Извлечение благородных металлов

Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям в извлечении благородных металлов из руд и хвостовых отходов. Во всем описании под благородными металлами понимают золото,серебро и металлы платиновой группы.Настоящее изобретение частично основано на открытии того, что благородные металлы в очень тонкой форме часто присутствуют в более высоких концентрациях, чем это обнаруживается при нормальном количественном анализе в обычных условиях.Например, платиновые и золотые руды могут содержать больше металла, чем тот, что извлекается при традиционном мокром химическом анализе или при анализе сжиганием. Полагают, что когда имеются такие поглощающие металл материалы,как глина, уголь или сульфиды в руде или других анализируемых металлах,некоторые из металлов при растворении адсорбируются на этих материалах и не определяются. В случае золота,выщелоченного в раствор водной средой при мокром анализе или цианидом в процессе Цианидной экстракции, комплекс золота становится адсорбируемым глиной, углем, сульфидами или другим материалом и поэтому не определяются при анализе в растворе. При анализе сжиганием, поскольку глина превращается в боросиликатное стекло в условиях сжигания, золото также теряется для определения по такой методике. Обычно золото выщелачивают с помощью цианидного процесса, обычно при плотности пульпы 35-50 оно может быть извлечено из выщелаченного раствора на последующей стадии при контактировании раствора или пульпы с активированным углем, обычно при концентрации от 10 до 20 г угля на литр раствора (процесс уголь в пульпу(С 1 Р), но в некоторых случаях используют до 40 г/л. Иногда уголь добавляют также в контур выщелачивания(процесс СП.) при том же интервале концентраций,чтобы улучшить скорости выщелачивания, чтобы определенное золото соответствовало аналитическому показателю руды.Были предложены конкретные обработки глинистых или сульфидных руд. В австралийском патенте 569175 обрабатывают сульфидные руды на стадии окисления под давлением до выщелачивания цианидом. После выщелачивания пульпу разбавляют путем промывки для улучшения на последующей стадии загущения,после которой маточник отделяют от пульпы. Затем золото экстрагируют из раствора, а концентрированную пульпу обрабатывают углем в контуре выщелачивания при концентрации твердых 3 5-40 для дополнительной экстракции золота.Традиционной методикой определения золота является или мокрый метод, при котором ведут выщелачивание в водную среду с последующим измерением растворенного золота атомноабсорбционной спектроскопией, или подобными методиками, или анализ методом сжигания. В некоторых случаях, когда извлечение золота с помощью С 1 Р процесса не дает пробирный сорт, приспособление С 1 Ьпроцесса в дополнение к углю в контуре выщелачивания приводит в результате к повышению извлечения. Количество угля увеличивают в некоторых случаях до 40 г/л до тех пор, пока не достигнут извлечения богатого концентрата.В других случаях добавляли уголь при выщелачивании (СЦ) для улучшения скоростей выщелачивания и скоростей извлечения золота, в результате чего снижается требующееся количество емкостей для контактирования с углем,что снижает капитальные затраты на оборудование установки по извлечению золота. Однако было обнаружено,что в некоторых случаях является нежелательным увеличение загрузок угля в емкость для выщелачивания или на последующие стадии контактирования из-за образования тонких частиц угля при трении во время перемешивания пульпыПроис-ходящая в результате потеря угля с включенным в него золотом снижает эффективность процесса. Однако до настоящего изобретения не предполагалось, что имеются также неопределяемые количества металла в некоторых образцах руды. Эти коментарии также применимы к рудным концентратам и хвостовым отходам.Целью настоящего изобретения является улучшение скорости извлечения благородных металлов,включая золото, или других ценных металлов из руд,особенно руд, содержащих глины.В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ извлечения металла методом выщелачивания, в котором устанавливают плотность пульповой пасты ниже 15 до, во время или в конце стадии выщелачивания и после стадии выщелачивания устраняются локализованные зоны высокой плотности пульпы.Пульпу определяют как смесь одного или более твердых веществ с одной или более жидкостями. Плотность пульпы определяется Артуром Ф. Таггартом в его книге Справочник по обогащению минералов как децимальная фракция твердых веществ впульпе по массе. Она обычно упоминается как процентная величина, рассчитанная как децимальная фракция твердых веществ по массе, умноженная на сто.При понижении плотности пульпы по сравнению с традиционными процессами, такими как в процессе цианидного выщелачивания из золотых руд, где плотность пульпы находится в интервале от 35 до 55,больше благородного металла, особенно золота,извлекается, чем в традиционных процессах, а в некоторых случаях извлечение золота выше, чем аналитическая величина, полученная при использовании традиционного количественного анализа.Способы согласно изобретению с использованием коллекторов, таких как уголь или обменные смолы,обычно имеют дело с плотностью пульпы на стадии коллекции менее 15, предпочтительно от 0,1 до 10,более предпочтительно 0,5 - 2. Низкая плотность пульпы может быть использована на стадии выщелачивания или альтернативно могут быть использованы традиционные плотности пульпы настадии выщелачивания, или пульпа может быть затем разбавлена до плотностей менее 15 до стадии, на которой благородный металл извлекают из раствора.Как только произойдет разбавление пульпы,важным аспектом настоящего изобретения становится сведение к минимуму возникновения локализованных зон в пасте или в процессе извлечения,в которых плотность пульпы составляет около 15 или выше, чем при предпочтительном разбавлении.Другая альтернатива заключается в проведении разбавления на стадиях отделения маточника от твердых продуктов, когда они выходят из контура выщелачивания, направлении маточника на стадию извлечения некоторого количества металла из раствора И обработки отделенных твердых продуктов более выщелачивающими жидкостями при плотности пульпы ниже 3 0 для извлечения дополнительного благородного металла и повторного отделения твердых продуктов от маточника. Стадии могут повторяться до тех пор, пока не будет неэкономичным продолжение процесса.При таком пути твердые продукты контактируют с большим объемом жидкости в целом, даже если большая часть жидкости может быть относительно малого рециркулируюшего объема, имеющего множественные контакты с твердыми продуктами. Отделение маточника от твердых продуктов может быть осуществлено с помощью любых традиционных методов, включая центрифугирование, фильтрацию,декантацию и т.п. Выщелачивание также может быть осуществлено при более высоких плотностях пульпы с последующим разбавлением и извлечением благородного металла при использовании коллектора в удлиненном контактном контуре, в котором емкость(и), содержащие уголь или другой коллектор, следуют за десорбционными емкостями, содержащими мало или не содержащими угля. Таким образом сохраняется последовательность десорбции из твердых продуктов и адсорбции на коллекторе, но с меньшим количеством и износом коллектора, чем если бы в каждой емкости удлиненного контура содержались нормальные количества собирающего материала. Собирающим материалом (коллектором) может быть уголь,ионообменные смолы, желатирующие смолы или полимерные адсорбирующие смолы, здесь далее упоминаемые как смолы.В одном предпочтительном аспекте настоящего изобретения было обнаружено, что может быть получено более высокое извлечение благородного металла, если использовать в дополнение к вь 1 щелачивающему агенту выщелачивающую добавку. Предпочтительной вь 1 щелачивающей добавкой являются ионы хлора, полученные, например, из морской воды. Концентрация ионов хлора находится предпочтительно в интервале от 10 до 100 г/л.Методы извлечения выщелоченного материала из раствора не должны ограничиваться использованием коллекторов, таких как уголь, смолы и другие адсорбенты,но могут включать такие методы, как цементацияцинком, цементация, экстракция растворителем,электродобыча и осаждение. Эти альтернативные методы могут быть необходимы для извлечения золота и других металлов из раствора в альтернативной процедуре, в которой в пульпу добавляют относительно короткоцепочечные, полярные, растворимые органические материалы, такие как метанол или ацетон. В случае выщелачивания золота органический материал будет изменять диэлектрическую постоянную растворителя и позволит десорбировать больше золота в маточник, чем обычно будет десорбироваться без наличия органического материала. При использовании в качестве коллектора угля или смол органический материал может препятствовать адсорбции золота этими материалами и, следовательно, снижать извлечение золота из маточника.Контрольный опыт показал,что поглощение золота углем как при высокой, так и при низкой плотности пульпы или при высоких и низких концентрациях цианида является обратимой реакцией. Имеется тенденция как для частиц руды, так и для угля абсорбировать золото из цианидного раствора. Термин руда также означает рудные концентраты, хвостовые отходы или другие твердые продукты, содержащие благородный металл. Между частицами руды, маточником и углем устанавливается подвижное равновесие. При высоких плотностях пульпы (3 0) это равновесие благоприятствует частицам руды. При снижении плотности пульпы равновесие сдвигается в сторону маточника и угля. При низких плотностях пульпы( 5 ) на равновесие также влияют как концентрация цианида, так ирН. При снижении концентрации цианида равновесие снова сдвигается в сторону частиц руды. Если рН является слишком высоким, равновесие будет сдвинуто в сторону частиц руды и маточника, а не угля. Распределение золота между тремя фазами зависит от времени, причем при выщелачивании, когда условия не благоприятствуют сдвигу равновесия в сторону угля,золото будет уходить из угля и оседать обратно на частицах руды. По этой причине следует избегать локализованных зон с высокой плотностью пульпы,потому что снижается извлечение золота.Таким образом, разбавление плотности пульпы согласно настоящему изобретению делается для другой цели, чем разбавление на стадии промывки, описанное в патенте 569175, где стадия разбавления способствует снижению количества флоккулянта на последующих стадиях загущения и разделения. В отличие от настоящего изобретения в патенте 5 69175 не предполагается увеличение растворения золота и не предполагает извлечение золота выще традиционных аналитических величин.В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ извлечения благородных металлов,в частности, платины, серебра или золота, в котором выщелачивают руду, содержащую благородный металл,с помощью выщелачивающего раствора для растворения металла в присутствии по крайней мере 65 г/л материала, являющегося источником угля, илисмолы, обладающей свойством абсорбировать металл.Этот способ обеспечивает повышение извлечения золота. При обработке некоторых типов руд, таких как содержащих глину, уголь или сульфидные Материалы,в соответствии с настоящим изобретением количества извлекаемых металлов превышает те, что аналитически определяются в руде при традиционном анализе. Для руд, содержащих глину и оксид кремния, разбавление ниже 10 показывает немедленное улучшение при извлечении золота, но для сульфидных руд разбавление ниже 2 оказывается необходимым для экономически значительного улучшения извлечения.Эти наблюдения также применимы к другим благородным металлам. Извлечение благородного металла в коллектор может быть достигнуто при добавлении коллектора (например, угля или смолы) или к пульпе в емкость для рециркуляции или альтернативно при использовании батареи коротких колонн,заполненных коллектором, через которую пропускают раствор в течение некоторого времени, чтобы количество коллектора, приходящееся на каждый литр раствора, было того же порядка, который требуется в емкости для рециркуляции.Комплексы золота извлекают из раствора и обрабатывают твердые продукты несколькими возможными механизмами. Они включают (1) ионный обмен , (2) физическую абсорбцию,(3) химическую абсорбцию, (4) прямое восстановление, (5) метод (1) или (2) с последующим частичным или полным восстановлением в зависимости от твердого продукта и окружения, (6) частичное или полное комплексообразование. Механизм, применяемый к любой конкретной твердой частице, зависит как от типа твердого продукта, так и химических и физических условий на месте в это время.Следовательно, настоящее изобретение способно достичь таких величин извлечения благородных металлов, таких как золото, которые больше традиционных аналитических сортов, при простом контактировании выщелачивающего раствора с угольным адсорбентом золота или ионообменными смолами. При традиционных плотностях пульпы от 3 5 до 5 5 мас. руды предпочтительны концентрации смолы или угля выше 65 г/л, а более предпочтитель-ный интервал выше 300 г/л. При использовании более низких плотностей пульпы, как предписывается настоящим изобретением, возможно даже более высокое извлечение золота и применимыми на практике являются концентрации угля от 100 до 300 г/л.Является существенным при рассмотрении увеличение нагрузок по углю или смоле для повышения концентраций угля или смолы по отношению к количеству руды в пульпе. Для достижения улучшенного извлечения золота выше традиционного аналитического показателя, по крайней мере 80 кг материала,являющегося источником угля, на 1 т руды можно использовать. Предпочтительно использовать по крайней мере 90 кг/т и более предпочтительно использовать более 100 кг угля на тонну руды. Такоеповышение загрузки угля на тонну руды может быть достигнуто или при добавлении большего количества угля при снижении плотности пульпы и сохранении концентрации угля в литре. При использовании другой,чем уголь извлекающей среды, например,ионообменной смолы, среду используют в таких концентрациях, чтобы можно было получить такую же адсорбирующую емкость по золоту, как у активированного угля при концентрациях,рекомендуемых настоящим изобретением.В другом аспекте процесса выщелачивания в пульпу добавляют диспергаторы для облегчения отделения твердых частиц. Полагают,что при отсутствии очень низких (около 1) плотностей пульпы комплекс золота,который десорбирован с твердой частицей, подобным образом может быть адсорбирован другими твердыми частицами, если эти твердые частицы находятся в непосредственной близости. Разбавление увеличивает расстояние между этими частицами и диспергатор обеспечивает, чтобы было равномерное разделение. Могут быть использованы любые подходящие диспергаторы. Предпочтительными диспергаторами являются силикат натрия, карбонат натрия, тринатрий полифосфат и гексаметафосфат натрия. При выщелачивании пульпы с очень низкой плотностью при умеренном перемешивании твердые частицы пульпы могут естественно поддерживаться в условии разделения, где по уравнению адсорбции Фрейндлиха( С 3 к С А , где С является концентрацией золота на единицу площади твердых продуктов, С А является концентрацией золота на единицу объема жидкости пульпы, к и п являются константами) описывается распределение золота в пульпе между твердыми продуктами и жидкостью. При более высоких плотностях твердых частиц преобладает эффект близости и изменяется распределение золота в пульпе в сторону твердых частиц. Этот эффект близости твердых частиц может быть уменьшен при введении одного или нескольких диспергаторов в пульпу. При сохранении дискретных частиц, а не агломератов хлопьев диспергатор снижает вероятность десорбции комплекса золота с одной твердой частицы и последующей немедленной адсорбции соседними твердыми частицами.Добавление угольного материала может потребовать создания последующего цикла контактирования с углем из-за повышения концентрации угля. При выборе более прочного сорта угля и контроля перемешивания можно снизить ожидаемое истирание частиц угля при таких высоких нагрузках.Для экстракции золота предпочтительный способ выщелачивания, десорбции и адсорбции является следующим. Выщелачивание осуществляют в цианидном растворе при относительно высокой плотности пульпы для сведения к минимуму потребности в емкости. В конце цикла выщелачивания пульпу разбавляют до низкой плотности пульпы (менее 3 0) и выдерживают в течение минимального периодавремени емкости. Плотность пульпы И время оба будут меняться в зависимости от типа и сорта вь 1 щелачиваемого материала, типа руды, типа жидкости и выщелачивающего агента. Для большинства золотых руд экономически оптимальная плотность пульпы лежит между 0,1 и 10 и время пребывания в емкости составляет до 30 минут, предпочтительно 15 минут. Затем пульпу предпочтительно центрифугируют при коротком времени пребывания в центрифуге для отделения твердых частиц от жидкости. Или жидкость,отделенную от твердых частиц, или неотделенную пульпу затем пропускают через колонну, содер-жащую абсорбирующий материал, такой как уголь или смолу,для абсорбции золота, имеющегося в жидкости. Обработанную таким образом пульпу затем десорбируют для перехода золота в жидкость, которая или не содержит или содержит очень малые количества золота, эта десорбция производится для поддержания постоянного отношения золота на единице площади твердых продуктов (золотав единице объемажидкости). Если была проведена стадия отделения центрифугированием, твердые продукты могут быть объединены с жидкостью, истощенной по золоту, для дальнейшей экстракции золота из твердых продуктов. Поскольку концентрация золота на единицу площади твердого продукта снижается, также снижается и количество десорбированного золота из твердого продукта в жидкость. Уже наблюдали,что когда рН пульпы является щелочным ( 9) эффективность сбора на угольный коллектор ингибируется. Если пульпа контактирует с углем во время этой стадии десорбции до тех пор, пока золото не десорбируется до равновесного уровня для этой плотности пульпы,потребуется очень длительное и экономически неприемлемое время контакта. Будут не только очень высокими оперативные затраты, но и капитальные затраты будут запутанными.Этот эффект десорбции, который имеет место как в присутствии, так и в отсутствии угля, может быть использован для помощи любому процессу. Его осуществляют при использовании короткой колонны с углем для адсорбции основной части золота из жидкости с последующим направлением пульпы в емкость для перемешивания, содержащей мало или не содержащей угля. Это обеспечивает пульпе достаточное время пребывания для десорбции золота в жидкость или до максимального уровня, достижимого в отношении пробы золота на твердом продукте, или до таких низких уровней, какие могут пожелать операторы. Затем пульпу направляют через вторую колонну с углем и во вторую емкость десорбции. Этот цикл может быть повторен до тех пор, пока количество извлеченного золота за цикл не будет больше,чем стоимость монтажа и работы этого цикла. На любой стадии в этих циклах плотность пульпы может быть сниженав один или болеераздля повышения извлечения золота.На всех стадиях процесса важно, чтобы в зонах с высокой плотностью пульпы не позволяли контактировать пульпе или частично очищеннойжидкости в интервале между разбавлением пульпы и завершением адсорбции металла на адсорбенте. Если в этом интервале позволить образоваться зоне с высокой плотностью пульпы, тогда значительное количество металла будет абсорбироваться на твердых продуктах в этой зоне с высокой плотностью пульпы, и,следовательно, не будет доступно для извле-чения на адсорбенте процесса. Если адсорбент процесса имеет нерегулярную поверхность или внутренние поры,когда твердые продукты в пульпе могут собираться с образованием зон с локализованной высокой плотностью, затем эти твердые продукты будут абсорбировать определенные количества металла в предпочтение к адсорбенту процесса. С глиной или тонкими частицами руды, имеющимися в пульпе, слой шлама может покрывать поверхность угля. Таким образом, при таких адсорбентах процесса, как уголь или ионообменные смолы, которые имеют структуры поверхности, способные к созданию таких зон с локализованной высокой плотностью,предпочтительный способ извлечения благородных металлов заключается в контактировании рабочего адсорбента с очищенной жидкостью маточного раствора. Способ получения этого очищенного маточного раствора должен быть таким, чтобы или не образовывалось зон с высокой плотностью пульпы ,или, если они имеются, чтобы их площадь контакта с пульпой или полученной в результате очищенной жидкости являлась минимальной, и такой контакт происходил в течение минимального периода времени. Если не используют стадию удаления твердых продуктов, используемые коллекторы, такие как цинк или ионообменные волокна, не должны вызывать твердых продуктов пульпы с образованием локализованных зон с высокой плотностью пульпы. В этом описании предпочтительный способ описан в отношении извлечения золота с использованием цианидного выщелачивания и извлечения углем. Процесс в равной мере применим к другим бла-городным металлам с использованием подходящего выщелачивающего раствора и соответствующего извлекающего адсорбента, такого как смола.В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает улучшенную методику мокрого анализа для металлов,в частности золота. Если водная выщелачивающая среда, которая создана на примере руды, имеет угольный материал, добавленный в маточник, некоторое количество золота будет соответствовать маточнику, а некоторое количество золота будет соответствовать углю. Выщелоченную руду затем подвергают повторным циклам выщелачивания свежей водной средой и углем до тех пор, пока не будет детек-тироваться значительное количество золота как в угле, так и в маточнике для такого цикла. Это позволяет измерить ранее недетектируемое золото. Золото измеряют как в угле, так и в выщелоченном растворе.Во всех примерах настоящего патента цианидное,хлорное и тиомочевинное выщелачивание проводят при давленииитемпературе окружающей среды. Хотя