NO841141L

NO841141L - Extraction of silver and gold from ore and concentrates

Info

Publication number: NO841141L
Application number: NO841141A
Authority: NO
Inventors: Peter Kenneth Everett
Original assignee: Dextec Metallurg
Priority date: 1982-08-05
Filing date: 1984-03-22
Publication date: 1984-03-22

Abstract

Fremgangsmåte for opplsning av sølv og gull fra malmer og konsentrater i en sterk kloridoppløsning hvor EMKhol- .. des over en verdi på 750 mV og fortrinnsvis over en verdi på 850 mV. Denne fremgangsmåte kan innbefatte det ytterligere trinn med fjerning av overskuddklor fra opp-lsning ved blåsing av opplsningen med luft og fring av luften og klorgass til en annen beholder hvor kloret reageres med frisk innkommende malm eller konsentrat. Deretter bringes den vesentlig klorfrie oppløsning i kon-kontakt med et fast reduksjonsmiddel for dannelse av sølv- eller gullutfelling. Den ovenfor angitte fremgangsmåte er særlig egnet for operasjon i en elektro-. kjemisk diafragmacelle.Process for dissolving silver and gold from ores and concentrates in a strong chloride solution in which EMK is kept above a value of 750 mV and preferably above a value of 850 mV. This process may include the additional step of removing excess chlorine from solution by blowing the solution with air and passing the air and chlorine gas to another vessel where the chlorine is reacted with fresh incoming ore or concentrate. The substantially chlorine-free solution is then contacted with a solid reducing agent to form a silver or gold precipitate. The above method is particularly suitable for operation in an electro-. chemical diaphragm cell.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en hydrometallurgiskThe present invention relates to a hydrometallurgical

metode for utvinning av sølv og/eller gull fra malmer og konsentrater. Spesielt angår den malmer som ikke lett lar seg behandle ved hjelp av normale metoder. method for extracting silver and/or gold from ores and concentrates. In particular, it concerns ores that cannot be easily processed using normal methods.

Mange sølv- og gullholdige malmer og konsentrater behandles ved fIotasjon og ved cyanidprosessen. Dette kan ofte lede til lave utvinninger p.g.a. den variasjon i mineralisering som kan foreligge. Det er f.eks. kjent at mange malmer inneholdende betydelige mengder mangan behandles med resulterende lave utvinninger. Many silver- and gold-bearing ores and concentrates are treated by flotation and by the cyanide process. This can often lead to low recoveries due to the variation in mineralization that may exist. It is e.g. known that many ores containing significant amounts of manganese are processed with resulting low recoveries.

I australsk patentsøknad 75848/81, "Recovery of Silver and Gold from Ores and Concentrates" beskrives en fremgangsmåte In Australian patent application 75848/81, "Recovery of Silver and Gold from Ores and Concentrates" a method is described

for behandling av mineraler som ikke lett lar seg behandle ved tradisjonell fIotasjon og cyanidprosesser. I dette hen-seende er det funnet mulig å utlute mange Ag-holdige materi-aler ved bruk av en sterk kloridoppløsning. Typisk kan sterk kloridoppløsning anvendes: for the treatment of minerals that cannot easily be treated by traditional flotation and cyanide processes. In this respect, it has been found possible to leach many Ag-containing materials using a strong chloride solution. Typically, strong chloride solution can be used:

a) Uten oksydasjon; b) med luftoksydasjon; c) med luftoksydasjon under anvendelse av en Cu-katalysator; og a) Without oxidation; b) with air oxidation; c) with air oxidation using a Cu catalyst; and

d) oksydasjon ved bruk av klor.d) oxidation using chlorine.

Videre undersøkelser har vist at for noen sølv- og/eller Further investigations have shown that for some silver and/or

gullmalmer eller -konsentrater er bruken av et sterkt oksydasjonsmiddel fremdeles ikke effektivt nok under normale prosessbetingelser. gold ores or concentrates, the use of a strong oxidizing agent is still not effective enough under normal process conditions.

Foreliggende oppfinnelse vedrører behandling av mineralerThe present invention relates to the treatment of minerals

hvor ikke bare et sterkt oksydasjonsmiddel slik som klor må benyttes, men et høyt oksydasjonspotensial må opprettholdes i oppløsningen for å hindre gjenutfelling av Ag-materialet. where not only a strong oxidizing agent such as chlorine must be used, but a high oxidation potential must be maintained in the solution to prevent re-precipitation of the Ag material.

Ifølge et trekk ved oppfinnelsen er det således tilveiebragtAccording to a feature of the invention, it is thus provided

en fremgangsmåte for utvinning av sølv- og/eller gull fraa method for extracting silver and/or gold from

en en sølv- og/eller gullholdig malm eller -konsentrat, hvilket innbefatter 1) dannelse av en blanding av malm eller konsentrat og en sterk elektrolytt inneholdende kloridioner, 2) opprettholdelse av blandingen ved en temperatur opp til kokepunktet for elektrolytten hvorved a silver- and/or gold-bearing ore or concentrate, which includes 1) forming a mixture of ore or concentrate and a strong electrolyte containing chloride ions, 2) maintaining the mixture at a temperature up to the boiling point of the electrolyte whereby

sølvet og/eller gullet opptas i oppløsning,the silver and/or gold is taken up in solution,

3) opprettholdelse av et oksydasjonspotensial i opp-løsningen over ca. 750 m.v. med referanse til en 3) maintenance of an oxidation potential in the solution over approx. 750 m.v. with reference to a

hydrogenelektrode, oghydrogen electrode, and

4) utvinning av sølv og/eller gull fra oppløsningen. 4) extraction of silver and/or gold from the solution.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen er det tilveiebragt en fremgangsmåte for utvinning av sølv og/eller gull fra en sølv- og/eller gullholdig malm eller -konsentrat, hvilket innbefatter: 1) dannelse av en blanding av malm eller konsentrat og en sterk elektrolytt inneholdende kloridioner, According to another feature of the invention, a method for extracting silver and/or gold from a silver- and/or gold-containing ore or concentrate is provided, which includes: 1) formation of a mixture of ore or concentrate and a strong electrolyte containing chloride ions,

i et anolyttrom i en sylindrisk diafragmacelle, hvor cellen også innbefatter en anode, en katode og in an anolyte space in a cylindrical diaphragm cell, where the cell also includes an anode, a cathode and

et katolyttrom,a catholyte compartment,

2) opprettholdelse av blandingen ved en temperatur opptil kokepunktet for elektrolytten hvorved sølv og 2) maintaining the mixture at a temperature up to the boiling point of the electrolyte whereby silver and

gull opptas i oppløsning,gold is taken up in solution,

3) føring av strøm mellom anoden og katoden for opprettholdelse av et oksydasjonspotensial i oppløsnin-gen over ca. 750 m.v. med referanse til en hydrogenelektrode , 4) utvinning av sølv og/eller gull fra oppløsningen. 3) conduction of current between the anode and the cathode to maintain an oxidation potential in the solution above approx. 750 m.v. with reference to a hydrogen electrode, 4) recovery of silver and/or gold from the solution.

Oksydasjonspotensialet (Eh) holdes fortrinnsvis over ca.The oxidation potential (Eh) is preferably kept above approx.

850 m.v. Ved å holde Eh over ca. 750 m.v. er det ..funnet at gjenutfelling av sølv og/eller gull hindres. 850 m.v. By holding Eh over approx. 750 m.v. it is ..found that re-precipitation of silver and/or gold is prevented.

For å bevirke styring av Eh er det hensiktsmessig å tilsette en kilde for klor. Denne klorkilde er vanligvis klorgass eller hypoklorittion (f.eks. natriumhypokloritt). Det er alternativt mulig å bevirke styring av Eh ved å føre en strøm gjennom blandingen. Typisk vil bare intermitterende passasje av strøm være nødvendig. Som sådant er det mulig i betydelig grad å redusere prosessens klorbehov. In order to control Eh, it is appropriate to add a source of chlorine. This chlorine source is usually chlorine gas or hypochlorite ion (eg sodium hypochlorite). Alternatively, it is possible to control Eh by passing a current through the mixture. Typically, only intermittent passage of current will be required. As such, it is possible to significantly reduce the chlorine demand of the process.

Forut for innføring av en klorkilde blir fortrinnsvis en oksygenholdig gass innført i blandingen. Dette reduserer den mengde klor som senere er nødvendig. Når klorering forekommer, utføres den fortrinnsvis ved en Ph-verdi på omkring 7. Prior to the introduction of a chlorine source, an oxygen-containing gas is preferably introduced into the mixture. This reduces the amount of chlorine that is later needed. When chlorination occurs, it is preferably carried out at a Ph value of around 7.

Når vesentlige mengder klor innføres, inneholder den resulterende oppløsning fritt klor. Dette frie klor gjenvinnes fra oppløsningen ved blåsing av oksygenholdige gasser gjennom oppløsningen forut for utvinning av sølvet og/eller gullet. When significant amounts of chlorine are introduced, the resulting solution contains free chlorine. This free chlorine is recovered from the solution by blowing oxygen-containing gases through the solution prior to extraction of the silver and/or gold.

For å forbedre prosessens effektivitet blir blandingen av fritt klor og gass ledet til en annen beholder inneholdende frisk malm eller konsentrat for å bevirke en preliminær oksydasjon. To improve the efficiency of the process, the mixture of free chlorine and gas is directed to another vessel containing fresh ore or concentrate to effect a preliminary oxidation.

Helst oppnås utvinningen av sølv og/eller gull ved utfelling via kontakt av oppløsningen med et reduksjonsmiddel. Reduksjonsmiddelet kan være et metall (jern eller stål) med et potensial over det til sølv og/eller gull i den elektrokjemiske rekken. Preferably, the extraction of silver and/or gold is achieved by precipitation via contact of the solution with a reducing agent. The reducing agent can be a metal (iron or steel) with a potential above that of silver and/or gold in the electrochemical series.

Når jern eller stål benyttes, er det vanlig å danne en søyleWhen iron or steel is used, it is common to form a column

av avlange jern- eller stålelementer, f.eks. staver. Typisk føres oppløsningen gjennom søylen og ved kontakt med elemen-tenes overflate blir. sølvet og/eller gullet utfelt. For å sikre utvinning av det utfelte sølv og/eller gull fra stål eller jernelementene, er detønskelig enten å vibrere søylen eller øke volumet på oppløsningen som strømmer derigjennom. Sølv- eller gullpulveret vil således oppsamles i bunnen av søylen og lett kunne fjernes. of oblong iron or steel elements, e.g. staves. Typically, the solution is passed through the column and upon contact with the element's surface becomes. the silver and/or gold precipitated. To ensure recovery of the precipitated silver and/or gold from the steel or the iron elements, it is desirable either to vibrate the column or to increase the volume of the solution flowing through it. The silver or gold powder will thus be collected at the bottom of the column and can be easily removed.

Med hensyn til oppløsningens Ph-verdi under behandlingen av malmen eller konsentratet vil det være kjent for en fagmann innen teknikken at denne verdi normalt bestemmes i overens-stemmelse med typen av malm eller konsentrat. Det er f.eks. foretrukket å behandle karbonatholdige malmer eller konsentrater ved en Ph-verdi på omkring 7. Ved dette nivå er materialet stabilt. Likeledes, dersom malmen eller konsentratet inneholder sulfider, er det foretrukket å utføre reak-sjonen ved en pH-verdi under 7. Typisk, når gull utvinnes, With regard to the solution's Ph value during the treatment of the ore or concentrate, it will be known to a person skilled in the art that this value is normally determined in accordance with the type of ore or concentrate. It is e.g. preferred to process carbonate-containing ores or concentrates at a Ph value of around 7. At this level the material is stable. Likewise, if the ore or concentrate contains sulphides, it is preferred to carry out the reaction at a pH value below 7. Typically, when gold is extracted,

er en foretrukken pH-verdi over 5 og mer foretrukket omkring 7. Det skal således forstås at foreliggende oppfinnelse ikke er begrenset til en pH-verdi i et spesielt område. is a preferred pH value above 5 and more preferably around 7. It should thus be understood that the present invention is not limited to a pH value in a particular range.

EksemplerExamples

Et Ag-holdig mineral ble oppslemmet med en sterk klorid-oppløsning, 25% NaCl, og gjennomluftet i 1-2 timer ved omkring 20°C for å behandle eventuelt tilstedeværende lett oksyderbart materiale. Denne preliminære gjennomlufting kan redusere den mengde klor som er nødvendig for Ag-utlutingen i det neste trinnet. Etter gjennomluftingen ble klor tilsatt til oppslemmingsblandingen i form av natriumhypokloritt eller fortrinnsvis klorgass, og oksydasjonspotensialet (Eh) ble holdt over en verdi på 750 m.v. Klore-ringen ble fortrinnsvis foretrukket ved en pH-verdi på omtrent 7,0. Tabell I viser utlutingen og gjenutfellingen av Ag fra oppløsning når Eh-verdien fikk falle under 750 m.v. Tabell II viser utlutingen og høyutvinning av Ag fra dette spesielle mineralet når Eh ble holdt over 850 m.v. gjennom hele forsøket. An Ag-containing mineral was slurried with a strong chloride solution, 25% NaCl, and aerated for 1-2 hours at about 20°C to treat any readily oxidizable material present. This preliminary aeration can reduce the amount of chlorine required for the Ag leaching in the next step. After the aeration, chlorine was added to the slurry mixture in the form of sodium hypochlorite or preferably chlorine gas, and the oxidation potential (Eh) was maintained above a value of 750 m.v. The chlorination was preferably preferred at a pH value of about 7.0. Table I shows the leaching and re-precipitation of Ag from solution when the Eh value was allowed to fall below 750 m.s.l. Table II shows the leaching and high recovery of Ag from this particular mineral when Eh was kept above 850 m.s.l. throughout the experiment.

Utluting av sølvmalmerLeaching of silver ores

Oppslemmingsdensitet 300 g/l - NaCl 250 g/l - temperatur 30°C Slurry density 300 g/l - NaCl 250 g/l - temperature 30°C

Oppløsningen ble separert fra faststoffene ved filtrering eller motstrømsdekantering, og p.g.a. Eh-behovet på større enn ca. 850 m.v. inneholdt oppløsningen fritt klor. Oppløsningens pH-verdi ble regulert til omtrent 2,5 til 3,0, og luft ble blåst inn oppløsningen for å fjerne fritt klor med avgassene. Disse gasser ble ledet til en annen beholder inneholdende en ny sats med malm, for å bevirke en preliminær oksydasjon. Når klorfjerningstrinnet var gjennomført, gikk den nye malmsatsen videre til kloreringstrinnet hvor Eh ble holdt over 850 m.v. Den klorfrie oppløsningen ble ført til en beholder hvor den ble bragt i kontakt med et reduksjonsmiddel av metallisk jern. Denne operasjonen ble typisk fore-tatt ved passasje av elektrolytten ned gjennom en søyle av vertikale stålstaver, f.eks. med en diameter på 2 mm. The solution was separated from the solids by filtration or countercurrent decantation, and due to The Eh need of greater than approx. 850 m.v. the solution contained free chlorine. The pH of the solution was adjusted to about 2.5 to 3.0, and air was blown into the solution to remove free chlorine with the off-gases. These gases were led to another vessel containing a new batch of ore, to effect a preliminary oxidation. When the chlorine removal step was completed, the new ore batch went on to the chlorination step where Eh was kept above 850 m.s.l. The chlorine-free solution was taken to a container where it was brought into contact with a reducing agent of metallic iron. This operation was typically carried out by passing the electrolyte down through a column of vertical steel rods, e.g. with a diameter of 2 mm.

Ag dannet en pulverformig avsetning på jernoverflaten. Søylen ble periodisk enten svakt vibrert,eller oppløsnings-strømmen ble justert for å oppnå fjerning av Ag fra jernoverflaten, hvilket resulterte i oppsamling av pulveret i bunnen av søylen. Ag formed a powdery deposit on the iron surface. The column was periodically either gently vibrated, or the solution flow was adjusted to achieve removal of Ag from the iron surface, resulting in collection of the powder at the bottom of the column.

Det ble i mange eksempler funnet at store mengder klor var nødvendig, hvilket gjorde prosessen potensielt uøkononisk. Det følgende eksempel var et der omkostningene for klor var høye. It was found in many examples that large amounts of chlorine were required, making the process potentially uneconomical. The following example was one where the cost of chlorine was high.

6 kilo malm med en analyse på ,160 ppm sølv ble omrørt i6 kilos of ore with an analysis of .160 ppm silver was stirred in

20 liter 25% NaCl i en en 25 liters tank. Klor ble periodisk sluppet inn fra en sylinder gjennom et måleapparat til den forseglede tanken for opprettholdelse av oksydasjonspotensialet over 850 m.v. Over en 5 timers periode ble sølv frigjort med en sluttlig Ag-konsentrasjon i oppløsningen på 40 ppm Ag. Analysen av resten viste 20 ppm Ag. Klor-forbruket var imidlertid 35 g for de 6 kiloene. Omkostningene for klor utgjorde en stor del av verdien på det utvunnede sølv. 20 liters of 25% NaCl in a 25 liter tank. Chlorine was periodically admitted from a cylinder through a measuring device to the sealed tank to maintain the oxidation potential above 850 m.v. Over a 5 hour period, silver was released with a final Ag concentration in the solution of 40 ppm Ag. The analysis of the residue showed 20 ppm Ag. However, the chlorine consumption was 35 g for the 6 kilos. The cost of chlorine made up a large part of the value of the mined silver.

Følgende eksempler illustrerer utlutingen av gull under disse betingelser: The following examples illustrate the leaching of gold under these conditions:

Klor ble tilsatt til oppslemminger av malm (300 g/l) i natriumkloridoppløsning (300 g/l NaCl) for opprettholdelse av Eh over 750 m.v. pH-verdien ble variert mellom pH 3,0 og 8,0. Chlorine was added to slurries of ore (300 g/l) in sodium chloride solution (300 g/l NaCl) to maintain Eh above 750 m.v. The pH value was varied between pH 3.0 and 8.0.

Disse resultater viste den forbedrede utluting av gull These results showed the improved leaching of gold

under disse Eh-betingelser ved en pH-verdi over 5,0.under these Eh conditions at a pH value above 5.0.

Følgende eksempler viser hvordan elektrokjemiske teknikkerThe following examples show how electrochemical techniques

kan anvendes for å overkomme disse høye omkostningene.can be used to overcome these high costs.

En sylindrisk diafragmacelle ble tilveiebragt for opp-A cylindrical diaphragm cell was provided for up-

nåelse av maksimum anolyttvolum for behandling av lavkvalitets-malmer med et lite katolyttvolum på utsiden av den sylindriske diafragma i en sylindrisk tank. Strøm ble ført mellom anodene, f.eks. grafitt, og en katode med høyt overflateareal, f.eks. kobber, mens den sølv- og/eller gullholdige malmen ble omrørt langsomt i anolyttrommet. Hydrogen kan ha blitt frigjort ved katoden for dannelse av natriumhydroksyd, og oksyderte klorforbindelser kan ha blitt dannet ved anoden. Noe blanding av anolytten og katolytten kan ha resultert i dannelsen av slike forbindelser som NaOCl. reaching the maximum anolyte volume for the treatment of low grade ores with a small catholyte volume on the outside of the cylindrical diaphragm in a cylindrical tank. Current was passed between the anodes, e.g. graphite, and a cathode with a high surface area, e.g. copper, while the silver- and/or gold-containing ore was stirred slowly in the anolyte compartment. Hydrogen may have been liberated at the cathode to form sodium hydroxide, and oxidized chlorine compounds may have been formed at the anode. Some mixing of the anolyte and catholyte may have resulted in the formation of such compounds as NaOCl.

Følgende eksempel illustrerer operasjonen av en utførelse av denne fremgangsmåte utført i en sylindrisk diafragmacelle av den type som er illustrert og merket på den medfølgende tegning. 6 kilo malm med en analyse på 160 ppm sølv ble omrørt i 20 liter 25% NaCl i en 25 liters sylindrisk diafragmacelle. Strømmen ble slått på periodisk for å holde oksydasjonspotensialet over 850 m.v. med referanse til den mettede hydrogenelektroden. Over en 4 timers periode ble strøm ført ved 2 amp, og 3,4 volt i totalt 30 minutter. Den teoretiske mengden klor utviklet ved denne metoden ville være 1,55 g. Oppløsningen viste ved analyse 41 ppm Ag, og analysen av den faste resten viste en konsentrasjon på 16 ppm Ag. Dette resulterte i et teoretisk klorforbruk på 1,79 g pr. g Ag. The following example illustrates the operation of an embodiment of this method performed in a cylindrical diaphragm cell of the type illustrated and labeled in the accompanying drawing. 6 kilograms of ore with an analysis of 160 ppm silver was stirred in 20 liters of 25% NaCl in a 25 liter cylindrical diaphragm cell. The current was turned on periodically to keep the oxidation potential above 850 m.v. with reference to the saturated hydrogen electrode. Over a 4 hour period current was carried at 2 amps, and 3.4 volts for a total of 30 minutes. The theoretical amount of chlorine developed by this method would be 1.55 g. The solution showed on analysis 41 ppm Ag, and the analysis of the solid residue showed a concentration of 16 ppm Ag. This resulted in a theoretical chlorine consumption of 1.79 g per g Ag.

Selv om eksempelet av utførelsen er beskrevet ifølge frigjø-ring av klor ved anoden, vil det forstås at mange forskjellige Although the example of the embodiment is described according to the release of chlorine at the anode, it will be understood that many different

forbindelser kan utvikles.connections can be developed.

Fremgangsmåten og apparatet ifølge oppfinnelsen resultererThe method and apparatus according to the invention results

i en over 20 gangers reduksjon av reagensomkostninger. Dette er åpenbart en betydelig forbedring i forhold til tidligere forslag som innebærer bruk av klorgass. in a more than 20-fold reduction in reagent costs. This is obviously a significant improvement compared to previous proposals involving the use of chlorine gas.

Claims

1. Method for extracting silver and/or gold from a silver- and/or gold-bearing ore or concentrate, characterized in that it includes

1) formation of a mixture of ore or concentrate and a strong electrolyte containing chloride ions,

2) maintaining the mixture at a temperature up to the boiling point of the electrolyte whereby the silver and/or gold is taken up in solution,

3) maintenance of an oxidation potential for the solution over approx. 750 m.v. with reference to a hydrogen electrode, and

4) extraction of silver and/or gold from the dissolution.

2. Method according to claim 1, characterized in that the oxidation potential of the solution is kept above approx. 850 m.v.

3. Method according to either claim 1 or 2, characterized in that an oxygen-containing gas is introduced into the mixture.

4. Method according to any one of claims 1-3, characterized in that a chlorine source is added to the mixture.

5. Method according to claim 4, characterized in that the chlorine source is chlorine gas or hypochlorite ion.

6. Method according to claim 4, characterized in that the pH value of the mixture is approximately 7.0.

7. Method according to claim 1, characterized in that an oxygen-containing gas is blown through the solution before the extraction step (4) to form a mixture of said gas and free chlorine.

8. Method according to claim 7, characterized in that the mixture of said gas and free chlorine is mixed with fresh silver and/or gold-bearing ore or concentrate.

9. Method according to any one of claims 1-8, characterized in that the recovery includes bringing the solution into contact with a reducing agent to precipitate silver and/or gold.

10. Method according to claim 9, characterized in that the reducing agent is a metal which has a potential above that of silver and/or gold in the electrochemical series.

11. Method according to claim 9, characterized in that the reducing agent is iron or steel.

12. Method according to claim 9, characterized in that the precipitation is carried out in a column containing several oblong iron and steel elements.

13. Method according to claim 12, characterized in that the column is vibrated.

14. Method according to claim 12, characterized in that the solution is turbulent in the column.

15. Procedure for extracting silver and/or gold from a silver- and/or gold-bearing ore or concentrate, characterized in that it includes

1) formation of a mixture of ore or concentrate and a strong electrolyte containing chloride ions, in an anolyte compartment in a cylindrical diaphragm cell, in that the cell also includes an anode, a cathode and a catholyte compartment,

3) conducting current between the anode and the cathode to maintain an oxidation potential for the solution over approx. 750 m.v. with reference to a hydrogen electrode,

4) extraction of silver and/or gold from the solution.

16. Method according to claim 15, characterized in that the oxidation potential of the solution is kept above approx. 850 m.v.

17. Method according to claim 15, characterized in that the catholyte compartment has a volume which is smaller than that of the anolyte compartment.

18. Method according to claim 15, characterized in that the mixture is stirred in the anolyte compartment.

19. Method according to claim 15, characterized in that the current is intermittent between the anode and the cathode.