Способ извлечения золота

Изобретение относится к способу извлечения золота в связи с гидрометаллургическим производством меди из отходов или промежуточного продукта, содержащего серу и железо, который получают при выщелачивании медного сырья. Извлечение как меди, так и золота происходит в хлоридной среде. Золото, содержащееся в отходах или в промежуточном продукте выщелачивают посредством двухвалентной меди, кислорода и щелочного бромида в растворе хлорида меди(II) и щелочного хлорида, при условиях, что окислительно-восстановительный потенциал составляет максимально 650 мВ и рН составляет минимально 0,5. Бромид ускоряет растворение золота. 013929 Данное изобретение относится к способу извлечения золота в связи с гидрометаллургическим производством меди из отходов или из промежуточного продукта, содержащего серу и железо, который получают при выщелачивании медного сырья. Извлечение как меди, так и золота протекает в среде хлорида. Золото, содержащееся в отходах или промежуточном продукте, выщелачивают посредством двухвалентной меди, кислорода и бромида в растворе хлорида меди (II) - хлорида натрия, при условиях, когда окислительно-восстановительный потенциал составляет 650 мВ максимально и рН составляет от 0,5 до 2,5. Способ "Hydrocopper" гидрометаллургического производства меди из сырьевого материала, содержащего медь, такого как медно-сульфидный концентрат, описан в патенте US 6007600. Согласно данному способу сырьевой материал выщелачивают в противотоке раствором щелочного хлорида - хлорида меди в несколько стадий для того, чтобы получить раствор хлорида одновалентной меди (I). Часть получаемого раствора направляют на окисление, выполняемого газообразным хлором, после чего получаемый хлорид меди (II) направляют рециклом на выщелачивание концентрата. Остаток раствора, образованного при выщелачивании сырьевого материала, очищают. Чистый раствор хлорида меди осаждают посредством щелочного гидроксида с получением оксида меди (I) и данный оксид восстанавливают далее до элементарной меди. Раствор щелочного хлорида, образующийся в течение осаждения оксида меди(I), дополнительно обрабатывают в хлорно-щелочном электролизе, из которого полученные газообразный хлор и/или раствор хлорида используют для окисления хлорида меди (I) и/или для выщелачивания сырьевого материала, гидроксид щелочи, выделяемый при электролизе, используют для осаждения оксида и выделяемый водород используют для восстановления до элементарной меди. Извлечение золота из остатка после выщелачивания не описано отдельно в связи с данным способом. В уровне техники известно несколько способов, которые используют для выщелачивания золота из материалов, содержащих серу и железо, в связи со способом извлечения меди, основанном на хлориде. В патенте US 4551213 описан способ, согласно которому золото можно выщелачивать из серосодержащих материалов, в частности, из остатков гидрометаллургических процессов. Предпочтительным исходным материалом для данного способа является остаток способа "CLEAR". Способ "CLEAR" представляет собой способ гидрометаллургического извлечения меди, который протекает в среде хлорида и при повышенном давлении. Золотосодержащий остаток отмучивают в воде и полученную суспензию подбирают таким образом, чтобы она содержала 12-38 мас.% хлорида. Окислительно-восстановительный потенциал подбирают в диапазоне 650-750 мВ и величина рН должна быть ниже 0. Хлорид меди (II) или хлорид железа (III) добавляют в суспензию для окисления золота, содержащегося в сырьевом материале,вследствие чего оно растворяется. В публикации отмечено, что окислительно-восстановительный потенциал не должен возрастать выше 750 мВ, так как выше этой величины будет растворяться сера. В публикации не приведено никакой информации о количестве растворенной серы или железа. Патент ЕР 646185 касается извлечения меди из сульфидного концентрата посредством хлоридного выщелачивания при атмосферных условиях. На конечной стадии противоточного выщелачивания золото выщелачивают непосредственно в электролит из электролиза меди, цинка и свинца с высоким окислительным потенциалом. Существенной особенностью данного способа является то, что высокого окислительного потенциала достигают посредством галоидного комплекса, такого как BrCl-2, который образуется при электролизе. Согласно примеру 4, в котором описано выщелачивание золота, золото растворяется при окислительно-восстановительном потенциале примерно 700 мВ относительно Ag/AgCl. В заявке на патент WO 03/091463 описан способ выщелачивания золота из остатка после выщелачивания или промежуточного продукта, содержащего железо и серу, которые получают при атмосферном хлоридном выщелачивании медно-сульфидного концентрата. В данной публикации утверждают, что возможно выщелачивать золото из материала, содержащего железо и серу, в водном растворе хлорида меди (II) и хлорида натрия посредством двухвалентной меди и кислорода при условиях, когда окислительно-восстановительный потенциал ниже 650 мВ и величина рН раствора находится в диапазоне 1-3. При этих условиях железо еще не растворяется и сера остается по большей части нерастворенной, что позволяет избежать затрат, которые несут при удалении железа и серы из раствора. Извлечение золота из раствора выполняют посредством одного из способов известного уровня техники, такого как применение электролиза или активированного угля. Рассматриваемый способ очень хорош сам по себе, однако на практике он является немного медленным. Теперь разработан новый способ выщелачивания золота из остатка после выщелачивания или промежуточного продукта, содержащего железо и серу, который получают при атмосферном хлоридном выщелачивании медно-сульфидного концентрата и который, по существу, не содержит медь. Заявители обнаружили, что когда золото выщелачивают из материала, содержащего железо и серу, в водном растворе хлорида меди (II) и щелочного хлорида, и в раствор подают кислородсодержащий газ, небольшое количество бромида уменьшает время, требуемое для растворения золота. Таким образом, выщелачивание происходит посредством двухвалентной меди при условиях, когда окислительно-восстановительный потенциал регулируют кислородом в диапазоне 600-650 мВ относительно Ag/AgCl электрода и величину рН раствора подбирают в диапазоне 0,5-2,5, предпочтительно 0,5-1,5. Подача бромида ускоряет растворение золота без возрастания окислительно-восстановительного потенциала выщелачивания выше вели-1 013929 чины 650 мВ. Золотосодержащий остаток или промежуточный продукт отмучивают в растворе щелочного хлорида, содержащем хлорид меди (II), образуя суспензию, и окислительно-восстановительного потенциала,требуемого для выщелачивания золота, достигают только посредством двухвалентной меди и кислорода. Для усиления выщелачивания некоторое количество щелочного бромида, такого как бромид натрия или бромид калия, подают в суспензию, которую формируют таким образом, что концентрация ионов брома на стадии выщелачивания золота составляет 0,5-30 г/л, предпочтительно 8-15 г/л. После стадии выщелачивания золота золотосодержащий раствор направляют на стадию извлечения золота, после которой раствор подают рециклом на стадию выщелачивания. Выщелачивание протекает при атмосферных условиях при температуре, которая находится в диапазоне от комнатной температуры до температуры кипения суспензии, однако предпочтительно при температуре от 80 С до температуры кипения суспензии. Извлечение золота из раствора производят используя способ, известный в уровне техники, такой как электролиз или посредством активированного угля. Оставшийся остаток является полезным остатком. Когда золото извлечено из раствора, данный раствор подают рециклом на стадию выщелачивания золота. Существенные признаки данного изобретения будут очевидны в приложенных пунктах формулы изобретения. Предпочтительным является соединение разработанного способа с процессом хлоридного выщелачивания медного концентрата в качестве подпроцесса. Как было упомянуто выше, один такой способ описан, например, в патенте US 6007600. В рассматриваемом способе сырьевой материал, содержащий сульфид меди, такой как концентрат, выщелачивают в противотоке раствором щелочного хлорида и хлорида меди (II), NaCl-CuCl2, в несколько стадий, с образованием раствора одновалентного хлорида меди(I), CuCl. Раствор щелочного хлорида, образующийся в способе, обрабатывают хлорно-щелочным электролизом и гидроксид щелочи, хлор и водород, образующиеся при электролизе, используют на различных стадиях способа. После выщелачивания концентрата остается остаток, который в основном содержит серу и железо сырьевого материала, так же как и золото, содержащееся в сырьевом материале. Разработанный способ сфокусирован на остатке после выщелачивания золота, который образуется в типе способа, упомянутом выше. Стадия выщелачивания отходов или промежуточного продукта, который содержит золото, протекает, в принципе, отдельно от фактической стадии выщелачивания концентрата,так как раствор, из которого выделяют золото, вместо того, чтобы направлять назад в цикл выщелачивания концентрата, направляют назад на выщелачивание золота. Окислительно-восстановительный потенциал на стадии выщелачивания золота измеряют Pt иAg/AgCl электродами, и величину потенциала поддерживают 650 мВ максимально, предпочтительно 640 мВ максимально. Когда окислительно-восстановительный потенциал поддерживали ниже величины 650 мВ, сера еще не растворялась из остатка и оставалась в виде элементарной серы. Предпочтительный диапазон рН составляет от 0,5 до 1,5, так что железо в остатке остается в основном нерастворенным. Используемый окислительный газ может представлять собой воздух, воздух, обогащенный кислородом или кислород. Количество двухвалентной меди Cu2+ в растворе составляет предпочтительно 40-100 г/л и количество хлорида натрия находится в диапазоне 200-330 г/л. Если раствор хлорида, используемый при выщелачивании золота, является раствором хлорида натрия, подаваемый щелочной бромид также предпочтительно является бромидом натрия. Натрий дешевле калия, так что его использование является оправданным. Большая часть бромида, который необходимо подавать на стадию выщелачивания золота, находится в цикле стадии выщелачивания. Небольшую часть его, 0,5-10%, однако, удаляют с фильтратом, который образуется в течение фильтрования, выполняемого с остатком после выщелачивания золота. Чтобы избежать потерь бромида, фильтрат направляют на стадию окисления, относящуюся к стадии выщелачивания концентрата. На стадии окисления часть хлорида меди (I), образующегося при выщелачивании концентрата, окисляют обратно до хлорида меди (II) посредством хлора, образующегося при хлорно-щелочном электролизе, который подают на конечную стадию процесса выщелачивания концентрата. Газообразный хлор также окисляет бромид в фильтрате до газообразного брома, который выделяют в газоочистителе, соединенном со стадией окисления, где он растворяется в промывочной жидкости. Промывочную жидкость газоочистителя направляют на стадию выщелачивания золота. Промывочную жидкость газоочистителя направляют рециклом на стадию выщелачивания золота, в которой шлам выщелачивающей стадии восстанавливает бром обратно в бромид. Способ настоящего изобретения описан далее в схеме процесса на фиг. 1, где извлечение золота сочетали с процессом выщелачивания медно-сульфидного концентрата. Фиг. 2 представляет собой графическое изображение влияния добавки бромида в виде зависимости выхода по степени растворения золота и окислительно-восстановительного потенциала согласно примеру 1, и фиг. 3 представляет собой графическое изображение влияния добавки бромида на степень растворения золота и окислительновосстановительный потенциал согласно примеру 2. Схема процесса согласно фиг. 1 представляет собой пример воплощения данного изобретения. Сплошные стрелки на фиг. 1 описывают поток твердых веществ, и пунктирные стрелки описывают поток раствора.-2 013929 Медно-сульфидное сырье, такое как медно-сульфидный концентрат, подают на первую стадию 1 выщелачивания, на которой обеспечивают циркуляцию раствора 3, который представляет собой водный раствор хлорида меди (II) и щелочного хлорида, выходящий из второй стадии 2 выщелачивания. Когда далее говорят о щелочном хлориде, в целях простоты упоминают только хлорид натрия, хотя некоторые другие щелочные хлориды можно использовать вместо него, если это необходимо. Каждая стадия выщелачивания представлена в виде отдельного блока, однако ясно, что каждая стадия вообще состоит из нескольких реакторов и сгущений. На стадиях выщелачивания медного концентрата медь растворяется в технологическом растворе, и этот раствор направляют на сгущение. После сгущения первой стадии выщелачивания, верхний поток раствора 4 содержит хлорид меди, в котором присутствует примерно 70 г/л в основном одновалентной меди, и его направляют согласно способу Hydrocopper на извлечение меди(не показано подробно на чертеже). Выщелачивание твердых веществ, содержащихся в нижнем потоке 5,продолжают на второй стадии 2 выщелачивания хлоридным раствором 6. Хлоридный раствор получают из раствора хлорида натрия, который получают из хлорно-щелочного электролиза, относящегося к способу Hydrocopper, и раствора хлорида меди (II), который получают на стадии 7 окисления путем окисления 4 части хлорида меди (I), образующегося на первой стадии выщелачивания. Раствор 3, выходящий после сгущения на второй стадии 2 выщелачивания, направляют на первую стадию 1 выщелачивания для выщелачивания концентрата. Выщелачивание остатка 8, выходящего из второй стадии выщелачивания, продолжают на отдельной стадии 9 выщелачивания для выщелачивания золота, содержащегося в нем. Стадия 9 выщелачивания золота также обычно протекает в нескольких реакторах, однако в целях простоты вся стадия показана в виде отдельного блока. Осадок стадии выщелачивания золота выщелачивают концентрированным раствором 10 хлорида меди (II) и хлорида натрия,в котором концентрация Cu2+ составляет 40-100 г/л и концентрация хлорида натрия составляет 200-300 г/л и количество бромида, рассчитанное по ионам брома, составляет 0,5-30 г/л. Кислород дополнительно направляют на стадию выщелачивания, что позволяет окислительно-восстановительному потенциалу раствора возрастать до уровня, соответствующего выщелачиванию золота, то есть до диапазона 600-650 мВ относительно Ag/AgCl электрода. Щелочной бромид предпочтительно является бромидом калия или натрия и на ранней стадии выщелачивания бромид направляют в виде мелко измельченного твердого вещества на стадию выщелачивания золота. Так как существует замкнутая циркуляция раствора на стадии выщелачивания золота, не требуется непрерывное добавление бромида, и только небольшое его количество, которое расходуется в способе, восполняют впоследствии подачей бромида. Подача бромида уменьшает время выщелачивания золота, так как золото, растворенное в результате добавления бромида, остается в растворе и не осаждается. Золото также возможно растворяется в виде бромидного комплекса более легко, чем в виде хлоридного комплекса. В конце стадии 9 выщелачивания золота выполняют отделение твердых веществ. Образующийся верхний поток 11 направляют либо сам по себе, либо фильтрованным на извлечение 12 золота, которое осуществляют, например, посредством активированного угля в углеродных колонках. Готовое золото 13 получают из колонок. Раствор, удаленный из колонок, представляет собой свободный от золота раствор 10, который подают рециклом на стадию 9 выщелачивания золота. Сгущенный нижний поток из стадии извлечения золота, то есть осадок, после обычной дальнейшей обработки, такой как фильтрование и промывка 14, составляет конечный остаток 15, который включает почти всю серу концентрата и большую часть железа. Оставшийся фильтрат и промывочная вода 16 содержат растворенное железо и небольшое количество бромида, циркулирующего на стадии выщелачивания золота. Фильтрат и промывочную воду 16 направляют на стадию 7 окисления процесса выщелачивания концентрата. Хлор, подаваемый на стадию окисления, окисляет бромид до газообразного брома. Полученный на стадии окисления газ направляют в газоочиститель, относящийся к данной стадии, в котором полученный бром растворяется в промывочной текучей среде газоочистителя. Промывочную текучую среду газоочистителя 17 направляют на стадию выщелачивания золота и шлам стадии выщелачивания восстанавливает бром обратно в бромид. Это гарантирует, что бромид циркулирует только в этой стадии. Данное изобретение описано далее посредством приложенных примеров. Пример 1. При испытании остаток, содержащий в среднем 7 г/т золота, который образовывался при выщелачивании сырьевого материала, содержащего сульфид меди, выщелачивали в качестве периодического испытания. Остаток выщелачивали при периодических испытаниях в 5-литровом реакторе, который был оборудован подключенными электродами для измерения рН и окислительновосстановительного потенциала. Испытания выполняли при температуре 95 С. Предполагаемое время выщелачивания золота составляло 30-40 ч. В начале выщелачивания величину рН доводили до 2,0 посредством подачи кислорода и соляной кислоты, после чего рН позволяли свободно уменьшаться, однако не ниже величины 0,5. Также рН должно было быть ниже величины 2,5 в начале выщелачивания для предотвращения осаждения меди из раствора в виде атакамита. В течение выщелачивания окислительновосстановительный потенциал повышали постепенно (свыше 5-8 ч) до величины 580 мВ и последовательно 15 г/л бромида натрия добавляли для улучшения выщелачивания золота. Добавку бромида повто-3 013929 ряли с 10-часовыми интервалами и в этой точке количество составляло 10 г/л. Результаты показаны на диаграмме 2. Добавление бромида оказывает благоприятное влияние на растворение золота, в частности,при низких уровнях потенциала. При наличии бромида натрия в растворе, золото растворяется при потенциале 630 мВ, который является легкодостижимым потенциалом при подаче кислорода. Пример 2. Влияние брома в непрерывном цикле выщелачивания испытывали при лабораторном опытном прогоне. Циркуляция цикла выщелачивания золота не была соединена с циклом выщелачивания медного концентрата, только не содержащие медь твердые вещества из цикла выщелачивания медного концентрата транспортировали на стадию выщелачивания золота. На стадии выщелачивания золота присутствовало два 5-литровых реактора, которые были оборудованы дефлекторами, мешалками и подключенными электродами для измерения рН и окислительно-восстановительного потенциала. Температура цикла выщелачивания в реакторах выщелачивания составляла 95 С. Время удерживания твердых веществ в реакторах составляло 10-15 ч. В первом реакторе выщелачивания рН поддерживали на уровне 1,0 и во втором реакторе рН составляло 0,9. Окислительно-восстановительный потенциал при выщелачивании составлял 630 мВ максимально. Концентрация ионов Cu2+ в растворе составляла 60 г/л и концентрация NaCl составляла 250 г/л. Прохождение выщелачивания показано на диаграмме 3. Было добавлено 8-10 г/л брома в раствор циркуляции золота в точке номер 5. Как показывает диаграмма, после добавления брома концентрация золота в растворе удваивалась. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ извлечения золота из, по существу, не содержащего меди остатка после выщелачивания или промежуточного продукта, содержащего железо и серу, получаемого в процессе атмосферного хлоридного выщелачивания медно-сульфидного сырья, выщелачиванием золота из отходов или промежуточного продукта в водном растворе хлорида меди (II) и хлорида щелочного металла с помощью кислородсодержащего газа и двухвалентной меди, содержащихся в растворе, при окислительновосстановительном потенциале образующейся суспензии, равном максимально 650 мВ относительно электрода Ag/AgCl, отличающийся тем, что в раствор подают бромид щелочного металла при концентрации ионов брома в растворе 0,5-30 г/л, рН регулируют до величины 0,5-2,5, после чего золото, растворенное при выщелачивании, извлекают известным способом. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество ионов брома в растворе составляет 8-15 г/л. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве бромида щелочного металла используют бромид натрия или бромид калия. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадок, образующийся на стадии выщелачивания золота,отфильтровывают, и фильтрат и промывочную воду направляют на стадию окисления, относящуюся к способу выщелачивания медно-сульфидного концентрата, и на этой стадии окисления бромид, содержащийся в фильтрате и промывочной воде, окисляют посредством газообразного хлора до газообразного брома, который выделяется в промывочную текучую среду газоочистителя стадии окисления, и промывочную текучую среду направляют рециклом на стадию выщелачивания золота. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что количество бромида, удаляемого с фильтратом и промывочной водой из стадии выщелачивания золота, составляет 0,5-10%. 6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что бром, содержащийся в промывочной текучей среде газоочистителя, восстанавливают до бромида шламом стадии выщелачивания золота. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что окислительно-восстановительный потенциал стадии выщелачивания золота поддерживают в диапазоне 580-640 мВ. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что рН суспензии на стадии выщелачивания золота поддерживают на уровне величин 0,5-1,5. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество двухвалентной меди в суспензии составляет 40-100 г/л. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество хлорида щелочного металла в суспензии составляет 200-300 г/л. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру поддерживают в диапазоне от 80 С до температуры кипения суспензии. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что кислородсодержащий газ представляет собой один из следующих газов: воздух, обогащенный кислородом воздух или кислород.