автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Низкотемпературное автоклавное окисление упорных сульфидных золото-медных флотоконцентратов

На правах рукописи

Епифоров Александр Владимирович

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ АВТОКЛАВНОЕ ОКИСЛЕНИЕ УПОРНЫХ СУЛЬФИДНЫХ ЗОЛОТО-МЕДНЫХ ФЛОТОКОНЦЕНТРАТОВ

Специальность 05.16.02. - Металлургия черных, цветных и редких металлов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

не: ш ? I

Иркутск-2014

005548099

Работа выполнена в Иркутском научно-исследовательском институте благородных и редких металлов и алмазов ОАО «Иргиредмет»

Научный руководитель: Баликов Станислав Васильевич,

доктор технических наук, главный научный сотрудник ОАО «Иргиредмет»

Официальные оппоненты: Карпухин Анатолий Иванович,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет»

Мамяченков Сергей Владимирович,

доктор технических наук, профессор, ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Ведущая организация'.

ООО «Научно-исследовательский центр Гидрометаллургия», г. Санкт-Петербург

Защита состоится «24» июня 2014 года в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212.073 при Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, корпус «К», конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет» и библиотеке ОАО «Иргиредмет»; с авторефератом — на официальном сайте www.istu.edu

Автореферат разослан 5 мая 2014 г.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, подписанные и заверенные печатью организации, просим выслать по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, ИрГТУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.073.02 В.М. Салону, тел. (3952) 40-51-17, salov@istu.edu.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н.,

профессор

В.М. Салов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Вовлечение в переработку упорных сульфидных золотосодержащих руд является актуальной проблемой для мировой и российской золотодобывающей промышленности. Особое место занимают золотосодержащие руды с повышенным содержанием меди.

Основным способом переработки данного вида сырья является флотационное обогащение с последующей отправкой концентрата на медеплавильные заводы (МПЗ). Пирометаплургическая переработка сульфидных золото-медных концентратов на МПЗ включает плавку, конвертирование и электролитическое рафинирование. Драгоценные металлы извлекаются из анодных шламов в операции электрорафинирования меди. Однако переработка золото-медных концентратов на МПЗ в силу ряда причин экономического характера вызывает необходимость поиска альтернативных — гидрометаллургических процессов извлечения ценных компонентов.

Основной проблемой гидрометаллургической цианистой технологии переработки сульфидных золото-медьсодержащих концентратов является низкое извлечение металлов и высокий расход цианида.

В мировой практике разработаны различные способы вскрытия «упорного золота». Наиболее эффективным для переработки полиметаллического сырья является высокотемпературное автоклавное окисление (АО). Научный и практический интерес представляет разработка технологии низкотемпературного автоклавное окисление сульфидных золото-медных флотоконцентратов, позволяющая снизить стоимость автоклавного оборудования, повысить рентабельность извлечения драгоценных и цветных металлов.

Кеки низкотемпературного АО содержат серу, медь и другие цианисиды, что делает применение цианистого процесса без вспомогательных операций неприемлемым в связи с высоким расходом реагентов. Оценка возможности использования элементарной серы, которая образуется в процессе низкотемпературного АО в качестве нецианистого растворителя золота, является актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с НИР ОАО «Иргиредмет».

Цель работы. Теоретические и экспериментальные исследования и разработка технологии низкотемпературного АО золото-медного сульфидного флотоконцентрата месторождения «Березняковское».

Методы исследования. При выполнении работы использованы методы атомно-абсорбционного, атомно-эмиссионного с индуктивно-связанной плазмой (1СР), титриметрического анализа растворов. Состав твердых фаз изучен пробирно-гравиметрическим, пробирно-атомно-абсорбционным, химическим, рентгенофлуоресцентным и микро-рентгеноспектральным методами анализа. В работе использован метод физико-химического моделирования процессов с применением программного комплекса \VinSeI.

Достоверность и обоснованность результатов исследований подтверждается использованием аттестованных физических

(инструментальных) и физико-химических методов анализа, применением современных средств измерений, статистической обработки результатов исследований, сходимостью результатов лабораторных и укрупненно-лабораторных исследований.

Научная новизна. Впервые разработана физико-химическая модель процесса низкотемпературного автоклавного окисления пирит-теннантитового золотосодержащего флотоконцентрата и показана термодинамическая вероятность образования элементарной серы в кислородных системах, а также установлено, что теннантит является более упорным к процессу окисления сульфидом по сравнению с пиритом и халькопиритом.

Впервые установлены зависимости извлечения драгоценных и цветных металлов от продолжительности, давления кислорода, физических свойств пульпы и степени окисления сульфидов в процессе низкотемпературного автоклавного окисления пирит-теннантитового золотосодержащего флотоконцентрата.

Впервые доказано, что элементарная сера, образующаяся при низкотемпературном автоклавном окислении, может успешно использоваться в качестве альтернативного цианиду реагента в процессе извлечения драгоценных металлов из окисленных кеков.

Разработан новый способ извлечения золота и серебра из серосодержащих кеков низкотемпературного автоклавного окисления растворами, содержащими сульфит-ион.

Практическая значимость. Разработана комплексная технология переработки сульфидных золото-медных флотоконцентратов на основе низкотемпературного автоклавного окисления и нецианистого выщелачивания золота растворами, содержащими сульфит-ион, в результате которого извлечение меди и цинка в раствор АО составляет не менее 85 и 80 % соответственно, а извлечение золота при выщелачивании кеков АО - 94ч-99 %. Показано, что данная технология является менее затратной, по сравнению со стандартной высокотемпературной технологией, и позволяет решить экологические проблемы, связанные с использованием токсичных реагентов, относящихся к сильнодействующим ядовитым веществам, таких как цианиды.

По результатам исследований получено положительное решение о выдаче патента.

Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследований, выполнении экспериментов по автоклавному окислению золото-медного флотоконцентрата и извлечению драгоценных и цветных металлов из продуктов АО, выполнении теоретических расчетов физико-химических закономерностей процесса автоклавного окисления, анализе и обобщении полученных результатов, разработке технологической схемы процесса.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всероссийской конференции «Инновационное развитие горно-

металлургической отрасли» («Игошинские чтения - 2009», г. Иркутск); на Международном совещании «Научные основы и современные процессы комплексной переработки труднообогатимого минерального сырья» («Плаксинские чтения - 2010», г. Казань); на Международном совещании «Новые технологии обогащения и комплексной переработки труднообогатимого природного и техногенного минерального сырья» («Плаксинские чтения - 2011», г. Екатеринбург); на Международном совещании «Современные методы технологической минералогии в процессах комплексной и глубокой переработки минерального сырья» («Плаксинские чтения - 2012», г. Петрозаводск); на Международном конгрессе по переработке минерального сырья «International Mineral Processing Congress» (IMPC - 2012, India, New Delhi).

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 10 работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ, и получено 1 положительное решение о выдаче патента.

Структура II объем диссертации. Работа изложена на 131 странице машинописного текста, содержит 28 рисунков и 55 таблиц. Диссертация состоит из 5 глав и содержит введение, обзор литературы, теоретическую и экспериментальную части, заключение, список использованной литературы, включающий 164 наименования, и 2 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ литературных и патентных источников. Рассмотрены современные технологии переработки упорных сульфидных золото-медных концентратов. Выполнен обзор мировой практики извлечения драгоценных и цветных металлов из золото-медных концентратов, приведено краткое описание предприятий, осуществляющих их переработку. Выполнен обзор существующих процессов автоклавного окисления золото-медных флотоконцентратов и вариантов извлечения драгоценных и цветных металлов из окисленных продуктов.

Во второй главе изучены физико-химические закономерности низкотемпературного АО на примере пирит-теннантитового золотосодержащего флотоконцентрата месторождения «Березняковское». Содержание основных компонентов в исследуемом флотоконцентрате представлено в таб. 1.

Таблица 1

Основные компоненты флотоконцентрата__

Содержание компонентов, % г/т

SiO? AhO, S'общ З&'льфид СЩбщ Сисуяьфид Fe„6u, ^бсучьфид As Zn Au

41,2 6,8 20,7 20,6 6,9 6,6 14,3 13,6 2,3 0,6 54,6 92,0

Содержание сульфидов во флотоконцентрате составляет 46 %, из них на долю пирита приходится 27,7 %. Массовая доля блеклой руды (теннантита Си|2Аз48п) составляет 16,8 %, халькопирита - 1,5 %. Остальные сульфиды

находятся в пробе в виде единичных зерен. Доля породообразующих минералов составляет 52,5 %, из них 30 % приходится на кварц и 18,5 % - на пирофиллит (АЫЗЦОюИОНЪ).

В сульфидах обнаружены единичные тонкодисперсные включения теллуридов золота и серебра (рис. 1).

Основными ценными компонентами в концентрате являются золото и медь при их содержаниях 54,6 г/т и 6,85 % соответственно. Серебро и цинк при содержаниях 92,0 г/т и 0,58 % являются попутно извлекаемыми компоненами.

Рис. 1. Зерно теллурида золота, сросток теннантита и тетраэдрита (а); теллурид серебра (б); микровключения теллуридов золота и серебра в сульфидах (в).

Полированный брикетный аншлиф. Электронная микрофотография в обратно рассеянных электронах

Проведенные исследования показали, что флотоконцентрат является упорным по отношению к цианистому процессу. Извлечение золота в процессе цианирования составляет 67,5 %. Основными причинами технологической упорности флотоконцентрата к цианированию являются тонкая вкрапленность золота в сульфиды и наличие цианисидов.

В результате физико-химического моделирования процесса низкотемпературного АО с использованием программного комплекса «СЕЛЕКТОР» получена модель, позволяющая спрогнозировать изменение фазового состава исследуемого флотоконцентрата. Показано, что при полном окислении (степень окисления сульфидов 100 %), вероятными фазами в кеке являются гематит, ярозит и арсенат кальция.

Полученная модель достаточно полно описывает процесс АО и вполне согласуется с литературными данными. Однако окисление сульфидов при температурах ниже 180 °С сопровождается образованием элементарной серы, которая полностью отсутствует в продуктах, полученных в результате физико-химического моделирования процесса АО при 110 °С. Это можно объяснить тем, что процесс образования элементарной серы при низкотемпературном АО является промежуточной стадией в процессе перехода серы из восстановленной формы (S2") в окисленную (S6+).

Учитывая вышесказанное, смоделировано равновесие в системе, при котором сера может находиться в элементарном состоянии (рис. 2).

Содержание Б0 в продукте окисления составляет 5,8 %. Новообразованные фазы представлены ярозитом и арсенатом кальция.

Данные моделирования подтверждают, что образование элементарной серы является промежуточной стадией окисления сульфидов. В продукте окисления отсутствуют пирит и халькопирит, однако теннантит практически не прореагировал. Этот факт говорит о том, что теннантит является более упорным к автоклавному процессу минералом, чем пирит и халькопирит.

, О".» $1,1

:Х м

¡И-»

йЯН

§ 2М

■¡И

0,0 я

я До АО * Поете АО

Рис. 2. Результаты моделирования равновесия системы, при котором сера находится в

элементарном состоянии Проведены исследования по изучению влияния параметров и свойств пульпы на степень окисления сульфидов и извлечение цветных металлов в процессе низкотемпературного (110 °С) автоклавного окисления (рис. 3-6).

.............—¿¿8«=—

.................

12 3 4 5 6 Прододжихедъносп.АО, час * Извлечение мед» « Извлечение шшка

2 3 4 5 Продолжительность АО, час

Рис. 3. Зависимость извлечения меди и цинка в раствор (а) и степени окисления сульфидов (б) от продолжительности процесса АО Увеличение продолжительности АО от 1 до 7 часов, увеличивает извлечение цинка и меди с 51 и 59 % до 93 и 95 % соответственно, а степень окисления сульфидов - с 60 до 89 %.

С увеличением давления кислорода в процессе автоклавного окисления возрастает степень окисления сульфидов и извлечение цветных металлов в раствор.

Давление кислорода, МПа Давление кислорода, МПа

* Извлечение мед«, % «Извлечение цинка, %

Рис. 4. Влияние давления кислорода на степень окисления сульфидов (а) и извлечение цветных металлов в раствор (б)

Установлено, что крупность исходного материала, поступающего на окисление, не должна превышать 10 мкм, а плотность пульпы 14-17 %.

35 30 25 20 15 Тонина помола мкм

40 35 30 25 20 15 ¡0

Тонина помола (Р5С). мкм —♦—Извлечение меди "'»"Извлечение цинка

Рис. 5. Зависимость (а) степени окисления сульфидов и (б) извлечения цветных металлов в раствор АО при различной тонине помола флотоконцентрата

а 90

24 23 22 21 20 19 18 17 16

Плотность пульпы. % * Извлечение меди, % «Извлечение цшше <

Рис. 6. Зависимость извлечения меди и цинка в раствор АО от плотности выщелачиваемой пульпы

Определены оптимальные параметры процесса АО при температуре 110 °С: Р90 = Ю мкм; плотность пульпы - 14-17 %; Ро2 > 1,0 МПа; продолжительность - 6-7 часов. В этих условиях извлечение меди составляет 90-95 %, цинка - 88-93 %.

Проведены исследования по изучению вещественного состава продуктов низкотемпературного АО, полученных в оптимальных условиях. Химический состав продуктов АО представлен в табл. 2. Степень окисления сульфидов составила 88 %.

Основными компонентами раствора являются: серная кислота, железо, медь, мышьяк и цинк. Кек АО на 50,9 % состоит из оксида кремния и на 7,1 % из оксида алюминия. Кроме того, в кеке содержится 11 % серы, 8,5 % которой приходится на элементарную. Содержание остальных компонентов составляет 1,0-1,5 %.

Таблица 2

Химический состав продуктов низкотемпературного АО

Раствор АО Кек АО

Компонент Концентрация, мг/л Компонент Содержание, %

Н£04 47170 &о2 50,90

А1 369 А12ОЗ 7,10

Аз 3300 Р"£ отеленное 1,40

Си 12860 ^@с\>пь(Ьидное 0,14

34310 Си окисле нная 0,14

7п 870 Си сульфидная 1,05

Са 180 ^^охиаенный 0,52

112 ^^суяыЬи дный 0,54

Мя 29,1 Хп 0,15

Мп 14,5 с ^окисленная 0,22

т 19,9 ^супьфидная 2,28

РЪ 18,3 Зэяементттая 8,50

Аи <0,01 Аи, г/т 75,00

Ая <0,05 Ая, г/т 127,90

Рентгеноструктурным фазовым анализом изучено преобразование минерального состава флотоконцентрата в процессе низкотемпературного АО (табл. 3).

Таблица 3

Минеральный состав флотационного концентрата и кека АО

Наименование продукта Состав

Флотоконцентрат Кварц, пирофиллит, пирит, теннантит, хлорит, гиббсит

Кек низкотемпературного АО Кварц, пирофиллит, теннантит, пирит, сера, мусковит

Показано, что в процессе низкотемпературного АО кварц и пирофиллит не разрушаются, хлорит и гидроксид алюминия (гиббсит) полностью растворяются. Пирит в процессе низкотемпературного АО разрушается

интенсивнее, чем теннантит. Также показано наличие в кеке низкотемпературного АО элементарной серы.

Таким образом, можно сделать вывод, что при полном окислении сульфидов, кек низкотемпературного АО исследуемого пирит-теннантитового флотоконцентрата будет состоять из кварца, пирофиллита, слюды и серы в элементарном состоянии. Цветные металлы переходят в раствор. Полученные данные подтверждают адекватность физико-химической модели процесса низкотемпературного АО.

В третьей главе представлены исследования по переработке продуктов АО золото-медного флотоконцентрата.

Для проведения исследований по извлечению драгоценных металлов использовали кек АО, содержащий, %: Реобщ- 1,5; Си0ещ- 1,1; Сиок— 0,2; Ахобщ-1,1; 5° - 8,7; Аи - 73,2 г/т; Ag - 135,2 г/т. Степень окисления сульфидов составила 89 %.

Кеки АО направляли на сорбционное цианирование с предварительной щелочной обработкой и без нее. Горячую щелочную обработку (ЩО) проводили с целью удаления элементарной серы. Результатами исследований показано, что извлечение золота и серебра из кеков АО при прямом цианировании составило 89,1 и 4,5 %, а при цианировании кека ЩО — 93,5 и 9,8 % соответственно. Расход реагентов при прямом цианировании составил: NaCN - 143 кг/т, СаО - 350 кг/т. Предварительная ЩО кека позволяет сократить расход цианида до 31 кг/т. Исследования по цианированию кеков АО указывают на необходимость поиска альтернативной — нецианистой технологии извлечения золота.

Исследованиями показано, что для извлечения драгоценных металлов из кеков низкотемпературного АО наиболее эффективным реагентом является сульфит натрия, который взаимодействует с элементарной серой с образованием тиосульфат-иона по реакции:

80}г- + 5й <->■ Б2032- (1)

Сульфит- и тиосульфат-ионы способны растворять золото и серебро по реакциям:

(Аи/А%) + 250/ (Аи/А& (ЯОз)/' + е (2)

(Аи/А& + 2Б2032- — (Аи/А&(Б203)23- + е (3)

Оптимальными условиями для извлечения золота из кеков АО сульфитом натрия являются: Ж:Т пульпы - 10:1; концентрация ЫгБОз - 75-Н00 г/л. Продолжительность сульфитного выщелачивания при комнатной температуре составляет 72-^96 ч. Извлечение золота и серебра достигает 95-^99 и 64 % соответственно. В связи с этим проведены исследования по сульфитному выщелачиванию драгоценных металлов при повышенных температурах.

При температуре 80 °С оптимальной является продолжительность 1Н15 часов. При 50 °С максимальное извлечение золота достигается в интервале 21-23 ч (рис. 7-а).

Оптимальными условиями для извлечения серебра являются температура 80 °С и продолжительность 12-И5 часов (рис. 7-6). Извлечение серебра составляет 65 %.

Кроме температуры на процесс выщелачивания влияние оказывает доступ окислителя (кислорода воздуха). Исследования, проведенные при одинаковых параметрах с доступом и без доступа воздуха, показали, что при отсутствии кислорода золото практически не переходит в раствор.

юо

Ь 80 й

5 » Ё. м ; >0 | 40

I

К 10 о

Проведены эксперименты по выщелачиванию золота при температуре 80 "С сульфитными растворами, полученными при продувке диоксида серы через раствор щелочи:

2ЫаОН + 502 -> ЫагБОз + Н20 (4)

Показано, что извлечение золота в раствор достигает 98 %. Использование данного способа позволит значительно сократить эксплуатационные затраты на технологию.

На продуктивных растворах сульфитного выщелачивания провели эксперименты по химическому осаждению драгоценных металлов гидроксидом натрия. Показано, что при повышении рН комплексы золота разрушаются с образованием элементарной серы и металлического золота:

3[Аи(8203)2]2' + НОЕ ~> 4^1 + ЗАи0 1 + + 6Н20 (6)

С'¿Ю°298=-359 КДЖ/МОЛЪ)

25 + 2(Ж Н£ + Б02 (5)

(Ла°т=-15 кДж/моль)

Аи(Б03)23' + 6Я25 Щ + Аи[ + 6Н20 (7)

(АО°298=-276 КДЖ/молъ)

Извлечение золота в осадок составляет более 99 %.

70

* 60

£ 50

ь

с. 40

&

В £ 30

■у Ь 20

А 10

о

0 2 -1 6 И 1« 12 И 1« 18 Л) 22 24 0 2 -I 6 « 10 ¡2 14 I» I« 20

ПродолжЕкешюсть. час Прдашпввюс», час

Рис. 7. Кинетика растворения (а) золота и (б) серебра в процессе сульфитного

выщелачивания при (1) - 80 "С, (2) - 50 °С и (3) - 25 °С

Проведены эксперименты по выделению металлов из продуктивных растворов АО. Исследования проводили на растворе, полученном при АО, объединенном с раствором от промывки кека АО. В растворе содержалось, г/л: Н2504 - 32,1; Ля - 2,3; Си - 7,0; Ре - 7,5; 2п - 0,7.

В первую очередь растворы очищали от железа. Очистку проводили внесением известняка. В качестве реагента использовали строительный мел с содержанием СаСО} более 95 %. При рН 2,7 практически все железо выпадало в осадок. Медь и цинк при этом оставались в растворе. В опытах по жидкостной экстракции извлечение меди на экстрагент составило более 99 %.

Четвертая глава посвящена укрупненно-лабораторным испытаниям технологии низкотемпературного автоклавного окисления - сульфитного выщелачивания драгоценных металлов с использованием замкнутого водооборота.

При АО использовали оборотные обезмеженные цинковые растворы. После пятого цикла из обезмеженного раствора осаждением выделяли цинк. Результаты опытов по АО представлены в табл. 4.

Таблица 4

Результаты опытов по автоклавному окислению

№ цикла Концентрация в растворе, г/л Содержание в кеке, % Степень окисления сульфидов, % Извлечение, %

Н^Си Ре Ав Си 2л Си Ъа Я, Байп Си Та

1 39,2 12,9 3,3 12,5 0,85 1,4 0,15 2,9 8,6 11,7 85,9 88,8 85,9

2 41,1 13,5 3,1 11,9 3,25 1,5 0,2 3,1 7,8 11,1 84,9 87,9 81,2

3 45,1 11,3 3,5 12,1 5,11 1,5 0,18 2,8 8,5 11,5 86,4 87,9 83,1

4 47,8 12,5 3,3 12,0 7,35 1,6 0,17 2,9 8,7 11,9 85,9 87,1 84,0

5 50,3 11,3 3,5 10,9 9,51 1,9 0,22 3,1 7,7 11,1 84,9 84,7 79,3

Результаты исследований показали, что при жидкостной экстракции из растворов извлекается более 99 % меди, при этом после пяти циклов «экстракция -реэкстракция» емкость экстрагента не снижается. При осаждении цинка кальцинированной содой извлечение составило 99,9 %, содержание цинка в осадке - 66 %, расход соды - 12 г/л (1,3 г на 1 г 2п).

Кеки АО направляли на извлечение золота. В первой серии опытов показано, что использование оборотных растворов при АО не оказывает влияния на последующее извлечение золота, которое составляет 95,4+97,1 %.

Во второй серии опытов определяли влияние оборотных обеззолоченных растворов на извлечение золота из кеков АО растворами №ОН с продувкой Б02. Процесс проводили при температуре 80 °С. Продолжительность выщелачивания составляла 12 ч. Из полученного раствора осаждали золото внесением в раствор гидроксида натрия. Отделенный от осадка раствор направляли на следующий цикл выщелачивания.

Показано, что извлечение золота за пять циклов снижается с 94,9 до 90,8 % (табл. 5). Данный факт указывает на необходимость обновления растворов в связи с накоплением в них растворимых в щелочной среде соединений. В первую очередь в растворе могут накапливаться соединения

серы. Так же наблюдается прогрессивное накопление ионов натрия.

Укрупнено-лабораторные испытания технологии «низкотемпературное автоклавное окисление - сульфитное выщелачивание» пирит-теннантитового золотосодержащего флотоконцентрата подтвердили результаты лабораторных исследований.

Таблица 5

Результаты пяти циклов «выщелачивание - осаждение» золота

Цикл Выщелачивание золота Осаждение золота

рн Концентрация Аи Извлечение Аи в раствор, % рН Конц-я Аи в р-ре, мг/л Извлечение Аи в осадок, %

В р-ре, мг/л В кеке, гл

АО Быщ-я

1 7,1 7,9 83,2 4,2 94,9 12,5 0,01 99,9

2 7,7 8,1 85,8 5,5 93,6 12,1 0,02 99,8

3 7,1 7,4 79,5 5,8 92,7 12,3 0,01 99,9

4 7,5 7,6 82,1 6,1 92,6 12,5 0,02 99,7

5 8,1 6,9 75,4 6,9 90,8 12,0 0,01 99,9

В пятой главе на основании выполненных лабораторных исследований и укрупненно-лабораторных испытаний представлена разработанная технологическая схема переработки золото-медных сульфидных флотоконцентратов (рис. 8). Технология основана на низкотемпературном автоклавном окислении и сульфитном выщелачивании кеков АО. Основными достоинствами разработанной технологии являются: высокое извлечение золота по операции сульфитное выщелачивание - осаждение (90-95 %), высокое извлечение цветных металлов.

Проведено технико-экономическое сравнение (табл. 6) стандартной технологии «высокотемпературное АО - цианирование» (вариант I) с разработанной технологии (вариант II).

Таблица 6

Технико-экономическое сравнение вариантов переработки золото-медного

флотоконцентрата

Показатель Значение

Вариант I Вариант II

Затраты на технологию, тыс. руб. Капитальные затраты 2365223,9 1089489,6

Годовые эксп. затраты 485901,6 299723,0

Прочие годовые расходы. 227430,1 115211,0

Извлечение в товарную продукцию из флотоконцентрата, % Золото 95 95

Серебро 20 45

Медь 95 79

Цинк 95 77

Стоимость металлов, извлекаемых из 1т конц., руб. 69929,59 68660,63

Себестоимость переработки 1 т конц., руб. 17106,27 9950,46

Ожидаемая прибыль от 1 тонны конц., руб. 52823,32 58710,18

Рис. 8. Технологическая схема переработки золото-медного флотоконцентрата с использованием низкотемпературного автоклавного окисления

Анализ полученных результатов выявил следующее:

- капитальные, эксплуатационные затраты и прочие расходы по варианту I выше, чем по варианту И, на 53,9, 38,3 и 49,3 % соответственно;

- себестоимость переработки 1 тонны флотоконцентрата по варианту II на 41,8 % меньше, чем по варианту I;

- ожидаемая прибыль от переработки концентрата по варианту II превысит прибыль по варианту I на 10 %.

В расчет ожидаемой прибыли не включены затраты на получение флотоконцентрата, поэтому расчеты позволяют лишь оценить разницу между значениями прибыли от переработки флотоконцентрата по двум вариантам. Таким образом, «низкотемпературное автоклавное окисление - сульфитное выщелачивание» является более рентабельной технологией в сравнении с высокотемпературным автоклавным окислением и цианированием кеков АО.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведены исследования вещественного состава сульфидного золото-медного флотационного концентрата месторождения «Березняковское». Флотоконцентрат является упорным к цианистому процессу: цианированием извлекается 67,5 % золота. Причинами упорности являются тонкая вкрапленность золота в сульфиды и наличие цианисидов.

2. Физико-химическое моделирование процесса низкотемпературного АО сульфидного золото-медного флотоконцентрата показало, что в процессе автоклавного окисления происходит разрушение сульфидов и частичное преобразование алюмосиликатов. Наиболее вероятными фазами в продукте окисления являются гематит, ярозит и арсенат кальция. Показано, что теннантит является более упорным к процессу АО сульфидом, чем пирит и халькопирит. Показано, что образование элементарной серы является промежуточной стадией в процессе низкотемпературного АО сульфидных минералов.

Рентгеноструктурным фазовым анализом показано, что кек низкотемпературного автоклавного окисления состоит из кварца, пирофиллита, слюды, элементарной серы, пирита и теннантита. Пирит в процессе низкотемпературного автоклавного окисления разрушается значительно активнее, чем теннантит.

Экспериментальные данные подтверждают адекватность физико-химической модели процесса низкотемпературного АО.

3. Определены оптимальные параметры АО золото-медного флотоконцентрата при температуре 110 °С (крупность материала минус 10 мкм; плотность пульпы - 14-17 %; Ро2 - 1,0-1,5 МПа; продолжительность 5 часов). При данных условиях извлечение меди и цинка в раствор составляет 90-95 и 88-93 % соответственно. Извлечение золота из кеков АО 95-99 %.

4. При проведении исследований по переработке кеков АО золото-медного флотоконцентрата установлено:

• максимальное извлечение золота и серебра из кеков АО при сорбционном цианировании составляет 93,5 % и 9,8 % соответственно. Расход реагентов составляет: - 143 кг/т, СаО - 350 кг/т. После щелочной обработки расход цианида снижается до 31 кг/т;

• при сульфитном выщелачивании кеков АО в оптимальных условиях (Ж:Т=10, Ска^Оз 100 г/л, температура 75-80 °С, продолжительность 12-15 часов) извлечение золота и серебра достигает 99 % и 65 % соответственно.

• при выщелачивании кеков АО растворами гидроксида натрия с продувкой сернистого ангидрида величина извлечения золота сопоставима с сульфитным выщелачиванием;

• для извлечения золота из растворов сульфитного выщелачивания можно использовать химическое осаждение гидроксидом натрия при рН 12,5-13,5;

5. При проведении исследований по переработке продуктивных растворов АО сульфидного золото-медного флотоконцентрата установлено:

• извлечение меди из отчищенных от железа растворов жидкостной экстракцией составляет более 99 %;

• при осаждении цинка из обезмеженных растворов внесением карбоната натрия в осадок выпадает более 99 % цинка. Данный осадок является товарным цинковым концентратом.

6. На основании проведенных лабораторных и укрупненно-лабораторных исследований разработана технология переработки сульфидного золото-медного флотоконцентрата с использованием низкотемпературного АО, сульфитного выщелачивания золота из окисленных кеков, жидкостной экстракцией меди из отчищенных от железа растворов АО и осаждением цинка из обезмеженных растворов. Себестоимость переработки одной тонны флотоконцентрата по предлагаемой технологии составит 9950,46 руб. При этом прибыль от переработки флотоконцентрата на 10 % превысит прибыль от стандартной технологии «высокотемпературное АО - цианирование».

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Епифоров A.B. Лабораторные исследования высокотемпературного автоклавного окисления полиметаллических золотосодержащих сульфидных концентратов / A.B. Епифоров, A.B. Богородский, C.B. Валиков, Ю.Е. Емельянов, Н.В. Копылова // Вестник ИрГТУ. -Иркутск : ИрГТУ, 2012. - № 1. - С. 116-119.

2. Епифоров A.B. Сопоставительная оценка вариантов вскрытия упорных сульфидных флотоконцентратов / A.B. Богородский, C.B. Баликов, Ю.Е. Емельянов, A.B. Епифоров, Л.Е. Шкетова, Ю.Л. Николаев // Цветные металлы. - 2012. - № 8. - С. 10-12.

3. Епифоров A.B. Выбор технологии переработки флотоконцентрата руды Березняковского месторождения / Г.А. Ващенко, С.С. Гудков, Ю.Е. Емельянов, A.B. Богородский, A.B. Епифоров // Цветные металлы. -2013. -№11. С. 32-35.

4. Епифоров A.B. Исследование высокотемпературной автоклавной технологии переработки полиметаллического золотосодержащего рудного сырья / A.B. Епифоров, A.B. Богородский, C.B. Валиков, Ю.Е. Емельянов, Н.В. Копылова // Научные основы и современные процессы комплексной переработки труднообогатимого минерального сырья : материалы Междунар. совещ. («Плаксинские чтения - 2010», 13-18 сент., г. Казань). - Казань, 2010. -С. 333-335.

5. Епифоров A.B. Автоклавное окисление упорного сульфидного медно-мышьякового золотосодержащего флотоконцентрата / A.B. Епифоров, A.B. Богородский, C.B. Баликов, Ю.Е. Емельянов, Н.В. Копылова // Новые технологии обогащения и комплексной переработки труднообогатимого природного и техногенного минерального сырья : материалы Междунар. совещ. («Плаксинские чтения - 2011», 19-24 сент., г. Екатеринбург). - Екатеринбург : Изд-во Форт Диалог-Исеть, 2011. - С. 561-562.

6. Епифоров A.B. Влияние продолжительности автоклавного окисления золотосульфидного флотоконцентрата, содержащего органический углерод, на извлечение золота при цианировании / Ю.Е. Емельянов, C.B. Баликов, A.B. Епифоров, A.B. Богородский, Н.В. Копылова, Ф.Д. Золотарев // Современные методы технологической минералогии в процессах комплексной и глубокой переработки минерального сырья : материалы Междунар. совещ. («Плаксинские чтения - 2012», 10-14 сент., г. Петрозаводск). - Петрозаводск : Карельский научный центр РАН, 2012. — С. 315—317.

7. Alexander V. Yepiforov. The assessment of options for processing refractory flotation concentrates / Yuri Ye. Emelianov, Andrey V. Bogorodsky, Stanislav V. Balikov, Alexander V. Yepiforov, Yuri L. Nikolaev, Luidmila Ye. Shketova and Natalia V. Kopylova // Proceedings of XXVII International Mineral Processing Congress. India. New Delhi. - 2012.

8. Епифоров A.B. Исследования процесса автоклавного выщелачивания полиметаллического золотосодержащего рудного сырья // Инновационное развитие горно-металлургической отрасли : материалы Всерос. конф. с элементами научной школы для молодежи [электронный ресурс]. - Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2009.

9. Епифоров A.B. Автоклавное окисление золотосодержащего сырья / A.B. Богородский, Ю.Е. Емельянов, Н.В. Копылова, A.B. Епифоров // Золотодобыча. - Иркутск : ОАО «Иргиредмет», 2010, —№ 145, —С. 10-12.

10. Положительное решение о выдаче Патента № 2012149343/02(079112). Способ переработки сульфидного сырья, содержащего драгоценные металлы / A.B. Епифоров, С.С. Гудков, C.B. Баликов, A.B. Богородский. Заявл. 19.11.2012. Решение о выдаче от 25.12.2013.

Подписано в печать 21.04.2014. Формат 60 х 90 / 16. Бумага офсетная. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Зак. 14к.

Лицензия ИД № 06506 от 26Л2.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ИРКУТСКИЙ НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ БЛАГОРОДНЫХ И РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ И АЛМАЗОВ (ОАО «ИРГИРЕДМЕТ»)

На правах рукописи

v£t¿\Ji 455531

ЕПИФОРОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ АВТОКЛАВНОЕ ОКИСЛЕНИЕ УПОРНЫХ СУЛЬФИДНЫХ ЗОЛОТО-МЕДНЫХ ФЛОТОКОНЦЕНТРАТОВ

05.16.02. - Металлургия черных, цветных и редких металлов Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук Баликов С.В.

Иркутск 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................5

1. МИРОВАЯ ПРАКТИКА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ И ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ЗОЛОТО-МЕДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ...............................10

1.1. Альтернативные методы гидрометаллургической переработки золото-медных концентратов............................................................................12

1.2. Автоклавное окисление...............................................................................15

1.2.1. Высокотемпературное автоклавное окисление...........................15

1.2.2 Среднетемпературное автоклавное окисление золото-медных концентратов................................................................................................17

1.2.3 Низкотемпературное автоклавное окисление...............................21

1.3 Извлечение золота из кеков автоклавного окисления золото-медных

концентратов........................................................................................................23

ВЫВОДЫ...............................................................................................................25

2 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО АВТОКЛАВНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЗОЛОТО-

МЕДНОГО ФЛОТОКОНЦЕНТРАТА.................................................................28

2.1. Вещественный состав флотационного концентрата.............................28

2.2 Теоретические основы низкотемпературного автоклавного окисления сульфидов меди................................................................................32

2.3 Физико-химическая модель процесса низкотемпературного автоклавного окисления пирит-теннантитового флотационного концентрата..........................................................................................................36

2.4 Методика проведения исследований по автоклавному окислению коллективного пирит-теннантитового фл ото концентрата........................44

2.5 Влияние основных параметров на показатели процесса низкотемпературного автоклавного окисления золото-медного флотоконцентрата...............................................................................................46

2.5.1 Влияние продолжительности процесса автоклавного окисления........................................................................................................47

2.5.2 Влияние парциального давления кислорода на показатели процесса автоклавного окисления..............................................................48

2.5.3 Влияние свойств пульпы на показатели процесса автоклавного окисления........................................................................................................50

2.5.4 Сопоставление основных показателей и выбор оптимального режима автоклавного окисления...............................................................54

2.6 Вещественный состав продуктов низкотемпературного автоклавного

окисления..............................................................................................................55

ВЫВОДЫ...............................................................................................................59

3 ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ПРОДУКТОВ

АВТОКЛАВНОГО ОКИСЛЕНИЯ.......................................................................60

3.2 Исследования по извлечению золота и серебра из кеков низкотемпературного автоклавного окисления...........................................60

3.2.1 Цианирование кеков автоклавного окисления................................60

3.2.2 Определение технологической возможности растворения драгоценных металлов нецианистыми растворителями на основе серы..................................................................................................................61

3.2.3 Сульфитное выщелачивание кеков низкотемпературного автоклавного окисления...............................................................................62

3.2.4 Определение возможности извлечения драгоценных металлов из кеков низкотемпературного автоклавного окисления с использованием щелочных растворов и сернистого ангидрида...........67

3.2.5 Влияние параметров автоклавного окисления на извлечение золота..............................................................................................................68

3.3. Извлечение драгоценных металлов из растворов сульфитного выщелачивания...................................................................................................70

3.4. Извлечение цветных металлов из продуктивных растворов автоклавного окисления....................................................................................71

3.4.1 Очистка растворов автоклавного окисления от железа и мышьяка..........................................................................................................72

3.4.2 Выделение меди из растворов............................................................73

3.4.3 Выделение цинка из обезмеженныхрастворов..............................75

ВЫВОДЫ...............................................................................................................75

4. УКРУПНЕННО-ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ПО НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОМУ АВТОКЛАВНОМУ ОКИСЛЕНИЮ И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ ПРОДУКТОВ ОКИСЛЕНИЯ ЗОЛОТО-МЕДНОГО КОНЦЕНТРАТА МЕСТОРОЖДЕНИЯ «БЕРЕЗНЯКОВСКОЕ».........................................................................................78

4.1 Методика укрупненных испытаний технологии переработки золото-медного сульфидного флотоконцентрата.......................................................78

4.2 Автоклавное окисление золото-медного флотоконцентрата...............83

4.3 Извлечение цветных металлов из растворов автоклавного окисления..............................................................................................................84

4.4 Извлечение золота и серебра из кеков автоклавного окисления........86

ВЫВОДЫ...............................................................................................................88

5 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНОГО ЗОЛОТО-МЕДНОГО ФЛОТОКОНЦЕНТРАТА МЕСТОРОЖДЕНИЯ

«БЕРЕЗНЯКОВСКОЕ».........................................................................................89

5.1 Описание технологии....................................................................................89

5.2. Рекомендации по выбору оборудования..................................................95

5.2.1 Оборудование отделения автоклавного окисления.......................95

5.2.2 Оборудование отделения переработки растворов автоклавного окисления........................................................................................................97

5.2.3 Оборудование отделения переработки кеков автоклавного окисления......................................................................................................100

5.3 Технико-экономическая оценка предлагаемой технологии...............102

5.3.1 Исходные данные для ТЭР................................................................102

5.3.2 Расчет себестоимости переработки одной тонны флотоконцентрата....................................................................................103

5.3.3 Технико-экономическое сравнение затрат на переработку золото-медного флотоконцентрата......................................................109

ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................................................111

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...................................................................................115

ПРИЛОЖЕНИЕ А................................................................................................132

ПРИЛОЖЕНИЕ Б................................................................................................141

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Вовлечение в переработку упорных сульфидных золотосодержащих руд является актуальной проблемой для мировой и российской золотодобывающей промышленности.

Особое место среди упорного сульфидного золотосодержащего сырья занимают полиметаллические руды и продукты их обогащения, в частности золотосодержащие руды с повышенным содержанием меди. На медную промышленность приходится около 10 % от общего объема добываемого в мире золота[1].

Основным способом переработки данного вида сырья является флотационное обогащение с последующей отправкой концентрата на медеплавильные заводы (МПЗ). Пирометаллургическая переработка сульфидных золото-медных концентратов на МПЗ включает плавку, конвертирование и электролитическое рафинирование. Драгоценные металлы извлекаются из анодных шламов в операции электрорафинирования меди. Однако переработка золото-медных концентратов на МПЗ в силу ряда причин экономического характера [2] вызывает необходимость поиска альтернативных - гидрометаллургических процессов извлечения ценных компонентов.

Основной проблемой гидрометаллургической цианистой технологии переработки сульфидных золото-медьсодержащих концентратов является низкое извлечение золота и высокий расход цианида.

В мировой практике разработаны различные способы вскрытия «упорного золота». Наиболее эффективным для переработки полиметаллического сырья является высокотемпературное автоклавное окисление (АО). Научный и практический интерес представляет разработка технологии низкотемпературного АО сульфидных золото-медных флотоконцентратов, которая позволяет снизить стоимость автоклавного оборудования, повысить рентабельность извлечения драгоценных и цветных металлов.

Кеки низкотемпературного АО содержат серу, медь и другие цианисиды, что делает применение цианистого процесса неприемлемым без вспомогательных операций в связи с высоким расходом реагентов. Оценка возможности использования элементарной серы, которая образуется в процессе низкотемпературного АО в качестве нецианистого растворителя золота, является актуальной задачей.

В виду вышесказанного, целью диссертационной работы явилась разработка технологии низкотемпературного АО золото-медных концентратов месторождения «Березняковское», имеющей более низкие капитальные и эксплуатационные затраты, и сопоставимые показатели извлечения цветных и драгоценных металлов, по сравнению с технологией высокотемпературного АО.

Для достижения поставленной цели был выполнен комплекс задач, включающий:

• анализ существующих методов переработки золото-медных концентратов и обоснование направления исследований;

• изучение физико-химических закономерностей низкотемпературного автоклавного окисления золотосодержащего пирит-теннантитового флотоконцентрата в сернокислых средах;

• определение оптимальных параметров низкотемпературного автоклавного окисления упорных золото-медных концентратов.

• исследования по извлечению цветных и драгоценных металлов из продуктов автоклавного окисления;

• проведение укрупненных лабораторных испытаний и технико-экономической оценки разработанной технологии

Объектом исследований являлся коллективный пирит-теннантитовый золотосодержащий концентрат, полученный при флотационном обогащении пробы руды месторождения «Березняковское».

Методы исследования. При выполнении работы использованы методы атомно-абсорбционного, атомно-эмиссионного с индуктивно-связанной плазмой (1СР), титриметрического анализа растворов. Состав твердых фаз изучен пробирно-гравиметрическим, пробирно-атомно-абсорбционным, химическим, рентгенофлуоресцентным и микро-рентгеноспектральным методами анализа. В работе использован метод физико-химического моделирования процессов с применением программного комплекса \Ут8е1.

Достоверность и обоснованность результатов исследований подтверждается использованием аттестованных физических (инструментальных) и физико-химических методов анализа, применением современных средств измерений, статистической обработки результатов исследований, сходимостью результатов лабораторных и укрупненно-лабораторных исследований.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые разработана физико-химическая модель процесса низкотемпературного автоклавного окисления пирит-теннантитового золотосодержащего флотоконцентрата и показана термодинамическая вероятность образования элементарной серы в кислородных системах, а так же установлено, что теннантит является более упорным к процессу окисления сульфидом по сравнению с пиритом и халькопиритом.

2. Впервые установлены зависимости, извлечения драгоценных и цветных металлов от продолжительности, давления кислорода, физических свойств пульпы и степени окисления сульфидов в процессе низкотемпературного автоклавного окисления пирит-теннантитового золотосодержащего флотоконцентрата.

3. Впервые доказано, что элементарная сера, образующаяся при низкотемпературном автоклавном окислении, может успешно использоваться в качестве альтернативного цианиду реагента в процессе извлечения драгоценных металлов из окисленных кеков.

4. Разработан новый способ извлечения золота и серебра из серосодержащих кеков низкотемпературного автоклавного окисления растворами, содержащими сульфит-ион.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

Разработана комплексная технология переработки сульфидных золото-медных флотоконцентратов на основе низкотемпературного автоклавного окисления и нецианистого выщелачивания золота растворами, содержащими сульфит-ион, в результате которой извлечение меди и цинка в раствор АО составляет не менее 85 и 80 % соответственно, а извлечение золота при выщелачивании кеков АО - 94-^99 %;

Данная технология является менее затратной, по сравнению со стандартной высокотемпературной технологией, и позволяет решить экологические проблемы, связанные с использованием токсичных реагентов, относящихся к сильнодействующим ядовитым веществам, таких как цианиды.

По результатам исследований получено положительное решение о выдаче патента.

Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач исследований, выполнении экспериментов по автоклавному окислению золото-медного флотоконцентрата и извлечению драгоценных и цветных металлов из продуктов АО, выполнении теоретических расчетов физико-химических закономерностей процесса автоклавного окисления, анализе и обобщении полученных результатов в разработке технологической схемы процесса.

На защиту выносятся: • Результаты исследований основных закономерностей автоклавного окисления пирит-теннантитового золотосодержащего флотоконцентрата;

• Результаты исследований по извлечению цветных и драгоценных металлов из продуктов АО пирит-теннантитового золотосодержащего флотоконцентрата;

• Разработанная комплексная технология переработки упорных сульфидных золото-медных флотоконцентратов с применением низкотемпературного автоклавного окисления и сульфитного выщелачивания золота.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всероссийской Конференции «Инновационное развитие горнометаллургической отрасли» («Игошинские чтения-2009» г. Иркутск); на международном совещании «Научные основы и современные процессы комплексной переработки труднообогатимого минерального сырья» («Плаксинские чтения-2010» г. Казань); на международном совещании «Новые технологии обогащения и комплексной переработки труднообогатимого природного и техногенного минерального сырья» («Плаксинские чтения-2011» г. Екатеринбург); на международном совещании «Современные методы технологической минералогии в процессах комплексной и глубокой переработки минерального сырья» («Плаксинские чтения-2012» г. Петрозаводск); на Международном конгрессе по переработке минерального сырья «International Mineral Processing Congress» (IMPC-2012, India, New Delhi).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 10 работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ и получено 1 положительное решение о выдаче патента.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 131 странице машинописного текста, содержит 28 рисунков и 55 таблиц. Диссертация состоит из 5 глав и содержит введение, обзор литературы, теоретическую и экспериментальную части, заключение, список использованной литературы, включающий 164 наименования, и 2 приложения.

1. МИРОВАЯ ПРАКТИКА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ И ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ЗОЛОТО-МЕДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

Переработка золото-медных концентратов осуществляется на медеплавильных заводах (МПЗ) и включает в себя плавку, конвертирование и электролитическое рафинирование с получением катодной меди.

В процессе плавки драгоценные металлы (ДМ) остаются связанными с медью в виде штейна, а затем в металлической фазе в виде твердого раствора. В конечной стадии электрорафинирования меди ДМ концентрируются в анодных шламах.

Основная масса меди, находящаяся в аноде, растворяется в процессе электрорафинирования с образованием примерно 5-И0 кг анодных шламов на 1 т анода. В данных шламах золото представлено тончайшими (менее 1 мкм) металлическими частицами, а так же комплексной оксидированной фазой состава Cu-Ag-As-S-O. Представляется вероятной ассоциация золота с фазой Ag-Cu-Se.

Кроме золота в медных концентратах могут содержаться металлы платиновой группы (МПГ). Они совместно с золотом и серебром попадают в анодные шламы. Поэтому большинство крупных рафинировочных заводов медной промышленности обычно взаимодействуют с заводами по производству ДМ, где осуществляется переработка анодных шламов. Используемые там процессы могут существенно различаться по своему характеру.

Примерами таких предприятий являются: Nor anda CCR [3-6], Outokumpu Port [7], Phelps Dodge El Paso [8], Ineo [9], Falconbridge [10-13], MMC Norilsk Nickel [14].

Мировая практика переработки Аи-Си концентратов на МПЗ вызывает необходимость поиска альтернативных гидрометаллургических процессов в силу ряда причин [2]:

1. Капитальные затраты �