УДК 669.214.31
разработка ресурсосберегающей технологии переработки сульфидных золото-сурьмяных концентратов
© Канарский Александр Викторович; Адамов Эдуард Владимирович, д-р техн. наук
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС». Россия, Москва. E-mail: a.kanarskii@mail.ru Статья поступила 27.10.2011 г.
Разработана технология гидрометаллургической переработки золото-сурьмяных концентратов, позволяющая значительно повысить извлечение сурьмы и благородных металлов.
Сквозное извлечение сурьмы по разработанной схеме гидрометаллургической переработки золото-сурьмяных концентратов составляет около 80%, чистая прибыль при реализации производственной программы составит 36 млн долл/год, рентабельность произведенной продукции 111%.
Ключевые слова: руда; концентрат; сульфидные минералы; золотосодержащие руды; антимонит; арсенопирит; пирит; пирротин; сурьма; мышьяк; железо; сера; золото; параметры выщелачивания.
Традиционные технологии переработки упорных сульфидных золотосодержащих сурьмяных концентратов часто сопровождаются высокими потерями ценных компонентов и негативным воздействием на окружающую среду. Технологии переработки сурьмяных концентратов многостадийны и не позволяют концентрировать золото в продукты, пригодные для аффинажного производства [1].
Основным методов гидрометаллургической селекции золота и сурьмы является сульфидно-щелочное выщелачивание. Сульфидно-щелочное выщелачивание может быть также использовано и как способ выведения химически активных минералов сурьмы из золотосодержащих руд и концентратов перед их поступлением на цианирование. При сульфидно-щелочном выщелачивании могут происходить следующие негативно влияющие на извлечение металлов процессы [2-6]:
- частичное растворение золота в сульфидно-щелочных растворах;
- химическая депрессия золота щелочными реагентами, присутствующими при выщелачивании и снижающими показатели последующего цианирования.
Для снижения потерь золота в гидрометаллур-™ гическом цикле переработки сульфидных золото° содержащих концентратов целесообразно приме- нение кислотного выщелачивания, позволяющее получать дорогостоящий триоксид сурьмы непо-£ средственно из золото-сурьмяных концентратов, < минуя процессы извлечения из концентратов мег таллической сурьмы и сжигания ее при высокой
температуре в токе воздуха, а также сократить загрязнение воздуха диоксидом серы.
Химическая активность сульфидных золотосодержащих минералов, как известно, значительно превышает химическую активность ассоциированного с ними золота. Это дает возможность растворения сурьмяных сульфидных минералов, находящихся в концентрате, при котором освобожденное из сульфидов металлическое золото остается в нерастворимом осадке и затем может быть без проблем извлечено, например, с использованием цианистых растворителей.
Технологическая и экономическая эффективность химического растворения сульфидов, при котором вскрывается тонкодисперсное золото, зависит от многих факторов, основными из них являются:
- доступность и стоимость реагентов, используемых для выщелачивания минералов, которые не растворяют благородные металлы;
- возможность регенерации реагентов с попутным извлечением из растворов других ценных компонентов;
- возможность достаточно эффективной системы нейтрализации сточных технологических растворов.
В результате изучения вещественного и минерального состава руды, поведения минералов в технологическом процессе обогащения и их электрохимического взаимодействия разработана технология извлечения сурьмы во флотационный сульфидный концентрат марки КСУФ-4. Обогащению подвергалась золотосодержащая
Слив классификации
Б1о1апо1 С-7
ч
СиБ04
"Ч
Перемешивание
Б1о1апо1 С-7 V
^ Основная флотация I
10 мин
С5Н,С«2К
Б1о1апо1 С-7 V
I перечистная флотация ^ 1 контРольная флотация
3 мин
7 мин
II перечистная флотация
С5Н,С82К
Б^апо1 С-7 ^ II контрольная флотация
3 мин
11 мин
/V
Основная флотация II
5 мин
Сурьмяный По1апо1 С-7Э4 ,
концентрат Контрольная флотация
5 мин
Отвальные хвосты
Мышьяковый концентрат
QH.CS,К
НО
2^2
НО
Рис. 1. Технологическая схема извлечения сурьмы при обогащении золотосодержащей руды
руда одного из месторождений России, содержащая на 1 т руды 4,9 г золота, 0,2% сурьмы, 0,3% мышьяка.
Разработанная технологическая схема извлечения сурьмы при обогащении золотосодержащей руды (рис. 1) включает в себя коллективную флотацию сульфидных минералов и селективную флотацию с целью разделения сульфидных минералов сурьмы - антимонита и арсенопирита, основного несущего минерала золота. Результаты расчета качественно-количественной схемы
Таблица 1. Результаты селективной флотации сульфидной золотосодержащей руды
Выход, % Содержание Извлечение, %
Продукт Sb, % As, % Au, г/т Sb, % As, % Au, г/т
Сурьмяный концентрат 0,5 31,8 4,2 7,1 81,2 7,4 0,7
Мышьяковый концентрат 3,5 0,7 6,4 120,1 13,5 85,4 85,7
Отвальные хвосты флотации 96,0 <0,1 <0,1 0,7 5,3 7,2 13,6
Исходная руда 100,0 0,2 0,3 4,9 100,0 100,0 100,0
обогащения золотосодержащей руды приведены в табл. 1.
Растворимость сульфидных минералов (антимонита, арсенопирита, пирротина и пирита) в неорганических растворителях приведена в табл. 2 [7]. Из данных табл. 2 следует, что антимонит растворяется в соляной, азотной и серной кислотах, а также в гидроксидах натрия и калия. Арсенопирит растворяется в азотной, серной, фтороводородной кислотах и карбонате натрия, в соляной кислоте не растворяется.
Окислительное кислотное выщелачивание антимонита растворами галогенидов железа позволяет создать ряд замкнутых технологических схем, по которым можно извлекать не только цветные, но и благородные металлы, а также элементарную серу из золото-сурьмяных концентратов. ~ В соляной кислоте антимонит растворяется ° по следующим реакциям: -
БЬ28З + 10НС1 = 2И28ЬС15 + З^Б; (1) :
БЬ28З + 8НС1 = 2НБЬС14 + З^Б; (2) |
БЬ28З + 6НС1 = 2БЬС1з + 3Н2Б. (3) |
Приготовление раствора выщелачивания
т
Таблица 3. Условия выщелачивания золото-сурьмяного концентрата
Выщелачивание
т
Фильтрование I
[
Кек
Фильтрование II
Кек
1
Раствор
Химический анализ
т
Раствор
Химический анализ
Рис. 3. Общая схема выщелачивания золото-сурьмяного концентрата растворами хлорида железа
С увеличением расхода растворителя наиболее интенсивно выщелачивается антимонит, извлечение сурьмы в раствор возрастает с 29,1 до 72,6%, извлечение мышьяка при этом возрастает значительно меньше - с 1,2 до 4,7%, причем при расходе растворителя, составляющем 120% необходимого стехи-ометрического количества, извлечение в раствор сурьмы практически не изменяется.
Результаты исследований выщелачивания золото-сурьмяного концентрата (серия 2) приведены в табл. 5.
С увеличением температуры, как и с увеличением расхода растворителя, наиболее интенсивно выщелачивается антимонит, выход кека при этом снижается с 61,2 до 38,5% (практически пропорционально изменению температуры).
Что касается извлечения, то температура заметно влияет как на извлечение сурьмы в раствор, так и на извлечение мышьяка. С увеличением температуры извлечение сурьмы в раствор возрастает с 62,4% до 92,7%, а мышьяка с 1,2 до 9,7%. Причем при возрастании температуры с 80 до 100 °С увеличения извлечения сурьмы в раствор практически не происходит.
Результаты исследований влияния продолжительности выщелачивания золото-сурьмяного концентрата рас-
Номер эксперимента Расход Feaз/Sb2Sз Температура, °С Время выщелачивания, мин
Определение расхода ГвС13 (серия 1)
1 1,8/1,0 60 120
2 2,4/1,0 60 120
3 3,0/1,0 60 120
4 3,6/1,0 60 120
5 4,2/1,0 60 120
Определение температуры (серия 2)
1 20 120
2 40 120
3 Оптимальный 60 120
4 80 120
5 100 120
Определение продолжительности выщелачивания (серия 3)
1 60
2 Оптимальная 90
3 Оптимальный 120
4 150
5 180
Таблица 4. Результаты исследований влияния расхода хлорида железа на выщелачивание золото-сурьмяного концентрата (серия 1)
Номер экспе- Продукт Выход, о/ Содержание, % (г/л*) Извлечение, %
римента % Сурьма Мышьяк Сурьма Мышьяк
Кек 81,5 27,5 5,2 70,9 98,8
1 Раствор* - 18,4 0,1 29,1 1,2
Концентрат 100,0 31,6 4,3 100,0 100,0
Кек 72,0 24,5 5,8 55,6 97,7
2 Раствор* - 28,2 0,2 44,4 2,3
Концентрат 100,0 31,7 4,3 100,0 100,0
Кек 61,7 22,1 6,5 42,8 96,4
3 Раствор* - 36,5 0,3 57,2 3,6
Концентрат 100,0 31,9 4,2 100,0 100,0
Кек 56,4 16,5 7,3 29,5 95,4
4 Раствор* - 44,4 0,4 70,5 4,6
Концентрат 100,0 31,5 4,3 100,0 100,0
Кек 53,5 16,3 7,6 27,4 95,3
5 Раствор* - 46,2 0,4 72,6 4,7
Концентрат 100,0 31,8 4,3 100,0 100,0
Таблица 5. Результаты исследований влияния температуры на выщелачивание золото-сурьмяного концентрата (серия 2)
Номер эксперимента Продукт Выход, % Содержание, % (г/л*) Извлечение, %
Сурьма Мышьяк Сурьма Мышьяк
Кек 61,2 19,5 6,7 37,6 98,8
1 Раствор* - 39,6 0,1 62,4 1,2
Концентрат 100,0 31,7 4,2 100,0 100,0
Кек 60,1 18,0 6,8 34,4 96,5
2 Раствор* - 41,2 0,3 65,6 3,5
Концентрат 100,0 31,4 4,2 100,0 100,0
Кек 56,4 16,5 7,3 29,5 95,4
3 Раствор* - 44,4 0,4 70,5 4,6
Концентрат 100,0 31,5 4,3 100,0 100,0
Кек 42,5 7,2 9,5 9,5 94,2
4 Раствор* - 58,1 0,5 90,5 5,8
Концентрат 100,0 32,1 4,3 100,0 100,0
Кек 38,5 6,0 9,7 7,3 90,3
5 Раствор* - 59,1 0,8 92,7 9,7
Концентрат 100,0 31,9 4,1 100,0 100,0
Таблица 6. Результаты исследований влияния продолжительности выщелачивания золото-сурьмяного концентрата (серия 3)
Номер эксперимента Продукт Выход, % Содержание, % (г/л*) Извлечение, %
Сурьма Мышьяк Сурьма Мышьяк
Кек 51,2 12,6 7,9 20,1 96,4
1 Раствор* - 51,2 0,3 79,9 3,6
Концентрат 100,0 32,1 4,2 100,0 100,0
Кек 50,1 7,5 8,0 11,7 95,2
2 Раствор* - 56,5 0,4 88,3 4,8
Концентрат 100,0 32,0 4,2 100,0 100,0
Кек 42,5 7,2 9,5 9,5 94,2
3 Раствор* - 58,1 0,5 90,5 5,8
Концентрат 100,0 32,1 4,3 100,0 100,0
Кек 30,1 1,8 13,0 1,7 92,9
4 Раствор* - 62,0 0,6 98,3 7,1
Концентрат 100,0 31,5 4,2 100,0 100,0
Кек 19,4 1,4 19,8 0,8 90,6
5 Раствор* - 63,2 0,8 99,2 9,4
Концентрат 100,0 31,9 4,2 100,0 100,0
творами хлорида железа (сери
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.