Спосіб вилучення золота із водних мінеральних суспензій

Изобретение относится к биотехнологии и цветной металлургии и может быть использовано на обогатительных предприятиях для извлечения коллоидного и тонкодисперсного золота из рудных суспензий, из стоков металлурги ческих предприятий и рудничных вод. Целью изобретения является интенсификация процесса и повышение степени извлечения коллоидного и тонкодисперсного золота. Способ заключается в том, что в водную суспензию предварительно вводят биомассу бактериальных клеток (штамм Bacillus cereus), смесь выдерживают с целью формирования биогетероагрегатов "клеткаминеральная частица" в течение 23 мин, после чего отделяют дисперсную фазу, обогащенную золотом, одним из известных способов, например флотацией. Способ позволяет увеличить извлечение золота на 20%, содержание его в хвостах флотации снижается на 3,17 г/т, с высокой эффективностью извлекается также серебро. Способ позволяет эффективно извлекать коллоидное и тонкодисперсное золото дофлотационной крупности. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. (Л С 35 Изобретение относится к биотехнологии и цветной металлургии, а именно к обогащению золотоносных руд, очистке промышленных стоков и рудничных вод от тяжелых металлов, и может быть использовано на обогатитель, ных предприятиях для извлечения коллоидного и тонкодисперсного золота из рудных суспензий, из стоков металлургических предприятий и рудничных вод. Известно применение микроорганизмов для извлечения золота из сточных и рудничных вод Р,?3- Согласно одно-t му из способов DJ« основанному на явлении биосорбции, используют фильтры с иммобилизованными на поверхности волокон клетками микроорганизмов - гифами грибов. Гифы получают выращиванием грибов а соответствующем растворе, затем их инкубируют с текстильным волокном на основе полиэфира или полиэтилена с включенным хитином или хитозаном. Согласно другому способу t'/J, на тканевых матрицах иммобилизуют клетки микроеодо fll 1690321 рослей Scenedesmus a c u l u s , C h l o r e l l a или No^tos rauscorum. Для улучшения адсорбции металлов предложены добав* ки биополимеров к водорослям из дру- с гих источников. * Предлагаемые фильтры с иммобилизованными на тканевых матрицах микроорганизмами мог>т найти применение для улавливания металлов з ионном JQ и коллоидном состояниях только из стоков, содержащих незначительное количество дисперсных частиц. Такие фильтры нельзя применять для изв-* лечения золота из суспензий, посколь* j ^ ку они будут задерживать почти все твердые частицы, а налипание тонкодисперсной посторонней фазы на п о верхность лишенных подвижности иммобилизованных микроорганизмов сущест- JQ венно снижает их направленную селекцию на определенный металл. К недостатку способов следует отнести малу» пропускную способность, что связано с невысокими скоростями биосорбции. 25 При многотоннажном производстве это требует больших производственных площадей. Процесс осложнен также необходимостью постоянной регенерации фильтров. 30 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ извлечения золота из воды^ включающий предварительное .введение в водную фазу микроорганизмов в к о личестве 1 О6 - 10 & кл/мл на 1 мг/мл 35 золота, выдерживание смеси в течение 5-^5 мин и отделение дисперсной фазы с извлечением золота из последней. В качестве микроорганизмов используют дрожжи родов SaccharomyceS или Candida, или Rodotorula, или бактерии Escherichia £з2• Например.из сточных вод ювелирных фабрик с содержанием коллоидного золота 30 мг/л за 30 мин контакта с клетками культуры Saccharomyces v i n i с последующим центрифугированием дисперсной фазы в течение 5 мин при 5000 об/мин извлекается до 96,]% золота, при этом остаточное содержание в воде составляет 1 мг/л. 50 При этом, если дисперсную фазу, содержащую микроорганизмы с извлеченным золотом, отделять от воды, пропуская через ячейку электроудерживания при напряжении 100 В, токе 2 0 мА 55 и скорости протока 1,5 мл/мин, то коллоидное золото извлекается полностью. Таким образом, высокая степень извлечения, достигнутая при переработке золотосодержащих сточных вод с помощью указанных микроорганизмов возможна лишь после длительного контакта - до 30-^5 мин. При переработке минеральных суспензий обогащенную золотом дисперсную фазу нельзя отделять центрифугированием или с п о мощью электроудерживания, поскольку в этом случае не обеспечивается селективность. Селективное отделение обогащенной золотом твердой фазы из минеральных суспензий возможно путем флотации с применением традиционных реагентов - гидрофобизаторов (сульфгидрильных собирателей) и вспенивателя. Кроме т о г о , с помощью указанных микроорганизмов не удается достичь высокой степени извлечения 3Qлота флотацией концентрированных минеральных суспензий 'рудных пульп), переработка которых наиболее характерна для многих золотоизвлекательных фабрик, а значительная продолжительность предварительной операции выдерживания суспензии с микроорганизмами затрудняет их использование при больших объемах производства. Целью изобретения является интенсификация процесса и повышение степени извлечения коллоидного и тонкодисперсного золота. Изобретение заключается в том, что предварительно в водную фазу минеральных суспензий вводят штамм бактерий B a c i l l u s cereus, смесь выдерживают 2-3 мин с последующим отделением дисперсной фазы, содержащей з о лото. Штамм обладает высокой избирательностью по отношению к коллоидному (200-300 А) И тонкодисперсному золоту (единицы микрон) что обеспечивает высокую полноту извлечения золота. Штамм выделен из золотоносного шельфа Приморья из ассоциата микроорганизмов, проявляющего повышенную способность к коагуляции коллоидного золота. Культуру микроорганизмов B a c i l l u s cereus выращивают на мясопептонном бульоне (1:3) или 3~5%-ном растворе гидролизата (или ферментализата) углеводокислящих дрожжей, выросших на парафинах нефти, при 3')3^*С, рН 6,3-6,7 в течение 1 2 - Й ч при аэрации и непрерывном перемешивании. 16903л Культурально-морЛологииеские и Ьизиолого-биохимические особенности (итамма B a c i l l u s cereus Г 2/7 ВКПМ В-5039. Бактерии палочковидные, длина клетки 3~5 мкм, ширина 1-1,2 мкм. Образуют споры эллипсовидные, расположение центральное, спорангии не раздувают. Грамположительные, на М Д П образуют сплошную пленку, небольшую муть и осадок. При росте на М Б не П образуют сероводород, индол и аммиак. Гидролизуют крахмал, не гидролизуют казеин, мочевину, тиразин. Не образуют кислоту из маннита, сорбита, ксилозы, арабинозы. Кислота образуется из глюкозы и сахарозы. Продуцируют каталозу. Реакция Фогес-Проскауэра положительная. Восстанавливают нитрат в нитрит, не образуют газ из глюкозы. Не растут в присутствии 1% NaCl. Оптимальная температура культивирования - ЗО°С, максимальная , минимальная - 10 с С. Клетки B a c i l l u s cereus образуют в водных растворах с частицами коллоидного золота флокулы (биогетероагрегаты),обладающие достаточной прочностью, что позволяет легко извлекать их из воды. При взаимодействии клеток с тонкодисперсным и коллоидным золотом в минеральных суспензиях образуются агрегаты, более чем на 'два порядка обогащенные золотом (по сравнению с исходной суспензией). Способ реализуется следующим образом. К водной среде, содержащей золото, добавляют суспензию микроорганизмов в количестве 10 —О г^биомассы (в пеА ресчете на сухой вес) на \ м 3 воды. При извлечении золота из минеральных суспензий (рудных пульпЧ1 расчет ведется на 1 т перерабатываемой руды. Так, при концентрации твердого в суспензии 25% (Т : Ж 0:1 : 3) и расходе биомассы 10'г/м 3 суспензии для переработки 1 т руды потребуется биомассы примерно в 3 , ^ раза больше, т . е . 3*1 г. После введения микроорганизмов смесь выдерживают при постоянном перемешивании в течение 2-3 мин и отделяют дисперсную фазу, обогащенную золотом, одним из известных способов. При незначительном содержании твердых частиц в воде (различные техногенные среды) дисперсную фазу отде 10 15 20 25 30 35 ляют путем фильтрации через ячейку электроудерживания либо центрифугированием. При переработке минеральных суспензий обогащенную золотим фракцию выделяют флотацией, для чего в смесь дополнительно вводят флотореагенты. Для определения содержания золота и степени извлечения выделенную дисперсную фазу (или флотоконцентрат) высушивают и анализируют, пользуясь .. стандартными методиками. Биофлотация легко вписывается в существующую схему переработки сырья, не требует перестройки технологических участков или сооружения сложного оборудования, за исключением накопительных и расходных емкостей простых конструкций. Важным достоинством является также непрерывность процесса не ьужно менять фильтры, извлекать и регенерировать загрузку установок электооуде ржи вания. П р и м е р 1. К раствору золя золота, содержащему 0,^5 мг/л золота, добавляют суспензию Bacillus- cereus в количестве kO мг/л (при концентрации биомассы в клеточной суетпензии 11) г/л это составляет А мл на 1 л перерабатываемой среды). Смесь перемешивают в течение 2 мин, после ^его биомассу клеток отделяют от раствора центрифугированием при5000 об/мин в течение 5 мин. Биомассу высушивают и сжигают в муфельной печи, после чего анализируют остаток на содержание золота: 0,5 л перера- . батываемого раствора содержат 225 мкг золота; в сухом остатке обнаружено 225 мкг. Извлечение 100%. 40 П р и м е р 2. Сливы сгустителя одной из обогатительных фабрик содержат 3 мг/л коллоидного золота. Концентрация тонкодисперсных взвешенных частиц (глинистая фракция) в' сли45 вах равна 0,5 г/п. С Помощью микроорганизмов B a c i l l u s cereus, введенных в сливы в количестве 20 г / м 3 , после выдерживания смеси при перемешивании в течение 3 мин удается 50 извлечь до 2,92 мг/л золота, что составляет 97,3%. При этом ост.аточное . содержание коллоидного золота в сливах равно 0,08 мг/л. П р и м е р з . Хвосты гравитации частной пробы руды Береговского месторождения доизмельчают до крупности 802 'класса - 0,07і* мм, готовят 20%ную суспензию на водопроводной воде ' 1690321 и флотируют в две стадии в лабораторной флотомашине импеллерного типа ФМЛ-7М с объемом камеры 3,0 л. Основную флотацию проводят в присутствии бутилового ксантогената калия в к о личестве 80 г/т руды и соснового масла 60 г/т в течение 15 мин. После этого к суспензии добавляют 20 г/т биомассы В. cereus, перемешивают 3 мин,дополнительно вводят 60 г/т пример Продукты флотации ксантогената и kQ г/т соснового масла и флотируют в течение 10 мин. Продукты флотации - концентраты основной и биофлотации и хвосты высушивают и анализируют на содержание золота и серебра. Результаты извлечеиия золота и серебра из различных руд с помощью бактерий В. cereus и Saccharomyces vini приведены в таблице . Извлечение, % Содержание, Выход, * 8 г/т Аи Аи Ag от ИСХО*і и Ag • от от операц. исход. опер. 4,7 27,0 ^9,3 51,1 51,1 50,3 5о,з 5,3 90,0 •17,8 23,1 37,0 75,6 22,1 Хвосты 1,7 £= 5* 100 0,33 2,48 44,5 Исходная 5,5 = 88, 1 - 72,4 Концентрат 1 6,7 63,4 5,9 19,4 *4 43,6 Концентрат 2 15,1 27,2 Хвосты 87,4 0,22 0,41 100 2,05 г 4,17 -90 6 Конценїрат 1 6,6 19,8 44,0 Концентрат 2 6,2 6,5 Хвосты 87,2 100 0,39 2,05 13,9 С.46 63,7 19,6 Исходная 2 Концентрат 1 Концентрат 2 J * Исходная „ Прототип . Извлечение золота в концентрат биофлотации увеличивается на 20% (от операции контрольной флотации). Со45 держание в хвостах флотации снижается на 0,17 г/т. С высокой эффективностью извлекается также серебро. Незначительное время агитации суспензии с микроорганизмами позволяет успешно реализовать способ при боль- 50 ших объемах производства. Основным достоинством способа является возможность эффективного извлечения коллоидного и тонкодисперсного золота (дофлотационной крупности, т.е. менее 1 0 - 5 мкм) из раз-* личных техногенных сред - стоков металлургических и обогатительных пред* 4,17 -83 3 63,4 74,3 * 70,0 70,0 21,3 71,С £ = 91,3 63,7 69,6 69.6 54,0 20,7 68,0 = 90,3 приятии, рудничных вод и минеральных суспензий - глинистых, кварцевых, окисленных и высокошламистых руд разнообразного минералогического состава, содержащих тонкодисперсное золото, не извлекаемое традиционными методами (за исключением экологически опасного и не везде применяв- , мого цианирования). При этом достигается следующее улучшение показателей извлечения: повышение суммарной степени извлечения золота из руд на 7,3 - 10,7%; получение более богатого (на 2,9-8,6 г/т) второго концентрата при существенном снижении содержания золота в хвостах флотации (на 0,17-0,18 г/т); сокра У 1690321 щение времени выдерживания перерабатываемого сырья с микроорганизмами, необходимого для образования биогетероагрегатов "клетка-частица", до . 2-3 мин, . ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Способ извлечения золота из водных минеральных суспензий, включающий предварительное введение в нее биомассы микроорганизмов, перемешивание и отделение дисперсной фазы Редактор И. Болотина Ю с извлечением из нее золота, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения степени извлечения коллоидного и тонкодисперсного золота, в качестве биомассы микроорганизмов используют биомассу бактерий B a c i l l u s cereus ВКПМ В-5039 в количестве 10-^0 г су 10 хого веса на 1 м 3 воды. 2. Способ по п . 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что используют минеральную суспензию с концентрацией твердого вещества 10-25%. Составитель В. Степаненко Техред м.Моргентал "Корректор Н. Ревская Заказ ^003/ЛСП Тираж , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. h/5' Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Унгород, ул. Гагарина,101