Спосіб витягування благородних металів з руд, рудних концентратів або хвостових відходів

Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям в извлечении благородных металлов из руд и хвостовы х отходов. Во всем описании под благородными металлами понимают золото, серебро и металлы платиновой группы. Настоящее изобретение частично основано на открытии того, что благородные металлы в очень тонкой форме часто присутствуют в более высоких концентрациях, чем это обнаруживается при нормальном количественном анализе в обычных условиях. Например, платиновые и золотые руды могут содержать больше металла, чем тот, что определяют при традиционном мокром химическом анализе или при анализе сжиганием. Полагают, что когда имеются такие поглощающие металл материалы, как глина, уголь или сульфиды, в р уде или других анализируемых металлах некоторые из металлов при растворении адсорбируются на эти х материалах и не определяются. В случае золота, выщелоченного в раствор водной средой при мокром анализе или цианидом в процессе цианидной экстракции, комплекс золота становится адсорбируемым глиной, углем, сульфидами или другим материалом и поэтому не определяется при анализе в растворе. При анализе сжиганием, поскольку глина превращается в боросиликатное стекло в условиях сжигания, золото также теряется при определении по такой методике. Обычно золото выщелачивают с помощью цианидного процесса, обычно при плотности пульпы 35 - 50% оно может быть извлечено из выщелоченного раствора на последующей стадии при контактировании раствора или пульпы с активированным углем, обычно при концентрации от 10 до 20г угля на литр раствора (процесс уголь в пульпу (C1P), но в некоторых случаях используют до 40г/л. Иногда уголь был добавлен также в контур выщелачивания (процесс C1L) при том же интервале концентраций, чтобы улучшить скорости выщелачивания, чтобы определенное золото соответствовало аналитическому показателю руды. Были предложены конкретные обработки глинистых или сульфидных р уд, в частности, обрабатывают сульфидные руды на стадии окисления под давлением до выщелачивания цианидом. После выщелачивания пульпу разбавляют путем промывки для улучшения на последующей стадии загущения, после которой маточник отделяют от пульпы. Затем золото экстрагируют из раствора, а концентрированную пульпу обрабатывают углем в контуре выщелачивания при концентрации твердых продуктов 35 - 40% для дополнительной экстракций золота. Традиционной методикой определения золота является или мокрый метод, при котором ведут выщелачивание в водную среду с последующим измерением растворенного золота атомноабсорбционной спектроскопией, или подобными методиками, или анализ методом сжигания. В некоторых случаях, когда извлечение золота с помощью C1P процесса не дает пробирный сорт, приспособление C1L. процесса в дополнение к углю в контуре вы щелачивания приводит в результате к повышению извлечения. Количество угля увеличивают в некоторых случая х до 40г/л до тех пор, пока не достигнут извлечения богатого концентрата. В других случаях добавляли уголь при выщелачивании (C1L) для улучшения скоростей выщелачивания и скоростей извлечения золота, в результате чего снижается требующееся количество емкостей для контактирования с углем, что снижает капитальные затраты на оборудование установки по извлечению золота. Однако было обнаружено, что в некоторых случаях является нежелательным увеличение загрузок угля в емкость для выщелачивания или на последующие стадии контактирования из-за образования тонких частиц угля при трении во время перемешивания пульпы. Происходящая в результате потеря угля с включенным в него золотом снижает эффективность процесса. Однако до настоящего изобретения не предполагалось, что имеются также неопределенные количества металла в некоторых образцах руды. Эти комментарии также применимы к рудным концентратам и хвостовым отходам. В качестве прототипа заявляемого изобретения принят способ извлечения благородных металлов из руд, рудных концентратов или хвостовых отходов путем обработки исходного материала выщелачивающим реагентом в присутствии реагента-окислителя с получением пульпы выщелачивания, содержащей растворенные благородные металлы, с последующим извлечением растворенных благородных металлов из пульпы выщелачивания обработкой реагентом-коллектором. Недостатком известного способа является высокая плотность пульпы, при которой имеет место присутствие твердых локализованных зон с высокой плотностью, в результате чего благородные металлы могут уходить из поглощающей среды и обратно оседать на частичках руды. В основу изобретения поставлена задача увеличения эффективности и скорости процесса извлечения благородных металлов путем подбора оптимальной степени разбавления пульпы и обеспечения ее однородности, что позволяет свести к минимуму наличие локализованных зон в объеме разбавленной пульпы, уменьшить площадь их взаимного контакта, и тем самым исключить абсорбирование металла в зонах с локализованной высокой плотностью. Поставленная задача достигается тем, что в способе извлечения благородных металлов из руд, рудных концентратов или хвостовы х о тходов путем обработки исходного материала выщелачивающим реагентом в присутствии реагента-окислителя с получением пульпы выщелачивания, содержащей растворенные благородные металлы, с последующим извлечением растворенных благородных металлов из пульпы выщелачивания обработкой реагентом-коллектором, согласно изобретению, пульпу выщелачивания разбавляют до получения плотности пульпы ниже 15мас.% твердых продуктов с предотвращением локализованных зон с плотностью выше 15мас.% твердых продуктов в пульпе. При этом разбавление проводят после завершения выщелачивания и разбавленную пульпу выдерживают в течение времени, достаточного для увеличения количества благородных металлов в растворе до начала стадии извлечения, причем пульпу выщелачивания разбавляют также и до плотности от 0,1 до 10мас.% твердых продуктов. Для перевода металла в раствор используют реагент-окислитель, представляющий собой хлорион. Кроме того, благородный металл извлекают путем использования в качестве коллектора углерода или ионообменную смолу или волокно, причем, по крайней мере, 65 граммов углерода или ионообменной смолы используют на литр раствора. Извлечение благородного металла ведут цементацией, или электролитической экстракцией, или осаждением. В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает способ извлечения металла методом выщелачивания, в котором устанавливают плотность пульповой пасты ниже 16% до, во время или в конце стадии выщелачивания и после стадии выщелачивания устраняются локализованные зоны высокой плотности пульпы. Пульпу определяют как смесь одного или более твердых веществ с одной или более жидкостями. Плотность пульпы определяется Артуром Ф. Таггартом в его книге "Справочник по обогащению металлов" как "децимальная фракция твердых ве ществ в пульпе по массе". Она обычно упоминается как процентная величина, рассчитанная как децимальная фракция твердых веществ по массе, умноженная на сто. При понижении плотности пульпы по сравнению с традиционными процессами, такими, как в процессе цианидного выщелачивания из золотых руд, где плотность пульпы находится в интервале от 35 до 55%, больше благородного металла, особенно золота, извлекается, чем в традиционных процессах, а в некоторых случаях извлечение золота выше, чем аналитическая величина, полученная при использовании традиционного количественного анализа. Способы, согласно изобретению, с использованием коллекторов, таких как уголь или обменные смолы, обычно имеют дело с плотностью пульпы на стадии коллекции менее 15%, предпочтительно 0,1 до 10% более предпочтительно 0,5 - 2,0%. Низкая плотность пульпы может быть использована на стадии выщелачивания или альтернативно могут быть использованы традиционные плотности пульпы на стадии выщелачивания, или пульпа может быть затем разбавлена до плотностей менее 15% до стадии, на которой благородный металл извлекают из раствора. Как только произойдет разбавление пульпы, важным аспектом настоящего изобретения становится сведение к минимуму возникновения локализованных зон в пасте или в процессе извлечения, в которых плотность пульпы составляет около 15% или выше, чем при предпочтительном разбавлении. Другая альтернатива заключается в проведении разбавления на стадиях отделения маточника от твердых продуктов, когда они выходят из контура выщелачивания, направлении маточника на стадию извлечения некоторого количества металла из раствора и обработки отделенных твердых продуктов более выщелачивающими жидкостями или плотности пульпы ниже 30% для извлечения дополнительного благородного металла и повторного отделения твердых продуктов от маточника. Стадии могут повторяться до тех пор, пока не будет неэкономичным продолжение процесса. При таком пути твердые продукты контактируют с большим объемом жидкости в целом, даже если большая часть жидкости может быть относительно малого рециркулирующего объема, имеющего множественные контакты с твердыми продуктами. Отделение маточника от твердых продуктов может быть осуществлено с помощью любых традиционных методов, включая центрифугирование, фильтрацию, декантацию и т.п. Выщелачивание также может быть осуществлено при более высоких плотностях пульпы с последующим разбавлением и извлечением благородного металла при использовании коллектора в удлиненном контактном контуре, в котором емкость(и), содержащие уголь или другой коллектор, следует за десорбционными емкостями, содержащими мало или не содержащими угля. Таким образом сохраняется последовательность десорбции из твердых продуктов и адсорбции на коллекторе, но с меньшим количеством и износом коллектора, чем если бы в каждой емкости удлиненного контура содержались нормальные количества собирающего материала. Собирающим материалом (коллектором) может быть уголь, ионообменные смолы, желатирующие смолы или полимерные адсорбирующие смолы, здесь далее упоминаемые как смолы. В одном предпочтительном аспекте настоящего изобретения было обнаружено, что может быть получено более высокое извлечение благородного металла, если использовать в дополнение к выщелачивающему агенту выщелачивающую добавку. Предпочтительной выщелачивающей добавкой являются ионы хлора, полученные, например, из морской воды. Концентрация ионов хлора находится предпочтительно в интервале от 10 до 100г/л. Методы извлечения выщелоченного материала из раствора не должны ограничиваться использованием коллекторов, таких как уголь, смолы и другие адсорбенты, но, могут включать такие методы, как цементация цинком, цементация, экстракция растворителем, электродобыча и осаждение. Эти альтернативные методы могут быть необходимы для извлечения золота и других металлов из раствора в альтернативной процедуре, в которой в пульпу добавляют относительно•короткоцепочечные, полярные, растворимые органические материалы, такие как метанол или ацетон. В случае выщелачивания золота органический материал будет изменять диэлектрическую постоянную растворителя и позволяет десорбировать больше золота в маточник, чем обычно будет десорбироваться без наличия органического материала. При использовании в качестве коллектора угля или смол органический материал может препятствовать адсорбции золота этими материалами и, следовательно, снижать извлечение золота из маточника. Контрольный опыт показал, что поглощение золота углем как при высокой, так и при низкой плотности пульпы или при высоких и низких концентрациях цианида является обратимой реакцией. Имеется тенденция как для частиц руды, так и для угля абсорбировать золото из цианидного раствора, Термин "руда" также может означать рудные концентраты, хвостовые отходы или другие твердые продукты, содержащие благородный металл. Между частицами руды, маточником и углем устанавливается подвижное равновесие. При высоких плотностях пульпы (>30%) это равновесие благоприятствуе т частицам руды. При снижении плотности пульпы равновесие сдвигается в сторону маточника и угля. При низких плотностях пульпы (9) эффективность сбора на угольный коллектор ингибируется. Если пульпа контактирует с углем во время этой стадии десорбции до тех пор, пока золото не десорбируется до равновесного уровня для этой плотности пульпы, потребуется очень длительное и экономически неприемлемое время контакта. Будут не только очень высокими оперативные затраты, но и капитальные затраты будут запутанными. Этот эффект десорбции, который имеет место как в присутствии, так и в отсутствии угля, может быть использован для помощи любому процессу. Его осуществляют при использовании короткой колонны с углем для адсорбции основной части золота из жидкости с последующим направлением пульпы в емкость для перемешивания, содержащей мало или не содержащей угля. Это обеспечивает пульпе достаточное время пребывания для десорбции золота в жидкость или до максимального уровня, достижимого в отношении пробы золота на твердом продукте, или до таких низких уровней, какие могут пожелать операторы. Затем пульпу направляют через вторую колонну с углем и во вторую емкость десорбции. Этот цикл может быть повторен до тех пор, пока количество извлеченного золота за цикл не будет больше, чем стоимость монтажа и работы этого цикла. На любой стадии в эти х циклах плотность пульпы может быть снижена в один или более раз для повышения извлечения золота. На всех стадиях процесса важно, чтобы в зонах с высокой плотностью пульпы не позволяли контактировать пульпе или частично очищенной жидкости в интервале между разбавлением пульпы и завершением адсорбции металла на адсорбенте. Если в этом интервале позволить образоваться зоне с высокой плотностью пульпы, тогда значительное количество металла будет абсорбироваться на твердых продуктах в этой зоне с высокой плотностью пульпы и, следовательно, не будет доступ но для извлечения на адсорбенте процесса. Если адсорбент процесса имеет нерегулярную поверхность или внутренние поры, когда твердые продукты в п ульпе могут собираться с образованием зон с локализованной высокой плотностью, затем эти твердые продукты будут абсорбировать определенные количества металла в предпочтение к адсорбенту процесса. С глиной или тонкими частицами руды, имеющимися в пульпе, слой шлама может покрывать поверхность угля. Таким образом, при таких адсорбентах процесса, как уголь или ионообменные смолы, которые имеют структуры поверхности, способные к созданию таких зон с локализованной высокой плотностью, предпочтительный способ извлечения благородных металлов заключается в контактировании рабочего адсорбента с очищенной жидкостью маточного раствора. Способ получения этого очищенного маточного раствора должен быть таким, чтобы или не образовывалось зон с высокой плотностью пульпы, или, если они имеются, чтобы их площадь контакта с пульпой или полученной в результате очищенной жидкостью являлась минимальной и такой контакт происходил в течение минимального периода времени. Если не используют стадию удаления твердых продуктов, используемые коллекторы, такие, как цинк или ионообменные волокна, не должны вызывать твердых продуктов пульпы с образованием локализованных зон с высокой плотностью пульпы. В этом описании предпочтительный способ описан в отношении извлечения золота с использованием цианидного выщелачивания и извлечения углем. Процесс в равной мере применим к другим благородным металлам с использованием подходящего выщелачивающего раствора и соответствующего извлекающего адсорбента, такого, как смола. В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает улучшенную методику мокрого анализа для металлов, в частности, золота. Если водная выщелачивающая среда, которая создана на примере руды, имеет угольный материал, добавленный в маточник, некоторое количество золота будет соответствовать маточнику, а некоторое количество золота будет соответствова ть углю. Выщелоченную руду затем подвергают повторным циклам выщелачивания свежей водной средой и углем до тех пор, пока не будет де тектироваться значительное количество золота как в угле, так и в маточнике для такого цикла. Это позволяет измерить ранее недетектируемое золото. Золото измеряют как в угле, так и в выщелоченном растворе. Во всех примерах настоящего патента цианидное, хлорное и тиомочевинное выщелачивание проводят при давлении и температуре окружающей среды. Хотя результаты не показаны, 1 - 5 примеры были проведены как контрольные опыты. Сокращения и символы (показаны в скобках), использованные в этом патенте, включают: плотность пульпы (ПП), хлор (Cl), цианид (CN), тиомочевину (Tu), граммы на тонну (г/т), части на миллион (чнм), микрометры (мкм), микрограммы (мкг), граммы (г), граммы на литр (г/л), водная среда большего объема (ВСБО), хлоридный ион (Cl-), больше чем (>), меньше чем (