Способ извлечения золота

006521 Изобретение относится к способу извлечения золота из остаточного или промежуточного продукта,содержащего образованные при выщелачивании медного сырья серу и железо, осуществляемому применительно к гидрометаллургическому производству меди. Извлечение как золота, так и меди происходит в хлоридной среде. Золото, содержащееся в остаточном или промежуточном продукте, выщелачивают,используя двухвалентную медь и кислород, в растворе хлорида меди(II)-хлорида натрия, в среде, где окислительно-восстановительный потенциал составляет максимум 650 мВ, а рН равно по меньшей мере 1. Большая часть содержащегося в остатке железа и серы остается в нерастворенном виде. В области техники известны некоторые способы, используемые для выщелачивания золота из содержащего серу и железо материала, применительно к способу извлечения меди, основанному на хлоридах. В патенте США 4551213 описан способ, при котором золото выщелачивают из содержащих серу материалов, в частности из остатков, образуемых в гидрометаллургических процессах. Предпочтительным исходным материалом для этого способа является остаток, получаемый в результате процесса очистки (clear process). Указанный процесс очистки представляет собой гидрометаллургический способ извлечения меди, протекающий в хлоридной среде при повышенном давлении. Содержащие золото остатки суспендируют в воде и регулируют содержание хлоридов в суспензии, чтобы суспензия содержала 1238 мас.% хлоридов. Окислительно-восстановительный потенциал устанавливают в диапазоне 650-750 мВ, а значение рН ниже 0. К суспензии добавляют хлорид меди(II), хлорид или хлорид железа(III), чтобы окислить содержащееся в сырье золото для его растворения. В документе указано, что окислительновосстановительный потенциал не должен превышать 750 мВ, так как при более высоком значении будет растворяться сера. Однако в документе не указано количество растворенной серы или железа. Патент ЕР 646185 относится к извлечению меди из сульфидных концентратов с применением хлоридного выщелачивания при атмосферных условиях. Золото выщелачивают из остатков от выщелачивания в электролите, содержащем по меньшей мере два галогенида, таких как хлорид натрия и бромид натрия. Целью является сохранение окислительной способности комплекса брома на аноде при электролизе меди и использование ее для выщелачивания золота из остатков. В указанных способах имеются некоторые недостатки. В способе по патенту США 4551213 имеются очень жесткие требования к условиям выщелачивания. В патенте указано, что сера не растворяется в условиях, оговоренных в патенте; однако, это не всегда применимо, так как тенденция к растворению упомянутых в патенте элементарной серы и соединений железа зависит от способа образования серы и указанных соединений железа. Проведенные заявителями исследования показали, что, если образованные при атмосферных условиях остатки от выщелачивания обработать при условиях, оговоренных в указанном патенте, наблюдается значительное растворение серы и железа. Очевидно, что их растворение оказывает влияние на экономику способа. С другой стороны, способ выщелачивания золота с применением комплекса брома, применяемый в патенте ЕР 646185, страдает от недостатков, связанных с экологией, так как на операциях выщелачивания концентрата может выделяться вредный бром. Заявителями предложен новый способ выщелачивания золота из остатка от выщелачивания или из промежуточного продукта, содержащих железо и серу, которые образуются при хлоридном выщелачивании меди из концентрата сульфида меди при атмосферных условиях. Заявители обнаружили, что можно выщелачивать золото из содержащего железо и серу материала в водный раствор хлорида меди(II)хлорида натрия, если в раствор подавать содержащий кислород газ. В этом случае выщелачивание протекает посредством двухвалентной меди и кислорода при условиях, когда окислительновосстановительный потенциал составляет менее 650 мВ, а рН раствора находится в интервале от 1 до 3. Очевидно, что рабочий диапазон в данном способе значительно более благоприятен, чем диапазон известного способа, так как в этих условиях железо еще не растворяется, а большая часть серы остается в нерастворенном виде. Все это позволяет избежать затрат, связанных с удалением железа и серы из раствора. Выщелачивание происходит при атмосферных условиях в интервале температур от комнатной температуры до температуры кипения суспензии, однако, предпочтительно в интервале от 80 С до температуры кипения суспензии. Извлечение золота из раствора основано на применении известного способа, такого как электролиз или применение активированного угля. Остающийся осадок представляет собой выбрасываемые отходы. Существенные признаки изобретения очевидны из прилагаемой формулы изобретения. Остаточный или промежуточный продукт, содержащий золото, измельчают в растворе хлорида натрия, содержащем хлорид меди(II), с получением суспензии, а требуемый для выщелачивания золота окислительно-восстановительный потенциал получают, используя специально двухвалентную медь и кислород. Окислительно-восстановительный потенциал измеряют при помощи Pt и Ag/AgCl электродов,при этом значение потенциала поддерживают ниже 650 мВ, предпочтительно максимум 620 мВ. Если окислительно-восстановительный потенциал поддерживать при значении ниже 650 мВ, сера в остатке не растворяется. Предпочтительный интервал рН составляет 1,5-2,5. При значении рН ниже 1 железо, находящееся в твердом состоянии, начинает растворяться, а это является нежелательным. Воздух, обогащенный кислородом воздух или кислород можно применять в качестве окисляющего газа. Количество двухвалентной меди, Cu2+, в растворе предпочтительно составляет 40-80 г/л, а количество хлорида натрия находится в интервале 200-330 г/л.-1 006521 Данный способ выгодно использовать в качестве способа, являющегося частью способа хлоридного выщелачивания медного концентрата. Способ этого типа описан в патенте США 6007600. В указанном известном способе содержащее сульфид меди сырье, такое как концентрат, выщелачивают в условиях противотока раствором хлорида натрия-хлорида меди(II), NaCl-CuCl2, в несколько стадий, чтобы получить раствор хлорида одновалентной меди, CuCl. При выщелачивании образуется остаток, который содержит, в основном, серу и железо из сырья, а также содержащееся в сырье золото. Предлагаемый заявителями способ касается выщелачивания золота из остатков, образованных в результате осуществления описанных выше процессов. Способ согласно данному изобретению дополнительно показан на технологической схеме, приведенной на чертеже, где извлечение золота осуществляют применительно к проведению гидрометаллургического извлечения меди. Технологическая схема представляет собой один пример воплощения данного изобретения. Обозначенные более жирными линиями стрелки на чертеже указывают движение твердого вещества, а поток раствора показан при помощи стрелок, обозначенных более тонкими линиями. Сульфидное медное сырье, такое как концентрат 1 сульфида меди, подают в реактор 2 выщелачивания первой стадии выщелачивания, куда также подают рециклом с последующей технологической стадии раствор 3, представляющий собой водный раствор хлорида меди(II)-хлорида натрия. Обозначенные более жирными линиями стрелки указывают движение твердого вещества, а поток раствора показан при помощи стрелок, обозначенных более тонкими линиями. Медь, содержащаяся в медном концентрате,растворяется в технологическом растворе, и раствор направляют в сгуститель 4. После сгущения верхний продукт 5 содержит хлорид меди с содержанием 70 г/л меди преимущественно в форме одновалентной меди; этот продукт направляют на процесс извлечения меди (детально не показано). Выщелачивание твердых веществ, содержащихся в нижнем продукте 6, проводят дополнительно в реакторах 7 и 8 на второй стадии выщелачивания при помощи раствора 9, который получают с последующей технологической стадии. Содержание Сu2+ в растворе 9, направляемом на вторую стадию выщелачивания, оптимизируют посредством раствора NaCl. На этой стадии в реакторы вводят воздух, чтобы интенсифицировать выщелачивание. В конце этой стадии имеется сгуститель 10. Верхний продукт 3 из сгустителя 10 на второй стадии направляют на первую стадию для выщелачивания концентрата. Выщелачивание твердых веществ из нижнего продукта 11 продолжают на третьей стадии в реакторах 12, 13 и 14, чтобы подвергнуть выщелачиванию остаток меди и золото. При этом следует отметить, что число реакторов, указанных на технологической схеме, не ограничивает число реакторов в способе согласно изобретению. На третьей стадии выщелачивания, т.е. на стадии выщелачивания золота, остаток выщелачивают концентрированным раствором 15 хлорида меди(II)-хлорида натрия, в котором количество Cu2+ составляет 60-100 г/л, а количество хлорида натрия находится в интервале 200330 г/л. Кислород в реакторы подают предпочтительно в виде воздуха. По окончании стадии выщелачивания суспензию направляют в сгуститель 16. Верхний продукт 17 из сгустителя направляют (либо в том виде, как он есть, либо после фильтрования) на извлечение золота, которое в данном воплощении способа протекает на угольных колонках 18 с использованием активированного угля. В результате содержащий золото продукт 19 получают из колонок. Раствор, удаляемый из колонок, - это не содержащий золота раствор 9, и его направляют рециклом на вторую стадию выщелачивания, при этом, если потребуется,в него вводят раствор 20 хлорида натрия, чтобы получить подходящее для выщелачивания содержание хлорида меди(II). Нижний продукт или остаток от стадии сгущения при извлечении золота после традиционной последующей обработки, такой как фильтрование и промывка (детально не показано), превращается в окончательные отходы 21, которые содержат почти всю серу и железо, содержащиеся в концентрате. Остаточный фильтрат и воды после промывки возвращают, например, в процесс выщелачивания концентрата. Многостадийное выщелачивание медного сырья показано на технологической схеме в виде выщелачивания в условиях противотока, при этом твердое вещество и раствор в пределах стадии передвигаются, в основном, равномерно от одного реактора к другому. Однако для интенсификации выщелачивания твердые вещества можно подавать рециклом, возвращая их внутри процесса. Так, твердые вещества можно возвращать от последних реакторов в первые реакторы в пределах одной из стадий, включающей несколько реакторов, или рециркуляция может происходить в пределах одного, отдельно взятого реактора. По окончании каждой стадии или после каждого реактора производят разделение твердых веществ и жидкости, которое обычно проводят в сгустителе. Раствор, получаемый в результате разделения между стадиями, т.е. верхний продукт, направляют на предшествующую стадию в направлении потока твердых веществ, а остаток твердых веществ, или нижний продукт, направляют, главным образом, на последующую стадию выщелачивания. Таким образом, часть нижнего продукта, получаемого на одной или каждой стадии, можно возвращать в реактор или с предшествующей, или с той же самой стадии выщелачивания, предпочтительно в первый реактор. Технологическая схема на чертеже изображает способ выщелачивания золота, проводимый применительно к выщелащиванию содержащего медь сырья; однако, способ по изобретению не обязательно привязан к процессу выщелачивания содержащего медь сырья по технологической схеме. Ключевым моментом предлагаемого способа является то, что выщелачивание содержащего золото материла осуще-2 006521 ствляют двухвалентной медью и окисляющим газом, причем в условиях, при которых потенциал раствора составляет величину менее 650 мВ, предпочтительно от 530 до 620 мВ, и значение рН раствора составляет по меньшей мере 1, предпочтительно это значение составляет по меньшей мере от 1,5 до 2,5. Если окисляющий газ представляет собой воздух, структура реактора может быть сформирована простым способом. Изобретение дополнительно проиллюстрировано следующими примерами. Пример 1. В данном примере использовали известные условия для извлечения золота, соответствующие условиям, приведенным в патенте США 4551213. Остаток от выщелачивания в данных испытаниях был получен после хлоридного выщелачивания концентрата сульфида меди, проводимого в атмосферных условиях. Влажность остатка составляла 31 мас.%, при этом остаток включал 3,7 мас.% Сu, 28,9 мас.%Fe, 32,4 мас.% S и 5,8 мас.ч. на миллион (ppm) Au в расчете на сухую массу. 220 г влажных остатков от выщелачивания поместили в смесительный реактор с 500 мл раствора,содержащего 40 г/л Сu2+ в виде хлорида и примерно 300 г/л NaCl. Температура раствора составляла 40 С,время выщелачивания - 12 ч. Во время выщелачивания значение окислительно-восстановительного потенциала суспензии в реакторе поддерживали при стандартном значении 680 мВ, используя газообразный хлор, при этом измерения проводили Pt и Ag/AgCl электродами. Значение рН суспензии при исследовании изменялось свободно от исходного значения, равного 2, до окончательного значения 0,1. По окончании исследования был проведен анализ состава твердого вещества и раствора, в результате которого были получены следующие значения: РастворAu, ppm 19,7 46,4 3,1 Результаты исследований показывают, что примерно половина железа растворяется, что существенно повышает стоимость извлечения на данном предприятии. Только примерно половина золота растворяется. Пример 2. Этот пример проводили согласно способу, предлагаемому в изобретении. Концентрат сульфида меди (CuFeS2) выщелачивали раствором CuCl2-NaCl и воздухом в смесительном реакторе, при этом полученный остаток от выщелачивания имел следующий состав (в пересчете на массу сухого вещества),мас.%: Сu, %Au, ppm 0,7 41,6 28,6 3,9 Исходный концентрат содержал примерно 6,8 частей на миллион золота, и, следовательно, часть его уже была растворена при выщелачивании концентрата. После этого из остатка и нового раствора изготовили суспензию, содержащую 87 г/л остатка от выщелачивания и исходный раствор, с содержанием Сu, г/лAu, мг/л 71,2 0,08 0,553 0,016 Медь в исходном растворе находилась в форме двухвалентной меди. Суспензию выдерживали при 100 С в течение 12 ч в смесительном реакторе, снабженном 5-литровой подачей воздуха. Процесс выщелачивания проиллюстрирован следующими параметрами и результатами анализа, приведенными в нижеследующей таблице. Раствор Остаток Время,рН Потенциал,чAu, ppm 0 2,4 552 0,016 0,008 0,53 3,9 4 2,7,572 0,136 0,002 0,86 8 2,6 610 0,240 0,003 1,09 12 2,6 608 0,260 0,005 1,21 0,8 Потенциал: Pt против Аg/AgCl. Отобрали 400 мл конечного исследуемого раствора и добавили 10 г активированного угля со средним размером зерна 1,5 мм, полученную смесь смешивали при температуре 25 С в течение 4 ч. По окончании смешивания раствор проанализировали и установили, что он содержит менее 0,005 мг/л Au. Результаты анализа показали, что оставшееся железо находится в нерастворенной форме, а сера растворяется лишь незначительно, т.е. примерно 0,7 г/л. Таким образом, если даже содержание золота было незначительным, выход его по выщелачиванию является хорошим, примерно 80%.-3 006521 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ извлечения золота из остатков от выщелачивания или из промежуточного продукта, содержащих железо и серу, которые образуются при хлоридном выщелачивании содержащего сульфид меди сырья в атмосферных условиях, отличающийся тем, что остаточный или промежуточный продукт смешивают с водным раствором хлорида меди(II) и хлорида натрия, после чего осуществляют выщелачивание из полученной суспензии золота в атмосферных условиях при подаче в суспензию кислородсодержащего газа, при этом окислительно-восстановительный потенциал полученной суспензии поддерживают при значении менее 650 мВ, а рН раствора при значении от 1 до 3, растворенное золото извлекают, а нерастворимый остаток направляют в отходы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение окислительно-восстановительного потенциала поддерживают в интервале от 530 до 620 мВ. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что рН суспензии поддерживают при значении от 1,5 до 2,5. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество двухвалентной меди в суспензии составляет от 40 до 100 г/л. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество хлорида натрия в суспензии составляет от 200 до 330 г/л. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру поддерживают в интервале от 80 С до температуры кипения суспензии. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ представляет собой воздух. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ представляет собой воздух, обогащенный кислородом. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ представляет собой кислород. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворенное золото извлекают, используя активированный уголь. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворенное золото извлекают электролизом.