Перфильева Н.С. Металлургия благородных металлов
Подождите немного. Документ загружается.
41
Вывод: при появлении синей окраски раствора необходимо ввести
защитную щелочь.
В процессе цианирования сульфиды железа непосредственно
взаимодействуют с цианистыми растворами.
4FeS+3O
2
+4CN
-
+6H
2
O = 4Fe(OH)
3
+4CN
5
;
FeS + 6CN
-
= [Fe(CN)
6
]
4-
+S
2-
и т.д.
Продуктами взаимодействия являются цианистые соединения: Fe
2+
,
Fe
3+
, S
2-
, CN
5
, S
2
O
3
2-
, SO
4
2-
и т.д.
CN
5
, S
2
O
3
2-
, SO
4
2-
- относительно безвредные.
S
2-
-оказывает вредное влияние на последующие операционные
осаждения Au . Zn - поглощается.
Fe
2+
, Fe
3+
- большой расход CN, снижается извлечение Au.
Поэтому, если в руде много сульфидов железа необходимо
принимать соответствующие меры :
1. Предварительным перемешиванием агрегация пульпы в
щелочном растворе: Fe
2+
Fe
3+
.
2. Интенсивная аэрация пульп в процессе цианирования : Fe
2+
Fe
3+
.
Введение в пульпу солей свинца. Введенный свинец связывает
сульфидную серу в безвредные роданиды. Тем самым повышается
извлечение золота.
Минералы Cu
Cu существует в виде различных сульфидных и окислительных
минералов : CuFeS
2
, Cu
2
S, Cu
3
FeS
2
, 2Cu(OH)
2
, CuCO
3
*Cu(OH)
2
, Cu
2
S*As
2
S
3
,
Cu
2
S*Sb
2
S
3
, CuSiO
3
, … Cu(очень редко). Все они, кроме CuFeS
2
и CuSiO
3
активно взаимодействуют с цианистыми растворами по реакциям :
2Cu+6NaCN+2H
2
O = Na
4
[Cu(CN)
6
]+2NaOH+H
2
;
Cu
2+
SO
4
+2NaCN = Cu
1+
CN + Na
2
SO
4
+1/2(CN)
2
;
CuCN+2NaCN = Na
2
[Cu
+
(CN)
3
];
Cu
2+
(OH)
2
+4NaCN = Na
2
[Cu
1+
(CN)
3
]+2NaOH+1/2(CN)
2
CuCO
3
+4NaCN = Na
2
[Cu(CN)
3
]+2Na
2
CO
3
+1/2(CN)
2
42
(CN)
2
+ 2OH
-
= CN
-
+ CNO
-
+ H
2
O
цианат-ион
2Cu
2
S+6NaCN+H
2
O+1/2O
2
= 2CuS+2Na
2
[Cu(CN)
3
]+2NaOH
2CuS+6NaCN+H
2
O+1/2O
2
= 2Na
2
[Cu(CN)
3
]+ 2NaOH+2S
вредно!
S + CN
-
= SCN
-
роданид-ион- безвредный
Таким образом расходуется большое количество NaCN,
часть растворенного O
2
и образуются сложные комплексные ионы
меди. Все это приводит к снижению концентрации NaCN в растворе,
снижению концентрации растворенного O
2
, а значит к снижению скорости
растворения Au , извлечения Au из раствора.
Поэтому даже присутствие в руде сотых долей % меди приводит к
нарушению технологического процесса цианирования. Считают, что
причиной этого является:
1. Снижение концентрации NaCN и O
2
в растворе ;
2. Образование на поверхности Au - частицы в присутствии
растворенных комплексов Cu плотных пленок вторичного
происхождения.
Например, пленка может образоваться по следующей pеакции:
8[Cu(CN)
2
]-+4Au+2H
2
O+O
2
= 8CuCN+4[Au(CN)
2
]+4OH
-
нерастворимое соединение
Если в руде присутствуют даже сотые доли % меди, перед
цианированием ее необходимо удалить из руды следующими методами :
1. Флотация (Если Сu в виде сульфидов);
2. Выщелачивание перед цианированием соединений Cu кислыми
или аммиачными растворами с последующим цианированием руды (если
Cu в виде окисленных форм) ;
4. Метод Мостовича.
Он заключается в выщелачивании меди в серно- кислом растворе,
цементации Cu из кислого раствора и далее без фильтрации флотация Cu
и сульфидов Cu. Остаток после промывки отправляется на цианирование
.Или при C
Cu
вести цианирование слабыми растворами C
CN-
=0.005%.
43
Соединения As и Sb
Являются чрезвычайно вредными для цианистого процесса. Основное
вредное их влияние связано с образованием на их поверхности Au
нерастворимых пленок. Кроме того, на свое растворение они расходуют О
2
,
цианид, защищенную щелочь.
Все это приводит к резкому уменьшению извлечения Au (30-40%).
В рудах As и Sb находятся в основном в виде сульфидных
соединений, но может быть и окисленные соединения:
FeAsS, As
2
S
3
, As
2
S
4
, Sb
2
S
3
, Sb
2
O
3
, Sb
2
O
4
и т.д.
В щелочной цианистой среде эти соединения разлагаются:
Sb
2
S
3
+6OH
-
= SbO
3
3-
+SbS
3
3-
+3H
2
O
окси-ион тио-ион
2SbS
3
3-
+12OH
-
=2SbO
3
3-
+6S
2
+6H
2
O
2SbS
3
3-
+ 6CN
-
+ 3O
2
= 6CNS
-
+2SbO
3
3-
Sb
2
S
3
+ 3S
2-
= 2SbS
3
3-
и т.д.
Присутствие растворенных соединений Sb сказывается на образовании
пленок на Au. Мышьяковистые и сурьмянистые руды считаются упорными.
При невысоком содержании As и Sb можно вести цианирование при
следующих условиях :
1. Снижение C
OH
- (защитной щелочи):
C
OH
- = 0.001-0.03%.
3. Вводят в раствор растворимые соли Pb : Pb(NO
3
)
2
или уксуснокислый Pb.
Соединения Pb связывают сульфидную S в безвредный роданид- ион CN
5
.
Химизм этого процесса описывается следующими реакциями:
PbO+2OH
-
= PbO
2
2-
+H
2
O ;
PbO
2
2-
+S
2-
+2H
2
O = PbS + 4OH
-
;
3PbO
2
2-
+ 2SbS
3
3-
+ 6H
2
O = 3PbS+Sb
2
S
3
+12OH
-
;
3PbO
2
2-
+ 2SbS
3
3-
+ 6H
2
O = 3PbS+Sb
2
S
3
+12OH
-
PbS+CN
-
+1/2O
2
+2OH
-
= CNS
-
+PbO
2
2-
+ H
2
O
и т.д.
44
При высоком содержании As и Sb необходима флотация или другие
специальные методы переработки.
Соединения Zn
В рудах Zn присутствует в окислительной или сульфидной форме.
Сульфиды слабо взаимодействуют с цианистыми растворами:
ZnS+4CN
-
= [Zn(CN)
4
]
2-
+ S
2-
;
2ZnS +10CN
-
+O
2
+2H
2
O = 2[Zn(CN)
4
]
2-
+ CNS+4OH
-
.
Окисленные соединения Zn растворяются полностью и быстрее, чем Au:
ZnO+2CN
-
+H
2
O = [Zn(CN)
4
]
2-
+ 2OH
-
;
Металлический цинк :
Zn+4CN
-
+2H
2
O=[Zn(CN)
4
]
2-
+2OH
-
+H
2
Существенного влияния на процесс соединения Zn не оказываeт.
Cоединения Pb
B небольших количествах являются полезными.
Соединения Hg.
Hg может попадать в руду после амальгамации. Растворяется
медленно, относительно безвредна.
’’ Утомляемость’’ растворов
Технологически ’’утомляемость’’ проявляется понижением
извлечения Au. Происходит оно по мере накопления в оборотном цианистом
растворе примесей ЦМ и железа. При повышенной концентрации примесей в
растворе возможно образование пленок на Au. При ’’утомляемости’’
45
необходим срочный вывод части раствора из процесса и введение свежего
цианистого раствора вместо него.
Практика цианирования
В истории известны следующие методы цианирования :
I. Перколяции (просачивание);
II. Агитации (перемешивания);
III. Кучное выщелачивание;
VI. Сорбционное выщелачивание
Схемы цианирования
С использованием перечисленных методов различают схемы:
- По полному иловому процессу.
Вся руда измельчается до состояния илов (- 0,074мм) и ведется
цианирование с использованием 2 или 4 метода.
- Раздельного цианирования песков и илов.
На стадии измельчения при классификации получают пески и слив
(илы).
Пески цианируют 1 методом, илы – 2 или 3 методом.
I. Метод перколяции
Данный метод основан на естественной фильтрации цианистого
раствора через слой песковой фракции руды, уложенной на ложное днище.
Процесс ведется в специальных перколяционных чашах цилиндрической или
прямоугольной формы. Рисунок 12. Чан из дерева или ж/б стали, установлен
на специальных опорах. У чана имеется ложное днище. Высота чана 3-8м,
диаметр – 10-15м. Величина загрузки до 900т.
Работа чана складывается из следующих операций:
1. Загрузка руды (равномерно и рыхло);
2. Аэрация;
4. Закрыть кран, залить раствор NaCN:сначала крепкие 0,1-0,2NaCN
5. Выдержка – цианирование;
5. Открыть кран, провести дренаж;
6. Заливка более слабого раствора NaCN, повторяется(4) и (5);
7. Заливка слабого растворa NaCN: 0,01-0,02 NaCN, повторяется (4) и
(5);
46
8. Промывка водой;
9. Разгрузка обеззолоченной руды.
Цикл обработки продолжается от 5 до 15 суток.
Рис. 12.
Расход NaCN 2 м
3
/т руды. Достигаемое извлечение золота 70- 80%.
Метод прост в оформлении, не требует больших затрат. Отличается низкой
производительностью и недостаточно высоким извлечением золота.
Имеет ограничения по использованию: метод применим только для руд
с хорошей фильтруемостью; скорость фильтрации > 50 м
3
/м
2
·ч. Такой
скорости фильтрации соответствует руда, в которой илов < 1-3%.
Золото в руде должно быть мелкое и по возможности свободное или на
сколах, трещинах зерен руды. В настоя- щее время данный метод применяют
либо на старых фабриках, либо при работе фабрики по схеме pаздельного
цианирования песков и илов.
На базе этого метода возник и развивается метод кучного
выщелачивания.
II. Метод кучного выщелачивания
Применим для бедных руд (1-2 г/т) и для богатых руд, но на
фабриках очень низкой производительности. Применяется для руд
крупностью 5-20мм (100мм). Глинистые руды подвергаются окомкованию.
Au должно быть мелкое или на сколах.
Процесс ведут следующим образом. Рисунок 13. Готовится площадка с
уклоном 2 ÷ 4
о
, которая покрывается водо- непроницаемым покрытием. На
площадку выкладывается куча. Требования к ней равномерность и
пористость. В куче 100 ÷ 200 тыс. тонн. Вокруг кучи выложены канавки,
47
куда стекает цианистый раствор. Над кучей установлены брызгала.
С
NaCN
=0,1-0,2%, pH=10-11. Раствор проходит через кучу, стекает с
растворенным золотом в канавки, откуда он стекает в специально
изготовленный прудок-сборник. Оттуда через колону с активированным
углем. Au сорбируется на руде, а обеззолоченый раствор в другой прудок.
Процесс длится 30-90 суток. Извлечение золота = 50-60%.
m
руды
=100 - 200 тыс.т.
Объем раствора=0,15 - 0,3 м
3
/м
3.
Рис. 13.
Метод считается перспективным для переработки старых отвалов, бедных
по Au руд. Число установок кучного выщелачивания возрастает.
III. Цианирование перемешиванием
При данном методе руда измельчается до состояния илов; крупностью-
0,074мм (-0,043мм; -0,150мм) и подвергается принудительному
перемешиванию со слабыми цианистыми растворами. Данный метод
значительно эффективнее, так как обеспечивается:
- полное вскрытие золотин;
- лучше диффузия CN
-
, О
2
к поверхности золота;
- высокая аэрация пульп (Со
2
↑).
Все это обеспечивает более высокую скорость процесса и извлечения
золота. Процесс длится 6-24ч. Извлечение золота >=90%. Поэтому в
настоящее время данный метод является основным.
Au
48
Технологическая схема цианирования перемешиванием. Рисунок14.
Рис.14
Сгущение
Выходящая из классификатора руда имеет ж:т = 1:1. Для удаления
избыточной воды и сокращения расхода реагентов, оборудования производят
сгущение руды перед цианированием. Для увеличения скорости осаждения
частиц при сгущении в пульпу вводят коагулянты (электролиты) и
флокулянты. Коагулянты – известь (защитная щелочь). Флокуенты (ПАВ) –
полиакриламиды. Введение их укрупняет твердые частицы и увеличивает
скорость осаждения, производительность сгустителя, которая может быть
увеличена также увеличением поверхности осадителя (d сгустителя).
Цианирование
Параметры процесса:
С
NaCN
= 0,01-0,1% ;
C
CaO
=0,01-0,02% ;
t = 6-24ч.
Ж : Т = 1:1; 1,5:1( для кварцевых руд )
Ж : Т = 2:1; 3:1; (4:1)( для глинистых руд). Процесс может вестись в
периодическом или непрерывном режиме.
Измельченная руда
-0,074 мм
ж :т= (6:5):1
Сгущение
Слив в оборот
Сгущенный продукт
(ж:т=1:1)
Цианирование
Разделение твердой и жидкой фазы.
Промывка осадка
Обеззолоченная руда
(хвосты)
На обезвреживание,
в отвал
Au - содержащий
раствор
Zn
Цементация Au
Au-Zn
осадок
Обеззолоченный
раствор
49
Периодический режим применяется, если необходимо выщелачивать
богатые по золоту продукты малого объема.
Руду цианируют в непрерывном режиме. Рисунок 15.
Схема цепи аппаратов. Рис. 15.
Число аппаратов зависит от потока пульпы и от продолжительности
цианирования:
ΣV
аппар
= Q
пульп
* τ
циан
Q
пульп
= Q
руды
(м
3
/ч)*(R + 1/δ
руды
),м
3
/ч
Зная ΣV
аппар
можно:
1.Задаться числом аппаратов n и найти V
I
одного аппарата
2. Задаться объемом одного аппарата V и найти n.
n не может быть < 4-8.
Обычно n = 10-12 ( для снижения проскока частицы).
Аппаратура для цианирования
Требования к аппаратам:
Они должны обеспечить высокую интенсивность перемешивания и
высокую степень аэрации. Рисунок 16, 17.
Материал для аппаратов: сталь, чугун, ж/б. Так как цианистая среда с
pH = 9-11 не агрессивна.
Типы аппаратов:
- с механическим перемешиванием;
- с пневматическим перемешиванием (пачуки)
- с пневмомеханическим
перемешиванием;
- пульсационные колонны;
Измельченная
руда
Хв
остыво
Пу
50
Д = 4,5-8м; H = 4,5-6м; V = 55-250 м
3
.
Аппараты широко применяются.
Рис. 16.
Аппарат с механическим перемешиванием. Рисунок 16.
Hедостаток: высокий расход электроэнергии.
Достоинства:
1. высокая степень перемешивания;
2. высокая степень аэрирования.
Пульпапа