Влияние примесей на процесс

Все примеси, присутствующие в растворе отрицательно влияют на процесс цементации.

Если много Cu – образуется пленка.

Если много As, Sb – образуют- ся нерастворимые пленки, сульфиды на поверхности Zn.

Если щелочные металлы – образуют ZnS на поверхности Zn.

Поэтому при высоком содержании примесей в растворе процесс цементации ведется в специальном режиме.

Практика цементации

Направляемые на цементацию цианистые растворы не должны содержать взвеси, т.к. она может оседать на поверхности Zn-порошка, снижая степень цементации Au.

Для удаления взвесей раствор отправляют на осветление, которое проводят:

- в мешочных фильтрах;

- в рамных вакуумных фильтрах;

- в пресс-фильтрах;

- в песочных фильтрах;

- в свечевых (патронных) фильтрах.

Все типы фильтров являются эффективными. Самые высоко производительные – это свечевые фильтры. Рисунок 31, 32.

Рис. 31.

Рис. 32.

Съем Au-осадка (споласкивание) ведется 1-2 раза в месяц. Конечной продукцией процесса данной операции являются Au-Zn осадки, или

Рис.32

цианшламы и обеззолоченный раствор, в котором C_Au=0.002ч0.03 мг/л. Он направляется на обезвреживание или в оборот на цианирование.

Au+Zn-осадки на специализированный завод на извлечение Au.

Глубина осаждения Au:

ε_Au  99.5  99.9%.

Cогласно техническим условиям:

Au – 3  35 %;

Zn – 20  60 %;

Pb – до 10 %;

Cu – 0.1  30 %.

Переработка Au-Zn осадков (цианшламов)

Полученные в процесс цементации Au Au-Zn-осадки имеют следующие вещества.

Состав: Au, Ag, Zn, Pb, ZnCO₃, Zn(OH)₂, Zn(CN)₂, Cu; соединения Cu; соединения Fe, As, Sb, CaO, SiO₂ (напр. FeAsO₄, Ca₃(AsO₄)₂) и др.

Химический состав смотри ранее.

Au-Zn-осадки перерабатывают с целью получения более богатого, обогащенного по Au, Ag продукта.

Методы переработки

1. Кислотный

Включает выщелачивание в слабом растворе H₂SO₄, сушку и прокалку кека и плавку полученного продукта.

Выщелачивание

Применяется 10-15% раствор H₂SO₄. Процесс ведут в чанах, футерованных Pb, оборудованных мощной вытяжной вентиляцией. Подогрев до 50-70ºС.

Выщелачивание ведут либо с воздушным, либо с механическим перемешиванием.

т.е. Pb остается в Au-Ag-остатке.

Соединения As, Sb растворяются и выделяются летучие соединения: AsH₄ -токсичные.

Получают раствор и остаток. После фильтрации и промывки остатка кек обогащен в 3  5 раз (до 10), т.е. C_Au=30 50%;

C_Zn=20  60% до 4  6%.

Сушка и прокалка

Промытый кек укладывают в противни и ставят в электрическую полочную печь, подсушивают и затем прокаливают при t=500700⁰C. При этом происходит окисление ЦМ до оксидов (и Fe), которые легко могут быть ошлакованы при последующей плавке. Полученный продукт подвергают плавке в тигель- ной, электрической печи при t=11001200⁰С. Для образования легкоплавкого шлака вводят флюсы: бура, сода, кварц.

Если много соединений осталось не окисленных, то вводят окислитель: NH₄NO₃, MnO₂, FeCl₃, BaO₂.

Окислитель NH₄NO₃ особенно рекомендуется вводить, если в Zn-осадке высокое содержание S, т.к. может образовываться 3-я фаза (Cu₂S, FeS), куда переходят Au, Ag. При плавке образуется 2 продукта: шлак и Au-Ag сплав (металл Доре).

При спуске шлака его измельчают и направляют на переработку руды, т.к. в нем есть Au и Ag в виде мелких включений. Полученный сплав имеет пробу

950  990. Этот металл поступает на аффинаж.

2. Двухстадийная кислотная переработка Au-Zn осадка в растворе HCl с последующей сушкой, прокалкой и плавкой.. Метод состоит в :

a) Bыщелачивание в 3035 % растворе HCl (в две стадии).

При растворении в HCl в раствор переходят не только Zn и его соединения, но и Pb, Ca:

Pb + 2HCl  PbCl₂ + H₂; ( )

CaO + 2HCl  CaCl₂ + H₂O. ( )

Не растворяется только Cu. Но при высоком содержании Cu в Au-Zn-осадке в раствор рекомендуют вводить окисли- тель NH₄NO₃ или MnO₂, или FeCl₃. При этом:

Cu  CuO  CuCl₂.

Поэтому при данном методе происходит более полное отделение ЦМ от Au и Ag и получение более богатого кека по Au и Ag. В растворы может переходить также 610 мг/л Au и Ag. Поэтому эти растворы после фильтрации пропускают через активированный уголь или может для сорбции Au и Ag. Все последующие операции аналогичны 1 методу.

3. Если Au-Zn-осадки богаты по Au и Ag (2030%), то их переработка может вестись по схеме сушка-прокалка-плавка без кислотного выщелачивания.

4. Предусматривает окислительное прокаливание Au-Zn осадков с одновременной отгонкой ZnO и последующей плавкой огарка на Au-Ag-сплав. Метод токсичный, нет комплексности использования сырья.

5.Широко применяется на фабриках ЮАР. Метод включает следующие операции: Рисунок 33.

Рис. 33.

Метод позволяет получать высокой чистоты Au и высокую степень извлечения ε = 99.599.8%.

Au + Cl₂+ HCl H[AuCl₄];

Ag + Cl₂ AgCl;

Cu + Cl₂ CuCl₂;

Zn + Cl₂ ZnCl₂ и т.д.

H[AuCl₄] + SO₂ Au + HCl + H2O + H₂SO₄.

Полученный тем или иным методом Au-Ag-сплавы поступают на аффинаж Au и Ag.

Растворы, шлаки и другие продукты поступают на дополнительное обезблагораживание, и в отдельных случаях на комплексное извлечение цветных металлов.

Технология сорбционного выщелачивания золотосодержащих руд

Рассмотренная выше нами схема традиционного цианирования руды с последующей фильтрацией пульп и цементацией Au из раствора не применима для переработки отдельных типов руд (глинистых-окиленных, шламистых) и углистых. При переработке глинистых руд возникают трудности на переделе фильтрации. Скорость фильтрации низка, возникает необходимость установки большого числа фильтров. При переработке углистых руд растворенное при цианировании Au может сорбироваться углистыми сланцами, содержащимися в руде, и уходить с хвостами цианирования. При этом резко снижается извлечение Au. Для переработки таких руд, а также чисто кварцевых руд на фабриках большой производительности разработана и внедрена в СССР в 1968 г. новая безфильтрационная технология сорбционного выщелачивания.

В настоящее время около 1/3 фабрик работает по данной технологии.

Сущность метода сорбционного выщелачивания заключается в том, что в аппарате одновременно с цианированием происходит извлечение Au из растворасорбцией на смолах или активированных углях. В этом же аппарате происходит и разделение обеззолоченной руды, обеззолоченного раствора и насыщенного по Au сорбента.

Разделение продуктов происходит не на фильтрах, а на дренажных ситах с размером ячейки 0,4 мм. Руда имеет крупность 0,074 мм. Сорбент имеет крупность 0,5  3,0 мм.. Рисунок 34.

Рис. 34.

Метод позволяет повысить извлечение Au, сократить продолжительность цианирования, исключить фильтрацию. При переработке углистых руд Au сорбируется на более сильном сорбенте, вводимом в аппарат, а не на углистых сланцах.

Процесс сорбционного выщелачивания можно вести с использованием 2-х типов сорбентов:

- смолы (ионит) в России;

• активированный уголь за рубежом.

Сорбционное ващелачивание с применением смол