[go: up one dir, main page]

RU2843966C1 - Method of gold-bearing sulphide concentrates processing - Google Patents

Method of gold-bearing sulphide concentrates processing

Info

Publication number
RU2843966C1
RU2843966C1 RU2024127226A RU2024127226A RU2843966C1 RU 2843966 C1 RU2843966 C1 RU 2843966C1 RU 2024127226 A RU2024127226 A RU 2024127226A RU 2024127226 A RU2024127226 A RU 2024127226A RU 2843966 C1 RU2843966 C1 RU 2843966C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxidation
autoclave
gold
oxygen
pulp
Prior art date
Application number
RU2024127226A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Лях
Илья Владимирович Фоменко
Михаил Владимирович Клементьев
Роман Романович Анохин
Александр Сергеевич Завалюев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр "Гидрометаллургия"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр "Гидрометаллургия" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр "Гидрометаллургия"
Application granted granted Critical
Publication of RU2843966C1 publication Critical patent/RU2843966C1/en

Links

Abstract

FIELD: hydrometallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to hydrometallurgy and can be used for processing of gold-bearing sulphide concentrates. Method includes preliminary grinding of the concentrate to content of particles of class -45 mcm of 85% or more. Further, method includes atmospheric oxidation of concentrate at temperature 95±5 °C, ratio L:S in pulp 2.5-6.0 m3/t for 6-20 hours in sulphuric medium in presence of ions of trivalent iron and oxygen. At that, as the reagents containing sulphuric acid and oxygen, liquid and gaseous products and process wastes are used – sulphuric autoclave solution containing 20-50 g/l of Fe3+ and H2SO4 ions, and waste gases of autoclave oxidation with volume fraction of oxygen 80-90%. Solid residue is separated and subjected to autoclave oxidation at temperature 220-230 °C and oxygen partial pressure of 0.3-0.9 MPa to ensure the transfer of sulphide and elementary sulphur to the sulphate form by 97% or more. Obtained pulp is conditioned, gold-bearing solid residue is separated with further extraction of gold by sorption cyanidation.
EFFECT: improving processing efficiency of gold-bearing sulphide concentrates as per autoclave-hydrometallurgical technology providing increasing of through extraction of gold.
3 cl, 2 dwg, 1 tbl, 1 ex

Description

Способ относится к области гидрометаллургии и может быть использован для повышения эффективности автоклавно-гидрометаллургической переработки золотосодержащих сульфидных концентратов.The method relates to the field of hydrometallurgy and can be used to increase the efficiency of autoclave-hydrometallurgical processing of gold-containing sulphide concentrates.

В мировой практике для переработки упорных золотосодержащих руд и концентратов нашли применение следующие способы предварительного окисления сульфидов: окислительный обжиг, бактериальное выщелачивание, атмосферное окисление при сверхтонком измельчении сырья, а наиболее широкое - автоклавное окисление. Это объясняется тем, что автоклавное окисление имеет ряд важных преимуществ, по сравнению с иными способами, указанными выше: во-первых, высокую скорость и глубину окисления сырья, позволяющие снизить потери золота с недоокисленными сульфидами; во-вторых, меньшую чувствительность к колебаниям состава концентратов; в-третьих, утилизацию мышьяка в виде малоопасных устойчивых соединений, что обуславливает минимальное воздействие на окружающую среду.In world practice, the following methods of preliminary oxidation of sulfides have found application for processing refractory gold-bearing ores and concentrates: oxidative roasting, bacterial leaching, atmospheric oxidation during ultrafine grinding of raw materials, and the most widespread - autoclave oxidation. This is explained by the fact that autoclave oxidation has a number of important advantages compared to other methods indicated above: firstly, high speed and depth of oxidation of raw materials, allowing to reduce gold losses with underoxidized sulfides; secondly, lower sensitivity to fluctuations in the composition of concentrates; thirdly, utilization of arsenic in the form of low-hazard stable compounds, which causes minimal impact on the environment.

При возникновении необходимости увеличения производительности действующего автоклавного предприятия возможны несколько вариантов достижения цели:If there is a need to increase the productivity of an existing autoclave plant, there are several options for achieving the goal:

• увеличение количества автоклавов;• increase in the number of autoclaves;

• введение в эксплуатацию дополнительных мощностей воздухоразделительной установки;• commissioning of additional capacities of the air separation plant;

• снижение содержания сульфидных минералов в перерабатываемом сырье;• reduction of the content of sulphide minerals in processed raw materials;

• использование внутренних резервов производства.• use of internal production reserves.

Первые два варианта связаны с существенным ростом капитальных и операционных затрат из-за увеличения парка дорогостоящего основного оборудования. Снижение содержания сульфидов в исходном сырье затруднительно, поскольку значительная часть упорного золота ассоциирована именно с сульфидными минералами. Наиболее перспективный вариант - четвертый.The first two options are associated with a significant increase in capital and operating costs due to an increase in the fleet of expensive capital equipment. Reducing the sulphide content in the feedstock is difficult, since a significant portion of refractory gold is associated with sulphide minerals. The most promising option is the fourth.

Собственным резервом автоклавной технологии является абгаз - смесь газов, непрерывно отводимая из автоклава, с которой теряется обычно 10-20% кислорода. Потери кислорода обусловлены необходимостью поддержания определенного уровня его парциального давления в автоклаве, однако из-за накопления газообразных примесей: азота, диоксида углерода, и т.п. - требуется постоянный сброс небольшой части газовой фазы. Абгаз выгружается из автоклава под давлением 3,0 МПа и может быть направлен в реакторы предварительного частичного атмосферного окисления сырья.The autoclave technology's own reserve is off-gas - a mixture of gases continuously removed from the autoclave, with which 10-20% of oxygen is usually lost. Oxygen losses are due to the need to maintain a certain level of its partial pressure in the autoclave, but due to the accumulation of gaseous impurities: nitrogen, carbon dioxide, etc. - a constant discharge of a small part of the gas phase is required. Off-gas is unloaded from the autoclave under a pressure of 3.0 MPa and can be sent to reactors for preliminary partial atmospheric oxidation of raw materials.

В качестве технологического резерва можно рассматривать также сернокислый раствор с выгрузки автоклава после отделения его от золотосодержащей твердой фазы. Раствор содержит серную кислоту и ионы Fe(III), значительная часть его в технологии, как правило, не используется и может быть направлена на частичное атмосферное окисление сырья в качестве выщелачивающего агента.The sulfuric acid solution from the autoclave discharge after its separation from the gold-containing solid phase can also be considered as a technological reserve. The solution contains sulfuric acid and Fe(III) ions, a significant part of which is usually not used in the technology and can be directed to partial atmospheric oxidation of raw materials as a leaching agent.

Основными окислителями сульфидных минералов в автоклаве выступают газообразный кислород и ионы Fe(III), окисление кислородом может быть описано основными уравнениями реакций (1-6):The main oxidizers of sulfide minerals in the autoclave are gaseous oxygen and Fe(III) ions; oxidation by oxygen can be described by the main reaction equations (1-6):

Небольшая часть сульфидов может быть окислена в автоклаве при взаимодействии с ионами трехвалентного железа по реакциям (7-10):A small portion of sulfides can be oxidized in an autoclave by interaction with trivalent iron ions according to reactions (7-10):

Продукты реакций окисления сульфидов: железо в форме Fe(II) и Fe(III), мышьяк преимущественно в форме As(V), а также сера сульфатная S(VI) и элементная S(0). Стоит отметить, что при проведении атмосферного окисления сульфидного концентрата в сернокислой сульфатной среде до 30% сульфидной серы переходит в элементную.The products of sulfide oxidation reactions are iron in the form of Fe(II) and Fe(III), arsenic mainly in the form of As(V), as well as sulfate sulfur S(VI) and elemental sulfur S(0). It is worth noting that when carrying out atmospheric oxidation of sulfide concentrate in a sulfuric acid sulfate medium, up to 30% of sulfide sulfur is converted into elemental sulfur.

Известно, что скорость окисления сульфидов газообразным кислородом (реакции (1)-(4)) в сернокислых средах при атмосферных условиях невысока. Скорость окисления ионом Fe3+ (реакции (7)-(10)) на 2-4 порядка выше. Лимитирующей стадией процесса при атмосферных условиях является окисление образующихся ионов Fe2+ до Fe3+ газообразным кислородом (реакция (5)), что приводит к снижению концентрации ионов Fe3+ и накоплению элементной серы в твердой фазе пульпы. Для обеспечения приемлемой скорости окисления в атмосферных условиях необходима высокая (20-50 г/л) концентрация ионов Fe3+, источником которого может выступать раствор после автоклавного окисления и кондиционирования автоклавной пульпы. Железо в жидкой фазе пульпы образуется и накапливается при окислении железосодержащих сульфидных минералов (пирит и арсенопирит). При автоклавном окислении происходит гидролитическое осаждение Fe3+ с образованием вторичных соединений различного состава (сульфаты, ярозиты, гидроксиды и т.д.). Благодаря кондиционированию автоклавной пульпы часть неустойчивых вторичных фаз переходит в раствор, при этом концентрация ионов Fe3+ увеличивается.It is known that the rate of oxidation of sulfides with gaseous oxygen (reactions (1)-(4)) in sulfuric acid media under atmospheric conditions is low. The rate of oxidation with Fe 3+ ion (reactions (7)-(10)) is 2-4 orders of magnitude higher. The limiting stage of the process under atmospheric conditions is the oxidation of the formed Fe 2+ ions to Fe 3+ with gaseous oxygen (reaction (5)), which leads to a decrease in the concentration of Fe 3+ ions and the accumulation of elemental sulfur in the solid phase of the pulp. To ensure an acceptable oxidation rate under atmospheric conditions, a high (20-50 g/l) concentration of Fe 3+ ions is required, the source of which can be a solution after autoclave oxidation and conditioning of the autoclave pulp. Iron in the liquid phase of the pulp is formed and accumulates during the oxidation of iron-containing sulfide minerals (pyrite and arsenopyrite). During autoclave oxidation, hydrolytic precipitation of Fe 3+ occurs with the formation of secondary compounds of various compositions (sulfates, jarosites, hydroxides, etc.). Due to the conditioning of the autoclave pulp, some of the unstable secondary phases pass into solution, while the concentration of Fe 3+ ions increases.

Таким образом, для повышения эффективности и производительности предприятий, перерабатывающих золотосодержащие сульфидные концентраты по автоклавно-гидрометаллургической технологии, целесообразно использовать продукты автоклавного окисления - абгаз автоклавов и сернокислый раствор, они могут быть применены для частичного окисления сульфидных минералов при атмосферных условиях. При этом непосредственно в реакции окисления сульфидов будут участвовать ионы Fe3+, а газообразный кислород будет окислять ионы Fe2+ до Fe3+, поддерживая их концентрацию на приемлемом уровне. Важным технологическим преимуществом организации такого процесса является отсутствие необходимости использования острого пара для подогрева пульпы. Разогрев пульпы до температуры 95±5°С будет осуществляться за счет смешивания исходной пульпы концентрата с горячим (80±5°С) раствором после автоклавного окисления и кондиционирования и подачи горячего абгаза работающего автоклава (~220-230°С на выходе из автоклава), содержащего «отработанный» кислород и пары воды.Thus, to increase the efficiency and productivity of enterprises processing gold-bearing sulphide concentrates using autoclave-hydrometallurgical technology, it is advisable to use autoclave oxidation products - autoclave off-gas and sulphuric acid solution, they can be used for partial oxidation of sulphide minerals under atmospheric conditions. In this case, Fe 3+ ions will directly participate in the oxidation reaction of sulphides, and gaseous oxygen will oxidise Fe 2+ ions to Fe 3+ , maintaining their concentration at an acceptable level. An important technological advantage of organizing such a process is the absence of the need to use live steam to heat the pulp. Heating of the pulp to a temperature of 95±5°C will be carried out by mixing the initial concentrate pulp with a hot (80±5°C) solution after autoclave oxidation and conditioning and supplying hot exhaust gas from the operating autoclave (~220-230°C at the outlet of the autoclave), containing “spent” oxygen and water vapor.

Известен способ (патент WO 2000017407 A1, опубл. 30.03.2000), предусматривающий извлечение благородных металлов из упорного золотосодержащего концентрата, включающий тонкое измельчение материала до крупности 80% класса менее 20 мкм, выщелачивание в щелочной среде в присутствии кислорода при поддержании рН на уровне 5-7 ед. и температуре 60-85°С с использованием в качестве щелочных реагентов известняка и извести с окислением сульфидов, в том числе пирита до 95% и дальнейшее цианирование окисленного материала для извлечения золота и серебра.A method is known (patent WO 2000017407 A1, published 30.03.2000), which provides for the extraction of precious metals from refractory gold-bearing concentrate, including fine grinding of the material to a size of 80% of the class less than 20 μm, leaching in an alkaline medium in the presence of oxygen while maintaining the pH at a level of 5-7 units and a temperature of 60-85°C using limestone and lime as alkaline reagents with oxidation of sulfides, including pyrite up to 95% and further cyanidation of the oxidized material to extract gold and silver.

Недостатками способа являются:The disadvantages of this method are:

• высокие капитальные и операционные затраты на сверхтонкое измельчение концентрата перед атмосферным окислением;• high capital and operating costs for ultrafine grinding of concentrate prior to atmospheric oxidation;

• большая продолжительность (более 24 ч) глубокого окисления сульфидов в атмосферных условиях;• long duration (more than 24 hours) of deep oxidation of sulfides under atmospheric conditions;

• затраты на щелочные реагенты, используемые для нейтрализации выделяющейся серной кислоты и поддержания рН на заданном уровне;• costs of alkaline reagents used to neutralize the released sulfuric acid and maintain the pH at a given level;

• невысокая степень окисления сульфидной серы (до 95%) и, как следствие этого, недостаточная степень вскрытия упорного золота, ассоциированного с сульфидными минералами.• low degree of oxidation of sulfide sulfur (up to 95%) and, as a consequence, insufficient degree of recovery of refractory gold associated with sulfide minerals.

Известен вариант (FLSmidth® Rapid Oxidative Leach (ROL) Process), согласно которому в пульпу атмосферного окисления (80-105°С), кроме газообразного кислорода, вводят сульфат Fe3+, который является основным окислителем сульфидов в сернокислых средах при атмосферных условиях. Способ разработан для переработки медных концентратов, в которых основным сульфидным минералом является халькопирит. При окислении халькопирита ионом Fe3+ и кислородом за 6 часов извлечение меди в раствор достигало 97-99%. По мнению авторов, процесс также может быть легко адаптирован для работы при температурах, близких к температуре плавления элементарной серы. На данный момент ROL-процесс не имеет практического применения из-за малой изученности.A variant is known (FLSmidth® Rapid Oxidative Leach (ROL) Process), according to which Fe 3+ sulfate, which is the main oxidizer of sulfides in sulfuric acid environments under atmospheric conditions, is introduced into the pulp of atmospheric oxidation (80-105°C) in addition to gaseous oxygen. The method was developed for processing copper concentrates in which the main sulfide mineral is chalcopyrite. When oxidizing chalcopyrite with Fe 3+ ion and oxygen, copper extraction into the solution reached 97-99% in 6 hours. According to the authors, the process can also be easily adapted for operation at temperatures close to the melting point of elemental sulfur. At present, the ROL process has no practical application due to little study.

Недостатками способа являются:The disadvantages of this method are:

• отсутствие информации о технологической применимости способа для переработки упорных золотосодержащих концентратов, содержащих преимущественно пирит;• lack of information on the technological applicability of the method for processing refractory gold-bearing concentrates containing mainly pyrite;

• затраты на сверхтонкое измельчение концентрата перед атмосферным окислением;• costs for ultrafine grinding of concentrate before atmospheric oxidation;

• преимущественное образование серы элементной при окислении сульфидной серы в атмосферных условиях, присутствие которой в остатке окисления приведет к увеличению расхода цианида при его сорбционном цианировании для извлечения золота. Необходимы мероприятия по снижению ее содержания в твердой фазе.• the predominant formation of elemental sulfur during the oxidation of sulfide sulfur under atmospheric conditions, the presence of which in the oxidation residue will lead to an increase in the consumption of cyanide during its sorption cyanidation for gold extraction. Measures are necessary to reduce its content in the solid phase.

Известен способ извлечения благородных металлов из руд или концентратов (заявка на патент WO 2020/165845 А1), включающий по одной из предложенных схем, проведение автоклавного окисления исходной руды или концентрата с обезвоживанием полученной автоклавной пульпы (сгущение и, при необходимости, фильтрация) и подачей автоклавного кека, содержащего вторичные соединения Fe3+, на стадию атмосферного окисления руды или концентрата. Также на стадию атмосферного окисления, при необходимости, предусмотрена подача автоклавного раствора для поддержания оптимального водного и кислотного баланса. На автоклавное и атмосферное окисление подают кислород.A method for extracting precious metals from ores or concentrates is known (patent application WO 2020/165845 A1), which includes, according to one of the proposed schemes, autoclave oxidation of the original ore or concentrate with dehydration of the resulting autoclave pulp (thickening and, if necessary, filtration) and feeding the autoclave cake containing secondary Fe 3+ compounds to the stage of atmospheric oxidation of the ore or concentrate. Also, at the stage of atmospheric oxidation, if necessary, an autoclave solution is supplied to maintain an optimal water and acid balance. Oxygen is supplied to autoclave and atmospheric oxidation.

Недостатками способа являются:The disadvantages of this method are:

1) Использование в качестве источника ионов Fe3+ твердой фазы пульпы после автоклавного окисления малоэффективно, поскольку при автоклавном окислении в результате гидролитического осаждения Fe3+ при разных условиях образуются вторичные соединения различного состава (гематит, гидроксиды, основной сульфат железа, ярозиты), устойчивые в сернокислотных средах. При растворении автоклавного кека в сернокислых и хлоридных средах количества выделившихся ионов Fe3+ может быть недостаточно для глубокого окисления сульфидных минералов при атмосферных условиях.1) Using the solid phase of the pulp after autoclave oxidation as a source of Fe 3+ ions is ineffective, since during autoclave oxidation, as a result of hydrolytic precipitation of Fe 3+ under different conditions, secondary compounds of various compositions (hematite, hydroxides, basic iron sulfate, jarosites) are formed, which are stable in sulfuric acid environments. When autoclave cake is dissolved in sulfuric and chloride environments, the amount of released Fe 3+ ions may be insufficient for deep oxidation of sulfide minerals under atmospheric conditions.

2) На стадии атмосферного окисления для интенсивного и глубокого окисления сульфидных минералов необходимо сверхтонкое измельчение материала, которое проводят в реакторах специальной конструкции. Использование таких реакторов связано с большими капитальными и операционными затратами.2) At the stage of atmospheric oxidation, for intensive and deep oxidation of sulphide minerals, ultrafine grinding of the material is necessary, which is carried out in specially designed reactors. The use of such reactors is associated with large capital and operating costs.

3) Для вскрытия максимального количества упорного золота требуется глубокое окисление сульфидных минералов, которое в атмосферных условиях достигается за продолжительное время (более 24 ч).3) To open up the maximum amount of refractory gold, deep oxidation of sulphide minerals is required, which is achieved in atmospheric conditions over a long period of time (more than 24 hours).

4) Окисление сульфидных минералов в атмосферных условиях сопряжено с образованием заметных количеств элементной серы. При сорбционном цианировании остатков атмосферного окисления будет наблюдаться высокий удельный расход цианида за счет их нецелевого взаимодействия.4) Oxidation of sulphide minerals in atmospheric conditions is associated with the formation of noticeable quantities of elemental sulphur. During sorption cyanidation of atmospheric oxidation residues, a high specific consumption of cyanide will be observed due to their non-target interaction.

5) Необходимость производства дополнительного количества кислорода и невысокая степень использования кислорода в реакторах атмосферного окисления. Для ее повышения необходимо использование мощных приводов перемешивающих устройств и высоких вертикальных реакторов для создания давления за счет гидростатического столба пульпы.5) The need to produce additional amounts of oxygen and the low degree of oxygen utilization in atmospheric oxidation reactors. To increase it, it is necessary to use powerful drives for mixing devices and high vertical reactors to create pressure due to the hydrostatic column of pulp.

Наиболее близким способом, принятым за прототип, является способ переработки золотосодержащих упорных сульфидных концентратов, раскрытый в ПЕТРОВ Г.В. и др. Сравнение способов повышения извлечения золота из золотосодержащих концентратов двойной упорности в технологии автоклавного окисления. iPolytech Journal, 2023, Т. 27, N 4, с. 809-820. Известный способ переработки золотосодержащего упорного сульфидного концентрата, включающий его предварительное измельчение до содержания частиц класса -45 мкм 85% и более, атмосферное окисление концентрата в сернокислой среде, отделение твердого остатка, его автоклавное окисление при температурах 220-230°С и парциальном давлении кислорода 0,3-0,9 МПа, кондиционирование полученной пульпы, отделение золотосодержащего твердого остатка с последующим извлечением из него золота сорбционным цианированием.The closest method adopted as a prototype is the method for processing gold-bearing refractory sulfide concentrates disclosed in PETROV G.V. et al. Comparison of Methods for Enhanced Gold Recovery from Double-Refractory Gold Concentrates in Autoclave Oxidation Technology. iPolytech Journal, 2023, Vol. 27, No. 4, pp. 809-820. A known method for processing gold-bearing refractory sulfide concentrate includes its preliminary grinding to a particle content of -45 μm class of 85% or more, atmospheric oxidation of the concentrate in a sulfuric acid medium, separation of the solid residue, its autoclave oxidation at temperatures of 220-230 °C and a partial oxygen pressure of 0.3-0.9 MPa, conditioning of the resulting pulp, separation of the gold-bearing solid residue, followed by gold extraction from it by sorption cyanidation.

Реализация комбинации способов автоклавного и атмосферного окисления золотосодержащих концентратов при условиях, описанных в способе-прототипе, связана с высокими капитальными и операционными затратами при производстве золота. Для обеспечения приемлемых технологических показателей необходима более рациональная компоновка технологической схемы.The implementation of a combination of autoclave and atmospheric oxidation methods for gold-bearing concentrates under the conditions described in the prototype method is associated with high capital and operating costs in gold production. A more rational arrangement of the process flow chart is required to ensure acceptable process indicators.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности переработки золотосодержащих сульфидных концентратов по автоклавно-гидрометаллургической технологии, предусматривающей повышение сквозного извлечения золота. The technical result of the present invention is an increase in the efficiency of processing gold-containing sulphide concentrates using autoclave-hydrometallurgical technology, which provides for an increase in the through extraction of gold.

Заявленный результат достигается тем, что в способе переработки золотосодержащего упорного сульфидного концентрата, включающем его предварительное измельчение до содержания частиц класса -45 мкм 85% и более, атмосферное окисление концентрата в сернокислой среде, отделение твёрдого остатка, его автоклавное окисление при температуре 220-230°С и парциальном давлении кислорода 0,3-0,9 МПа, кондиционирование полученной пульпы, отделение золотосодержащего твёрдого остатка с последующим извлечением из него золота сорбционным цианированием, согласно изобретению атмосферное окисление концентрата осуществляют при температуре 95±5°С, отношении Ж:Т в пульпе 2,5-6,0 м3/т в течение 6-20 часов в сернокислой среде в присутствии ионов трёхвалентного железа и кислорода, при этом в качестве реагентов, содержащих серную кислоту и кислород, используют жидкие и газообразные продукты и отходы технологии – сернокислый автоклавный раствор, содержащий 20-50 г/л ионов Fe3+ и H₂SO₄, и абгазы автоклавного окисления с объёмной долей кислорода 80-90%, причём автоклавное окисление твёрдого остатка осуществляют с обеспечением перевода сульфидной и элементной серы в сульфатную форму на 97% и более.The claimed result is achieved by the fact that in the method for processing gold-bearing refractory sulphide concentrate, including its preliminary grinding to a particle content of class -45 μm of 85% or more, atmospheric oxidation of the concentrate in a sulfuric acid medium, separation of the solid residue, its autoclave oxidation at a temperature of 220-230 ° C and a partial oxygen pressure of 0.3-0.9 MPa, conditioning of the resulting pulp, separation of the gold-bearing solid residue with subsequent extraction of gold from it by sorption cyanidation, according to the invention, atmospheric oxidation of the concentrate is carried out at a temperature of 95±5 ° C, a L:S ratio in the pulp of 2.5-6.0 m 3 /t for 6-20 hours in a sulfuric acid medium in the presence of ions of trivalent iron and oxygen, while liquid and gaseous products and waste of the technology - sulfuric acid - are used as reagents containing sulfuric acid and oxygen. an autoclave solution containing 20-50 g/l of Fe 3+ and H₂SO₄ ions, and autoclave oxidation off-gases with an oxygen volume fraction of 80-90%, with autoclave oxidation of the solid residue being carried out to ensure the conversion of sulfide and elemental sulfur into sulfate form by 97% or more.

При этом атмосферное окисление концентрата проводят в высоких вертикальных реакторах с высотой до 20-25 м для повышения скорости окисления и степени использования кислорода в результате создания в нижней части аппарата давления за счёт гидростатического столба пульпы. In this case, atmospheric oxidation of the concentrate is carried out in high vertical reactors with a height of up to 20-25 m to increase the oxidation rate and the degree of oxygen utilization as a result of creating pressure in the lower part of the apparatus due to the hydrostatic column of pulp.

Причем осуществляют подогрев пульпы перед атмосферным окислением с использованием парогазовой смеси, сбрасываемой при охлаждении автоклавной пульпы в самоиспарителях.Moreover, the pulp is heated before atmospheric oxidation using a steam-gas mixture discharged during cooling of the autoclave pulp in self-evaporators.

Процесс организуют в высоких вертикальных реакторах (до 20-25 м) для обеспечения высокой скорости, глубины окисления сульфидных минералов и улучшения растворения кислорода в результате создания в нижней части давления за счет гидростатического столба пульпы.The process is organized in high vertical reactors (up to 20-25 m) to ensure high speed, depth of oxidation of sulphide minerals and improved oxygen dissolution as a result of creating pressure in the lower part due to the hydrostatic column of pulp.

Принципиальная технологическая схема переработки золотосодержащих сульфидных концентратов по предлагаемому способу представлена на рисунке 1.The basic technological scheme for processing gold-containing sulphide concentrates using the proposed method is presented in Figure 1.

Вышесказанное подтверждается, но не ограничивается, примерами реализации предлагаемого способа в сравнении со способом-прототипом.The above is confirmed, but not limited, by examples of the implementation of the proposed method in comparison with the prototype method.

ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ ПРЕДЛАГАЕМОГО СПОСОБАEXAMPLES OF IMPLEMENTATION OF THE PROPOSED METHOD

Подготовительной операцией перед атмосферным окислением (АтмО) являлось доизмельчение флотационного концентрата до содержания класса частиц -45 мкм 90-95%.The preparatory operation before atmospheric oxidation (AtMO) was the regrinding of the flotation concentrate to a content of -45 µm particles of 90-95%.

Атмосферное окисление измельченного концентрата проводили при температуре 95-100°С в двух вариантах: первый - при атмосферном давлении в стеклянном стакане объемом 2 л; второй - в автоклаве объемом 1,1 л при избыточном давлении 1-2 бар, которое создавали при подаче в него кислорода. В обоих вариантах в реактор подавали газообразный кислород (99% об.) из баллона. Измельченный влажный концентрат (влажность 20-25%) репульпировали в дистиллированной воде или синтетическом растворе, моделирующим состав жидкой фазы пульпы после его автоклавного окисления и кондиционирования автоклавной пульпы, содержащим 31,8 г/л Fe, 2,6 г/л Fe2+, 34,9 г/л S и 49,0 г/л H2SO4. Содержание твердого в пульпе составляло 14% (соотношение Ж:Т в пульпе 6:1 мл/г). Продолжительность атмосферного окисления составляла 6 часов.Atmospheric oxidation of the crushed concentrate was carried out at a temperature of 95-100°C in two variants: the first - at atmospheric pressure in a 2-liter glass beaker; the second - in an autoclave with a volume of 1.1 liters at an excess pressure of 1-2 bar, which was created by feeding oxygen into it. In both variants, gaseous oxygen (99% vol.) was fed into the reactor from a cylinder. The crushed wet concentrate (humidity 20-25%) was repulped in distilled water or a synthetic solution simulating the composition of the liquid phase of the pulp after its autoclave oxidation and conditioning of the autoclave pulp, containing 31.8 g/l Fe, 2.6 g/l Fe 2+ , 34.9 g/l S and 49.0 g/l H 2 SO 4 . The solid content of the pulp was 14% (the L:S ratio in the pulp was 6:1 ml/g). The duration of atmospheric oxidation was 6 hours.

Автоклавное окисление остатка после атмосферного окисления проводили в автоклаве объемом 1,1 л при температуре 225±3°С и парциальном давлении кислорода 7 бар. Влажный остаток (влажность 20-25%) после атмосферного окисления загружали в автоклав и добавляли расчетное количество дистиллированной воды до содержания твердого в пульпе 17% (соотношение Ж:Т в пульпе 5:1 мл/г). Автоклав герметизировали, нагревали пульпу до рабочей температуры, после чего в пульпу подавали газообразный кислород и вели окисление сульфидов и элементной серы до полного прекращения потребления кислорода. По завершении автоклавного окисления пульпу охлаждали, сбрасывали избыточное давление из автоклава и проводили кондиционирование автоклавной пульпы при температуре 95±2°С в течение 2 часов.Autoclave oxidation of the residue after atmospheric oxidation was carried out in a 1.1 l autoclave at 225±3°C and a partial oxygen pressure of 7 bar. The wet residue (20-25% humidity) after atmospheric oxidation was loaded into the autoclave and the calculated amount of distilled water was added to the solid content in the pulp of 17% (the L:S ratio in the pulp was 5:1 ml/g). The autoclave was sealed, the pulp was heated to the operating temperature, after which gaseous oxygen was supplied to the pulp and oxidation of sulfides and elemental sulfur was carried out until oxygen consumption completely ceased. Upon completion of autoclave oxidation, the pulp was cooled, excess pressure was released from the autoclave and the autoclave pulp was conditioned at a temperature of 95±2°C for 2 hours.

Твердый автоклавный кек после кондиционирования подвергали сорбционному цианированию при следующих параметрах: 24 часа, рН 10,0-10,5, соотношение Ж:Т в пульпе 4:1 мл/г, концентрация цианида калия 1-2 г/л, добавка сорбента Purogold 5% об. Кек после цианирования сдавали на пробирный анализ для определения остаточного содержания золота и определения в нем доли цианируемого золота (извлечение золота).The solid autoclave cake after conditioning was subjected to sorption cyanidation under the following parameters: 24 hours, pH 10.0-10.5, L:S ratio in the pulp 4:1 ml/g, potassium cyanide concentration 1-2 g/l, addition of Purogold sorbent 5% vol. The cake after cyanidation was submitted for assay analysis to determine the residual gold content and determine the proportion of cyanidable gold in it (gold recovery).

Химический состав исходного концентрата приведен в таблице 1.The chemical composition of the original concentrate is given in Table 1.

Основные результаты атмосферного окисления измельченного концентрата представлены на рисунке 2. На рисунке условно обозначено: βs - степень окисления сульфидной серы; y(кека) - выход остатка после атмосферного окисления; C(S) и C(S0) - содержание сульфидной и элементной серы в остатке атмосферного окисления; АО - автоклавное окисление.The main results of atmospheric oxidation of crushed concentrate are shown in Figure 2. The figure shows the following symbols: βs - degree of oxidation of sulfide sulfur; y(cake) - yield of residue after atmospheric oxidation; C(S) and C(S 0 ) - content of sulfide and elemental sulfur in the residue of atmospheric oxidation; АО - autoclave oxidation.

В ходе атмосферного окисления измельченного концентрата газообразным кислородом без добавки автоклавного раствора при избыточном давлении 2 бар в течение 6 часов было окислено 10,6% сульфидной серы, остаточное содержание которой составило 25,2%. Выход остатка составил 93,6%. Окисление концентрата кислородом в атмосферных условиях при рН пульпы 1,7-1,8 ед. протекало медленно.During atmospheric oxidation of the crushed concentrate with gaseous oxygen without adding an autoclave solution at an excess pressure of 2 bar for 6 hours, 10.6% of sulfide sulfur was oxidized, the residual content of which was 25.2%. The yield of the residue was 93.6%. Oxidation of the concentrate with oxygen under atmospheric conditions at a pulp pH of 1.7-1.8 units proceeded slowly.

Скорость окисления концентрата с добавкой раствора после автоклавного окисления и кондиционирования, содержащего около 30 г/л ионов Fe3+, протекало в несколько раз быстрее. При атмосферном окислении с избыточным давлением 2 бар в течение 6 часов было окислено в 4 раза больше сульфидной серы (46,0%), остаточное содержание которой составило 19,9%. Выход остатка снизился до 71,7%.The oxidation rate of the concentrate with the addition of a solution after autoclave oxidation and conditioning, containing about 30 g/l of Fe 3+ ions, proceeded several times faster. With atmospheric oxidation with an excess pressure of 2 bar for 6 hours, 4 times more sulfide sulfur (46.0%) was oxidized, the residual content of which was 19.9%. The yield of the residue decreased to 71.7%.

Анализ рисунка 2 показывает, что повышение избыточного давления способствовало закономерному увеличению степени окисления сульфидной серы (остаточное содержание сульфидной серы снижалось) при атмосферном окислении за счет возрастания концентрации растворенного кислорода в жидкой фазе пульпы. При этом снижался выход кека и увеличивалось содержание элементной серы в твердой фазе пульпы. Степень трансформации сульфидной серы в элементную форму не зависела от избыточного давления и составляла 23-31%.Analysis of Figure 2 shows that an increase in excess pressure contributed to a regular increase in the degree of oxidation of sulfide sulfur (the residual content of sulfide sulfur decreased) during atmospheric oxidation due to an increase in the concentration of dissolved oxygen in the liquid phase of the pulp. At the same time, the cake yield decreased and the content of elemental sulfur in the solid phase of the pulp increased. The degree of transformation of sulfide sulfur into the elemental form did not depend on excess pressure and amounted to 23-31%.

С увеличением избыточного давления снижалась остаточная концентрация серной кислоты в жидкой фазе пульпы (с 44 г/л до 29 г/л), снижалась концентрация ионов Fe2+ (с 28 г/л до 15 г/л) и повышалась концентрация ионов Fe3+ (с 11 г/л до 34 г/л). Таким образом, избыточное давление способствовало более интенсивному окислению ионов Fe2+ кислородом, благодаря этому концентрация ионов Fe3+ находилась на достаточном уровне для глубокого окисления сульфидных минералов.With the increase of excess pressure, the residual concentration of sulfuric acid in the liquid phase of the pulp decreased (from 44 g/l to 29 g/l), the concentration of Fe 2+ ions decreased (from 28 g/l to 15 g/l) and the concentration of Fe 3+ ions increased (from 11 g/l to 34 g/l). Thus, excess pressure contributed to more intensive oxidation of Fe 2+ ions by oxygen, due to which the concentration of Fe 3+ ions was at a sufficient level for deep oxidation of sulfide minerals.

При реализации предлагаемого способа в промышленном масштабе рекомендуется использование вертикальных реакторов высотой до 20-25 м, благодаря чему в нижней части будет создаваться давление, способствующее интенсификации окисления сульфидов и ионов Fe2+.When implementing the proposed method on an industrial scale, it is recommended to use vertical reactors up to 20-25 m high, due to which pressure will be created in the lower part, facilitating the intensification of oxidation of sulfides and Fe 2+ ions.

Остаток атмосферного окисления с максимальным содержанием элементной серы (4,9%) был подвергнут автоклавному окислению. Скорость автоклавного окисления исходного концентрата и остатка его атмосферного окисления при температуре 225°С была примерно одинаковой (19-20 минут). Присутствие элементной серы не оказывало влияние на скорость и глубину окисления сульфидных минералов. Степень окисления сульфидной серы составила 98%.The atmospheric oxidation residue with the maximum content of elemental sulfur (4.9%) was subjected to autoclave oxidation. The rate of autoclave oxidation of the initial concentrate and the residue of its atmospheric oxidation at a temperature of 225°C was approximately the same (19-20 minutes). The presence of elemental sulfur did not affect the rate and depth of oxidation of sulfide minerals. The degree of oxidation of sulfide sulfur was 98%.

По данным химического анализа, остаточное содержание элементной серы в твердой фазе автоклавной пульпы не превысило 0,2%. Таким образом, сера элементная в автоклаве окислилась на 99%.According to chemical analysis, the residual content of elemental sulfur in the solid phase of the autoclave pulp did not exceed 0.2%. Thus, elemental sulfur in the autoclave was oxidized by 99%.

Сквозное извлечение золота за две стадии окисления при атмосферных и автоклавных условиях составило 93,7% (остаточное содержание золота в кеке цианирования 3,8 г/т), что было примерно на 2% выше, по сравнению с автоклавным окислением исходного концентрата после измельчения при тех же параметрах. При автоклавном окислении остатка атмосферного окисления сквозной выход кека был 13% ниже за счет удаления части железа и мышьяка из концентрата на стадии атмосферного окисления.The through gold recovery in two oxidation stages under atmospheric and autoclave conditions was 93.7% (residual gold content in cyanidation cake 3.8 g/t), which was approximately 2% higher than autoclave oxidation of the initial concentrate after grinding under the same parameters. During autoclave oxidation of the atmospheric oxidation residue, the through cake yield was 13% lower due to the removal of some iron and arsenic from the concentrate at the atmospheric oxidation stage.

Результаты опытов показали технологическую возможность проведения предварительного окисления упорных золотосодержащих концентратов с добавкой раствора после автоклавного окисления и кондиционирования, содержащего ионы Fe3+, для окисления частиц сульфидных минералов, а также достижения высоких технологических показателей последующего автоклавного окисления полученных остатков.The results of the experiments showed the technological possibility of carrying out preliminary oxidation of refractory gold-bearing concentrates with the addition of a solution after autoclave oxidation and conditioning containing Fe 3+ ions for the oxidation of sulfide mineral particles, as well as achieving high technological indicators of subsequent autoclave oxidation of the resulting residues.

Claims (3)

1. Способ переработки золотосодержащего упорного сульфидного концентрата, включающий его предварительное измельчение до содержания частиц класса -45 мкм 85% и более, атмосферное окисление концентрата в сернокислой среде, отделение твёрдого остатка, его автоклавное окисление при температуре 220-230°С и парциальном давлении кислорода 0,3-0,9 МПа, кондиционирование полученной пульпы, отделение золотосодержащего твёрдого остатка с последующим извлечением из него золота сорбционным цианированием, отличающийся тем, что атмосферное окисление концентрата осуществляют при температуре 95±5°С, отношении Ж:Т в пульпе 2,5-6,0 м3/т в течение 6-20 часов в сернокислой среде в присутствии ионов трёхвалентного железа и кислорода, при этом в качестве реагентов, содержащих серную кислоту и кислород, используют жидкие и газообразные продукты и отходы технологии - сернокислый автоклавный раствор, содержащий 20-50 г/л ионов Fe3+ и H2SO4, и абгазы автоклавного окисления с объёмной долей кислорода 80-90%, причём автоклавное окисление твёрдого остатка осуществляют с обеспечением перевода сульфидной и элементной серы в сульфатную форму на 97% и более.1. A method for processing gold-bearing refractory sulphide concentrate comprising its preliminary grinding to a -45 μm particle content of 85% or more, atmospheric oxidation of the concentrate in a sulphuric acid medium, separation of the solid residue, its autoclave oxidation at a temperature of 220-230°C and a partial oxygen pressure of 0.3-0.9 MPa, conditioning of the resulting pulp, separation of the gold-bearing solid residue, followed by gold extraction from it by sorption cyanidation, characterized in that the atmospheric oxidation of the concentrate is carried out at a temperature of 95±5°C, a L:S ratio in the pulp of 2.5-6.0 m3 /t for 6-20 hours in a sulphuric acid medium in the presence of ferric iron ions and oxygen, wherein liquid and gaseous products and waste from the process - autoclave sulphuric acid - are used as reagents containing sulphuric acid and oxygen. a solution containing 20-50 g/l of Fe 3+ and H 2 SO 4 ions, and autoclave oxidation exhaust gases with an oxygen volume fraction of 80-90%, with autoclave oxidation of the solid residue being carried out to ensure the conversion of sulfide and elemental sulfur into sulfate form by 97% or more. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что атмосферное окисление концентрата проводят в высоких вертикальных реакторах с высотой до 20-25 м для повышения скорости окисления и степени использования кислорода в результате создания в нижней части аппарата давления за счёт гидростатического столба пульпы.2. The method according to paragraph 1, characterized in that atmospheric oxidation of the concentrate is carried out in high vertical reactors with a height of up to 20-25 m to increase the oxidation rate and the degree of oxygen utilization as a result of creating pressure in the lower part of the apparatus due to the hydrostatic column of pulp. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют подогрев пульпы перед атмосферным окислением с использованием парогазовой смеси, сбрасываемой при охлаждении автоклавной пульпы в самоиспарителях.3. The method according to paragraph 1, characterized in that the pulp is heated before atmospheric oxidation using a steam-gas mixture discharged during cooling of the autoclave pulp in self-evaporators.
RU2024127226A 2024-09-13 Method of gold-bearing sulphide concentrates processing RU2843966C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2843966C1 true RU2843966C1 (en) 2025-07-22

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11572605B2 (en) * 2017-06-08 2023-02-07 Glencore Technology Pty Limited Process for leaching a mineral particulate material
RU2802924C1 (en) * 2023-04-26 2023-09-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Method for processing gold-containing concentrates

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11572605B2 (en) * 2017-06-08 2023-02-07 Glencore Technology Pty Limited Process for leaching a mineral particulate material
RU2810029C1 (en) * 2022-11-01 2023-12-21 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр "Гидрометаллургия" Method for processing crushed metallized copper-nickel industrial product containing noble metals
RU2802924C1 (en) * 2023-04-26 2023-09-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Method for processing gold-containing concentrates

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПЕТРОВ Г.В. и др. Сравнение способов повышения извлечения золота из золотосодержащих концентратов двойной упорности в технологии автоклавного окисления. iPolytech Journal, 2023, т. 27, N 4, с. 809-820. ГОРДЕЕВ Д.В. и др. Применение двухстадийного сернокислого и хлоридного выщелачивания для переработки сульфидных полиметаллических концентратов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова, 2022, т. 20, N3, с. 13-25. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2105824C1 (en) Method of hydrometallurgical recovery of metals from complex ore
US4738718A (en) Method for the recovery of gold using autoclaving
CN113832346B (en) A method for efficiently and simplifying the treatment of leaching slag containing germanium and zinc
US6696037B1 (en) Method of recovering sulfur from minerals and other sulfur-containing compounds
AU2004202870B2 (en) Method for concentrating precious metals contained in leaching residue discharged from copper hydrometallurgical process
US4786323A (en) Process for the recovery of noble metals from ore-concentrates
Che et al. A shortcut approach for cooperative disposal of flue dust and waste acid from copper smelting: Decontamination of arsenic-bearing waste and recovery of metals
CN108034831A (en) A kind of integrated conduct method containing miscellaneous Gold Concentrate under Normal Pressure melting flue dust
Rezvani Pour et al. Removal of sulfur and phosphorous from iron ore concentrate by leaching
RU2120486C1 (en) Method of removing gold from persistent ores, concentrates, and secondary stock
CN110777264A (en) Method suitable for independent smelting of various complex gold concentrates
CN1325668C (en) Leaching method for complicated cupric sulfide aurin ore
CN1328398C (en) Method for extracting platinum-palladium and base metal from platinum metal sulphide ore
CN1118378A (en) Bacterial pre-oxidation method of refractory gold-bearing ore or concentrate
US7544227B2 (en) Microwave enhancement of the segregation roast
RU2398903C1 (en) Procedure for processing persistent uranium containing pyrite and valuable metals of materials for extraction of uranium and production of concentrate of valuable metals
RU2843966C1 (en) Method of gold-bearing sulphide concentrates processing
WO1996007762A1 (en) Mineral processing
CN108950195B (en) Method for extracting valuable metals from zinc concentrate oxidizing slag by using chlorine-containing wastewater
CN115724412B (en) Method for recycling selenium-containing lead sludge
FI56553C (en) EXTENSION OF REQUIREMENTS FOR EXHAUST METALS WITHOUT VAT
EP0272060A2 (en) Hydrometallurgical recovery of metals and elemental sulphur from metallic sulphides
US3932170A (en) Use of scavenger in recovery of metal values
US4326884A (en) Process for obtaining metal values from ores containing such metals as oxides or convertible into such oxides
RU2749310C2 (en) Method for pocessing sulphide gold and copper float concentrate