RU2645168C1

RU2645168C1 - Method of removing noble metals from cyanide solutions

Info

Publication number: RU2645168C1
Application number: RU2016151995A
Authority: RU
Inventors: Владимир Геннадьевич Лобанов; Константин Дмитриевич Наумов; Яков Дмитриевич Зелях; Ольга Юрьевна Маковская; Александр Михайлович Старков
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2018-02-16

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: method includes contacting the cyanide solutions with a precipitating component, which is zinc or aluminium powders applied to the filter paper. The paper with the deposited component is rolled up, placed in a precipitating column and the starting solution is passed through a roll system.

EFFECT: extraction of precious metals from cyanide solutions and increase of the content of precious metals in the product by using available reagents and materials.

2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и, в частности, к способам их извлечения, концентрирования и может быть использовано при переработке цианистых растворов, содержащих золото, серебро и металлы платиновой группы при невысоком содержании неблагородных металлов, прежде всего меди.The invention relates to the metallurgy of precious metals and, in particular, to methods for their extraction, concentration and can be used in the processing of cyanide solutions containing gold, silver and platinum group metals with a low content of base metals, especially copper.

Известны способы извлечения благородных металлов из растворов электролизом, цементацией и осаждением в виде труднорастворимых соединений. Все перечисленные способы применимы лишь в определенных условиях, ограничиваемых концентрациями извлекаемых металлов и кислотно-солевым фоном. При невысоких концентрациях извлекаемого металла данные способы не обеспечивают требуемого извлечения или селективности и, как правило, сопряжены с большим расходом реагентов или электроэнергии. В частности при извлечении золота из цианистых растворов используют цементацию металлическим цинком (/1/ Масленицкий И.Н., Чугаев Л.Г., Металлургия благородных металлов. - М.: Металлургия, 1987. - 366 с.). При этом содержание золота в цементном осадке не превышает 10%.Known methods for the extraction of precious metals from solutions by electrolysis, cementation and sedimentation in the form of sparingly soluble compounds. All of these methods are applicable only under certain conditions, limited by the concentrations of the extracted metals and acid-salt background. At low concentrations of recoverable metal, these methods do not provide the required recovery or selectivity and, as a rule, are associated with a high consumption of reagents or electricity. In particular, when extracting gold from cyanide solutions, metal zinc cementation is used (/ 1 / Maslenitsky IN, Chugaev LG, Metallurgy of noble metals. - M .: Metallurgy, 1987. - 366 p.). Moreover, the gold content in the cement slurry does not exceed 10%.

Известны способы селективного извлечения металлов из растворов сорбцией, заключающиеся в контактировании перерабатываемых растворов с синтетическим или минеральным сорбентом. Основным преимуществом сорбции является простота реализации способа, сочетающаяся с высокой степенью извлечения. Для повышения емкости, селективности, улучшения других функциональных свойств сорбенты предварительно обрабатывают специальными реагентами (/2/ А.с. СССР №1678873, 1991; /3/ Патент США №4394354, 1983; /4/ Патент РФ 2043968, 1995; /5/ Патент РФ 2267544 2006; /6/ Патент РФ №2165468). Основными недостатками известных способов является недостаточная скорость процессов.Known methods for the selective extraction of metals from solutions by sorption, which involve contacting the processed solutions with a synthetic or mineral sorbent. The main advantage of sorption is the ease of implementation of the method, combined with a high degree of extraction. To increase capacity, selectivity, and improve other functional properties, sorbents are pretreated with special reagents (/ 2 / AS USSR No. 1678873, 1991; / 3 / US Patent No. 4394354, 1983; / 4 / RF Patent 2043968, 1995; / 5 / RF Patent 2267544 2006; / 6 / RF Patent No. 2164468). The main disadvantages of the known methods is the lack of speed of the processes.

Наиболее близким к заявляемому по технической сути является способ извлечения благородных металлов из растворов (/7/ Пат. РФ №2505614), включающий контактирование растворов с осаждающим материалом, нанесенным на носитель с развитой поверхностью, отличающийся тем, что в качестве осаждающего материала используют ксантогенат неблагородного металла, при этом осаждающий материал (сорбент) наносят на фильтрующий гибкий листовой материал, фильтрующий материал с нанесенным сорбентом сворачивают рулоном, помещают в сорбционную колонну и пропускают исходный раствор через рулонный сорбент. В частности, в качестве сорбента используют ксантогенат меди, а в качестве носителя сорбента используют фильтровальную бумагу, причем толщина слоя сорбента на носителе составляет 1-3 мм.Closest to the claimed one in technical essence is a method for extracting precious metals from solutions (/ 7 / Pat. RF No. 2505614), comprising contacting solutions with a precipitating material deposited on a carrier with a developed surface, characterized in that non-precious xanthate is used as the precipitating material metal, while the precipitating material (sorbent) is applied to the filtering flexible sheet material, the filtering material coated with the sorbent is rolled up, placed in a sorption column and passes A stock solution through a roll sorbent. In particular, copper xanthate is used as the sorbent, and filter paper is used as the sorbent carrier, wherein the thickness of the sorbent layer on the carrier is 1-3 mm.

Способом прототипа предусмотрено формирование системы, в которой тонкий слой исходного осаждающего материала (ксантогената) нанесен на пористую гидропроницаемую основу.The prototype method provides for the formation of a system in which a thin layer of the original precipitating material (xanthogenate) is deposited on a porous, water-permeable base.

Для обеспечения и сохранения фильтрующей способности системы по ходу обработки растворов, для обеспечения компактности реактора и равнодоступности сорбента во всем его объеме фильтровальный материал с нанесенным слоем осаждающего ксантогената формируют (сворачивают) в виде рулона. Отмеченные особенности обуславливают прохождение раствора в колонне вдоль пористой фильтрующей основы и контактирование этого раствора с сорбентом по всей длине и площади.To ensure and maintain the filtering ability of the system during the processing of solutions, to ensure compactness of the reactor and equal accessibility of the sorbent in its entire volume, the filter material with a deposited xanthate layer is formed (rolled up) in the form of a roll. The noted features determine the passage of the solution in the column along the porous filter base and the contact of this solution with the sorbent along the entire length and area.

Основным недостатком данного способа, выбранного в качестве прототипа, является ограниченность применения. В силу термодинамических и химических особенностей осадки ксантогената золота и серебра в цианистом растворе не образуются, в итоге предлагаемым способом золото из цианистых растворов не извлекаются. Кроме того, конечное содержание золота в продукте не превышает нескольких процентов.The main disadvantage of this method, selected as a prototype, is the limited use. Due to the thermodynamic and chemical features, precipitation of xanthate of gold and silver in the cyanide solution is not formed, as a result of the proposed method, gold is not extracted from cyanide solutions. In addition, the final gold content in the product does not exceed a few percent.

Задача изобретения заключается в устранении указанных недостатков, в частности в обеспечении условий для извлечения благородных металлов из цианистых растворов и получении богатого по золоту продукта.The objective of the invention is to eliminate these drawbacks, in particular in providing conditions for the extraction of precious metals from cyanide solutions and obtaining a gold-rich product.

Технический результат достигается использованием металлических порошков электроотрицательных металлов в качестве осаждающего золото материала.The technical result is achieved by using metal powders of electronegative metals as a gold-precipitating material.

Указанная цель достигается при использовании способа извлечения благородных металлов из цианистых растворов, включающего контактирование цианистого раствора с осаждающим материалом, нанесенным на носитель с развитой поверхностью, выполненным из фильтрующего гибкого листового материала, свернутого в рулон и помещенного в осаждающую колонну, отличающийся тем, что в качестве осаждающего материала используют порошкообразный цинк или алюминий. В частности, толщина слоя порошка на носителе составляет 1-5 мм.This goal is achieved when using the method of extraction of precious metals from cyanide solutions, including contacting the cyanide solution with a precipitating material deposited on a carrier with a developed surface, made of filtering flexible sheet material, rolled up and placed in a precipitating column, characterized in that as Precipitating material uses powdered zinc or aluminum. In particular, the thickness of the powder layer on the carrier is 1-5 mm.

Аналогично прототипу сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что золотосодержащие растворы приводят в контакт с рулонной системой, способной осаждать благородные металлы. Отличительной особенностью предлагаемого способа является использование порошков цинка или алюминия - электроотрицательных металлов, традиционно используемых для извлечения золота и серебра из цианистых растворов, вместо ксантогенатсодержащих соединений. Осаждения золота из цианистых растворов по способу прототипа не происходит, поскольку ксантогенат золота растворим в цианистых растворах. Вместе с тем, преимущества рулонной системы прототипа могут быть реализованы в сочетании с цементацией.Similarly to the prototype, the essence of the invention is that the gold-containing solutions are brought into contact with a roll system capable of precipitating noble metals. A distinctive feature of the proposed method is the use of zinc or aluminum powders - electronegative metals traditionally used to extract gold and silver from cyanide solutions, instead of xanthogen-containing compounds. The deposition of gold from cyanide solutions according to the method of the prototype does not occur, since gold xanthate is soluble in cyanide solutions. However, the advantages of a prototype roll system can be realized in conjunction with cementation.

В традиционном исполнении, например в установке «Мерилл-Кроу», золотосодержащий цианистый раствор просачивается через слой цементирующего металла (цементатора). Удельная производительность и полнота извлечения золота определяется в первую очередь продолжительностью контакта раствора с цементатором. В безальтернативном исполнении указанной установки слой цементатора на фильтровальной поверхности расположен перпендикулярно вектору движения раствора. Толщина слоя цементатора ограничена его гидравлическим сопротивлением. В случае принудительной подачи раствора слой уплотняется и при толщине больше 5-10 мм сопротивление становится настолько высоким, что при использовании типовых насосов просачивание прекращается. Очевидно, что продолжительность контакта раствора с цементатором в этих условиях не превышает считанных секунд. Для повышения эффективности цементации цинковый порошок освинцовывают, а слой цементатора разубоживают пористым инертным материалом, например перлитом.In the traditional version, for example, in the Merill-Crow installation, a gold-containing cyanide solution seeps through a layer of cementing metal (cement). The specific productivity and completeness of gold recovery is determined primarily by the duration of the contact of the solution with the cementer. In a non-alternative embodiment of the indicated installation, the cement layer on the filter surface is perpendicular to the solution motion vector. The thickness of the cementer layer is limited by its hydraulic resistance. In the case of forced feeding of the solution, the layer is compacted and with a thickness of more than 5-10 mm, the resistance becomes so high that when using standard pumps, leakage stops. It is obvious that the duration of contact of the solution with the cementer under these conditions does not exceed a matter of seconds. To increase the cementation efficiency, zinc powder is leaded, and the cement layer is diluted with a porous inert material, such as perlite.

В предлагаемом способе вектор движения раствора направлен вдоль оси рулета, т.е. вдоль слоя цементатора по фильтрующей прокладке. Гидравлическое сопротивление системы остается неизменно низким, сохраняется способность самотечного просачивания раствора при любой продолжительности процесса. Важно, что весь объем устройства, заполненного рулонной системой, используется по назначению, т.е. удельная производительность максимальна. Осаждение золота происходит до тех пор, пока в системе имеется цементирующий металл, необходимости в разубоживании фильтрующего слоя нет. Как следствие, конечный продукт содержит не менее 30-50% золота, в то время как в Мерилл-Кроу» - не более 10%.In the proposed method, the solution motion vector is directed along the axis of the roll, i.e. along the cementing layer along the filter pad. The hydraulic resistance of the system remains consistently low, the ability of gravity to leak out the solution for any duration of the process is maintained. It is important that the entire volume of the device filled with the roll system is used as intended, i.e. specific productivity is maximum. The deposition of gold occurs as long as there is a cementing metal in the system, there is no need to dilute the filter layer. As a result, the final product contains not less than 30-50% gold, while at Merill Crowe - not more than 10%.

Для повышения содержания благородных металлов в конечном продукте и полноты использования цементатора толщина его слоя на фильтрующей основе не должна превышать некоторую оптимальную величину. Если толщина осаждающего цементатора будет чрезмерно мала, то большая часть объема реактора будет заполнена фильтрующим материалом, в целом его объем будет работать неэффективно. При достаточно высокой скорости процесса на начальном этапе слой цементирующего металла быстро истощается, а конечный продукт состоит в основном из фильтровальной бумаги, содержание благородных металлов невысокое. Опыты показали, что оптимальная толщина слоя цинкового или алюминиевого порошка меди на фильтровальной бумаге составляет 1-5 мм.To increase the content of precious metals in the final product and the full use of the cement, the thickness of its layer on a filter basis should not exceed some optimal value. If the thickness of the precipitating cementer is excessively small, then most of the reactor volume will be filled with filter material, in general, its volume will work inefficiently. At a sufficiently high speed of the process, at the initial stage, the cementing metal layer is quickly depleted, and the final product consists mainly of filter paper, the content of precious metals is low. The experiments showed that the optimal thickness of the layer of zinc or aluminum copper powder on filter paper is 1-5 mm.

Реализация рассмотренного способа представлена в следующих примерах.The implementation of the considered method is presented in the following examples.

Исходный раствор, полученный при выщелачивании золота из гравитационного концентрата, содержал 85 мг/л золота, 18 мг/л серебра, 73 мг/л меди и 3 г/л цианида при рН=10,3. На фильтровальную бумагу наносили равномерный слой цинкового или алюминиевого порошка крупностью - 0,1 мм. Полученный сэндвич сворачивали в рулон диаметром 13-14 мм, рулон вводили в стеклянную трубку внутренним диаметром 15 мм. Высота колонки, заполненной осадителем, составляла 50 см. После заполнения трубки водой или исследуемым раствором рулон разбухал и заполнял трубку по всему сечению так, что каналов для свободного прохождения рабочего раствора не оставалось.The initial solution obtained by leaching gold from a gravity concentrate contained 85 mg / l of gold, 18 mg / l of silver, 73 mg / l of copper and 3 g / l of cyanide at pH = 10.3. A uniform layer of zinc or aluminum powder with a particle size of 0.1 mm was applied to the filter paper. The resulting sandwich was rolled into a roll with a diameter of 13-14 mm, the roll was inserted into a glass tube with an inner diameter of 15 mm. The height of the column filled with precipitant was 50 cm. After filling the tube with water or the test solution, the roll swelled and filled the tube over the entire cross section so that there were no channels for free passage of the working solution.

Из напорной емкости с одинаковой во всех опытах скоростью 20 мл/мин через подготовленную лабораторную осадительную колонну снизу вверх пропускали исследуемый раствор указанного выше состава. Исходный раствор пропускали «до проскока», т.е. до тех пор, пока содержание золота в маточном растворе не поднималось до 50% от исходного. Для каждого опыта готовили свежую осадительную систему. После пропускания указанного объема раствора содержимое колонки извлекали, промывали водой, сушили, озоляли в муфельной печи при температуре 500°С, осадок растворяли в царской водке. В полученном растворе, а также в суммарном растворе, прошедшем через колонку методом атомной адсорбции, определяли содержание благородных металлов. По полученным результатам рассчитывали степень извлечения и содержание благородных металлов в продукте цементации. Для сравнения провели опыт по способу прототипа, в котором использовали рулонную систему с ксантогенатом меди.From the pressure vessel with the same speed in all experiments at a rate of 20 ml / min, the test solution of the above composition was passed from the bottom up through the prepared laboratory sedimentation column. The initial solution was passed “before the breakthrough”, i.e. until the gold content in the mother liquor did not rise to 50% of the original. A fresh precipitation system was prepared for each experiment. After passing the indicated volume of the solution, the contents of the column were removed, washed with water, dried, ashed in a muffle furnace at a temperature of 500 ° C, and the precipitate was dissolved in aqua regia. In the resulting solution, as well as in the total solution passing through the column by atomic adsorption, the noble metal content was determined. According to the results obtained, the degree of extraction and the content of noble metals in the cementation product were calculated. For comparison, an experiment was conducted on the prototype method, in which a roll system with copper xanthate was used.

Дополнительно из растворов указанного состава золото осаждали цементацией по принципу «Мерилл-Кроу» с принудительной подачей раствора через слой порошка цинка, реструктурированного перлитом. Рабочая толщина цементирующего слоя - 10 мм. Во всех опытах проводили предварительное обескислороживание растворов. Результаты приведены в таблице.Additionally, gold was precipitated from solutions of the specified composition by cementation according to the Merill-Crow principle with forced feeding of the solution through a layer of zinc powder restructured with perlite. The working thickness of the cementing layer is 10 mm. In all experiments, preliminary deoxygenation of solutions was performed. The results are shown in the table.

Основной примесью золота в прокаленном осадке является серебро, оксиды меди и цинка. Содержание других неблагородных металлов в продукте не превышало 10% в сумме.The main impurity of gold in the calcined precipitate is silver, copper and zinc oxides. The content of other base metals in the product did not exceed 10% in total.

Сопоставительный анализ известных технических решений, в т.ч. способа, выбранного в качестве прототипа, и предполагаемого изобретения позволяет сделать вывод, что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение усматриваемого технического результата. Реализация предложенного технического решения дает возможность перерабатывать цианистые растворы и повысить содержание благородных металлов в продукте. Использование доступных реагентов и материалов позволяет улучшить экономические показатели.Comparative analysis of well-known technical solutions, including the method selected as a prototype, and the alleged 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 technical solution makes it possible to process cyanide solutions and increase the content of precious metals in the product. The use of available reagents and materials can improve economic performance.

Claims

1. The method of extraction of precious metals from solutions, comprising contacting the solutions with a precipitating component deposited on a carrier with a developed surface, made of filtering flexible sheet material, rolled up and placed in a precipitating column, characterized in that the extraction of noble metals is carried out from cyanide solutions using powdered zinc or aluminum as the precipitating component.

2. The method according to p. 1, characterized in that the thickness of the layer of zinc or aluminum powders on the carrier is 1-5 mm