Способ извлечения благородных металлов и меди из цианистых растворов

(51) 22 11/08 (2006.01) 22 3/24 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Повышение селективности извлечения благородных металлов и меди, снижение потерь золота, сокращение расхода реагентов, упрощение процесса достигается в способе, включающем двухстадийную селективную сорбцию благородных металлов и меди с последующей десорбцией металлов, в котором на первой стадии сорбции на углеродистом сорбенте из раствора выделяют благородные металлы до остаточного содержания серебра в растворе в пределах 0,25-0,30 мг/дм 3,после чего проводят вторую стадию сорбции с выделением меди на ионообменной смоле. Преимущественно первую стадию сорбции ведут в режиме противотока цианистого раствора и углеродистого сорбента, а вторую стадию сорбции проводят с использованием сильноосновной ионообменной смолы, предпочтительно смолыА-100 или АВ-17-8.(76) Кургузкин Евгений Витальевич Койбагаров Мейрамбек Джаманкулович Огородников Валерий Алексеевич(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ И МЕДИ ИЗ ЦИАНИСТЫХ РАСТВОРОВ(57) Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов,в частности,к гидрометаллургической технологии производства благородных металлов из сложного медьсодержащего сырья. Изобретение предназначено для использования при сорбционном извлечения золота, серебра, меди и других металлов из цианистых растворов процесса выщелачивания. 20558 Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов,в частности,к гидрометаллургической технологии производства благородных металлов из сложного медьсодержащего сырья. Изобретение предназначено для использования при сорбционном извлечения золота, серебра, меди и других металлов из цианистых растворов процесса выщелачивания. Процесс выщелачивания золотосодержащего сырья в цианистых растворах широко применяется в промышленности, в том числе для сложного сырья,содержащего наряду с благородными металлами значительное количество металлов-примесей, в том числе меди. Наличие металлов-примесей в исходном сырье приводит к увеличению расхода реагентов при выщелачивании и получению загрязненных конечных продуктов. Известен способ переработки золотых медьсодержащих концентратов /Патент Российской Федерации 2064512, кл. С 22 В 11/00, 1996/,включающий цианирование, фильтрацию пульпы,цементацию на цинке и плавку цементных осадков на слиток. Для повышения извлечения золота в слиток и увеличения суммарного содержания золота и серебра в слитке способ предусматривает снижение содержания свободного цианида в пульпе перед фильтрацией до 0-5 мг/л. Этот прием приводит к разложению медистых цианистых комплексов с образованием нерастворимых цианистых солей меди, которые выпадают в осадок и отделяются от раствора при фильтрации. Цементация золота из очищенного раствора, в котором восстановлена концентрация цианида,протекает с более высокими показателями по извлечению золота и составу цементного осадка. Кек, получаемый при фильтрации, может быть направлен в медеплавильное производство при достаточно высоком содержании меди в нем. Недостатком данного способа раздельного извлечения золота и меди является введение в технологический процесс дополнительных аппаратов, в которых осуществляют снижение концентрации цианида, например, воздействием сульфатом железа, а также перерасход цианида натрия для подъема концентрации цианид - иона перед цементацией. Известен способ очистки золотосодержащей смолы от примесей / Предварительный патент Республики Казахстан 8421, кл. С 22 В 11/08,2000/, в соответствии с которым из цианистого раствора, полученного при выщелачивании сырья с повышенным содержанием примесей, металлы коллективно выделяются сорбцией с получением насыщенной смолы, содержащей наряду с золотом такие металлы, как кобальт, медь, цинк, железо,никель. Способ предусматривает очистку смолы от неблагородных металлов путем ее обработки щелочным цианистым раствором, содержащим 1020 г/л щелочи и 50-65 г/л цианида натрия. В процессе обработки из смолы извлекается до 95-97 кобальта и меди и до 30-35 никеля и цинка. Очищенная смола донасыщается золотом путем его сорбции из золотосодержащего цианистого раствора 2 и ее емкость по золоту увеличивается в 2-2,5 раза. Недостатком способа является повышенный расход цианида на стадии очистки смолы и повторное загрязнение смолы примесями на стадии донасыщения смолы золотом. Двухстадийная сорбционная технологии извлечения золота и серебра (Барченков В.В. Основы сорбционной технологии извлечения золота и серебра из руд. - Москва. Металлургия,1982, с.53-56) предусматривает выщелачивание сырья в цианистом растворе с практически полным растворением золота и частичным растворением серебра. На первой стадии сорбции пульпы в ионит извлекается 98-99 золота и существенное количество серебра. Пульпу после первой стадии сорбции подкрепляют по цианиду и проводят операцию довыщелачивания, в результате чего происходит доизвлечение серебра в раствор. На второй стадии сорбции из жидкой части пульпы на сорбенте извлекается растворенное серебро и остатки золота. Способ предусматривает в обеих стадиях сорбции использование селективного к золоту сорбента-2 Б и раздельную регенерацию насыщенных ионитов обеих стадий. К недостаткам известного способа относится то, что в насыщенном анионите первой стадии сорбции содержится поровну золота и серебра (иногда серебра больше),при этом содержание золота составляет не более 20 золота от общего количества находящихся в нем металлов и примесей. Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является способ извлечения золота из цианистых растворов /Предварительный патент Республики Казахстан 13158, кл. С 22 В 11/00,С 22 В 3/24,2003/, предусматривающий двухстадийную селективную сорбцию благородных металлов и металлов-примесей (преимущественно меди) из цианистых растворов сложного солевого состава с последующей десорбцией благородных металлов и металлов-примесей с соответствующих сорбентов. В соответствии с известным способом на первой стадии из цианистого раствора извлекают металлыпримеси (преимущественно медь) сорбцией на бифункциональном анионите на основе полиэпихлоргидрина и полиэтиленимина, а на второй стадии из раствора извлекают золото сорбцией на бифункциональном анионите на основе диглицидилового эфира ризорцина, аллилбромида и поли-2,5-метилвинилпиридина. В результате предварительной сорбции примесей из раствора извлекается более 95 цинка, никеля, кобальта,однако извлечение меди находится на уровне не более 80, что приводит к получению содержания меди в насыщенной смоле второй стадии сопоставимого с содержанием золота. Недостатком способа является недостаточно высокое извлечение меди на первой стадии сорбционной очистки растворов, а также недостаточно высокая селективность извлечения золота на второй стадии сорбции. Задачей настоящего изобретения является разработка способа селективного извлечения благородных и сопутствующих металлов(преимущественно меди) из цианистых растворов выщелачивания сложного минерального сырья. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение селективности извлечения благородных металлов и меди, снижение потерь золота, сокращение расхода реагентов, упрощение процесса. Указанный технический результат достигается в способе, включающем двухстадийную селективную сорбцию благородных металлов и меди с последующей десорбцией металлов, в котором на первой стадии сорбции на углеродистом сорбенте из раствора выделяют благородные металлы до остаточного содержания серебра в растворе в пределах 0,25-0,30 мг/дм 3 , после чего проводят вторую стадию сорбции с выделением меди на ионообменной смоле. Преимущественно первую стадию сорбции ведут в режиме противотока цианистого раствора и углеродистого сорбента, а вторую стадию сорбции проводят с использованием сильноосновной ионообменной смолы, предпочтительно смолыА-100 или АВ-17-8. Насыщенный углеродистый сорбент, полученный на первой стадии сорбции, промывают водой, после чего десорбируют примеси цветных металлов раствором кислоты, преимущественно серной кислоты, затем сорбент вновь промывают водой и десорбируют благородные металлы щелочным цианистым раствором, преимущественно раствором,содержащим едкий натр и цианид натрия. Насыщенную ионообменную смолу второй стадии сорбции промывают водой, после чего десорбируют медь и примеси цветных металлов подогретым раствором кислоты, предпочтительно раствором серной кислоты. Растворы, полученные при кислотной десорбции меди и примесей цветных металлов из углеродистого сорбента и ионообменной смолы, объединяют для дальнейшей переработки. При этом раствор, полученный при кислотной десорбции углеродистого сорбента,может быть использован для кислотной десорбции меди с ионообменной смолы. Как природные, так и синтетические сорбенты обладают способностью в большей или меньшей степени сорбировать металлы из раствора, причем углеродистые сорбенты обладают довольно высокой селективностью по отношению к благородным металлам,что позволяет сорбировать преимущественно золото и серебро на первой стадии сорбции. При разработке способа было выявлено, что при сорбции металлов на углеродистом сорбенте наблюдается определенная последовательность выделения металлов. Так, при достаточно длительном контакте раствора с сорбентом наиболее полно сорбируется золото,затем происходит сорбция серебра, а заметная сорбция меди происходит только после того, как концентрация серебра в растворе снижается до значений порядка 0,25-0,30 мг/дм 3. Если же содержание серебра в отходящем растворе превышает 30 мг/дм снижается полнота сорбции золота и увеличивается его переход в медьсодержащие продукты. Преимущественной сорбции благородных металлов способствует также проведение первой стадии сорбции в режиме противотока, который технологически может быть осуществлен в нескольких последовательно расположенных аппаратах. В последний по ходу движения раствора аппарат загружают свежий (или регенерированный) сорбент, обладающий наибольшей сорбционной способностью, который контактирует с раствором,из которого большая часть благородных металлов уже извлечена в предыдущих аппаратах, что позволяет эффективно извлечь остаточное количество золота и серебра. На свежем сорбенте сорбируется также медь, но при движении навстречу раствору происходит вытеснение меди благородными металлами. В первом по ходу движения раствора аппарате находится насыщенный сорбент, который контактирует с богатым по благородным металлам раствором, что позволяет дополнительно обогатить сорбент золотом и серебром и обеднить его по меди. Насыщенный сорбент из первого аппарата выводят на переработку, аппарат заполняют свежим или регенерированным сорбентом и подключают его последним в последовательности аппаратов, при этом аппарат,ранее бывший вторым в последовательности, становится первым, третий вторым и т.д. Поддержание скорости движения раствора, обеспечивающего содержание серебра в выводимом из последнего аппарата растворе на уровне 0,25-0,30 мг/дм 3 позволяет эффективно управлять процессом, обеспечивая максимальную полноту сорбции золота при минимальной сорбции меди. Раствор после первой стадии сорбции направляется на вторую стадию сорбции для осаждения меди и сопутствующих металловпримесей. В качестве сорбента на второй стадии сорбции используется сильноосновная ионообменная смола, преимущественно смола маркиА -100 или АВ-17- 8, обладающие высокой сорбционной емкостью по отношению к цветным металлам, в частности к меди. Из насыщенного по благородным металлам углеродистого сорбента первой стадии сорбции примеси цветных металлов десорбируют кислым раствором,преимущественно сернокислым раствором, в котором хорошо растворяется медь. В этом процессе также частично десорбируется и переходит в сернокислый раствор серебро. На второй стадии десорбции с помощью щелочного цианистого раствора, преимущественно раствора едкого натра и цианида натрия, десорбируют благородные металлы. Полученный при этом десорбат направляют на извлечение благородных металлов, которое может быть проведено, например,электролизом. В связи с тем, что взаимодействие цианистого раствора с кислотой приводит к образованию токсичного цианистого водорода, углеродистый сорбент подвергается водной промывке перед каждой стадией десорбции. 3 20558 Насыщенную по меди ионообменную смолу,полученную на второй стадии сорбции также промывают водой, после чего десорбируют медь и примеси цветных металлов кислым раствором,предпочтительно подогретым раствором серной кислоты. Растворы, полученные при кислотной десорбции как углеродистого сорбента, так и ионообменной смолы, объединяют для последующей переработки известными методами. Цианистые растворы после улавливания золота,серебра, меди доукрепляют по содержанию цианида натрия и щелочи и направляют на выщелачивание. Способ опробован в укрупнено-лабораторном масштабе. В качестве исходного материала использован промышленный продуктивный раствор кучного выщелачивания золотосодержащей руды,содержащей в качестве основной примеси медь. Состав исходного раствора, мг/дм 3 А - 2,52,05 С - 210, суммарное содержание примесей кобальта, никеля, цинка и железа - 2,96. Первая стадия сорбции проводилась в непрерывном режиме в емкости, заполненной углеродистым сорбентом - активированным углем марки 00-60 путем перколяции продуктивного раствора через слой сорбента. Вторая стадия сорбции проводилась в одну стадию при перемешивании раствора с ионообменной смолой-100. Промывка сорбентов водой, а также десорбция металлов осуществлялись при механическом перемешивании сорбентов с жидкостями. Результаты выделения металлов из цианистого раствора оценивались по результатам химического анализа проб раствора. Пример 1. Продуктивный раствор пропускали через емкость с углеродистым сорбентом со скоростью,обеспечивающей содержание серебра в растворе на выходе из емкости 0,25 мг/дм 3. При указанной концентрации серебра концентрация золота в отходящем растворе не превышала 0,07 - 0,08 мг/дм 3, а концентрация меди находилась в пределах 205-208 мг/дм 3, что соответствует извлечению из раствора на углеродистый сорбент золота - 96,8 97,2, серебра - 87-88, меди - 0,95-2,4. Очищенный от благородных металлов раствор указанного состава в количестве 1000 мл направлялся на вторую стадию сорбции на ионообменной смоле, в результате чего остаточное содержание металлов в растворе составило, мг/дм 3 А - 0,005-0,005 С - 0,18. На второй стадии сорбции происходит доизвлечение золота и серебра из раствора до суммарного 99,5 - 99,8, а также извлечение меди на 96,5-98 , что обеспечило суммарное извлечение меди 99-99,8. Пример 2. Продуктивный раствор пропускался через емкость с углеродистым сорбентом со скоростью,обеспечивающей содержание серебра в растворе на выходе из емкости 0,30 мг/дм 3 . При указанной концентрации серебра концентрация золота в отходящем растворе не превышала 0,10 - 0,12 мг/дм 3, а концентрация меди находилась в пределах 4 208-210 мг/дм 3, что соответствует извлечению из раствора на углеродистый сорбент золота -95,2-96,серебра- 85-86, меди-до 1. Очищенный от благородных металлов раствор указанного состава в количестве 1000 мл направлялся на вторую стадию сорбции на ионообменной смоле, в результате чего остаточное содержание металлов в растворе составило, мг/дм 3 А - 0,005-0,005 С- 0,18. На второй стадии сорбции происходит доизвлечение золота и серебра из раствора до суммарного 99,5 - 99,8, а также извлечение меди до суммарного 99-99,8. Пример 3. Насыщенный углеродистый сорбент в количестве 100 г, отделенный от продуктивного раствора, был промыт водой, взятой в количестве 1000 мл, после чего был обработан раствором серной кислоты концентрацией 30 г/дм 3, взятым в количестве 800 мл, в результате чего было получено 800 мл раствора, содержащего 0,625 г/дм 3 меди,0,1125 г/дм 3 серебра и 23,8 г/дм 3 кислоты. Сорбент повторно промывался водой, после чего был обработан раствором, содержащим 30 г/дм 3 едкого натра и 10 г/дм 3 цианида натрия, в результате чего был получен раствор, содержащий 299,47 мг/дм 3 золота и 112,5 мг/дм 3 серебра, пригодный для извлечения благородных металлов электролизом. Пример 4. Насыщенная ионообменная смола, полученная на второй стадии сорбции, взятая в количестве 100 г, была промыта водой, после чего была обработана раствором серной кислоты концентрацией 30 г/дм 3,взятым в количестве 800 мл при температуре раствора 40 С, в результате чего получено 800 мл раствора, содержащего, мг/дм 3 меди - 25602,5 серебра - 30,625 золота - 9,375. Полученный раствор пригоден по составу для получения меди электролизом. Пример 5. Насыщенная ионообменная смола, полученная на второй стадии сорбции, взятая в количестве 100 г, была промыта водой, после чего была обработана раствором полученным при кислотной десорбции углеродистого сорбента с концентрацией серной кислоты 23,8 г/дм 3, в количестве 800 мл при температуре раствора 40 С, в результате чего получено 800 мл раствора содержащего меди - 25901,97 мг/дм 3, серебра - 143,125 мг/дм 3, золота - 9,375 мг/дм 3. Полученный раствор пригоден по составу для получения меди электролизом. Полученные результаты свидетельствуют о высокой степени селективности извлечения А, ,С, о повышении полноты использования цианида натрия, кислоты, щелочи за счет чего достигается снижение их расхода. Снижение продолжительности и упрощение процесса подтверждают целесообразность использования двухстадийного сорбционного извлечения металлов из цианистых растворов. 20558 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ извлечения благородных металлов и меди из цианистых растворов, включающий двухстадийную селективную сорбцию благородных металлов и меди с последующей десорбцией металлов, отличающийся тем, что на первой стадии сорбции на углеродистом сорбенте из цианистого раствора выделяют благородные металлы до остаточного содержания серебра в растворе 0,25-0,30 мг/дм 3, после чего на второй стадии сорбции из цианистого раствора медь выделяют на ионообменной смоле. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую стадию сорбции ведут в режиме противотока цианистого раствора и углеродистого сорбента. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторую стадию сорбции ведут с использованием сильноосновной ионообменной смолы,предпочтительно смолы 100 или АВ 17-8. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что из насыщенного по благородным металлам углеродистого сорбента примеси цветных металлов десорбируют раствором кислоты, предпочтительно серной кислоты, после чего благородные металлы десорбируют щелочным цианистым раствором,предпочтительно раствором, содержащим едкий натр и цианид натрия, причем насыщенный углеродистый сорбент перед каждой стадией десорбции промывают водой. 5.Способ по п. 1, отличающийся тем, что насыщенную по меди ионообменную смолу промывают водой и затем десорбируют медь и примеси цветных металлов раствором кислоты,предпочтительно серной кислоты. 6. Способ по п.4 и 5, отличающийся тем, что растворы, полученные при кислотной десорбции металлов с углеродистого сорбента и ионообменной смолы, объединяют для дальнейшей переработки. 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что кислотную десорбцию меди с ионообменной смолы ведут раствором, полученным при кислотной десорбции углеродистого сорбента.