растворах, содержащих от 5 до 50% мас. полимера в воде, обычно при рН выше 7. В литературе для этих продуктов сообщается, что эти полимеры становятся неустойчивыми в растворах, имеющих рН менее около 4,5.
[36] Тиокарбаматсодержащие соединения включают дитиокарбаматсодержащее соединение. Дитиокарбаматсодержащее соединение имеют химическую формулу
,
где R1 и R2 независимо представляют собой C1-C4 алкил, разветвленный алкил или алкенил, и X представляет собой натрий или калий. В некоторых вариантах осуществления R1 и R2 представляют собой этил или метил. В некоторых вариантах осуществления оба R1 и R2 представляют собой метил. В некоторых вариантах осуществления Х представляет собой калий. В некоторых вариантах осуществления дитиокарбаматсодержащее соединение представляет собой диметилдитиокарбамат. Известно, что дитиокарбаматсодержащее соединение осаждает ртуть из растворов, содержащих Hg(CN)4-2, Hg(CN)3-1 и Hg(CN)20, как описано в патенте США 5599515, который включен в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте во всех отношениях.
[37] Пригодные сульфиды включают водорастворимые тритиокарбонаты. Водорастворимые тритиокарбонаты включают тритиокарбонаты щелочных металлов, щелочно-земельных металлов, аммония, алкиламмония или гидроксиалкиламмония и их гидраты, а также любую их смесь. Тритиокарбонат натрия коммерчески доступен в виде концентрированного водного раствора, и для специалиста в данной области техники доступно несколько способов синтеза тритиокарбоната натрия и других водорастворимых тритиокарбонатов.
[38] В некоторых вариантах осуществления осаждающий агент представляет собой комбинацию из двух или более дитиокарбаматных полимеров, тиокарбаматсодержащих соединений и/или сульфидов. В некоторых вариантах осуществления осаждающий агент представляет собой комбинацию двух или более дитиокарбаматных полимеров. В некоторых вариантах осуществления осаждающий агент представляет собой комбинацию двух или более тиокарбаматов. В некоторых вариантах осуществления осаждающий агент представляет собой комбинацию одного или более дитиокарбаматных полимеров, и одного или более тиокарбаматсодержащих соединений. В некоторых вариантах осуществления осаждающий агент представляет собой комбинацию одного или более дитиокарбаматных полимеров, и одного или более дитиокарбаматных соединений. В некоторых вариантах осуществления осаждающий агент представляет собой комбинацию одного или более дитиокарбаматных полимеров и одного или более сульфидов.
[39] Коагулянт представляет собой ионное соединение, содержащее Fe3+, Al3+ или их комбинацию, и противоион, который в частности не ограничен, но в вариантах осуществления выбран из сульфата (SO42-), галогенидов и галогенгидратов. В вариантах осуществления коагулянт представляет собой Fe2(SO4)3. В некоторых вариантах осуществления коагулянт представляет собой Al2(SO4)3. В некоторых вариантах осуществления коагулянт представляет собой FeCl3, AlCl3, хлоргидрат алюминия (ACH) или полиалюминийхлорид (PAC). В некоторых вариантах осуществления коагулянт представляет собой смесь двух или более перечисленных выше соединений.
[40] Флокулянт представляет собой нейтрализованный или частично нейтрализованный полимер, содержащий от около 10% мол. до 100% мол. повторяющихся звеньев, относящихся к акриловой кислоте или функциональному мономеру сульфокислоты, такому как 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота. Пригодные противоионы, связанные с нейтрализованным или частично нейтрализованным флокуляционным полимером, включают натрий и калий, а также аммоний или алкиламмоний. В вариантах осуществления остаток повторяющихся звеньев флокулянтного полимера получают из неионного мономера, такого как акриламид. В некоторых вариантах осуществления флокулянт состоит, по существу, из повторяющихся звеньев, полученных из акриловой кислоты и акриламида; в некоторых таких вариантах осуществления массовое соотношение содержания акриловой кислоты:акриламида составляет от 10:90 до 90:10, например около 20:80, 30:70, 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, 80:20 и тому подобное. В некоторых вариантах осуществления флокулянтный полимер представляет собой высокомолекулярный полимер, то есть полимер флокулянта, который имеет средневесовую молекулярную массу около 1 миллиона г/моль или более. В некоторых вариантах осуществления флокулянт представлен в виде твердого вещества, например, в виде порошка или форме гранул. В других вариантах осуществления флокулянт представлен в виде резины, дисперсии или раствора, содержащего от около 10 до 90% мас. полимера флокулянта. Подходящие флокулянты включают Nalco 9601 PULV, продаваемый компанией Nalco Company, Нейпервилл, штат Иллинойс.
[41] Способ получения обработанного продукта выщелачивания руды включает или состоит в основном из добавления осаждающего агента и коагулянта к продукту выщелачивания руды, и отделения от него содержащего ртуть осадка для получения обработанного продукта выщелачивания руды. В некоторых вариантах осуществления способ дополнительно включает добавление флокулянта к продукту выщелачивания руды перед отделением. В некоторых вариантах осуществления добавление осаждающего агента, коагулянта и флокулянта выполняется одновременно, тогда как в других вариантах осуществления добавление выполняется последовательно. В некоторых вариантах осуществления, где добавление выполняется последовательно, добавление осуществляют в следующем порядке: добавление осаждающего агента; добавление коагулянта; и необязательно добавление флокулянта. В других вариантах осуществления, где добавление выполняется последовательно, добавление выполняется в следующем порядке: добавление коагулянта; добавление осаждающего агента; и необязательно добавление флокулянта. В тех случаях, когда добавления выполняются последовательно, за каждым добавлением следует период от 1 секунды до 10 часов или от 10 секунд до 5 часов, или от около 30 секунд до 2 часов, или от около 1 минуты до 1 часа до последующего добавления. После завершения добавления содержащий ртуть осадок отделяют от продукта выщелачивания руды. Отделение выполняют путем осаждения/декантации, фильтрования, флотации или любого другого непрерывного или порционного способа, известного специалистам в области переработки продукта выщелачивания руды.
[42] Количество осаждающего агента, добавляемого к продукту выщелачивания руды, определяется количеством ртути, присутствующей в продукте выщелачивания руды. В случае, если используются смеси двух или более осаждающих агентов, количества, указанные в данном документе, отражают общее количество осаждающего агента. В некоторых вариантах осуществления для обработки продукта выщелачивания руды, содержащего около 2000 мкл/л ртути, в продукт выщелачивания руды добавляют от около 1 м.д. до 50 м.д. осаждающего агента в расчете на массу, например, в продукт выщелачивания руды добавляют осаждающего агента от около 2 до 50 м.д., или от около 3 м.д. до 50 м.д., или от около 4 м.д. до 50 м.д., или от около 5 м.д. до 50 м.д., или от около 6 м.д. до 50 м.д., или от около 7 м.д. до 50 м.д., или от около 8 м.д. до 50 м.д., или около 9 м.д. до 50 м.д., или от около 10 до 50 м.д., или от около 12 м.д. до 50 м.д., или от около 15 м.д. до 50 м.д., или от около 20 м.д. до 50 м.д., или от около 5 м.д. до 40 м.д., или от около 5 м.д. до 30 м.д., или от около 5 м.д. до 20 м.д. в расчете на массу. В случае, если осаждающий агент содержит или состоит по существу из дитиокарбаматного полимера, количество добавляемого осаждающего агента дополнительно оптимизируется с помощью мольного процента дитиокарбаматной функциональности полимера.
[43] В некоторых случаях можно определить присутствие тяжелых металлов в растворе продукта выщелачивания руды, таких как медь, которая конкурирует с ртутью, например, за тиокарбаматные остатки. В таких случаях может быть добавлено дополнительное количество осаждающего агента для отделения конкурирующих ионов металлов.
[44] Количество коагулянта определяется количеством добавляемого осаждающего агента. В случае, если используются смеси двух или более коагулянтов, количества, указанные в данном документе, отражают общее количество коагулянта. Коагулянт добавляют в количестве по массе, соответствующем соотношению масса:масса осаждающий агент:коагулянт от около 5:1 до 1:5, например от около 4:1 до 1:5 или от около 3:1 до 1:5, или от около 2:1 до 1:5, или от около 1:1 до 1:5, или от около 1:2 до 1:5, или от около 1:3 до 1:5, или от около 1:4 до 1:5, или от около 5:1 до 1:4, или от около 5:1 до 1:3, или от около 5:1 до 1:2, или от около 5:1 до 1:1, или от около 5:1 до 2:1, или от около 5:1 до 3:1 или от около 5:1 до 4:1.
[45] В случае, если используется флокулянт, количество флокулянта, добавленного к продукту выщелачивания руды, обычно составляет от 0,1 м.д. до 25 м.д. в расчете по массе продукта выщелачивания руды, но в некоторых случаях составляет до около 1% мас. в расчете по массе продукта выщелачивания руды. Флоккулянт или смесь двух или более из них в некоторых вариантах осуществления могут быть соответственно использованы в количестве, соответствующем указаниям изготовителя. В вариантах осуществления около 0,5 м.д. до 25 м.д. флокулянта добавляют к продукту выщелачивания руды или от около 1 м.д. до 25 м.д., или от около 2 до 25 м.д., или от около 0,1 м.д. до 20 м.д., или от около 0,1 м.д. до 15 м.д., или от около 0,1 до 10 м.д., или от около 0,1 до 5 м.д., или от около 0,5 до 10 м.д. или от около 0,5 до 5 м.д. или от около 1 м.д. до 10 м.д. или от около 1 м.д. до 5 м.д. Флокулянт может быть предоставлен в сухом виде, в виде порошка или в форме гранул, или может быть предоставлен в растворе, латексе или дисперсии, содержащей от около 10 до 70% мас. полимера, растворенного или диспергированного в нем.
[46] Поскольку количество коагулянта, добавленного к продукту выщелачивания руды, определяется количеством требуемого осаждающего агента, можно получить композицию для удаления ртути, содержащую осаждающий агент и коагулянт, где массовое соотношение осаждающий агент:коагулянт составляет 5:1 до 1:5, например, от около 4:1 до 1:5 или от около 3:1 до 1:5, или от около 2:1 до 1:5, или от около 1:1 до 1:5, или от около 1:2 до 1:5, или от около 1:3 до 1:5, или от около 1:4 до 1:5, или от около 5:1 до 1:4, или от около 5:1 до 1:3, или от около 5:1 до 1:2 или от около 5:1 до 1:1, или от около 5:1 до 2:1, или от около 5:1 до 3:1 или от около 5:1 до 4:1. Композиция может быть добавлена к продукту выщелачивания руды однократно или с помощью аликвот, в зависимости от оборудования и операторов в определенном месте. В некоторых вариантах осуществления композиция для удаления ртути дополнительно содержит некоторое количество флокулянта. В некоторых вариантах осуществления композиция для удаления ртути предоставляется в виде водного раствора, необязательно содержащем один или более дополнительных компонентов или агентов, таких как сорастворители, консерванты и т.д. Водные композиции для удаления ртути предусмотрены таким образом, что компоненты раствора предоставляются в тех же соотношениях, что описаны выше, но композиция дополнительно поставляется в водном растворе или дисперсии, содержащей от 5 до 50% мас. твердых «активных веществ», где активные вещества включают осаждающий агент, коагулирующий агент и, необязательно, флокулянт, диспергированный или растворенный в ней.
[47] После добавления осаждающего агента и коагулирующего агента, а в некоторых вариантах осуществления, также после добавления флокулянта, в продукте выщелачивания руды образуется осадок. Осадок представляет собой содержащий ртуть осадок, который отделен от продукта выщелачивания руды. Содержащие ртуть осадки соответствующим образом отделяют от отделенных композиций с помощью фильтрования, центрифугирования, флотации, осаждения или их комбинацией. В некоторых вариантах флотация легко осуществляется с использованием минимального количества пенообразователя, такого как дитиофосфат, и введения воздуха в отделенную композицию. В некоторых вариантах осуществления содержащие ртуть осадки являются достаточно стабильными для возможности их утилизации обычным способом, не вызывая токсикологических или экологических проблем, таких как проблемы, связанные с газообразной ртутью. В некоторых вариантах осуществления содержащие ртуть осадки содержат измеримое количество металлического продукта; в таких вариантах осуществления содержащий ртуть осадок может быть дополнительно обработан для повторного захвата металлического продукта.
[48] После отделения содержащего ртуть осадка от отделенной композиции получают обработанный продукт выщелачивания руды. Обработанный продукт выщелачивания руды содержит от около 0 до около 50% по массе ртути, присутствующей в продукте выщелачивания руды, например от около 0% до 45% или от около 0% до 40%, или от около 0% до 35%, или около 0% до 30%, или от около 0% до 25%, или от около 0% до 20%, или от около 0% до 15%, или от около 0% до 10%, или от около 0% до 5%, или от около 0% до 4%, или от около 0% до 3%, или от около 0% до 2%, или от около 0% до 1%, или от около 1% до 50%, или от около 2% до 50%, или от около 3% до 50%, или от около 4 до 50%, или от около 5% до 50%, или от около 10% до 50%, или от около 20% до 50%, или от около 30% до 50%, или от около 40% до 50% по массе ртути, присутствующей в продукте выщелачивания руды. Обработанный продукт выщелачивания руды содержит от около 90% до около 100% по массе металлического продукта, присутствующего в продукте выщелачивания руды, например, от около 91% до 100% или от около 92% до 100%, или от около 93% до 100%, или от около 94 до 100%, или от около 95% до 100%, или от около 96% до 100%, или от около 97% до 100%, или от около 98% до 100%, или от около 99% до 100%, или от около 99,5% до 100%, или от 99,9% до 100% по массе металлического продукта, присутствующего в продукте выщелачивания руды.
[49] Обработанный продукт выщелачивания руды затем обрабатывают на последующих этапах обработки, обычно выполняемых для завершения сбора металлического продукта из продукта выщелачивания руды. В случае продукта выщелачивания золотоносной руды обычная последующая стадия представляет собой приведение в контакт продукта выщелачивания с активированным углем. В таких вариантах осуществления активированный уголь, приведенный в контакт с обработанным продуктом выщелачивания, адсорбирует значительно меньшее количество ртути по сравнению с активированным углем, приведенным в контакт с обычным продуктом выщелачивания руды.
[50] Следующие примеры не предназначены для ограничения и просто излагают некоторые из многих возможных вариантов осуществления прилагаемой формулы изобретения.
[51] Примеры
[52] Образец продукта выщелачивания золотоносной руды (раствор цианирования) был получен из штабеля кучного выщелачивания. В сосуды (объемом около 1 литра) загружали аликвоты продукта выщелачивания объемом 500 мл. Для смешивания реагентов с аликвотами использовали мешалку с несколькими лопастями. Добавляли следующие реагенты:
[53] Осаждающий агент: 10% мас. раствора водорастворимого полиэтиленаммоний дихлорида, имеющего средневесовую молекулярную массу около 5000 г/моль и около 50% мол. соли дитиокарбамата.
[54] Коагулянт: Fe2(SO4)3, 40% водный.
[55] Флокулянт: Nalco 9601 PULV, полученный от компании Nalco, Нейпервилл, штат Иллинойс, разбавленный водой до 0,05% мас. содержания твердых веществ.
[56] Добавки вводили в 500 мл аликвоты путем добавления реагентов в следующем порядке, где это применимо: осаждающий агент, коагулирующий агент, флокулянт. Все реагенты добавляли при перемешивании аликвоты в течение одной минуты при скорости вращения мешалки, установленной на 100% (максимальная скорость). Затем перемешивание продолжали в течение двух дополнительных минут со скоростью 20%. Затем мешалку останавливали и аликвоты оставляли без перемешивания в течение двух минут. Затем полученные осадки отделяли от аликвоты с помощью осаждения. Полученные обработанные продукты выщелачивания собирали и анализировали на содержание Hg и Au с использованием ICP-OES или AAS. Также была проанализирована полученный в результате продукт выщелачивания руды. Результаты анализа продемонстрированы в таблице 1 вместе с количеством осаждающего агента, коагулирующего агента и флокулянта.
[57] Таблица 1. Реагенты добавляли к аликвотам продукта выщелачивания руды в виде м.д. активного соединения в указанных выше реагентах и измеряли количества Au и Hg
[58] Иллюстративно раскрытое в данном документе изобретение может быть целесообразно применимо в отсутствие любого элемента, который конкретно не раскрыт в данном документе. Кроме того, каждый вариант осуществления настоящего изобретения, как описано в данном документе, предназначен для использования как самостоятельно, так и в сочетании с любым другим вариантом осуществления, описанным в данном документе, а также модификациями, эквивалентами и их альтернативами. В различных вариантах осуществления изобретение подходящим образом состоит по существу из элементов, описанных в данном документе и заявленных в соответствии с формулой изобретения. Будет признано, что различные модификации и изменения могут быть выполнены без соблюдения примеров осуществления и приложений, проиллюстрированных и описанных в данном документе, и без отклонения от объема формулы изобретения.
1. Способ получения обработанного продукта выщелачивания золотоносной руды, содержащего золото и ртуть, включающий
приведение золотоносной руды в контакт с раствором цианида натрия при pH от 9 до 12 с образованием продукта выщелачивания золотоносной руды, содержащего золото и ртуть,
добавление к продукту выщелачивания золотоносной руды коагулянта и осаждающего агента с образованием отделенной композиции, причем осаждающий агент содержит дитиокарбаматный полимер, тиокарбаматсодержащее соединение или их смесь, а коагулянт содержит неорганическое соединение, содержащее Fe3+, Al3+ или их смесь, и
отделение содержащего ртуть осадка от отделенной композиции с получением обработанного продукта выщелачивания золотоносной руды.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осаждающий агент представляет собой дитиокарбаматный полимер, содержащий функционализированный дитиокарбаматом полиэтиленимин.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что коагулянт представляет собой Fe2(SO4)3.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что дополнительно включает добавление флокулянта к отделенной композиции.
5. Способ по любому из пп. 1-4, включающий одновременное добавление осаждающего агента и коагулянта или добавление осаждающего агента перед добавлением коагулянта.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что осаждающий агент добавляют к продукту выщелачивания золотоносной руды в количестве от около 1 м.д. до 50 м.д. на 2000 мкг/л ртути.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что обработанный продукт выщелачивания золотоносной руды содержит 50% или менее по массе ртути, присутствующей в продукте выщелачивания золотоносной руды.
8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что обработанный продукт выщелачивания золотоносной руды содержит 90% или более золота, присутствующего в среде выщелачивания золотоносной руды.
9. Композиция для обработки продукта выщелачивания золотоносной руды, содержащего золото и ртуть, содержащая
осаждающий агент, содержащий дитиокарбаматный полимер, тиокарбаматсодержащее соединение или их смесь,
коагулянт, содержащий неорганическое соединение, содержащее Fe3+, Al3+ или их смесь, и
необязательно флокулянт,
причем массовое соотношение осаждающий агент:коагулянт в композиции составляет от 5:1 до 1:5.
10. Композиция по п. 9, отличающаяся тем, что осаждающий агент представляет собой дитиокарбаматный полимер, содержащий функционализованный дитиокарбаматом полиэтиленимин.
11. Композиция по п. 9 или 10, отличающаяся тем, что коагулянт представляет собой Fe2(SO4)3.
12. Композиция по любому из пп. 9-11, отличающаяся тем, что осаждающий агент представляет собой смесь алкилдитиокарбамата и дитиокарбаматного полимера.
13. Композиция по любому из пп. 9-12, дополнительно содержащая сульфид, при этом предпочтительно сульфид представляет собой тритиокарбонат.
14. Применение композиции для обработки продукта выщелачивания золотоносной руды, содержащего золото и ртуть, по любому из пп. 9-13 для выборочного удаления ртути из продукта выщелачивания золотоносной руды.
