Способ извлечения благородных металлов из сульфидных руд и отходов их переработки

(51)7 22 11/00, 22 3/00 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Марченко Любовь Григорьевна Метакса Галина Павловна Имангалиев Тулеутай(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ СУЛЬФИДНЫХ РУД И ОТХОДОВ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ(57) Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано при переработке углеродисто-сульфидных руд, лежалых и текущих хвостов их обогащения, а также отвальных и. вскрышных пород месторождений черносланцевого типа. Способ заключается в предварительной обработке исходной массы руды хлоридами калия, натрия и магния в количестве 5-6 от исходной массы руды измельчении полученной смеси в присутствии кобальто-никелевых катализаторов в течение 5-15 мин приготовлении водной пульпы, в состав которой в качестве вспенивателя вводят стеарат калия в количестве 3-10 от массы пульпы термообработке при температуре 100-120 оС до образования парообразной фазы, которую затем облучают электромагнитными волнами оптического диапазона. Способ позволяет в предельно-короткие сроки 50-60 мин пройти все стадии процесса и получить готовый продукт - свободные металлы золота и серебра. Кроме того, исключение применения вредных и токсичных химических реагентов делает его безвредным и экологически безопасным, а применяемые операции - неэнергоемкими. 3304 Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано при переработке углеродисто-сульфидных руд месторождений черносланцевого типа и лежалых хвостов их обогащения. Известен способ извлечения благородных металлов - золота и серебра из комплексных сульфидных руд и концентратов (а. с. СССР 1433419,кл. С 22 В 11/02, 1988), согласно которому исходную массу руды подвергают термообработке при 600900 оС при парциальном давлении паров серы 0,21,0 атм., а полученный в результате термообработки продукт подвергают щелочному цианированию с получением раствора, содержащего золото и серебро. Недостатком известного способа является длительность стадии проведения щелочного цианирования, порядка 6-10 часов и, следовательно, необходимость значительной затраты времени на весь процесс в целом. Кроме того, высокотемпературная термообработка исходной массы руды требует значительного энергопотребления, а использование токсичных реагентов-цианидов относит его к вредным производствам. Наиболее близким техническим решением является способ извлечения благородных и цветных металлов из сульфидных руд и отходов их переработки (а. с. СССР 1786158, кл. С 22 В 11/00, 1993),включающий добавление к исходной массе руды хлоридов натрия в водном растворе и серной кислоты измельчение полученной смеси и приготовление из нее водной пульпы в соотношении ТЖ 13,в состав которой вводят вспениватель, и процесс флотации. Недостатком известного способа является то,что только на предварительную стадию обработки исходной массы руды, а именно добавление хлорида натрия в водном растворе и серной кислоты, уже затрачивается 50-60 мин. Последующие стадии извлечения благородных металлов - измельчение и флотация - также требуют значительных временных затрат, ведущих к увеличению энергопотребления. Кроме того, использование серной кислоты делает весь процесс в целом небезопасным и вредным для окружающей среды. Задачей изобретения является создание нового,экологически чистого способа извлечения благородных металлов из сульфидных руд. Технический результат изобретения - сокращение времени проведения всего процесса в целом,использование безвредных, нетоксичных реагентов и уменьшение энергопотребления. Технический результат изобретения достигается предлагаемым способом извлечения благородных металлов из сульфидных руд и отходов их переработки, включающим предварительное добавление к исходной массе руды хлоридов натрия, измельчение полученной смеси и приготовление из нее водной пульпы в отношении ТЖ 13, в состав которой вводят вспениватель. К исходной массе руды добав 2 ляют хлориды калия и магния с общим количеством хлоридов 5-6 от исходной массы руды. Измельчение полученной смеси производят в присутствии сплавных никель-кобальтовых катализаторов в течение 5-15 мин. Приготовленную водную пульпу,в состав которой в качестве вспенивателя вводят стеарат калия в количестве 3-10 от массы пульпы,подвергают термообработке при 100-120 С до образования парообразной фазы и воздействуют электромагнитными волнами оптического диапазона. При реализации предлагаемого способа используется следующее оборудование планетарная мельница, стеклянная емкость с Г-образным узким горлышком, стол с регулируемым наклоном поверхности и источник электромагнитных волн оптического диапазона. Способ реализуется следующим образом. В исходную массу руды, предварительно прошедшую дробление и измельчение в шаровой мельнице до фракций 0,2-0,5 мм, добавляют хлориды калия, натрия и магния в количестве 5-6 от массы исходной руды. Дальнейший процесс измельчения полученной смеси производят в планетарной мельнице в течение 5-15 мин. Он осуществляется в присутствии сплавных кобальт-никелевых катализаторов, введенных в состав обрабатываемой смеси в виде частиц размером не менее 0,2 мм. Полученную смесь помещают в стеклянную емкость, заливают водой до соотношения ТЖ 13, добавляют вспениватель -стеарат калия в количестве 3-10 от массы пульпы и нагревают ее до температуры 100-120 С. После этого магнитной сепарацией из емкости удаляют катализатор. В это время, под действием температуры и вспенивателя полученная водная пульпа переходит в парообразную фазу и в виде характерных пузырей, увлекаемых тепловым потоком через Гобразное горлышко емкости, выносится на наклонную поверхность стола. Вынесенную на пузырях взвешенную часть пульпы подвергают воздействию электромагнитных волн оптического диапазона, которые генерируются источником этих волн. В результате на наклонной поверхности стола остается минеральная часть пульпы, обогащенная металлами и состоящая из легкой и тяжелой фракций. Дальнейшее разделение этих фракций производится при помощи сепарации. Анализ минерало-химических характеристик шлиха тяжелой фракции показал наличие в ней свободных металлов золота и серебра и техногенных интерметаллидов. В основу предлагаемого способа были положены научно-практические исследования, направленные на извлечение металлов, преимущественно благородных - золота и серебра из металлорганических соединений,входящих в состав углеродистосульфидных руд и концентратов, характерных для месторождений черносланцевого типа. В результате проведенных исследований был выявлен спо 3304 соб, позволяющий в предельно короткие сроки порядка 50-60 мин., включая все стадии процесса, без применения вредных и токсичных реагентов, в отсутствие сложных дорогостоящих, энергоемких операций и необходимого для этого оборудования, получить готовый продукт - свободное золото и серебро. В целях сокращения времени проведения процесса, в начальной стадии его осуществления предложена механо-химическая активация. Она осуществляется за счет предварительной обработки исходной массы руды хлоридами калия, натрия и магния в количестве 5-6 от исходной массы руды. Дальнейший процесс - механическое измельчение полученной смеси, осуществляемое в присутствии сплавных никель-кобальтовых катализаторов, сопровождается реакциями, приводящими к образованию металлорганических комплексов, являющихся основой для дальнейшего получения свободных металлов, в частности золота и серебра. Выбор в качестве химических реагентов - хлоридов калия, натрия и магния был осуществлен экспериментально, так как именно эти химические реагенты являются наиболее эффективными и способствуют появлению структурных новообразований. Кроме того, они безвредны и нетоксичны. Количественное использование хлоридов в пределах 5-6 от массы обрабатываемой руды является тем необходимым и достаточным процентным соотношением, при котором начинает осуществляться процесс активации. Оно зависит от состава сульфидной руды. Применение сплавных катализаторов приводит к увеличению скорости химических реакций, способствует появлению структурных новообразований и сокращает стадию активации до 5-15 мин, что существенно уменьшает затраты времени на весь процесс в целом. Следующей стадией за активацией является осадительно-термическая деструкция. Она включает приготовление водной пульпы в отношении ТЖ 13, в состав которой вводят вопениватель стеарат калия в количестве 3-10 от массы пульпы и термическую обработку полученной пульпы при 100-120 оС до образования парообразной фазы. Исследования показали, что в результате проведения термообработки структурные новообразования, находящиеся в пульпе, подвергаются термической деструкции. Она способствует изменению их структуры и предпочтительному (для последующей электро-магнитной деструкции) физическому распределению на поверхности золота и серебра. Во время этого процесса образуются новые комплексные металлорганические соединения различной стойкости. Выбор в качестве вспенивателя-стеарата калия был обусловлен его безвредностью и доступностью. Кроме того, эффективное воздействие его на пульпу способствует ускорениию процесса образования характерных пузырей, что уменьшает время проведе ния осадительной деструкции и, следовательно, всегопроцесса в целом. Процентное соотношение стеарата калия в пределах 3-10 от массы пульпы, варьируется в зависимости от зернистости обрабатываемой руды. Термическая обработка пульпы была введена с учетом получения и поддержания парообразной фазы, ускоряющей образование характерных пузырей. Поддержание температуры в пределах 100120 С обусловлено температурой кипения воды,входящей в состав пульпы. Заключительным этапом предлагаемого способа является воздействие электромагнитными волнами оптического диапазона, под действием которого осуществляется деструкция металлорганических комплексов с получением золота и серебра в свободном виде и в виде техногенных интерметаллидов, представляющих собой скопление золота, серебра, мышьяка, свинца и углерода. Пример 1 Берут 100 г исходной углеродисто-сульфидной руды, предварительно прошедшей процесс дробления и измельчения до фракции 0,5 мм, и смешивают с 5 г хлорида калия, натрия и магния. Полученную смесь помещают в планетарную мельницу,куда вводят сплавной кобальт-никелевый катализатор и производят измельчение в течение 5 мин. Полученную тонкоизмельченную смесь помещают в стеклянную емкость и заливают водой до соотношения ТЖ 13, затем добавляют 9 г стеарата калия. Полученную пульпу нагревают до 100 оС и поддерживают температуру в течение 45 мин. Под действием температуры и в присутствии стеарата калия полученная пульпа переходит в парообразную фазу и в виде характерных пузырей увлекается тепловым потоком на наклонную поверхность стола и подвергается воздействию электромагнитных волн оптического диапазона. Получают шлих, обогащенный металлами, состоящий из легкой и тяжелой фракций. Дальнейшее разделение этих фракций производят при помощи сепарации. Анализ тяжелой фракции показал наличие в ней свободных металлов золота и серебра и наличие техногенных интерметаллидов. Анализ на процентные извлечения металлов(золота и серебра) суммировался из данных по пенной пульпе, камерному продукту, фильтрату и промывным водам и составил по золоту 90 , по серебру - 95 . Пример 2 Берут 200 г хвостов, полученных при переработке углеродисто-сульфидных руд, смешивают с 12 г хлорида калия, натрия и магния, измельчают в планетарной мельнице в течение 15 мин в присутствии сплавных кобальто-никелевых катализаторов,полученную смесь заливают водой до соотношения ТЖ 13 и добавляют 80 г стеарата калия, нагревают до температуры 120 С в течение 45 мин, получают парообразную фазу в виде характерных пузы 3 3304 рей и воздействуют на нее электромагнитными волнами оптического диапазона. За время проведения опыта 2 (примера 2) - 60 мин был получен готовый продукт - свободные металлы золота и серебра. Таким образом, предлагаемый способ позволяет за 50-60 мин пройти все стадии процесса извлечения и получить готовый продукт - свободные металлы золота и серебра. Кроме того, исключение применения вредных и токсичных химических реагентов делают его относительно безвредным для окружающей среды, а применяемые операции не требуют значительного энергопотребления. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ извлечения благородных металлов из сульфидных руд и отходов их переработки, вклю чающий смешивание исходного сырья с хлоридом натрия, измельчение полученной смеси, приготовление из не водной пульпы в соотношении ТЖ, равном 13, и введение в пульпу вспенивателя с последующим отделением минеральной части, отличающийся тем, что исходное сырье дополнительно смешивают с хлоридами калия и магния при общем количестве хлоридов, равном 5-6 от массы сырья,измельчение полученной смеси ведут в присутствии сплавных никель-кобальтовых катализаторов в течение 5-15 мин, в приготовленную из смеси водную пульпу в качестве вспенивателя вводят стеарат калия в количестве 3-10 от массы пульпы и осуществляют е термообработку при 100-120 С до образования парообразной фазы, затем подвергают воздействию электромагнитных волн оптического диапазона.