СПОСОБ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ИЗ-ВЛЕЧЕНИЯ
(51) МПК: 6 C22B 11/08, 3/04, 15/00
Сведения о документе ▾
- (11) Номер документа
- 279
- (13) Код типа документа
- P
- (51) МПК
- 6 C22B 11/08, 3/04, 15/00
- (45) Дата публикации
- 13.12.2000
- Статус
- Прекратил действие
Заявка ▾
- (21) Рег. номер заявки
- 96000410
- (22) Дата подачи заявки
- 23.03.1995
- (31) Конвенционный приоритет
- 08/217.912
- (32) Дата подачи конв. заявки
- 25.03.1994
- (33) Страна приоритета
- US
PCT ▾
- (86) Дата заявки PCT
- 23.03.1995
- (86) Номер заявки PCT
- PCT/US 95/03201
Лица ▾
- (71) Заявитель(и)
- Е.И.Дю Пон де Немурс энд Компани (US)
- (72) Автор(ы)
- Флеминг Кристофер Андру (US), Грот Уолтер (US), Торп Джон Энтон (US)
- (73) Патентообладатель(и)
- Е.И.Дю Пон де Немурс энд Компани (US)
Реферат
Предлагается гидрометаллургический способ пе-реработки медных руд или концентратов, содер-жащих золото, с одновременным выщелачиванием как меди, так и золота цианидным раствором, вы-деление меди и золота в виде металлов электроли-зом или цементацией и регенерацией цианидных ионов.
Формула изобретения
1. Способ гидрометаллургического извлечения при переработке руд, содержащих золото и медь, заключающийся в том, что осуществляют обработку указанных руд водным раствором цианида, имеющим молярное соотношение CN:Cu > 4, обеспечивающий одновременное выщелачивание как меди, так и золота, и молярное соотношение CN:Cu в насыщенном выщелачивающем растворе не меньше 4:1, проводят удаление и выделение по возможности практически всего золота из насыщенного выщелачивающего раствора, снижение соотношения CN:Cu с > 4 в насыщенном выщелачивающем растворе до соотношения 4:1 и удаление и выделение меди из полученного раствора.
2. Способ по п.1, заключающийся в том, что руда для извлечения представляет собой руду, из которой медь частично выщелочена.
3. Способ выделения золота из насыщенного выщелачивающего раствора цементацией золота на металлической меди, заключающийся в том, что осуществляют контактирование раствора, содержащего цианид золота и цианид меди с соотношением CN:Cu не меньше 3,5:1, полученного выщелачиванием руд, содержащих медь и золото, водным раствором цианида, либо с медным порошком, либо с металлической медью, выделенной электроосаждением на катоде с большой площадью поверхности, и получением таким образом продукта цементации металлического золота на металлической меди и выделением золота из продукта цементации электрорафинированием или плавлением.
4. Способ приготовления раствора, пригодного для выделения меди, с соотношением CN:Cu 3:1, заключающийся в том, что осуществляют обработку кислотой насыщенного раствора, полученного при выщелачивании руд, содержащих медь и возможно золото, водным раствором цианида с целью снизить рН раствора от 3 до 7, так, чтобы преимущественно осаждались частицы Cu(CN) , и лишь в малой степени или совсем не осаждались CuCN, проводят удаление по возможности практически всей газообразной HCN, образующейся при обработке кислотой насыщенного раствора пропусканием газа через раствор, и ведут контактирование раствора с сильноосновной инообменной смолой или углем для удаления Cu(CN) из раствора.
5. Способ по п.4, заключающийся в том, что включает дополнительную стадию обработки тока газа, содержащего HCN, водным раствором щелочи с целью получения цианид-иона для использования в выщелачивающем растворе цианида.
6. Способ по п.4, заключающийся в том, что включает дополнительную стадию обработки раствора, содержащего HCN, из которого удален Cu(CN) , водным раствором щелочи с целью получения цианид-иона для использования в выщелачивающем растворе цианида.
7. Способ получения раствора с соотношением CN:Cu 4:1, пригодного для выделения меди электролизом, заключающийся в том, что осуществляют обработку кислотой части насыщенного выщелачивающего раствора, полученного выщелачиванием руд, содержащих медь и возможно золото, водным раствором цианида с целью снижения рН раствора до 1,5 - 2,0, с удалением образующегося при этом осадка цианида меди CuCN и удалением по возможности практически всей газообразной HCN пропусканием газа через раствор и объединением осадка CuCN с той частью насыщенного раствора, который не подкислялся и/или с частью католита из электролизера, который рециркулирует к катодам.
8. Способ по п.7, заключающийся в том, что включает дополнительную стадию обработки потока газа или жидкости, содержащего HCN, водным раствором щелочи с целью получения CNЇ для рециклизации в высокоэффективный выщелачивающий раствор цианида, используемый для последующего выщелачивания как меди, так и золота.
9. Способ получения раствора, пригодного для выделения меди с соотношением CN:Cu и 4:1, заключающийся в том, что осуществляют контактирование насыщенного выщелачивающего раствора, полученного при выщелачивании руд, содержащих медь и возможно золото, водным цианидным раствором, с невыщелаченной необработанной или мелко раздробленной рудой, содержащей медь, так, что при этом соотношение CN:Cu снижается до 4:1, и проводят отделение образующегося раствора от частично выщелоченной руды с получением при этом раствора, пригодного для выделения меди, и руды, из которой медь частично выщелочена.
10. Способ прямого выделения меди электролизом из раствора, содержащего цианид меди с соотношением CN:Cu 4:1, и возможно содержащего золото, образующегося в результате выщелачивания руд, содержащих медь и возможно золото, водным цианидным раствором, заключающийся в том, что осуществляют пропускание раствора в виде католита через камеру, в которой находится катод или катоды с осаждением металлической меди на поверхности катода или катодов в электролизере, в котором анод или аноды изолированы от католита катионообменной мембраной для предотвращения анодного окисления цианид-ионов, и выделением меди с катода или катодов снятием с поверхности катода или катодов или плавлением.
11. Способ по п.10, заключающийся в том, что катионообменная мембрана представляет собой перфторсульфоновую кислотно-основную мембрану.
12. Способ по п.10, заключающийся в том, что в анодном пространстве рН поддерживают >7 добавлением основания или основной соли.
13. Способ по п.10, заключающийся в том, что анод представляет собой водородный газодиффузионный электрод, на котором Н2 образуется и расходуется в реакциях на аноде, что предотвращает окисление ионов CNЇ на аноде.
14. Способ выделения меди из раствора, содержащего цианид в соотношении CN:Cu 3, возможно содержащего золото, образующегося при выщелачивании руд, содержащих медь возможно золото, водным цианидным раствором, заключающийся в том, что осуществляют предварительное концентрирование меди путем адсорбции на анионообменной смоле путем контактирования раствора с аниона - обменной смолой, селективно адсорбирующей цианид меди при соотношении CN:Cu < 3:1, при этом золото, если оно присутствует, адсорбируется в количестве, ограниченном равновесным состоянием, которое не мешает адсорбции меди, проводят отделение смолы, содержащей адсорбированный при этом цианид меди от частично обедненного раствора, содержащего цианид меди, с соотношением CN:Cu > 3:1, ведут обработку смолы после сорбции элюентом, содержащим цианид меди в соотношении CN:Cu между 3,5:1 и 4:1 и концентрация меди в котором составляет по меньшей мере 10 г/л, с частичным элюированием цианида меди из смолы и образованием элюата с соотношением CN:Cu меньше 4:1 и осуществляет электровыделение металлической меди из полученного элюата.
15. Способ по п.14, заключающийся в том, что электрохимическое выделение меди осуществляют пропусканием элюата в качестве католита через камеру, содержащую катод или катоды осаждением металлической меди на поверхности катода или катодов в электролизере, в котором анод или аноды изолированы от католита с помощью катионообменной мембраны, что препятствует анодному окислению цианид-ионов, и выделением меди с катода или катодов снятием или плавлением.
16. Способ по п.15, заключающийся в том, что в анодном пространстве поддерживают рН > 7 добавлением основания или основной соли.
17. Способ по п.14, заключающийся в том, что электрохимическое выделение меди осуществляют пропусканием элюата в качестве католита через камеру, содержащую катод или катоды, осаждением металлической меди на поверхности катода или катодов в электролизере, в котором анод или аноды представляют собой водородный газодиффузионный электрод, и выделением меди с катода или катодов снятием или плавлением.
18. Способ выделения меди из раствора, содержащего цианид меди с соотношением CN Cu 3:1 и возможно содержащего золото, образующегося при выщелачивании руд, содержащих медь и возможно золото, водным цианидным раствором, заключающийся в том, что медь предварительно концентрируют адсорбцией на анионообменной смоле путем концентрирования раствора с анионообменной смолой, при этом смола селективно адсорбирует цианид меди при соотношении CN : Cu < 3:1, тогда как золото, если присутствует, адсорбируется в количестве, ограниченном состоянием равновесия, которое не мешает адсорбции меди, проводят отделение смолы, содержащей адсорбированный цианид меди, от частично обедненного раствора, содержащего цианид меди при соотношении CN : Cu < 3:1, ведут обработку смолы после сорбции водным раствором, содержащим ионы хлора, с удалением цианида меди из смолы, осуществляют адсорбцию цианида меди их полученного раствора на активированном угле, проводят обработку угля после сорбции элюентом, содержащим цианид меди в соотношении CN : Cu между 3,2:1 и 3,5:1 и медь в количестве по крайней мере 10 г/л, элюирование при этом цианида меди с угля и образование элюата с соотношением CN : Cu меньше 3,5:1, и осуществляют электровыделение металлической меди из элюата.
15 279 16
19. Способ выделения меди из раствора, содержащего цианид меди с соотношением CN : Cu 3:1, возможно содержащего золото, образующегося при выщелачивании руд, содержащих медь и факультативно золото, водным цианидным раствором, заключающийся в том, что медь первоначально концентрируют адсорбцией на анионообменной смоле путем контактирования раствора с анионнобменной смолой, при этом селективно адсорбируется на смоле цианид меди, тогда как золото, если присутствует, адсорбируется в количестве, ограниченном равновесным состоянием, не мешающем адсорбции меди, проводят отделение смолы с адсорбированным на ней цианидом меди от частично обедненного раствора, содержащего цианид меди при соотношении CN : Cu < 3:1, осуществляют обработку смолы после сорбции кислотой с получением HCN и уменьшением при этом соотношения CN : Cu на смоле до примерно 2:1, ведут отделение раствора, содержащего HCN, от смолы, обработку смолы после сорбции водным раствором с ионами хлора с удалением цианида меди со смолы, осуществляют адсорбцию цианида меди из полученного раствора активированным углем, проводят обработку угля после сорбции элюентом, содержащим цианид меди при соотношении CN : Cu между 3,2:1 и 3,5:1 и концентрацией меди в нем по меньшей мере 10 г/л, при этом с угля элюируется цианид меди и образуется элюат с соотношением CN : Cu, меньшем 3,5:1, и осуществляют электровыделение металлической меди из элюата.
20. Способ выделения меди из раствора, содержащего цианид меди с соотношением CN : Cu 3, образующегося при выщелачивании руд, содержащих медь и возможно золото, водным цианидным раствором, заключающийся в том, что медь предварительно концентрируют экстракцией анионообменным растворителем путем контактирования раствора с анионообменным растворителем, при этом селективно извлекается растворителем цианид меди в соотношении CN : Cu < 3:1, с извлечением золота, если присутствует, в количестве, ограниченном равновесным состоянием, не мешающем экстракции меди, проводят отделение раствора, содержащего извлеченный цианид меди, от раствора частично обедненного, содержащего цианид меди в соотношении CN : Cu > 3:1, ведут обработку растворителя после экстракции элюентом, содержащим цианид меди при соотношении CN : Cu между 3,5:1 и 4:1 и медь в количестве по меньшей мере 10 г/л, с элюированием таким образом цианида меди из растворителя и образованием элюата с соотношением CN : Cu меньшим 4:1 и осуществляют электровыделение металлической меди из элюата.
21. Способ выделения золота из цианида золота, адсорбированного на анионообменной смоле или из растворителя, получающегося в результате контакта между раствором, содержащим цианид золота, полученным при выщелачивании руд, содержащих медь и золото, с водным раствором цианида, и анионообменной смолой или растворителем, заключающийся в том, что проводят контактирование смолы или растворителя с адсорбированными в них цианидами золота и меди с раствором элюента, содержащим цианид меди при соотношении CN : Cu примерно 4:1, с концентрацией меди примерно 20 - 40 г/л, с элюированием таким образом цианида золота со смолы или из растворителя и осуществляют удаление (выделение) металлического золота из элюата цементацией на медном порошке или металлической меди, нанесенной на субстрат с большой поверхностью или электролизом.
22. Способ очистки от нежелательных фрагментов (ионов) во время гидрометаллургического процесса извлечения золота и меди из руд, заключающийся в том, что осуществляют контакт раствора, содержащего цианид золота, цианид меди и нежелательные фрагменты, образующиеся во время гидрометаллургического процесса, на стадии указанного процесса, когда соотношение CN : Cu < 3,1, с активированным углем, селективно адсорбирующим при этом цианиды золота и меди, и проводят отделение активированного угля с адсорбированными на нем цианидами золота и меди от обедненного золотом, медью и цианидами раствора, содержащего нежелательные примеси.
2. Способ по п.1, заключающийся в том, что руда для извлечения представляет собой руду, из которой медь частично выщелочена.
3. Способ выделения золота из насыщенного выщелачивающего раствора цементацией золота на металлической меди, заключающийся в том, что осуществляют контактирование раствора, содержащего цианид золота и цианид меди с соотношением CN:Cu не меньше 3,5:1, полученного выщелачиванием руд, содержащих медь и золото, водным раствором цианида, либо с медным порошком, либо с металлической медью, выделенной электроосаждением на катоде с большой площадью поверхности, и получением таким образом продукта цементации металлического золота на металлической меди и выделением золота из продукта цементации электрорафинированием или плавлением.
4. Способ приготовления раствора, пригодного для выделения меди, с соотношением CN:Cu 3:1, заключающийся в том, что осуществляют обработку кислотой насыщенного раствора, полученного при выщелачивании руд, содержащих медь и возможно золото, водным раствором цианида с целью снизить рН раствора от 3 до 7, так, чтобы преимущественно осаждались частицы Cu(CN) , и лишь в малой степени или совсем не осаждались CuCN, проводят удаление по возможности практически всей газообразной HCN, образующейся при обработке кислотой насыщенного раствора пропусканием газа через раствор, и ведут контактирование раствора с сильноосновной инообменной смолой или углем для удаления Cu(CN) из раствора.
5. Способ по п.4, заключающийся в том, что включает дополнительную стадию обработки тока газа, содержащего HCN, водным раствором щелочи с целью получения цианид-иона для использования в выщелачивающем растворе цианида.
6. Способ по п.4, заключающийся в том, что включает дополнительную стадию обработки раствора, содержащего HCN, из которого удален Cu(CN) , водным раствором щелочи с целью получения цианид-иона для использования в выщелачивающем растворе цианида.
7. Способ получения раствора с соотношением CN:Cu 4:1, пригодного для выделения меди электролизом, заключающийся в том, что осуществляют обработку кислотой части насыщенного выщелачивающего раствора, полученного выщелачиванием руд, содержащих медь и возможно золото, водным раствором цианида с целью снижения рН раствора до 1,5 - 2,0, с удалением образующегося при этом осадка цианида меди CuCN и удалением по возможности практически всей газообразной HCN пропусканием газа через раствор и объединением осадка CuCN с той частью насыщенного раствора, который не подкислялся и/или с частью католита из электролизера, который рециркулирует к катодам.
8. Способ по п.7, заключающийся в том, что включает дополнительную стадию обработки потока газа или жидкости, содержащего HCN, водным раствором щелочи с целью получения CNЇ для рециклизации в высокоэффективный выщелачивающий раствор цианида, используемый для последующего выщелачивания как меди, так и золота.
9. Способ получения раствора, пригодного для выделения меди с соотношением CN:Cu и 4:1, заключающийся в том, что осуществляют контактирование насыщенного выщелачивающего раствора, полученного при выщелачивании руд, содержащих медь и возможно золото, водным цианидным раствором, с невыщелаченной необработанной или мелко раздробленной рудой, содержащей медь, так, что при этом соотношение CN:Cu снижается до 4:1, и проводят отделение образующегося раствора от частично выщелоченной руды с получением при этом раствора, пригодного для выделения меди, и руды, из которой медь частично выщелочена.
10. Способ прямого выделения меди электролизом из раствора, содержащего цианид меди с соотношением CN:Cu 4:1, и возможно содержащего золото, образующегося в результате выщелачивания руд, содержащих медь и возможно золото, водным цианидным раствором, заключающийся в том, что осуществляют пропускание раствора в виде католита через камеру, в которой находится катод или катоды с осаждением металлической меди на поверхности катода или катодов в электролизере, в котором анод или аноды изолированы от католита катионообменной мембраной для предотвращения анодного окисления цианид-ионов, и выделением меди с катода или катодов снятием с поверхности катода или катодов или плавлением.
11. Способ по п.10, заключающийся в том, что катионообменная мембрана представляет собой перфторсульфоновую кислотно-основную мембрану.
12. Способ по п.10, заключающийся в том, что в анодном пространстве рН поддерживают >7 добавлением основания или основной соли.
13. Способ по п.10, заключающийся в том, что анод представляет собой водородный газодиффузионный электрод, на котором Н2 образуется и расходуется в реакциях на аноде, что предотвращает окисление ионов CNЇ на аноде.
14. Способ выделения меди из раствора, содержащего цианид в соотношении CN:Cu 3, возможно содержащего золото, образующегося при выщелачивании руд, содержащих медь возможно золото, водным цианидным раствором, заключающийся в том, что осуществляют предварительное концентрирование меди путем адсорбции на анионообменной смоле путем контактирования раствора с аниона - обменной смолой, селективно адсорбирующей цианид меди при соотношении CN:Cu < 3:1, при этом золото, если оно присутствует, адсорбируется в количестве, ограниченном равновесным состоянием, которое не мешает адсорбции меди, проводят отделение смолы, содержащей адсорбированный при этом цианид меди от частично обедненного раствора, содержащего цианид меди, с соотношением CN:Cu > 3:1, ведут обработку смолы после сорбции элюентом, содержащим цианид меди в соотношении CN:Cu между 3,5:1 и 4:1 и концентрация меди в котором составляет по меньшей мере 10 г/л, с частичным элюированием цианида меди из смолы и образованием элюата с соотношением CN:Cu меньше 4:1 и осуществляет электровыделение металлической меди из полученного элюата.
15. Способ по п.14, заключающийся в том, что электрохимическое выделение меди осуществляют пропусканием элюата в качестве католита через камеру, содержащую катод или катоды осаждением металлической меди на поверхности катода или катодов в электролизере, в котором анод или аноды изолированы от католита с помощью катионообменной мембраны, что препятствует анодному окислению цианид-ионов, и выделением меди с катода или катодов снятием или плавлением.
16. Способ по п.15, заключающийся в том, что в анодном пространстве поддерживают рН > 7 добавлением основания или основной соли.
17. Способ по п.14, заключающийся в том, что электрохимическое выделение меди осуществляют пропусканием элюата в качестве католита через камеру, содержащую катод или катоды, осаждением металлической меди на поверхности катода или катодов в электролизере, в котором анод или аноды представляют собой водородный газодиффузионный электрод, и выделением меди с катода или катодов снятием или плавлением.
18. Способ выделения меди из раствора, содержащего цианид меди с соотношением CN Cu 3:1 и возможно содержащего золото, образующегося при выщелачивании руд, содержащих медь и возможно золото, водным цианидным раствором, заключающийся в том, что медь предварительно концентрируют адсорбцией на анионообменной смоле путем концентрирования раствора с анионообменной смолой, при этом смола селективно адсорбирует цианид меди при соотношении CN : Cu < 3:1, тогда как золото, если присутствует, адсорбируется в количестве, ограниченном состоянием равновесия, которое не мешает адсорбции меди, проводят отделение смолы, содержащей адсорбированный цианид меди, от частично обедненного раствора, содержащего цианид меди при соотношении CN : Cu < 3:1, ведут обработку смолы после сорбции водным раствором, содержащим ионы хлора, с удалением цианида меди из смолы, осуществляют адсорбцию цианида меди их полученного раствора на активированном угле, проводят обработку угля после сорбции элюентом, содержащим цианид меди в соотношении CN : Cu между 3,2:1 и 3,5:1 и медь в количестве по крайней мере 10 г/л, элюирование при этом цианида меди с угля и образование элюата с соотношением CN : Cu меньше 3,5:1, и осуществляют электровыделение металлической меди из элюата.
15 279 16
19. Способ выделения меди из раствора, содержащего цианид меди с соотношением CN : Cu 3:1, возможно содержащего золото, образующегося при выщелачивании руд, содержащих медь и факультативно золото, водным цианидным раствором, заключающийся в том, что медь первоначально концентрируют адсорбцией на анионообменной смоле путем контактирования раствора с анионнобменной смолой, при этом селективно адсорбируется на смоле цианид меди, тогда как золото, если присутствует, адсорбируется в количестве, ограниченном равновесным состоянием, не мешающем адсорбции меди, проводят отделение смолы с адсорбированным на ней цианидом меди от частично обедненного раствора, содержащего цианид меди при соотношении CN : Cu < 3:1, осуществляют обработку смолы после сорбции кислотой с получением HCN и уменьшением при этом соотношения CN : Cu на смоле до примерно 2:1, ведут отделение раствора, содержащего HCN, от смолы, обработку смолы после сорбции водным раствором с ионами хлора с удалением цианида меди со смолы, осуществляют адсорбцию цианида меди из полученного раствора активированным углем, проводят обработку угля после сорбции элюентом, содержащим цианид меди при соотношении CN : Cu между 3,2:1 и 3,5:1 и концентрацией меди в нем по меньшей мере 10 г/л, при этом с угля элюируется цианид меди и образуется элюат с соотношением CN : Cu, меньшем 3,5:1, и осуществляют электровыделение металлической меди из элюата.
20. Способ выделения меди из раствора, содержащего цианид меди с соотношением CN : Cu 3, образующегося при выщелачивании руд, содержащих медь и возможно золото, водным цианидным раствором, заключающийся в том, что медь предварительно концентрируют экстракцией анионообменным растворителем путем контактирования раствора с анионообменным растворителем, при этом селективно извлекается растворителем цианид меди в соотношении CN : Cu < 3:1, с извлечением золота, если присутствует, в количестве, ограниченном равновесным состоянием, не мешающем экстракции меди, проводят отделение раствора, содержащего извлеченный цианид меди, от раствора частично обедненного, содержащего цианид меди в соотношении CN : Cu > 3:1, ведут обработку растворителя после экстракции элюентом, содержащим цианид меди при соотношении CN : Cu между 3,5:1 и 4:1 и медь в количестве по меньшей мере 10 г/л, с элюированием таким образом цианида меди из растворителя и образованием элюата с соотношением CN : Cu меньшим 4:1 и осуществляют электровыделение металлической меди из элюата.
21. Способ выделения золота из цианида золота, адсорбированного на анионообменной смоле или из растворителя, получающегося в результате контакта между раствором, содержащим цианид золота, полученным при выщелачивании руд, содержащих медь и золото, с водным раствором цианида, и анионообменной смолой или растворителем, заключающийся в том, что проводят контактирование смолы или растворителя с адсорбированными в них цианидами золота и меди с раствором элюента, содержащим цианид меди при соотношении CN : Cu примерно 4:1, с концентрацией меди примерно 20 - 40 г/л, с элюированием таким образом цианида золота со смолы или из растворителя и осуществляют удаление (выделение) металлического золота из элюата цементацией на медном порошке или металлической меди, нанесенной на субстрат с большой поверхностью или электролизом.
22. Способ очистки от нежелательных фрагментов (ионов) во время гидрометаллургического процесса извлечения золота и меди из руд, заключающийся в том, что осуществляют контакт раствора, содержащего цианид золота, цианид меди и нежелательные фрагменты, образующиеся во время гидрометаллургического процесса, на стадии указанного процесса, когда соотношение CN : Cu < 3,1, с активированным углем, селективно адсорбирующим при этом цианиды золота и меди, и проводят отделение активированного угля с адсорбированными на нем цианидами золота и меди от обедненного золотом, медью и цианидами раствора, содержащего нежелательные примеси.
Описание
Это изобретение относится к процессам гидрометаллургической экстракции, а конкрет-но, к экстракции либо одной меди, либо меди в присутствии золота из обрабатываемой руды путем выщелачивания цианидом для подготовки золота и меди или их смесей к стадии очистки полного металлургического процесса.
Уровень техники
Можно выделить три главные стадии, кото-рые следуют за стадией добычи в процессе по-лучения чистых металлов и/или минералов из породы или руды. Этими тремя стадиями полно-го металлургического процесса являются: обра-ботка руды, металлургическая экстракция и очистка металла. Обработка руды сама по себе разделяется на две стадии: измельчение и обо-гащение. Металлургическая экстракция может быть гидрометаллургической или пирометал-лургической, а очистка металла включает вы-плавку, электроизвлечение или электрорафини-рование продукта, извлеченного на стадии ме-таллургической экстракции.
Золотую руду с высоким содержанием циа-нид-растворимых медных минералов, например, таких как халкоцит (Cu2S), борнит (FeS•2Cu2S•CuS), малахит [CuCO3•Cu(OH)2], азурит [2CuCO3•Cu(OH)2], ковеллит (CuS) и куп-рит (Cu2O), традиционно трудно перерабатывать экономично вследствие больших расходов циа-нида при выщелачивании, а также из-за разло-жения цианида во время обработки фильтрата. Высокие концентрации цианида меди в выщела-чивающей жидкости могут также привести к различным металлургическим осложнениям, вне зависимости от того, регенерируется ли золото по методу Меррилла-Кроу (Merrill-Crowe) или адсорбцией на активированном угле. Следова-тельно, многие месторождения золота, которые подпадают под эту категорию, все еще находят-ся в земле, ожидая адекватной технологии для своей обработки.
В течение длительного времени многочис-ленные исследования в этой области проводи-лись в основном в двух направлениях: поиски новых реагентов для перевода золота в раство-римое состояние, а именно выщелачивателей, более избирательно, по сравнению с цианидом действующих на золото, чем на медь, или подав-ление реакции между медью и цианидом с по-мощью физического или химического маскиро-вания медных минералов. Ни один из подходов не имел большого успеха. Данное изобретение предлагает эффективный и достаточно дешевый способ переработки золотосодержащих руд с высоким содержанием цианид-растворимых медных минералов, а также богатых медью руд с низким содержанием золота.
Гидрометаллургическое извлечение меди и золота ранее проводили выщелачиванием руд сначала серной кислотой, с целью растворения медных минералов с последующей нейтрализа-цией избытка кислоты, а затем цианированием для выщелачивания золота. Такой подход не годится для сульфид-содержащих минералов, таких как халкоцит и борнит, выщелачиваемых цианидом, а не кислотой; он очень не экономи-чен вследствие большого расхода кислоты, ос-нования или цианида; он требует длительного времени для двух стадий выщелачивания и ча-сто становится непрактичным из-за физических изменений, происходящих в породе под действи-ем кислоты. Необходим способ переработки медных руд или концентратов, содержащих золото, обеспечивающий одновременное выще-лачивание обоих металлов, золота и меди, вод-ным раствором цианида, выделение меди и золо-та в металлической форме и регенерацию ионов цианида в экономически эффективном процессе.
Сущность изобретения
Способ этого изобретения представляет со-бой процесс гидрометаллургического извлече-ния для переработки руд, содержащих либо только медь, либо золото и медь, состоящий из следующих стадий:
(а) обработка указанных руд водным рас-твором цианида при молярном соот-ношении CN:Cu>3.5:1, что обеспечи-вает одновременное выщелачивание как меди, так и золота и уменьшение молярного соотношения CN:Cu в “насыщенном” выщелачивающем рас-творе до 4:1; и
(b) удаление и выделение меди из раство-ра, полученного на стадии (а).
Золото может быть выделено на различных стадиях процесса гидрометаллургического из-влечения настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Процесс гидрометаллургического выделе-ния можно начать с общего выщелачивания, то есть с выщелачивания необработанной руды перколяцией выщелачивающих растворов через бурты или с агитационного выщелачивания, при котором процесс выщелачивания мелкораздроб-ленной руды происходит при перемешивании или встряхивании руды с выщелачивающим раствором в реакторах. Агитационное выщела-чивание может происходить в две стадии, при этом сначала идет измельчение руды, а затем выщелачивание. Или же выщелачивание может происходить на стадии измельчения.
Способ этого изобретения можно в общих чертах представить как обработку медных руд или концентратов с необязательным (факульта-тивным) содержанием золота в гидрометаллур-гическом процессе с одновременным выщелачи-ванием меди и золота водным раствором циани-да, выделение меди и золота в металлической форме и регенерацию CNЇ иона. Этот способ позволяет выделять золото и медь из руд с низ-ким содержанием этих металлов и, следователь-но, избежать стадии флотации, являющейся ча-стью традиционного процесса обработки суль-фидных медных и медно-золотых руд.
Чтобы добиться высокой эффективности выщелачивания меди и золота, способ настоя-щего изобретения выщелачивания руд, содер-жащих медь и золото, раствором цианида (име-ющим соотношение CN:Cu > 4) проводится так, чтобы молярное соотношение цианида и меди (CN:Cu) в насыщенном выщелачивающем рас-творе было не меньше, чем 4:1. Под насыщенным выщелачивающим раствором понимается рас-твор, получающийся из суспензии после общего, мокрого или агитационного выщелачивания, применяемый иногда комбинированный процесс общего и агитационного выщелачивания назы-вают мокрым выщелачиванием).
Соотношение CN:Cu определяется как ко-личество молей (CN)Ї, связанных с каждым молем Cu+ в растворе, плюс количество свобод-ных ионов (CN)Ї, не связанных с ионами друго-го металла или водорода.
Другим аспектом настоящего изобретения является способ получения золота из насыщен-ного выщелачивающего раствора путем выделе-ния золота цементацией в виде золота на метал-лической меди. Процесс состоит из следующих стадий:
(а) контактирование раствора, содержа-щего цианиды золота и меди, в кото-ром соотношение CN:Cu не меньше, чем 3.5:1 с медным порошком или ме-таллической медью, электроосажден-ной на катоде с большой поверхно-стью, при этом получается продукт цементации золота на металлической меди; и
(b) выделение золота из продукта цемен-тации электрорафинированием или плавлением.
Поскольку вышеописанный процесс не ка-сается отношения CN:Cu 3.5, то можно прийти к следующему способу настоящего изобретения получения раствора, применяемого для выделе-ния меди, с соотношением CN:Cu 3:1, состоя-щим из следующих стадий:
(а) обработка насыщенного раствора кислотой для понижения рН раствора до между 3 и 7 так, чтобы преимуще-ственно осаждались частицы цианида меди Cu(CN)2Ї, а частицы CuCN либо не осаждались совсем, либо в малой степени;
(b) практически вся HCN, образующаяся в незначительной степени в виде газа на стадии (а), удаляется при пропускании газа через раствор, и
(с) контактирование раствора с сильно-основной ионообменной смолой или углем для удаления Cu(CN)2Ї из рас-твора.
Этот процесс можно представить уравнени-ем:
Cu(CN)43- + 2H+ Cu(CN)21- + 2HCN.
Вышеописанный способ может включать дополнительную стадию обработки газового или жидкостного потока, содержащего HCN, водным раствором щелочи для генерирования цианид-иона (CN) Ї с целью возвращения в рас-твор цианида с высокой выщелачивающей эф-фективностью для использования в качестве выщелачивающего агента как для меди, так и для золота.
В качестве альтернативного вышеприве-денному способу предлагается дополнительный способ настоящего изобретения для получения раствора, пригодного для выделения меди путем электролиза, с соотношением CN:Cu 4:1, со-стоящий из стадий:
(а) обработка части насыщенного выще-лачивающего раствора кислотой для понижения рН раствора до 1.5-2.0;
(b) удаление образующегося при этом осадка цианида меди (CuCN);
(с) возможное (необязательное) удаление практически всего количества газооб-разного HCN, выделяющегося на ста-дии (а) пропусканием газа через рас-твор; и
(d) объединение осадка CuCN с частью насыщенного раствора, который не подкисляли на стадии (а) и с частью католита из электролизера, который рециркулирует на катоде электролизе-ра.
Этот процесс можно представить уравнени-ем:
Cu(CN)43- + 2CuCN 3Cu(CN)21-
Электролитическое выделение определяет-ся как осаждение металла на катоде из раствора металла в виде соли металла.
В альтернативном варианте CuCN объеди-няют с неподкисленным насыщенным раствором или рециркулирующим католитом.
Вышеописанный процесс может включать дополнительную стадию обработки тока газа, содержащего HCN или подкисленного раствора, содержащего HCN (если HCN не удаляют), вод-ным раствором щелочи с целью получения CNЇ иона для возвращения в раствор цианида с вы-сокой эффективностью подщелачивания для последующего использования при выщелачива-нии как меди, так и золота.
Предпочтительным является способ насто-ящего изобретения получения раствора, пригод-ного для выделения меди, с соотношением CN:Cu 4:1, содержащий стадии:
(а) контактирование насыщенного выще-лачивающего раствора (содержащего или несодержащего золото) с невыще-лоченной необработанной или тонко измельченной рудой, содержащей медь, или, возможно, золото, таким об-разом уменьшающее соотношение CN:Cu до 4:1; и
(b) отделение образовавшегося раствора от частично выщелоченной руды, с получением таким образом раствора, пригодного для выделения меди, и вы-щелоченной руды, из которой частич-но выщелочена медь.
Эта руда, которая получается по описан-ному выше способу, возвращается затем в пер-воначально описанный процесс, в котором руду (содержащую медь и золото) выщелачивают раствором цианида так, чтобы молярное соот-ношение в насыщенном выщелачивающем рас-творе было не меньше, чем 3.5:1.
После описанных выше стадий выщелачи-вания и процессов, в которых соотношение CN:Cu уменьшают до 4:1, гидрометаллургиче-ские экстракционные процессы настоящего изобретения применяют к процессам выделения меди и, возможно, золота и к удалению из рас-твора нежелательных примесей.
Процесс прямого выделения меди электро-лизом из раствора, содержащего цианид меди при соотношении CN:Cu 4:1 (и, возможно, со-держащего золото), получаемого по вышеопи-санным процессам настоящего изобретения, состоит из стадий:
(а) прохождение раствора в виде электро-лита (католита) через камеру, содер-жащую катод(ы);
(b) выделение металлической меди на по-верхности катода (катодов) в электро-лизере, в котором анод(ы) изолиро-ван(ы) от католита катионообменной мембраной, таким образом предот-вращая анодное окисление ионов циа-нида; и
(с) удаление меди с катода (катодов) со-скабливанием с поверхности катодов или выплавкой.
Предпочтительной катионообменной мем-браной является Nafion перфторсульфоново-кислая мембрана (регистрационная марка E.I. du Pont de Nemours and Company). Предпочтитель-ным является способ выделения меди, характе-ризующийся высоким выходом по току и высо-кой плотностью тока (amps/m2 на поверхности катода).
Вышеописанный процесс прямого выделе-ния меди можно предпочтительно проводить таким образом, чтобы рН электролита в анодом пространстве (анолит) поддерживался >7 добав-лением основания или основной соли и, следова-тельно, предотвращалось образование Н+ ионов в анодном пространстве. Таким основанием или основной солью могут быть гидроокись или кар-бонат натрия. Предотвращение образования Н+ ионов предотвращает миграцию этих Н+ ионов через мембрану и таким образом можно избег-нуть образования HCN в католите.
Для усовершенствования вышеописанного способа выделения меди анодные камеры за-полняются разбавленной минеральной кислотой, такой как серная кислота, это делает возможным образование Н+ ионов на анодах и миграцию их в католит. Образовавшаяся HCN может оста-ваться в растворе и превращаться в цианид ион добавлением щелочи в католит или электролит-ный фильтрат или удаляться из католита или электролитного фильтрата и превращаться в цианид-ион для дальнейшего использования. Образование HCN можно предотвратить, если поддерживать рН католита высоким (10.5) во всем пространстве камеры.
Дополнительное усовершенствование вы-шеописанного процесса выделения меди пред-ставляет собой альтернативный процесс насто-ящего изобретения, в котором анодом является водородный газовый диффузионный электрод, в котором Н2 образуется и расходуется в реакции на аноде, таким образом предотвращается окис-ление ионов цианида на анодах. При этом про-цессе мембраны не используются.
Другие усовершенствования вышеописан-ного процесса выделения меди позволяют свести до минимума окисление цианида на аноде при-менением незащищенных анодов и тем, что (SCN)Ї получает возможность окисляться на анодах, таким образом уменьшается окисление цианид-ионов, а применение диафрагм позволяет свести до минимума массообмен на анодах, ограничивая доступ цианида к анодам и сводя до минимума окисление цианида.
Альтернативный вышеописанному прямому способу выделения металла способ выделения меди из раствора в процессе извлечения меди является следующим способом изобретения.
Процесс выделения меди из раствора, обра-зующегося в способе этого изобретения, содер-жащего цианид меди в соотношении CN:Cu 3:1 (возможно, содержащего золото), при котором медь концентрируется первоначально путем адсорбции на сильно- или слабоосновной анио-нообменной смоле, состоит из стадий:
(а) контактирование раствора с анионо-обменной смолой, при котором на смоле селективно адсорбируется циа-нид меди при соотношении CN:Cu < 3:1, в то время как золото, если оно присутствует, адсорбируется в огра-ниченной степени до такого равновес-ного состояния (незначительное коли-чество золота присутствует в раство-ре), которое не мешает адсорбции ме-ди;
(b) удаление смолы с адсорбированным на ней цианидом меди из частично обедненного теперь раствора, содер-жащего цианид меди в соотношении CN:Cu > 3;
(с) обработка адсорбировавшей смолы, полученной на описанной выше ста-дии (b), элюентом, содержащим циа-нид меди в соотношении CN:Cu между 3.5:1 и 4:1 и с содержанием меди, по меньшей мере, 10 грамм/литр (такая концентрация меди позволяет прово-дить стадию электрохимического из-влечения с максимальным выходом по току), таким образом из смолы вымы-вается до 50% содержащейся на ней меди и образуется элюат с соотноше-нием СN:Cu менее, чем 4:1; и
(d) электрохимическое выделение метал-лической меди из элюата, образовав-шегося на стадии (с) (см. выше) спосо-бом выделения меди настоящего изоб-ретения, описанным выше.
Еще один способ настоящего изобретения для выделения меди из раствора представляет собой процесс, в котором медь в растворе, со-держащем цианид меди в соотношении CN:Cu < 3 (возможно, содержащем золото), концентриру-ется первоначально адсорбцией на сильно- или слабоосновной анионообменной смоле, и состо-ит из стадий:
(а) контактирование раствора с анионо-обменной смолой, при котором проис-ходит селективная адсорбция цианида меди с соотношением CN:Cu < 3:1 на смоле, при этом золото (если оно при-сутствует) адсорбируется в ограни-ченном количестве до равновесного уровня (незначительное количество золота присутствует в растворе), кото-рый не мешает адсорбции меди;
(b) отделение (удаление) смолы с адсор-бированным на ней цианидом меди из частично обедненного теперь раство-ра, содержащего цианид меди в соот-ношении CN:Cu < 3:1;
(с) обработка послесорбционной смолы, полученной выше на стадии (b) вод-ным раствором, содержащим ионы хлора и, таким образом, удаление ци-анида меди со смолы;
(d) адсорбция цианида меди из раствора, образовавшегося на стадии (с) на ак-тивированном угле; и
(е) обработка угля, полученного после сорбции на стадии (d), элюентом, со-держащим цианид меди в соотношении CN:Cu между 3.2:1 и 3.5:1 и имеющим концентрацию меди, по меньшей мере, 10 грамм/литр и, таким образом, вы-мывание цианида меди из угля и полу-чение элюата с соотношением CN:Cu, меньшим, чем 3.5:1.
Усовершенствование вышеописанного спо-соба включает сорбцию смолой раствора, со-держащего цианид меди с соотношением CN:Cu 3:1, с последующими стадиями:
(а) обработка смолы после сорбции кис-лотой с целью получения HCN и в ре-зультате этого уменьшение соотноше-ния CN:Cu, остающегося на смоле до примерно 2:1;
(b) отделение раствора, содержащего HCN, от смолы;
(с) обработка адсорбировавшей смолы, полученной на стадии (b), водным рас-твором, содержащим ионы хлора, и удаление таким образом цианида меди из смолы;
(d) адсорбция цианида меди из раствора, образовавшегося на стадии (с), на ак-тивированном угле; и
(е) обработка адсорбировавшего угля в соответствии со стадией (е), описанной в предыдущем процессе.
Раствор HCN, полученный на стадии (b), можно обработать щелочью и регенерировать СNЇ ионы для дальнейшего использования.
Еще один альтернативный способ настоя-щего изобретения выделения меди представляет собой процесс, аналогичный выделению меди путем предварительной концентрации на анио-нообменной смоле, при котором вместо анионо-обменной смолы используется сильно- или сла-боосновный анионообменный раствор. Эти рас-творы содержат третичные амины или четвер-тичные аммониевые соединения.
Медь, полученная по способу гидрометал-лургического извлечения настоящего изобрете-ния, готова теперь для стадий элюирования и электрохимического выделения, завершающих полный металлургический процесс.
Следующий способ данного изобретения дает возможность выделить золото. Этот про-цесс позволяет получать золото из цианида зо-лота, который может содержаться в растворе, получающемся в тех случаях, когда золото при-сутствует. Этот способ изобретения для выделе-ния золота из цианида золота, адсорбированно-го на анионообменной смоле или в растворите-ле, образовавшемся при контакте раствора, со-держащего цианид золота с анионообменной смолой или растворителем, состоит из стадий:
(а) контактирование смолы или раствори-теля, содержащих адсорбированные цианиды золота и меди, с элюентом - раствором, содержащим цианид меди с соотношением CN:Cu примерно 4:1, концентрация меди в котором пример-но от 20 до 40 грамм на литр, и проис-ходящее при этом элюирование золота со смолы или из раствора; и
(b) выделение металлического золота из элюата цементацией на медном по-рошке или металлической меди, нане-сенной на субстрат с высокой площа-дью поверхности, или электролизом.
В этом процессе соотношение CN:Cu 4:1 и, следовательно, медь нельзя выделить электро-лизом с достаточной эффективностью.
Следующий способ данного изобретения позволяет удалять нежелательные фрагменты (OCN-, SCN-, CI-, SO42-, Fe(CN)64-, Zn(CN)42-, и т.д.), удерживая золото, медь и цианид, и состоит из стадий:
(а) контактирование распыленного пото-ка раствора, содержащего цианиды золота и меди и различные нежела-тельные ионы, в котором соотношение CN:Cu является самым низким во всем цикле (и предпочтительно < 3:1), с ак-тивированным углем, и происходящее при этом адсорбирование цианидов золота и меди на активированном уг-ле;
(b) отделение активированного угля с ад-сорбированными на нем цианидами золота и меди от обедненного теперь золотом, медью и цианидом выщела-чивающего раствора, содержащего нежелательные ионы;
(с) обработка активированного угля с ад-сорбированными на нем цианидами золота и меди водным раствором циа-нида при температуре не ниже 100С; и
(d) рециклизация (возвращение) элюиру-ющего раствора в стадию выщелачи-вания процесса.
Уровень техники
Можно выделить три главные стадии, кото-рые следуют за стадией добычи в процессе по-лучения чистых металлов и/или минералов из породы или руды. Этими тремя стадиями полно-го металлургического процесса являются: обра-ботка руды, металлургическая экстракция и очистка металла. Обработка руды сама по себе разделяется на две стадии: измельчение и обо-гащение. Металлургическая экстракция может быть гидрометаллургической или пирометал-лургической, а очистка металла включает вы-плавку, электроизвлечение или электрорафини-рование продукта, извлеченного на стадии ме-таллургической экстракции.
Золотую руду с высоким содержанием циа-нид-растворимых медных минералов, например, таких как халкоцит (Cu2S), борнит (FeS•2Cu2S•CuS), малахит [CuCO3•Cu(OH)2], азурит [2CuCO3•Cu(OH)2], ковеллит (CuS) и куп-рит (Cu2O), традиционно трудно перерабатывать экономично вследствие больших расходов циа-нида при выщелачивании, а также из-за разло-жения цианида во время обработки фильтрата. Высокие концентрации цианида меди в выщела-чивающей жидкости могут также привести к различным металлургическим осложнениям, вне зависимости от того, регенерируется ли золото по методу Меррилла-Кроу (Merrill-Crowe) или адсорбцией на активированном угле. Следова-тельно, многие месторождения золота, которые подпадают под эту категорию, все еще находят-ся в земле, ожидая адекватной технологии для своей обработки.
В течение длительного времени многочис-ленные исследования в этой области проводи-лись в основном в двух направлениях: поиски новых реагентов для перевода золота в раство-римое состояние, а именно выщелачивателей, более избирательно, по сравнению с цианидом действующих на золото, чем на медь, или подав-ление реакции между медью и цианидом с по-мощью физического или химического маскиро-вания медных минералов. Ни один из подходов не имел большого успеха. Данное изобретение предлагает эффективный и достаточно дешевый способ переработки золотосодержащих руд с высоким содержанием цианид-растворимых медных минералов, а также богатых медью руд с низким содержанием золота.
Гидрометаллургическое извлечение меди и золота ранее проводили выщелачиванием руд сначала серной кислотой, с целью растворения медных минералов с последующей нейтрализа-цией избытка кислоты, а затем цианированием для выщелачивания золота. Такой подход не годится для сульфид-содержащих минералов, таких как халкоцит и борнит, выщелачиваемых цианидом, а не кислотой; он очень не экономи-чен вследствие большого расхода кислоты, ос-нования или цианида; он требует длительного времени для двух стадий выщелачивания и ча-сто становится непрактичным из-за физических изменений, происходящих в породе под действи-ем кислоты. Необходим способ переработки медных руд или концентратов, содержащих золото, обеспечивающий одновременное выще-лачивание обоих металлов, золота и меди, вод-ным раствором цианида, выделение меди и золо-та в металлической форме и регенерацию ионов цианида в экономически эффективном процессе.
Сущность изобретения
Способ этого изобретения представляет со-бой процесс гидрометаллургического извлече-ния для переработки руд, содержащих либо только медь, либо золото и медь, состоящий из следующих стадий:
(а) обработка указанных руд водным рас-твором цианида при молярном соот-ношении CN:Cu>3.5:1, что обеспечи-вает одновременное выщелачивание как меди, так и золота и уменьшение молярного соотношения CN:Cu в “насыщенном” выщелачивающем рас-творе до 4:1; и
(b) удаление и выделение меди из раство-ра, полученного на стадии (а).
Золото может быть выделено на различных стадиях процесса гидрометаллургического из-влечения настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Процесс гидрометаллургического выделе-ния можно начать с общего выщелачивания, то есть с выщелачивания необработанной руды перколяцией выщелачивающих растворов через бурты или с агитационного выщелачивания, при котором процесс выщелачивания мелкораздроб-ленной руды происходит при перемешивании или встряхивании руды с выщелачивающим раствором в реакторах. Агитационное выщела-чивание может происходить в две стадии, при этом сначала идет измельчение руды, а затем выщелачивание. Или же выщелачивание может происходить на стадии измельчения.
Способ этого изобретения можно в общих чертах представить как обработку медных руд или концентратов с необязательным (факульта-тивным) содержанием золота в гидрометаллур-гическом процессе с одновременным выщелачи-ванием меди и золота водным раствором циани-да, выделение меди и золота в металлической форме и регенерацию CNЇ иона. Этот способ позволяет выделять золото и медь из руд с низ-ким содержанием этих металлов и, следователь-но, избежать стадии флотации, являющейся ча-стью традиционного процесса обработки суль-фидных медных и медно-золотых руд.
Чтобы добиться высокой эффективности выщелачивания меди и золота, способ настоя-щего изобретения выщелачивания руд, содер-жащих медь и золото, раствором цианида (име-ющим соотношение CN:Cu > 4) проводится так, чтобы молярное соотношение цианида и меди (CN:Cu) в насыщенном выщелачивающем рас-творе было не меньше, чем 4:1. Под насыщенным выщелачивающим раствором понимается рас-твор, получающийся из суспензии после общего, мокрого или агитационного выщелачивания, применяемый иногда комбинированный процесс общего и агитационного выщелачивания назы-вают мокрым выщелачиванием).
Соотношение CN:Cu определяется как ко-личество молей (CN)Ї, связанных с каждым молем Cu+ в растворе, плюс количество свобод-ных ионов (CN)Ї, не связанных с ионами друго-го металла или водорода.
Другим аспектом настоящего изобретения является способ получения золота из насыщен-ного выщелачивающего раствора путем выделе-ния золота цементацией в виде золота на метал-лической меди. Процесс состоит из следующих стадий:
(а) контактирование раствора, содержа-щего цианиды золота и меди, в кото-ром соотношение CN:Cu не меньше, чем 3.5:1 с медным порошком или ме-таллической медью, электроосажден-ной на катоде с большой поверхно-стью, при этом получается продукт цементации золота на металлической меди; и
(b) выделение золота из продукта цемен-тации электрорафинированием или плавлением.
Поскольку вышеописанный процесс не ка-сается отношения CN:Cu 3.5, то можно прийти к следующему способу настоящего изобретения получения раствора, применяемого для выделе-ния меди, с соотношением CN:Cu 3:1, состоя-щим из следующих стадий:
(а) обработка насыщенного раствора кислотой для понижения рН раствора до между 3 и 7 так, чтобы преимуще-ственно осаждались частицы цианида меди Cu(CN)2Ї, а частицы CuCN либо не осаждались совсем, либо в малой степени;
(b) практически вся HCN, образующаяся в незначительной степени в виде газа на стадии (а), удаляется при пропускании газа через раствор, и
(с) контактирование раствора с сильно-основной ионообменной смолой или углем для удаления Cu(CN)2Ї из рас-твора.
Этот процесс можно представить уравнени-ем:
Cu(CN)43- + 2H+ Cu(CN)21- + 2HCN.
Вышеописанный способ может включать дополнительную стадию обработки газового или жидкостного потока, содержащего HCN, водным раствором щелочи для генерирования цианид-иона (CN) Ї с целью возвращения в рас-твор цианида с высокой выщелачивающей эф-фективностью для использования в качестве выщелачивающего агента как для меди, так и для золота.
В качестве альтернативного вышеприве-денному способу предлагается дополнительный способ настоящего изобретения для получения раствора, пригодного для выделения меди путем электролиза, с соотношением CN:Cu 4:1, со-стоящий из стадий:
(а) обработка части насыщенного выще-лачивающего раствора кислотой для понижения рН раствора до 1.5-2.0;
(b) удаление образующегося при этом осадка цианида меди (CuCN);
(с) возможное (необязательное) удаление практически всего количества газооб-разного HCN, выделяющегося на ста-дии (а) пропусканием газа через рас-твор; и
(d) объединение осадка CuCN с частью насыщенного раствора, который не подкисляли на стадии (а) и с частью католита из электролизера, который рециркулирует на катоде электролизе-ра.
Этот процесс можно представить уравнени-ем:
Cu(CN)43- + 2CuCN 3Cu(CN)21-
Электролитическое выделение определяет-ся как осаждение металла на катоде из раствора металла в виде соли металла.
В альтернативном варианте CuCN объеди-няют с неподкисленным насыщенным раствором или рециркулирующим католитом.
Вышеописанный процесс может включать дополнительную стадию обработки тока газа, содержащего HCN или подкисленного раствора, содержащего HCN (если HCN не удаляют), вод-ным раствором щелочи с целью получения CNЇ иона для возвращения в раствор цианида с вы-сокой эффективностью подщелачивания для последующего использования при выщелачива-нии как меди, так и золота.
Предпочтительным является способ насто-ящего изобретения получения раствора, пригод-ного для выделения меди, с соотношением CN:Cu 4:1, содержащий стадии:
(а) контактирование насыщенного выще-лачивающего раствора (содержащего или несодержащего золото) с невыще-лоченной необработанной или тонко измельченной рудой, содержащей медь, или, возможно, золото, таким об-разом уменьшающее соотношение CN:Cu до 4:1; и
(b) отделение образовавшегося раствора от частично выщелоченной руды, с получением таким образом раствора, пригодного для выделения меди, и вы-щелоченной руды, из которой частич-но выщелочена медь.
Эта руда, которая получается по описан-ному выше способу, возвращается затем в пер-воначально описанный процесс, в котором руду (содержащую медь и золото) выщелачивают раствором цианида так, чтобы молярное соот-ношение в насыщенном выщелачивающем рас-творе было не меньше, чем 3.5:1.
После описанных выше стадий выщелачи-вания и процессов, в которых соотношение CN:Cu уменьшают до 4:1, гидрометаллургиче-ские экстракционные процессы настоящего изобретения применяют к процессам выделения меди и, возможно, золота и к удалению из рас-твора нежелательных примесей.
Процесс прямого выделения меди электро-лизом из раствора, содержащего цианид меди при соотношении CN:Cu 4:1 (и, возможно, со-держащего золото), получаемого по вышеопи-санным процессам настоящего изобретения, состоит из стадий:
(а) прохождение раствора в виде электро-лита (католита) через камеру, содер-жащую катод(ы);
(b) выделение металлической меди на по-верхности катода (катодов) в электро-лизере, в котором анод(ы) изолиро-ван(ы) от католита катионообменной мембраной, таким образом предот-вращая анодное окисление ионов циа-нида; и
(с) удаление меди с катода (катодов) со-скабливанием с поверхности катодов или выплавкой.
Предпочтительной катионообменной мем-браной является Nafion перфторсульфоново-кислая мембрана (регистрационная марка E.I. du Pont de Nemours and Company). Предпочтитель-ным является способ выделения меди, характе-ризующийся высоким выходом по току и высо-кой плотностью тока (amps/m2 на поверхности катода).
Вышеописанный процесс прямого выделе-ния меди можно предпочтительно проводить таким образом, чтобы рН электролита в анодом пространстве (анолит) поддерживался >7 добав-лением основания или основной соли и, следова-тельно, предотвращалось образование Н+ ионов в анодном пространстве. Таким основанием или основной солью могут быть гидроокись или кар-бонат натрия. Предотвращение образования Н+ ионов предотвращает миграцию этих Н+ ионов через мембрану и таким образом можно избег-нуть образования HCN в католите.
Для усовершенствования вышеописанного способа выделения меди анодные камеры за-полняются разбавленной минеральной кислотой, такой как серная кислота, это делает возможным образование Н+ ионов на анодах и миграцию их в католит. Образовавшаяся HCN может оста-ваться в растворе и превращаться в цианид ион добавлением щелочи в католит или электролит-ный фильтрат или удаляться из католита или электролитного фильтрата и превращаться в цианид-ион для дальнейшего использования. Образование HCN можно предотвратить, если поддерживать рН католита высоким (10.5) во всем пространстве камеры.
Дополнительное усовершенствование вы-шеописанного процесса выделения меди пред-ставляет собой альтернативный процесс насто-ящего изобретения, в котором анодом является водородный газовый диффузионный электрод, в котором Н2 образуется и расходуется в реакции на аноде, таким образом предотвращается окис-ление ионов цианида на анодах. При этом про-цессе мембраны не используются.
Другие усовершенствования вышеописан-ного процесса выделения меди позволяют свести до минимума окисление цианида на аноде при-менением незащищенных анодов и тем, что (SCN)Ї получает возможность окисляться на анодах, таким образом уменьшается окисление цианид-ионов, а применение диафрагм позволяет свести до минимума массообмен на анодах, ограничивая доступ цианида к анодам и сводя до минимума окисление цианида.
Альтернативный вышеописанному прямому способу выделения металла способ выделения меди из раствора в процессе извлечения меди является следующим способом изобретения.
Процесс выделения меди из раствора, обра-зующегося в способе этого изобретения, содер-жащего цианид меди в соотношении CN:Cu 3:1 (возможно, содержащего золото), при котором медь концентрируется первоначально путем адсорбции на сильно- или слабоосновной анио-нообменной смоле, состоит из стадий:
(а) контактирование раствора с анионо-обменной смолой, при котором на смоле селективно адсорбируется циа-нид меди при соотношении CN:Cu < 3:1, в то время как золото, если оно присутствует, адсорбируется в огра-ниченной степени до такого равновес-ного состояния (незначительное коли-чество золота присутствует в раство-ре), которое не мешает адсорбции ме-ди;
(b) удаление смолы с адсорбированным на ней цианидом меди из частично обедненного теперь раствора, содер-жащего цианид меди в соотношении CN:Cu > 3;
(с) обработка адсорбировавшей смолы, полученной на описанной выше ста-дии (b), элюентом, содержащим циа-нид меди в соотношении CN:Cu между 3.5:1 и 4:1 и с содержанием меди, по меньшей мере, 10 грамм/литр (такая концентрация меди позволяет прово-дить стадию электрохимического из-влечения с максимальным выходом по току), таким образом из смолы вымы-вается до 50% содержащейся на ней меди и образуется элюат с соотноше-нием СN:Cu менее, чем 4:1; и
(d) электрохимическое выделение метал-лической меди из элюата, образовав-шегося на стадии (с) (см. выше) спосо-бом выделения меди настоящего изоб-ретения, описанным выше.
Еще один способ настоящего изобретения для выделения меди из раствора представляет собой процесс, в котором медь в растворе, со-держащем цианид меди в соотношении CN:Cu < 3 (возможно, содержащем золото), концентриру-ется первоначально адсорбцией на сильно- или слабоосновной анионообменной смоле, и состо-ит из стадий:
(а) контактирование раствора с анионо-обменной смолой, при котором проис-ходит селективная адсорбция цианида меди с соотношением CN:Cu < 3:1 на смоле, при этом золото (если оно при-сутствует) адсорбируется в ограни-ченном количестве до равновесного уровня (незначительное количество золота присутствует в растворе), кото-рый не мешает адсорбции меди;
(b) отделение (удаление) смолы с адсор-бированным на ней цианидом меди из частично обедненного теперь раство-ра, содержащего цианид меди в соот-ношении CN:Cu < 3:1;
(с) обработка послесорбционной смолы, полученной выше на стадии (b) вод-ным раствором, содержащим ионы хлора и, таким образом, удаление ци-анида меди со смолы;
(d) адсорбция цианида меди из раствора, образовавшегося на стадии (с) на ак-тивированном угле; и
(е) обработка угля, полученного после сорбции на стадии (d), элюентом, со-держащим цианид меди в соотношении CN:Cu между 3.2:1 и 3.5:1 и имеющим концентрацию меди, по меньшей мере, 10 грамм/литр и, таким образом, вы-мывание цианида меди из угля и полу-чение элюата с соотношением CN:Cu, меньшим, чем 3.5:1.
Усовершенствование вышеописанного спо-соба включает сорбцию смолой раствора, со-держащего цианид меди с соотношением CN:Cu 3:1, с последующими стадиями:
(а) обработка смолы после сорбции кис-лотой с целью получения HCN и в ре-зультате этого уменьшение соотноше-ния CN:Cu, остающегося на смоле до примерно 2:1;
(b) отделение раствора, содержащего HCN, от смолы;
(с) обработка адсорбировавшей смолы, полученной на стадии (b), водным рас-твором, содержащим ионы хлора, и удаление таким образом цианида меди из смолы;
(d) адсорбция цианида меди из раствора, образовавшегося на стадии (с), на ак-тивированном угле; и
(е) обработка адсорбировавшего угля в соответствии со стадией (е), описанной в предыдущем процессе.
Раствор HCN, полученный на стадии (b), можно обработать щелочью и регенерировать СNЇ ионы для дальнейшего использования.
Еще один альтернативный способ настоя-щего изобретения выделения меди представляет собой процесс, аналогичный выделению меди путем предварительной концентрации на анио-нообменной смоле, при котором вместо анионо-обменной смолы используется сильно- или сла-боосновный анионообменный раствор. Эти рас-творы содержат третичные амины или четвер-тичные аммониевые соединения.
Медь, полученная по способу гидрометал-лургического извлечения настоящего изобрете-ния, готова теперь для стадий элюирования и электрохимического выделения, завершающих полный металлургический процесс.
Следующий способ данного изобретения дает возможность выделить золото. Этот про-цесс позволяет получать золото из цианида зо-лота, который может содержаться в растворе, получающемся в тех случаях, когда золото при-сутствует. Этот способ изобретения для выделе-ния золота из цианида золота, адсорбированно-го на анионообменной смоле или в растворите-ле, образовавшемся при контакте раствора, со-держащего цианид золота с анионообменной смолой или растворителем, состоит из стадий:
(а) контактирование смолы или раствори-теля, содержащих адсорбированные цианиды золота и меди, с элюентом - раствором, содержащим цианид меди с соотношением CN:Cu примерно 4:1, концентрация меди в котором пример-но от 20 до 40 грамм на литр, и проис-ходящее при этом элюирование золота со смолы или из раствора; и
(b) выделение металлического золота из элюата цементацией на медном по-рошке или металлической меди, нане-сенной на субстрат с высокой площа-дью поверхности, или электролизом.
В этом процессе соотношение CN:Cu 4:1 и, следовательно, медь нельзя выделить электро-лизом с достаточной эффективностью.
Следующий способ данного изобретения позволяет удалять нежелательные фрагменты (OCN-, SCN-, CI-, SO42-, Fe(CN)64-, Zn(CN)42-, и т.д.), удерживая золото, медь и цианид, и состоит из стадий:
(а) контактирование распыленного пото-ка раствора, содержащего цианиды золота и меди и различные нежела-тельные ионы, в котором соотношение CN:Cu является самым низким во всем цикле (и предпочтительно < 3:1), с ак-тивированным углем, и происходящее при этом адсорбирование цианидов золота и меди на активированном уг-ле;
(b) отделение активированного угля с ад-сорбированными на нем цианидами золота и меди от обедненного теперь золотом, медью и цианидом выщела-чивающего раствора, содержащего нежелательные ионы;
(с) обработка активированного угля с ад-сорбированными на нем цианидами золота и меди водным раствором циа-нида при температуре не ниже 100С; и
(d) рециклизация (возвращение) элюиру-ющего раствора в стадию выщелачи-вания процесса.
(56) Документы, цитированные в отчёте
1. Лодейщиков В.В. и др. Техника и технология извлечения золота из руд за рубежом. М.: Метал-лургия, 1973, с.214-219.
2. DE 3330795, 18.04.85.
3. GB 2156794, 16.10.85.
4. US 4269808, 26.05.81. Реферативный журнал Металлургия №1Г345, 1991.
2. DE 3330795, 18.04.85.
3. GB 2156794, 16.10.85.
4. US 4269808, 26.05.81. Реферативный журнал Металлургия №1Г345, 1991.
📎 Прикреплённые файлы
-
279.pdf⬇ Скачать