RU2434063C1

RU2434063C1 - Procedure for determination of gold in ore and concentrates

Info

Publication number: RU2434063C1
Application number: RU2010134121/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Геннадьевич Лобанов (RU); Владимир Геннадьевич Лобанов; Василий Иович Викулов (RU); Василий Иович Викулов; Фарит Минниахметович Набиуллин (RU); Фарит Минниахметович Набиуллин; Владимир Борисович Начаров (RU); Владимир Борисович Начаров; Николай Александрович Филонов (RU); Николай Александрович Филонов; Ирина Николаевна Семина (RU); Ирина Николаевна Семина
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2011-11-20

Abstract

FIELD: metallurgy. ^ SUBSTANCE: procedure for determination of gold in ore and concentrate consists in oxidising burning and in successive cinder melting with fluxes, oxide of lead and reducer for production of gold-lead alloy. Further, there is performed cupellation, and gold bead extraction and weighting. Also, oxidising burning is performed with addition of oxide or peroxide of calcium or barium at amount of 110-130 % of stoichiometric required for binding sulphur into sulphate of calcium or barium at temperature 400-700C during 30-60 minutes. Produced cinder is melted for production of gold-lead alloy. ^ EFFECT: more accurate determination of gold. ^ 1 tbl

Description

Изобретение относится к области аналитической химии благородных металлов, а именно к пробирному анализу, и может быть использовано для определения содержания золота в сульфидных и углистых рудах и концентратах, а также в других рудных материалах различного минералогического типа и продуктах их технологической переработки (хвостах, концентратах и пр.), в которых предположительно возможно наличие органических соединений золота.The invention relates to the field of analytical chemistry of noble metals, namely to assay analysis, and can be used to determine the gold content in sulfide and carbonaceous ores and concentrates, as well as in other ore materials of various mineralogical types and their processing products (tails, concentrates and etc.), in which the presence of organic gold compounds is presumably possible.

Единственным методом количественного определения благородных металлов в рудах и промпродуктах с содержанием менее 0,1-0,5% является пробирный анализ, в основе которого плавка с целью коллектирования благородных металлов из расплавленной шихты свинцом или реже медью. Навеску исходного материала смешивают с оксидом металла-коллектора и флюсами, обеспечивающими получение легкоплавкой смеси при плавке. Для восстановления свинца в шихту добавляют восстановитель, например активированный уголь. Плавку тщательно перемешанной шихты проводят в шамотных тиглях при температуре 1000-1200°С (1. Пробоотбирание и анализ благородных металлов. Справочник. Под ред. Барышникова И.Ф., М., Металлургия, 1978). Образующийся при плавке свинец полностью коллектирует благородные металлы и оседает на дно тигля. После охлаждения свинцовый сплав (веркблей) отделяют от шлака и подвергают окислительной возгонке (купелированию) при температуре 900-1100°С. Свинец при этом окисляется и в виде оксида частично возгоняется, а большей частью вместе с примесями оксидов неблагородных металлов впитывается пористой массой капели. Благородные металлы в виде королька остаются на поверхности капели. На последней стадии королек анализируют тем или иным методом и определяют исходное содержание золота и серебра в исходном материале.The only method for the quantitative determination of precious metals in ores and intermediate products with a content of less than 0.1-0.5% is assay analysis, which is based on smelting in order to collect precious metals from a molten charge with lead or, less commonly, copper. A portion of the starting material is mixed with metal oxide of the collector and fluxes, providing a fusible mixture during melting. To restore lead, a reducing agent, for example, activated carbon, is added to the charge. Melting a thoroughly mixed mixture is carried out in fireclay crucibles at a temperature of 1000-1200 ° C (1. Sampling and analysis of noble metals. Handbook. Edited by I. Baryshnikov, M., Metallurgy, 1978). Lead formed during smelting fully collects precious metals and settles to the bottom of the crucible. After cooling, the lead alloy (verkblei) is separated from the slag and subjected to oxidative sublimation (cupellation) at a temperature of 900-1100 ° C. In this case, lead is oxidized and partially sublimated in the form of oxide, and for the most part, along with impurities of base metal oxides, it is absorbed by the porous mass of the droplet. Noble metals in the form of a king remain on the surface of the droplet. At the last stage, the bead is analyzed by one method or another and the initial content of gold and silver in the starting material is determined.

С целью упрощения и ускорения анализа предложено пробирную плавку проводить в присутствии щелочи. Плавку ведут при температуре 600-800°С в течение 10-30 минут; в состав шихты на 10 г пробы входят: 20-50 г гидроксида натрия или калия, 2-20 г буры, 1-10 г соды, 15-30 г глета, 1-3 г муки (2. Патент РФ №2288288 от 27.11.2006. Способ пробирного определения золота в рудах и продуктах их переработки).In order to simplify and speed up the analysis, it was proposed to conduct assay melting in the presence of alkali. Melting is carried out at a temperature of 600-800 ° C for 10-30 minutes; the composition of the mixture per 10 g of sample includes: 20-50 g of sodium or potassium hydroxide, 2-20 g of borax, 1-10 g of soda, 15-30 g of lettuce, 1-3 g of flour (2. RF patent №2288288 from 27.11 .2006. Method for assay determination of gold in ores and products of their processing).

Важнейшим источником благородных металлов являются руды и концентраты с высоким содержанием сульфидов и углерода (пирита, арсенопирита, углистых сланцев). Непосредственная пробирная плавка таких материалов дает заниженный результат вследствие потерь золота, растворенного в фазе штейна. Обычно анализ таких материалов проводят плавкой с особым составом шихты, например с добавкой селитры, предотвращающей образование штейна, или с добавкой металлического железа (1). В любом случае потери золота и серебра в шлаках получаются заметно выше, чем в шлаках плавки окисленных руд.The most important source of precious metals are ores and concentrates with a high content of sulfides and carbon (pyrite, arsenopyrite, carbonaceous shales). Direct assay smelting of such materials gives an underestimated result due to the loss of gold dissolved in the matte phase. Typically, the analysis of such materials is carried out by melting with a special composition of the mixture, for example, with the addition of nitrate, which prevents the formation of matte, or with the addition of metallic iron (1). In any case, the losses of gold and silver in the slags are significantly higher than in the slags of the smelting of oxidized ores.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является способ пробирного определения золота в рудах и продуктах их переработки, включающий предварительный окислительный обжиг исходного материала при температуре 450-700°С и последующую плавку огарка с оксидом свинца, флюсами и восстановителем для получения золото-свинцового сплава, его купелирование, выделение и взвешивание золотой корточки (1, с. 136) Предотвращение образования штейна при плавке позволяет получить лучшие результаты по золоту при анализе.The closest in technical essence to the present invention is a method for assay determination of gold in ores and products of their processing, including preliminary oxidative firing of the starting material at a temperature of 450-700 ° C and subsequent melting of the cinder with lead oxide, fluxes and a reducing agent to obtain a gold-lead alloy , its cupellation, isolation, and weighing of the golden squat (1, p. 136). Prevention of the formation of matte during smelting allows one to obtain better gold results in the analysis.

Вместе с тем предварительный окислительный обжиг навесок сульфидных руд и концентратов неизбежно сопровождается потерями летучих соединений золота, наличие которых во многих рудах отмечается многими специалистами, например:At the same time, preliminary oxidative roasting of weighed portions of sulfide ores and concentrates is inevitably accompanied by losses of volatile gold compounds, the presence of which in many ores is noted by many experts, for example:

(3. Электролитическое растворение золота. Electrolytic extraction of gold / Styrkas A.D. // Extract. Met. Gold and Base Metals. - Melbourne, 1992. - С.355-359). В этой связи результаты анализа руд и концентратов указанного типа нередко оказываются заниженными.(3. Electrolytic extraction of gold. Electrolytic extraction of gold / Styrkas A.D. // Extract. Met. Gold and Base Metals. - Melbourne, 1992. - S.355-359). In this regard, the results of the analysis of ores and concentrates of this type are often underestimated.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанного недостатка и имеет целью более точное определение золота.The present invention aims to eliminate this drawback and aims to more accurately determine the gold.

Указанный технический результат достигается тем, что окислительный обжиг проводят с добавлением оксида или пероксида кальция или бария в количестве 110-130% от стехиометрически необходимого для связывания серы в сульфат кальция или бария, смесь подвергают окислительному обжигу при температуре 400-700°С в течение 30-60 минут и полученный огарок плавят на золото-свинцовый сплав.The specified technical result is achieved in that the oxidative firing is carried out with the addition of calcium or barium oxide or peroxide in an amount of 110-130% of the stoichiometrically necessary for binding sulfur to calcium or barium sulfate, the mixture is subjected to oxidative firing at a temperature of 400-700 ° C for 30 -60 minutes and the resulting cinder is melted into a gold-lead alloy.

Некоторые руды и концентраты содержат золото не только в виде металлических частиц различной крупности, но и в небольших количествах в виде соединений золота с органическими производными, прежде всего с гуминовыми кислотами. В наибольшей степени наличие органических соединений золота характерно для сульфидных, черносланцевых и углистых руд. Исследованиями установлено, что органические соединения золота при температурах более 300-500°С возгоняются и при избытке кислорода разлагаются в результате окисления органической основы. Золото, образующееся в этих условиях в виде тончайших частиц, остается в объеме материала. Нагрев и окисление сульфидных минералов, углистых веществ указанных типов руд сопровождается образованием больших количеств газовых продуктовSome ores and concentrates contain gold not only in the form of metal particles of various sizes, but also in small quantities in the form of compounds of gold with organic derivatives, primarily with humic acids. To the greatest extent, the presence of organic gold compounds is characteristic of sulfide, black shale, and carbonaceous ores. Studies have established that organic gold compounds at temperatures above 300-500 ° C are sublimated and decompose as a result of oxygen oxidation as a result of oxidation of the organic base. Gold formed in these conditions in the form of the finest particles remains in the bulk of the material. The heating and oxidation of sulfide minerals, carbonaceous substances of these types of ores is accompanied by the formation of large quantities of gas products

Диффундирующие из объема интенсивные потоки газовых продуктов захватывают как возгоны органических соединений золота, так и его микрочастицы, образовавшиеся при окислении органики. Подобное «улетучивание» золота происходит как при обжиге навесок, так и в процессе плавки исходного материала.The intense flows of gas products that diffuse from the volume capture both sublimates of organic gold compounds and its microparticles formed during the oxidation of organics. Such “volatilization” of gold occurs both during the firing of batches, and in the process of melting the source material.

Для уменьшения выноса золота и потерь его при анализе необходимо сократить или полностью исключить выделение газовых продуктов при нагревании навески руды или концентрата.To reduce the removal of gold and its losses during analysis, it is necessary to reduce or completely eliminate the evolution of gas products when heating a sample of ore or concentrate.

Нагрев сульфидных и углистых материалов на воздухе или, другими словами, обжиг в присутствии кальций- или барийсодержащих соединений сопровождается образованием термоустойчивых сульфатов и карбонатовThe heating of sulfide and carbon materials in air or, in other words, firing in the presence of calcium or barium-containing compounds is accompanied by the formation of heat-resistant sulfates and carbonates

Выделение газовых продуктов (SO₂ и СО₂) из объема навески в этих условиях минимально. Улетучивание и потери золота при обжиге и плавке также сводится к минимуму. Последующая плавка огарка позволяет сколлектировать как изначально металлическое золото, так и образовавшееся при разложении его органических соединений. Полученные результаты анализа в целом оказываются больше.The allocation of gas products (SO ₂ and CO ₂ ) from the sample volume under these conditions is minimal. The volatilization and loss of gold during firing and smelting is also minimized. Subsequent smelting of the cinder allows you to collect both initially metallic gold, and formed during the decomposition of its organic compounds. The results of the analysis as a whole turn out to be larger.

Введение в обжигаемый материал твердого окислителя позволяет снизить температуру обжига и еще в большей степени уменьшить диффузионные потоки, с которыми возможно улетучивание золота. В качестве такого твердого окислителя целесообразно использовать перекись кальция СаО₂ или бария ВаO₂ The introduction of a solid oxidizing agent into the calcined material makes it possible to lower the calcining temperature and to further reduce the diffusion flows with which gold may escape. As such a solid oxidizing agent, it is advisable to use calcium peroxide CaO ₂ or barium BaO ₂

Расход кальций- или барийсодержащих добавок для проведения обжига должен обеспечивать полное связывание серы и углерода в термоустойчивые соединения. Опыты показывают, что достаточно добавлять 110-130% от массы, необходимой по стехиометрическим расчетам.The consumption of calcium or barium-containing additives for firing should ensure complete binding of sulfur and carbon to heat-resistant compounds. Experiments show that it is enough to add 110-130% of the mass required by stoichiometric calculations.

Температура термической обработки руды или концентрата должна быть минимально необходимой, при которой процесс протекает с достаточной скоростью. При высоких температурах становится возможным локальное спекание реакционной смеси и неполное разложение золотосодержащих сульфидов. Результаты последующей плавки будут занижены. Исследованиями установлено, что при использовании оксидов BaO и СаО оптимальной является температура 500-700°С, а в случае использования твердых окислителей температура может быть ниже 400-600°С.The heat treatment temperature of the ore or concentrate should be the minimum necessary at which the process proceeds at a sufficient speed. At high temperatures, local sintering of the reaction mixture and incomplete decomposition of gold sulfides becomes possible. Subsequent smelting results will be underestimated. Studies have established that when using BaO and CaO oxides, the temperature is optimal at 500-700 ° C, and in the case of using solid oxidizing agents, the temperature can be below 400-600 ° C.

Продолжительность обжига должна составлять 30-60 минут в зависимости от толщины слоя реакционной смеси, интенсивности ее перемешивания в обжиговой печи и температуры.The duration of firing should be 30-60 minutes, depending on the thickness of the layer of the reaction mixture, the intensity of its mixing in the kiln and temperature.

Реализация предлагаемого способа анализа рассмотрена в следующих примерах:The implementation of the proposed analysis method is discussed in the following examples:

Методом пробирной плавки анализировали флотационный концентрат, содержащий FeS₂ 85%, PbS 5%, CuFeS 2%, 20 г/т золота.A flotation concentrate containing FeS ₂ 85%, PbS 5%, CuFeS 2%, 20 g / t gold was analyzed by assay smelting.

1. В первом случае проводили плавку с селитрой (состав шихты см. 1, с.133).1. In the first case, melting with nitrate was carried out (charge composition, see 1, p.133).

2. Во втором опыте навеску концентрата подвергли предварительному окислительному обжигу при температуре 450-700°С в течение 60 минут. Огарок плавили с использованием шихты традиционного состава (1, с.131-133)2. In the second experiment, a weighed portion of the concentrate was subjected to preliminary oxidative firing at a temperature of 450-700 ° C for 60 minutes. The cinder was smelted using a mixture of traditional composition (1, p. 131-133)

3. В последующих опытах предварительный обжиг проводили с добавками оксидов или пероксидов Са или Ва. Варьировали массой добавок, температурой и продолжительностью обжига. При последующей плавке огарков использовали шихту, аналогичную той, что приведена во 2 опыте. Поскольку при обжиге в этих опытах масса огарка увеличивается за счет образования сульфатов и карбонатов (см. реакции 3 и 4), то количество флюсов было откорректировано.3. In subsequent experiments, preliminary firing was carried out with the addition of oxides or peroxides of Ca or Ba. Varyed by the mass of additives, temperature and duration of firing. In the subsequent smelting of the cinder, a charge similar to that given in the 2nd experiment was used. Since during firing in these experiments, the mass of the cinder increases due to the formation of sulfates and carbonates (see reactions 3 and 4), the number of fluxes was corrected.

Свинцовые сплавы (веркблеи), полученные при плавке, купелировали, королек разваривали в азотной кислоте традиционным методом и золотую корточку взвешивали.Lead alloys (verkbley) obtained during melting were cupellated, the bead was boiled in nitric acid by the traditional method, and the golden squat was weighed.

Содержание золота в огарке пересчитывали на массу исходной навески концентрата.The gold content in the cinder was calculated on the mass of the initial sample concentrate.

Все опыты проводили в двух параллелях, результаты усредняли.All experiments were performed in two parallels; the results were averaged.

Результаты опытов приведены в таблице.The results of the experiments are shown in the table.

№ опытаExperience number Масса навески концен., гConcentration weight, g Вид добавкиType of additive Масса добавки, % от стехио. необх.Mass additives,% of stoichio. required Темпер. обжига, °СTemper. firing, ° C Продолж. обжига, минContinued firing, min Содерж. Au в огарке, г/тContents Au cinder, g / t Содерж. Au в расчете на исходную навеску, г/тContents Au calculated on the initial sample, g / t 1one 50fifty Непосредственная плавка с селитройDirect smelting with nitrate 19,819.8 19,819.8 22 50fifty Окислитель, обжиг без добавокOxidant, firing no additives 500-700500-700 6060 20,320.3 20,120.1 33 50fifty СаОCaO 105105 500500 50fifty 15,215,2 20,220,2 4four 50fifty СаО₂ CaO ₂ 110110 500500 50fifty 18,318.3 23,723.7 55 50fifty ВаОWow 130130 500500 50fifty 15,115.1 22,822.8 66 50fifty ВаО₂ Bao ₂ 140140 500500 50fifty 12,812.8 23,123.1 77 50fifty СаОCaO 120120 600600 50fifty 17,417.4 21,921.9 88 50fifty СаO₂ CaO ₂ 125125 600600 50fifty 17,217,2 22,422.4 99 50fifty ВаОWow 125125 600600 50fifty 16,916.9 22,522.5 1010 50fifty ВаО₂ Bao ₂ 120120 600600 50fifty 17,317.3 23,123.1 11eleven 50fifty СаОCaO 100one hundred 300300 30thirty 14,214.2 18,918.9 1212 50fifty СаОCaO 110110 400400 4040 17,317.3 22,422.4 1313 50fifty СаОCaO 120120 500500 50fifty 16,916.9 23,123.1 14fourteen 50fifty СаОCaO 130130 600600 50fifty 17,217,2 23,023.0 15fifteen 50fifty СаОCaO 140140 700700 6060 17,517.5 22,922.9 1616 50fifty СаОCaO 120120 700700 50fifty 17,017.0 23,223,2 1717 50fifty СаОCaO 120120 750750 7070 17,017.0 22,822.8 18eighteen 50fifty СаОCaO 120120 600600 2525 17,017.0 20,220,2

Сопоставительный анализ известных технических решений, в т.ч. способа, выбранного в качестве прототипа, и предлагаемого изобретения позволяет сделать вывод, что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение усматриваемого технического результата. Реализация предложенного метода анализа дает возможность повысить полноту определения золота из некоторых типов руд и концентратов на 10-15%.Comparative analysis of well-known technical solutions, including the method selected as a prototype, and the present invention allows to conclude that it is the totality of the claimed features ensures the achievement of the perceived technical result. The implementation of the proposed analysis method makes it possible to increase the completeness of the determination of gold from certain types of ores and concentrates by 10-15%.

Claims

A method for determining gold in ores and concentrates, including oxidative calcination and subsequent melting of a cinder with fluxes, lead oxide and a reducing agent to obtain a gold-lead alloy, its cupellation, isolation and weighing of a gold squat, characterized in that the oxidative calcination is carried out with the addition of calcium oxide or peroxide or barium in an amount of 110-130% of stoichiometrically necessary for binding sulfur to calcium sulfate or barium at a temperature of 400-700 ° C for 30-60 minutes, and the resulting cinder is melted to obtain lotosvintsovogo alloy.