FOKIN KONSTANTIN SERGEEVICH (RU)
FOKIN KONSTANTIN SERGEEVICH (RU)
| US4654078A | 1987-03-31 | |||
| RU2031157C1 | 1995-03-20 | |||
| US4369061A | 1983-01-18 | |||
| GB2180829A | 1987-04-08 |
формула изобретения
1. способ извлечения благородных металлов из упорных руд и концентратов, предусматривающий применение тиосульфата и комплексных соединений переходных металлов в качестве катализаторов-окислителей растворения благородных металлов, отличающийся тем, что в качестве органических комплексообразователей используются природные гуминовые и фульвокислоты, регенерация тиосульфата осуществляется непосредственно в пульпе, путем подачи солей сульфитов и сернистого газа одновременно с подачей воздуха или кислорода, в качестве источника сульфид-иона используются природные или искусственные сульфиды и элементарная сера, специально добавляемая в пульпу, а процесс окисления благородных металлов и их комплексования с тиосульфатом и другими органическими и неорганическими лигандами проводится с использованием короткоживущих радикалов, образующихся непосредственно в растворе при взаимодействии используемых реагентов.
2. способ по п.l, отличающийся тем, что процесс проводится при PH от 5-8 преимущественно при PH=7.
3. способ по п.l, отличающийся тем, что для поддержания PH используются гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов, а также гидроксид аммония.
4. способ по п.l, отличающийся тем, что гуминовые и фульвокислоты экстрагируются из органического вещества, содержащегося в обрабатываемом минеральном сырье.
5. способ по п.l, отличающийся тем, что экстракт гуминовых и фульвокислот вносится в процесс обработки минерального сырья, как дополнительный реагент. |
способ извлечения благородных металлов из упорных руд и концентратов
заявляемый способ извлечения благородных металлов из упорных руд и концентратов может быть использован в гидрометаллургической промышленности для переработки сульфидного и упорного минерального сырья.
гуминовые вещества были впервые выделены из торфа немецким ученым ф. ахардом в 1786 году. все гуминовые вещества образуются в результате постмортального (посмертного) превращения органических остатков в результате процесса гумификации. все гуминовые вещества считаются высокомолекулярными соединениями. после развития химии высокомолекулярных соединений и появления новой аналитической техники считается, что молекулярная масса фульвокислот близка к 10-15 тыс. a.e.м., а гуминовых кислот - от 20-30 тыс. до 100-150 тыс. a.e.м. в начале 80-х годов XX века было показано, что крупные частицы гуминовых кислот могут изменяться под влиянием детергентов и комплексонов, которые разрушают сложные ассоциаты молекул, снижая их средние молекулярные массы.
известен способ извлечения цветных, редких и благородных металлов из минерального сырья путем обработки его раствором, содержащим окислитель и восстановитель одновременно. в результате донорно-акцепторного взаимодействия окислителя и восстановителя образуются быстрые радикалы, которые эффективно растворяют цветные, редкие и благородные металлы из минерального сырья (см. патент великобритании JYs 2 414 740 а от 07.12.2005 MпK-7: C22B 3/06)
к недостатку данного способа относится возможность неполного извлечения цветных, редких и благородных металлов при наличии в минеральном сырье высокоактивного органического вещества. на окисление органического вещества тратится большое количество окислителя, а в случае неполного окисления, органическое вещество абсорбирует значительные количества растворенных металлов, что приводит к потерям ценных металлов с хвостами процесса.
известен способ извлечения благородных металлов из сульфидсодержащего сырья, предусматривающий растворение благородных металлов с помощью
тиосульфата аммония. при этом, в качестве катализатора окисления благородных металлов используются водорастворимые соли меди, а тиосульфат аммония получают путем смешения аммиака, сероводорода и сернистого газа отдельно от технологического процесса (см. патент сша Jfe 4070182 от 24.01.1978, MпK-2: C22B 11/04)
к недостаткам данного способа относится большой расход тиосульфата, вызванный окислением его солями меди, а также, технологическая сложность получения тиосульфата аммония с использованием сразу трех газов. это приводит к удорожанию процесса и является экономически нецелесообразным.
известен способ извлечения благородных металлов из трудных руд, предусматривающий обработку минерального сырья смесью тиосульфата аммония, сульфита аммония и rидроксида аммония с добавлением солей меди. способ предусматривает уменьшение потерь тиосульфата аммония путем добавления в раствор сульфита аммония превращающего политионатные комплексы, образующиеся в результате окисления тиосульфата, обратно в тиосульфат аммония (см. патент сша JYs 4269622 от 26.05.1981, MпK-3: C22B11/04).
к недостаткам данного способа относятся снижение эффективности растворения благородных металлов, вследствии влияния сульфита натрия в качестве восстановителя .
наиболее близким способом извлечения благородных металлов из минерального сырья к заявляемому способу является усовершенствованный способ тиосульфатного выщелачивания, предусматривающий применение в качестве окислителей комплексных соединений железа с этилендиаминтетраацетатом (эдTA).(cм. опубликованная заявка WO Jfe 2005/017215 от 24.02.2005, мпк- 7:C22Bз/06), который принят за прототип.
сходными признаками между прототипом и заявляемым изобретением является применение комплексных соединений переходных металлов в качестве катализаторов-окислителей тиосульфатного растворения благородных металлов.
к причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится то, что в известном способе наблюдается низкая каталитическая активность железного комплекса
этилендиаминтетраацетата. это значительно удлиняет время технологического процесса, снижает извлечение благородных металлов и увеличивает экономические издержки производства.
задача, стоящая перед изобретателями, заключалась в разработке эффективного способа извлечения благородных металлов из упорных руд и концентратов, лишенного вышеизложенных недостатков, и обладающим высокой экономической эффективностью.
технический результат достигается тем, что в процессе тиосульфатного растворения благородных металлов используется несколько факторов, значительно улучшающих процесс, а именно:
1. в качестве органических комплексообразователей переходных металлов, являющихся катализаторами-окислителями при растворении благородных металлов, используются природные гуминовые и фульво-кислоты.
2. регенерация тиосульфата осуществляется путем подачи в пульпу солей сульфитов или сернистого газа одновременно с подачей воздуха или кислорода. в качестве источника сульфид-иона могут использоваться природные или искусственные сульфиды, содержащиеся в минеральном сырье, или элементарная сера, специально добавляемая в пульпу.
3. ведение процесса окисления благородных металлов и их комплексования с тиосульфатом и другими органическими и неорганическими лигандами проводится с использованием короткоживущих радикалов, образующихся непосредственно в растворе при взаимодействии используемых реагентов.
поставленная цель достигается тем, что способ извлечения благородных металлов из упорных руд и концентратов предусматривает применение тиосульфата и комплексных соединений переходных металлов в качестве катализаторов-окислителей растворения благородных металлов, при этом в качестве органических комплексообразователей используются природные гуминовые и фульвокислоты, регенерация тиосульфата осуществляется непосредственно в пульпе, путем подачи солей сульфитов и сернистого газа одновременно с подачей воздуха или кислорода. в качестве источника сульфид-иона используются природные или искусственные
сульфиды, а также элементарная сера, специально добавляемая в пульпу. процесс окисления благородных металлов и их комплексования с тиосульфатом и другими органическими и неорганическими лигандами проводится с использованием короткоживущих радикалов, образующихся непосредственно в растворе при взаимодействии используемых реагентов.
упорное минеральное сырье, как правило, содержит органическое вещество природного происхождения и, возможно, сульфидные минералы. эти компоненты затрудняют извлечение серебра, золота, платины, палладия, родия, рутения, иридия и осмия известными гидрометаллургическими процессами, такими как цианирование, кислотное выщелачивание с применением тиомочевины, выщелачивание органическими растворителями. разработанный способ предусматривает использование органического вещества природного происхождения и сульфидных минералов в качестве химических реагентов, которые используются при проведении процесса извлечения благородных металлов, что значительно снижает упорность минерального сырья.
проведение заявляемого способа извлечения осуществляется в щелочной среде, создаваемой щелочными реагентами, преимущественно гидратом аммония NH 4 OH. упорные руды и концентраты, содержащие органическое вещество при измельчении их в щелочном растворе, выделяют гуминовые и фульвокислоты в жидкую фазу. эти органические комплексообразователи совместно с тиосульфатом принимают участие в растворении благородных металлов. в качестве окислителей благородных металлов используются соли переходных металлов, таких как медь, железо, кобальт, никель и другие. переходные металлы, образуя устойчивые комплексы с гуминовыми и фульвокислотами эффективно окисляют благородные металлы, при этом их роль в окислении тиосульфата незначительная. уменьшение концентрации тиосульфата в ходе технологического процесса компенсируется путем взаимодействия сульфит-иона и сульфид-иона. сульфит-ион может подаваться в раствор растворением сернистого газа или добавлением солей сульфитов. сульфид- ион получается путем добавления в пульпу элементарной серы или благодаря взаимодействию сульфит-иона с природными или искусственными сульфидами. барботаж через пульпу воздуха или кислорода обеспечивает образование
короткоживущих радикалов, непосредственно в растворе при взаимодействии используемых реагентов.
протекание вышеуказанных процессов можно описать следующими химическими уравнениями:
O 2 + 4Cu(S 2 Os) 3 5" + 16NH 3 + 2H 2 O = 4Cu(NH 3 ) 4 2+ + 12S 2 O 3 2" + 4OH ' 4Cu(NHs) 4 2+ + 4Au + 20S 2 O 3 2" = 4Cu(S 2 O 3 ) 3 5" + 4Au(S 2 O 3 ) 2 3" + 16NH 3 2(NH 4 ) 2 S 2 O 3 + 0.5O 2 + H 2 O = (NHf) 2 S 4 O 6 + 2NH 4 он (NH 4 ) 2 SO 3 + 2NH 4 он + (NHi) 2 S 4 O 6 = (NH 4 ) 2 S 2 O 3 + (NH 4 ) 2 SO 4 + H 2 O 6H + + 4SO 3 2" + 2S 2" = 3S 2 O 3 2" + 3H 2 O S 4 O 6 2" + SO 3 2" + 2OH " = 2S 2 O 3 2" + SO 4 2" + H 2 O S 3 O 6 2' + SO 3 2" + 2OH " + 0.5O 2 = S 2 O 3 2' + 2SO 4 2" + H 2 O 4S 4 O 6 2" + 2S 2" + 6OH " = 9S 2 O 3 2" + 3H 2 O S 4 O 6 2" + S 2 - = 2S 2 O 3 2" + S 0 S 3 O 6 2" + S 2" = 2S 2 O 3 2" 2SO 3 2" + O 2 = Me = S 2 O 5 " = 2SO 4 2' + о
примеры конкретного выполнения:
1. обработке подвергался образец диктионемовых сланцев следующего химического состава- SiO 2 - 50-55%, Al 2 O 3 - 10-15.3%, Fe 2 O 3 - 3,1-6,0%, FeO - 0-3.4%, MgO - 0,7-3,0%, CaO - 0,5-4,7%, Na 2 O - 0,1-0,6%, K 2 O - 4,2-5,6%, п.п.п. - 13,9-20,6%, P 2 O 5 - 0,4-0,7%, S - 1.3-1,7%, сорг - 3,8 15,1%. навеску пробы массой 1 килограмм обрабатывали при отношении жидкого к твердому 2: 1 с добавлением, в начале опыта, следующих реагентов: NH 4 OH - 10 г/литр, Na 2 S 2 O 3 - 30 г/литр. температура пульпы поддерживалась на уровне 60 градусов цельсия. через 15 минут после начала перемешивания в пульпу были поданы сернистый газ SO 2 и кислород с расходом 5 литров в минуту. процесс продолжался 1 час. PH пульпы в конце процесса составлял 6,7. остаточная концентрация тиосульфата составляла 25,7 г/литр. концентрация гуминовых и фульвокислот составила 12 г/литр. анализ жидкой фазы атомно- абсорбционным спектрофотометром показал в растворе следующие содержания цветных и благородных металлов: Cu - 56 мг/литр, Au - 1,2 мг/литр, Pt - 2,4 мг/литр, Pd - 0,8 мг/литр, Ag - 12 мг/литр. по данным пробирного анализа извлечение
составило: для золота - 98%, для платины - 89%, для палладия - 87%, для серебра - 99%.
2. обработке подвергался образец руды месторождения олимпиадинское следующего состава: SiO 2 - 41,8, Al 2 O 3 - 6,6, CO 2 - 16,8, Fe 2 O 3 - 5,88 (Fe oбщ ), CaO - 21,4, MgO - 2,7, K 2 O - 1,5, S oбщ - 1,2, As - 0,28, Sb - 0,25, WO 3 - 0,02, Ag, г/г - 1,3, Au, г/г - ~4,3. навеску пробы массой 1 килограмм обрабатывали при отношении жидкого к твердому 2:1 с добавлением в начале опыта следующих реагентов: Na 2 S 2 O 3 - 30 г/литр, торфяная вытяжка гуминовых и фульвокислот на основе NH 4 OH — 15 г/литр в пересчете на органику и 5 г/литр в пересчете на NH 4 OH. температура пульпы поддерживалась на уровне 60 градусов цельсия. через 15 минут после начала перемешивания в пульпу были поданы сернистый газ SO 2 и кислород с расходом 5 литров в минуту. процесс продолжался 1 час. PH пульпы в конце процесса составлял 6,3. остаточная концентрация тиосульфата составляла 27 г/литр. анализ жидкой фазы атомно-абсорбционным спектрофотометром показал в растворе следующие содержания цветных и благородных металлов: Au - 2,1 мг/литр, Ag — 0,6 мг/литр, Pt - 1,3 мг/литр, Pd - 0,4 мг/литр. концентрация железа в растворе составляла 0,7 г/литр. по данным пробирного анализа извлечение составило: для золота — 97,6%, для платины - 91,5%, для палладия - 88%, для серебра- 92,3%.