» » Извлечение золота из растворов
29.12.2015

В настоящее время при переработке золотосодержащих руд на золотоизвлекательных фабриках (ЗИФ) применяются в большинстве случаев комбинированные технологические схемы, включающие в себя обогатительные, гидрометаллургические и пирометаллургические процессы в различном сочетании в зависимости от характера руд, их химического и минералогического состава, формы нахождения благородных металлов и технико-экономических условий работы предприятия.
Для извлечения из руд и концентратов мелкого золота наиболее широко применяется гидрометаллургический процесс цианирования, осуществляемый методами перколяции растворов для песков и мелкокускового материала, агитации или перемешивания пульп - для мелкоизмельченного материала или комбинированием обоих методов (раздельный процесс цианирования). В современной практике чаще используется агитационный процесс цианирования пульп (называемый также полным иловым процессом цианирования при тонком измельчении всей руды до степени фабричных илов -0,15 мм и меньше) с разделением их после выщелачивания золота и серебра на твердую и жидкую фазы и последующим осаждением металлов из растворов цинковой пылью. Разделение пульп на твердую и жидкую фазы производится фильтрованием, непрерывной противоточной декантацией в сгустителях или комбинированием этих процессов.
Традиционный фильтрационно-декантационный процесс цианирования пульп имеет ряд недостатков, создающих трудности в его использовании. К их числу следует отнести: 1) недостаточно полное извлечение золота и серебра из некоторых видов сырья, например, из руд, содержащих природные сорбенты (углекислые вещества, некоторые оксиды и сульфиды металлов), отдельных видов сульфидных мышьяковистых и сурьмянистых руд; 2) трудности переработки плохо фильтруемых и сгущаемых глинистых и шламистых руд; 3) большую энергоемкость и высокую стоимость эксплуатации фильтровального оборудования; 4) громоздкость фильтровально-сгустительного оборудования, требующего больших производственных площадей; 5) осложнения в процессе цементации золота и серебра цинком из растворов, содержащих значительное количество меди, мышьяка, сурьмы и сульфидной серы; 6) трудности получения достаточно высокой степени отмывки из кеков растворенного золота и серебра при высоком содержании их в цианистом растворе; 7) низкое качество конечного продукта (цинковых осадков), требующего переработки по сложной технологической схеме.
Для устранения отмеченных недостатков за последние 30-35 лет успешно внедряется в производство новое направление в технологии цианистого процесса — так называемое сорбционное цианирование. Это направление возникло и оформилось главным образом под влиянием успехов сорбционной технологии в гидрометаллургии урана и в ряде производств химической промышленности.
Особенностью метода сорбционного цианирования пульп является совмещение процессов выщелачивания золота и серебра и сорбции их на загруженном в пульпу сорбенте с последующим отделением от пульпы сорбента, насыщенного золотом и серебром, десорбцией благородных металлов и регенерацией сорбента. К важным преимуществам процесса относится исключение из технологической схемы дорогостоящих операций фильтрования или противоточной декантации с последующей переработкой растворов и золотосодержащих осадков, что особенно ценно при цианировании труднофильтруемых и сгущаемых глинистых и шламистых пульп. Значительным преимуществом процесса является также понижение активности природных сорбентов, содержащихся в некоторых рудах, при введении в пульпу достаточного количества более сильных сорбентов, вследствие чего повышается извлечение золота и серебра.
Сорбционное цианирование осуществляется с применением двух видов сорбентов: а) синтетических ионообменных смол -ионитов; б) активированных углей.
Осаждение золота из осветленных растворов древесным углем использовалось на некоторых золотоизвлекательных предприятиях в самом начале развития цианистого процесса (1894 г., Австралия). В дальнейшем он был почти полностью вытеснен более эффективным осадителем — цинком — и иногда применялся лишь при нехватке этого металла, например, в годы 1-й Мировой войны. Осаждение проводилось фильтрацией золотосодержащих растворов через слой измельченного угля на рамных вакуум-фильтрах. Угольный осадок, содержащий золото и серебро, сжигали и полученную золу плавили с флюсами на черновой металл. В последующие годы осаждение древесным углем, как в нашей стране, так и за рубежом, применялось на ряде предприятий в качестве вспомогательного процесса для извлечения золота из сточных цианистых вод и обогатительных фабрик.
В последнее время интерес к применению углей для сорбции золота и серебра из осветленных цианистых растворов снова возрос в связи с использованием более качественных активированных углей, разработкой эффективных методов регенерации и повторного использования углей и распространением простых методов кучного выщелачивания для цианирования руд и отвалов с низким содержанием золота.
Применение древесного угля для осаждения золота и серебра непосредственно из пульп предложено в 1936—38 гг. (процесс Эдквиста—Чэпмена). По этому методу сорбция растворенного золота и серебра производилась после или одновременно с процессом выщелачивания загруженным в пульпу тонкоизмельченным углем (-0,1 мм). После выщелачивания и сорбции насыщенный уголь извлекался из пульпы флотацией и подвергался переработке для извлечения золота и серебра (обжиг осадка и плавка). Флотосорбционный способ цианирования пульп не получил распространения в связи с недостаточно полным извлечением насыщенного угля флотацией и значительным загрязнением угольного флотоконцентрата рудными шламами, затрудняющими его регенерацию и переработку.
Значительно больший интерес представляет сорбционное цианирование с использованием специальных сортов крупнозернистых (0,6-2,0 мм) активированных углей, более прочных в отношении разрушения их при перемешивании рудных пульп. Крупнозернистый насыщенный уголь отделяют от пульпы грохочением (аналогично процессу сорбционного цианирования с использованием ионитов), что позволяет сравнительно просто осуществлять противоточное движение пульпы и сорбента и повысить емкость угля по благородным металлам. Дальнейшая переработка насыщенного угля производится десорбцией золота и серебра с помощью различных растворителей, чем достигается регенерация угля и возможность повторного использования его в сорбционном процессе.
Сорбционное цианирование с применением крупнозернистых активированных углей осуществлено на заводе «Джайн Иллоунайф» в Канаде и на заводах «Карлтон» и «Хоумстэйк» в США, Исследования данного процесса проводятся и в нашей стране.
Синтетические ионообменные смолы по сравнению с древесным и активированным углем обладают более высокой сорбционной емкостью, механической прочностью и могут многократно использоваться.
Способ сорбционного извлечения золота с применением ионитов был предложен в 1945 г. Находом. В 1949 г. Хюссей показал зозможность извлечения золота из цианистых растворов и пульп с применением слабоосновного анионита Амберлит IR-4. В последующие годы в зарубежных странах, главным образом в Англии, США и Канаде, было выполнено большое число исследований, направленных на создание более селективных в отношении золота ионитов, разработку технологии и изучение некоторых вопросов ионообменной сорбции цианистых соединений золота и серебра и сопутствующих металлов из растворов и пульп, элюирования благородных металлов и регенерации ионитов. В результате укрупненных испытаний установлено, что применение ионообменной сорбции для извлечения золота из цианистых растворов взамен стандартного процесса осаждения цинковой пылью экономически не оправдано (в условиях ЮАР) из-за высокой стоимости ионитов и реагентов для их регенерации. Экономически более целесообразно использовать иониты в случае извлечения золота непосредственно из пульп благодаря исключению дорогостоящей фильтрации. Тем не менее, в зарубежных странах ионообменная сорбция при цианировании золотосодержащих руд не нашла практического применения до настоящего времени вследствие недоработки технологии и аппаратурного оформления процесса.
В бывшем СССР исследования по применению ионообменных смол в цианистом процессе проводились с 1953 г. И.Н. Плаксиным и его сотрудниками (М.С. Гирдасов, А.Ю. Бейлин, С.А. Тэтару и др.) в Минцветметзолото и МИСиС. Обширные исследования в этой области проведены также коллективами ЦНИГРИ, Иргиредмета, ИФХИМСа, МХТИ им. Менделеева, Казмеханобра, BHИИпигорцветмета и др. Особенно большой вклад в разработку и внедрение в производство ионообменной технологии цианирования внесли работы Б.Н. Ласкорина и его сотрудников, В результате многолетних исследований и опытных работ получены эффективные виды отечественных анионитов, изучены условия сорбционного извлечения золота и серебра из цианистых растворов и пульп, предложены новые методы регенерации смол, разработаны технология и аппаратурное оформление процесса сорбционного цианирования пульп, исследованы возможности применения данного процесса для переработки золотосодержащих руд ряда месторождений. Детальное изучение процесса создало предпосылки для внедрения его в золотодобывающую промышленность.
В 1968 г. впервые в мире была пущена и все эти годы успешно работает с применением ионообменной технологии цианирования крупнейшая ЗИФ для переработки руд месторождения Myрунтау. В 1969 г. пущена опытная секция ионообменного процесса на Лебединской ЗИФ; в 1973 г. проведена реконструкция с использованием сорбционной технологии Н.-Куранахской ЗИФ и ЗИФ им. Матросова. В 1975 г. сорбционное цианирование хвостов флотации введено на Ангренской ЗИФ, в 1976 г. - на Араратской ЗИФ, В 1978 г. сорбционное цианирование применено на Карамкенской ЗИФ. С использованием сорбционного цианирования реконструируется Коммунарская ЗИФ, строится новая Кочкарская ЗИФ и намечается строительство ряда новых предприятий.
Таким образом, в отличие от зарубежных стран в отечественной золотодобывающей промышленности ионообменная технология цианирования пульп успешно внедрена в производство и нашла широкое применение.