PL198096B1 - Sposób odzyskiwania złota - Google Patents

Abstract

1. Sposób odzyskiwania z lota z pozosta losci lugowania lub produktu przej sciowego zawieraj a- cego zelazo i siark e, które zosta ly wytworzone w procesie lugowania chlorkami pod ci snieniem atmos- ferycznym surowca siarczku miedzi, znamienny tym, ze z loto luguje si e z pozosta lo sci lub produktu przej sciowego w wodnym roztworze chlorku miedzi (II) - chlorku sodu pod ci snieniem atmosferycznym przy pomocy dwuwarto sciowej siarki zawartej w wymienionym roztworze i zawieraj acego tlen gazu, war- to sc powsta lego potencja lu utleniaj aco-redukuj acy zawiesiny utrzymuje si e na poziomie poni zej 650 mV a warto sc pH wynosi 1-3, przy czym zelazo i siarka pozostaj a g lównie nie rozpuszczone a rozpusz- czone z loto odzyskuje si e kilkoma znanymi sposobami, a nie rozpuszczone pozosta lo sci s a odpadami do odrzucenia. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania złota w związku z hydrometalurgiczną produkcją miedzi, z pozostałości lub półproduktu zawierających siarkę i żelazo wytworzone przez ługowanie surowca zawierającego miedź. Odzyskiwanie zarówno miedzi jak i złota ma miejsce w środowisku chlorków. Złoto zawarte w pozostałościach lub półprodukcie jest ługowane przy użyciu dwuwartościowej miedzi i tlenu w roztworze chlorku miedzi (II) - chlorku sodu w otoczeniu, w którym wartość potencjału oksydacyjno-redukcyjnego wynosi maksymalnie 650 mV a wartość pH co najmniej 1. Żelazo i siarka zawarte w pozostałościach pozostają w przeważającej części nie rozpuszczone.

Ze stanu techniki znanych jest kilka metod, które są używane do ługowania złota z materiału zawierającego siarkę i żelazo w związku z procesem odzyskiwania miedzi opartym na chlorkach.

W amerykańskim dokumencie patentowym nr US 4,551,213 przedstawiono sposób, za pomocą którego złoto może być ługowane z materiałów zawierających siarkę a zwłaszcza z pozostałości procesów hydrometalurgicznych. Korzystnym materiałem źródłowym dla tego sposobu są pozostałości z procesu oczyszczania (CLEAR process). Proces oczyszczania (CLEAR process) jest hydrometalurgicznym procesem odzyskiwania miedzi, który zachodzi w otoczeniu chlorku i przy podwyższonym ciśnieniu. Z pozostałości zawierających złoto tworzy się w wodzie zawiesinę, a zawartość chlorku w uzyskanej zawiesinie jest tak regulowana, że wynosi ona 12-38% wagowych chlorku. Potencjał redukujący tlenu jest regulowany w zakresie 650-750 mV a wartość pH poniżej 0. Do utleniania złota zawartego w surowcu do zawiesiny dodawany jest chlorek miedzi (II) lub chlorek żelazowy, tak że złoto rozpuszcza się. W publikacji wspomniane jest, że potencjał oksydacyjno-redukcyjny nie może wzrosnąć powyżej 750 mV, ponieważ powyżej tej wartości siarka rozpuści się. W publikacji nie ma informacji o zawartości rozpuszczonej siarki lub żelaza.

Dokument EP 646185 nawiązuje do odzyskiwania miedzi z koncentratów miedzi przy użyciu ługowania chlorkami pod ciśnieniem atmosferycznym. Złoto jest ługowane z pozostałości ługowania do postaci elektrolitu, który zawiera co najmniej dwa halogenki takie jak chlorek sodu i bromek sodu. Celem jest nagromadzenie mocy utleniającej kompleksu bromu na miedzianej anodzie elektrolitycznej i użycie jej do ługowania złota w pozostałościach.

Wymienione wyżej sposoby mają jednak wady. Warunki ługowania sposobem według amerykańskiego dokumentu nr US 4,551,213 są bardzo szkodliwe. W dokumencie nadmienia się, że w opisanych w nim warunkach siarka nadal nie będzie się rozpuszczać lecz to nie znajduje uniwersalnego zastosowania, ponieważ tendencje do rozpuszczania się nie związanej siarki i związków żelaza wymienione w tym dokumencie zależą od sposobu wytwarzania siarki i wymienionych wyżej związków. Przeprowadzone przez nas testy wykazały, że kiedy powstałe pozostałości ługowania pod ciśnieniem atmosferycznym są oczyszczane, przy uwarunkowaniach podanych w wymienionym wyżej dokumencie, to występuje znaczne rozpuszczanie się siarki i żelaza. Oczywiście ich rozpuszczanie się ma wpływ na ekonomiczność procesu. Z drugiej strony sposób odzyskiwania złota zastosowany według dokumentu EP 646185 przy użyciu kompleksu bromu nie jest korzystny z punktu widzenia środowiska, ponieważ w stadium przebiegu procesu ługowania koncentratu może dochodzić do szkodliwej emisji bromu.

Obecnie opracowano nowy sposób ługowania złota z pozostałości ługowania lub produktu przejściowego zawierającego żelazo i siarkę, które zostały wytworzone w procesie ługowania chlorkami pod ciśnieniem atmosferycznym koncentratu siarczku miedzi. Stwierdzono, że można ługować złoto z materiału zawierającego żelazo i siarkę do postaci wodnego roztworu chlorku miedzi (II) chlorku sodu kiedy do roztworu wprowadzany jest gaz zawierający tlen. Tak więc, ługowanie odbywa się za pomocą dwuwartościowej miedzi i tlenu w warunkach, w których potencjał oksydacyjnoredukcyjny ma wartość poniżej 650 mV a zakres wartości pH roztworu ma zakres 1-3. Według tego sposobu zakres eksploatacji jest wyraźnie bardziej korzystny od wymienionego w stanie techniki, ponieważ w tych warunkach żelazo jeszcze nie rozpuszcza się a siarka pozostaje w przeważającej części nie rozpuszczona. Dzięki temu unika się kosztów powstających przy usuwaniu żelaza i siarki z roztworu.

Według wynalazku sposób odzyskiwania złota z pozostałości ługowania lub produktu przejściowego zawierającego żelazo i siarkę, które zostały wytworzone w procesie ługowania chlorkami pod ciśnieniem atmosferycznym surowca siarczku miedzi polega na tym, że złoto ługuje się z pozostałości lub produktu przejściowego w wodnym roztworze chlorku miedzi (II) - chlorku sodu pod ciśnieniem atmosferycznym przy pomocy dwuwartościowej siarki zawartej w wymienionym roztworze i zawierającego tlen gazu, wartość powstałego potencjału utleniająco-redukujący zawiesiny utrzymuje się

PL 198 096 B1 na poziomie poniżej 650 mV a wartość pH wynosi 1-3, przy czym żelazo i siarka pozostają głównie nie rozpuszczone a rozpuszczone złoto odzyskuje się kilkoma znanymi sposobami, a nie rozpuszczone pozostałości są odpadami do odrzucenia.

Korzystnie potencjał utleniająco-redukujący utrzymuje się w zakresie 530-620 mV, a wartość pH zawiesiny wynosi 1,5-2,5.

Poniżej wartości pH wynoszącej 1 żelazo w cząstkach stałych zacznie rozpuszczać się, a to jest niepożądane. Jako gaz utleniający korzystnie mogą być użyte powietrze, powietrze wzbogacone tlenem lub tlen. Zawartość dwuwartościowej miedzi Cu²⁺ w roztworze wynosi korzystnie 40-100 g/l, a zakres zawartości chlorku sodu wynosi korzystnie 200-330 g/l.

Ługowanie ma miejsce pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze, której zakres waha się między temperaturą pokojową a temperaturą wrzenia zawiesiny, korzystnie jednak między 80°C a temperaturą wrzenia zawiesiny. Odzyskiwanie złota z roztworu dokonuje się przy użyciu kilku sposobów ze stanu techniki, takich jak elektroliza lub przy zastosowaniu aktywnego węgla. Pozostający osad stanowi odpadki będące do dyspozycji.

Korzystne jest łączenie tego sposobu jako fragmentu procesu ługowania chlorkami koncentratu miedzi. Tego rodzaju sposób jest przedstawiony w dokumencie US 6,007,600. W wymienionym wyżej sposobie surowiec zawierający siarczek miedzi, taki jak koncentrat, jest ługowany przeciwprądowo w kilku stadiach przebiegu procesu w roztworze chlorku sodu - chlorku miedzi (II), NaCl-CuCb, aby wytworzyć roztwór chlorku jednowartościowej miedzi (I) CuCl. Pozostałości są w ługu, który składa się głównie z siarki i żelaza z surowca, jak również ze złota zawartego w surowcu. Opracowana obecnie metoda nawiązuje do ługowania złota z pozostałości powstałych w przebiegu procesu, jak to opisano powyżej.

Sposób według wynalazku jest dodatkowo opisany schematem przepływu na fig. 1, według którego odzyskiwanie złota związane jest z hydrometalurgicznym odzyskiwaniem miedzi. Schemat przepływu przedstawia jeden przykład wykonania według wynalazku. Grubsze strzałki na fig. 1 pokazują przemieszczanie się cząstek stałych, a cieńsze strzałki pokazują przepływ roztworu.

Surowiec siarczkowy miedzi taki jak koncentrat siarczku miedzi 1 jest wprowadzany do reaktora ługowania 2 pierwszego stadium procesu ługowania, do którego zawracany jest również roztwór 3 z późniejszego stadium procesu, którym jest wodny roztwór chlorku miedzi (II) - chlorku sodu. Grubsze strzałki wskazują przemieszczanie się cząstek stałych a cieńsze strzałki - przepływ roztworu. Miedź z koncentratu miedzi rozpuszcza się do roztworu technologicznego, a roztwór kierowany jest do zagęszczania 4. Po zagęszczeniu przelew 5 zawiera chlorek miedzi wykazujący około 70 g/l miedzi, głównie w postaci jednowartościowej miedzi, kierowany do wykorzystania w procesie odzyskiwania miedzi (nie pokazano szczegółowo). Ługowanie cząstek stałych zawartych w produkcie dolnym 6 jest następnie kontynuowane w reaktorach 7 i 8 przypisanych drugiemu stadium procesu ługowania w roztworze 9, który uzyskiwany jest w późniejszym stadium procesu. Zawartość Cu2+ w roztworze 9, przechodzącym do drugiego stadium procesu, jest regulowana do swojego optimum roztworem NaCl. Do reaktorów z tego stadium procesu wprowadza się powietrze aby zintensyfikować ługowanie. Zagęszczanie 10 ma miejsce w końcowym stadium procesu.

Produkt górny 3 z zagęszczania 10 w drugim stadium procesu jest kierowany do pierwszego stadium procesu do ługowania koncentratu. Ługowanie cząstek stałych produktu dolnego 11 jest kontynuowane w reaktorach 12, 13 i 14 w trzecim stadium procesu, w celu wyługowania resztek miedzi i złota. Należy zauważyć, że Ilczba reaktorów na arkuszu przepływu nie ogranicza Ilczby reaktorów w sposobie według wynalazku. W trzecim stadium procesu ługowania, tj. w stadium procesu ługowania złota, pozostałości są ługowane w stężonym roztworze chlorku miedzi (II) - chlorku sodu 15, w którym zawartość Cu2+ wynosi 60-100 g/l a zawartość chlorku sodu 200-330 g/l. Tlen jest wprowadzany do reaktorów korzystnie w postaci powietrza. Ponieważ stadium procesu kończy się to zawiesina jest kierowana do zagęszczania 16. Produkt górny 17 z zagęszczania jest kierowany do odzyskiwania złota, albo w takiej postaci w jakiej jest albo jest filtrowany, które to odzyskiwanie w tym przykładzie wykonania ma miejsce w węglowej kolumnie ekstrakcyjnej 18 przy użyciu węgla aktywnego. Produkt złota 19 jest uzyskiwany z kolumn ekstrakcyjnych. Roztwór usunięty z kolumn ekstrakcyjnych jest roztworem wolnym od złota 9, który jest zawracany do drugiego stadium procesu ługowania, i jeżeli jest to wymagane wprowadzany jest do niego roztwór chlorku sodu 20 w celu uzyskania odpowiedniej zawartości chlorku miedzi (II) do ługowania. Produkt dolny lub pozostałości ze stadium procesu zagęszczania odzyskiwanego złota po obojętnej obróbce wtórnej, takiej jak filtracja i przemywanie (nie przedstawiono szczegółowo), stają się końcowymi odpadami 21, które zawierają prawie całą siarkę

PL 198 096 B1 i żelazo z koncentratu. Przesącz pozostałości i wody z przemywania są zawracane na przykład do procesu ługowania koncentratu.

Ługowanie surowca miedziowego w procesie o wielu stadiach jest przedstawione w arkuszu przepływu jako ługowanie przeciwprądowe, a w stadium przebiegu procesu cząstki stałe i roztwór przenoszą się zasadniczo równomiernie z jednego reaktora do drugiego. Jednakże, aby zintensyfikować ługowanie cząstki stałe mogłyby być recyrkulowane przez ich zawracanie w przebiegu procesu. Tak więc, cząstki stałe mogą być zawracane w jednym ze stadiów procesu obejmującym kilka reaktorów, od reaktorów tylnych do reaktora czołowego danego stadium, albo recyrkulacja mogłaby nawet być zrealizowana w pojedynczym reaktorze. Na zakończenie każdego stadium procesu albo po przejściu przez każdy reaktor następuje oddzielenie cieczy i cząstek stałych, generalnie przy użyciu zagęszczacza. Roztwór uzyskany z oddzielania między poszczególnymi stadiami procesu, to jest produkt górny, jest kierowany do poprzedniego stadium procesu w kierunku przepływu cząstek stałych, a pozostałości stałe albo produkt dolny są kierowane głównie do następnego stadium procesu ługowania. Tak więc, część produktu dolnego z jednego stadium procesu, albo z każdego stadium procesu, może być zawracane do reaktora albo z poprzedniego albo z tego samego stadium procesu ługowania, korzystnie do pierwszego reaktora.

Na fig. 1 arkusz przepływu przedstawia sposób ługowania złota w nawiązaniu do ługowania surowca zawierającego miedź, lecz sposób według wynalazku nie jest ściśle związany z procesem ługowania surowca zawierającego miedź, przedstawionym na arkuszu przepływu. Kluczowy punkt sposobu według wynalazku jest taki, że ługowanie materiału zawierającego złoto odbywa się przy użyciu dwuwartościowej miedzi i gazu utleniającego w warunkach, w których potencjał roztworu jest mniejszy niż 650 mV, a korzystnie wynosi między 530-620 mV, a wartość pH wynosi przynajmniej 1, korzystnie ma wartość co najmniej 1,5-2,5. Kiedy gazem utleniającym jest powietrze to konstrukcje reaktorów mogą być proste.

Wynalazek jest dodatkowo przedstawiony w następującym przykładzie.

P r z y k ł a d 1

Warunki odzyskiwania złota według stanu techniki (dokument US 4551213) zostały użyte w przykładzie. Pozostałości ługowania chlorkami użyte w testach pochodziły z ługowania koncentratu siarczku miedzi przeprowadzonego pod ciśnieniem atmosferycznym. Wilgotność pozostałości wynosiła 31% wagowych, zawierały one 3,7% Cu, 28,9% Fe, 32,4% S i 5,8 ppm Au mierzonych jako sucha masa.

220 g pozostałości mokrego ługu zostało umieszczonych w reaktorze mieszającym z 500 ml roztworu zawierającego 40 g/l Cu²⁺ jako chlorek i około 300 g/l NaCl. Temperatura roztworu wynosiła 40°C a czas ługowania 12 godzin. Podczas ługowania potencjał oksydacyjno-redukcyjny zawiesiny w reaktorze, mierzony elektrodami Pt i Ag/AgCl, był utrzymywany na poziomie wartości wzorcowej wynoszącej 680 mV i użyto gazowego chloru. Podczas testu dopuszczono dowolną zmianę wartości pH szlamu, od wartości wyjściowej wynoszącej 2 do wartości końcowej wynoszącej 0,1. Na zakończenie testów analizy roztworu i cząstek stałych były następujące:

Roztwór	Fe g/l	S g/l	Au mg/l
	42,6	9,33	1,28
Cząstki stałe	Fe%	S%	Au ppm
	19,7	46,4	3,1

Wyniki testu pokazują, że około połowa żelaza rozpuściła się, co spowodowałoby bardzo duże koszty dla zakładu produkcyjnego związane z jego usuwaniem. Tylko około połowa złota rozpuściła się.

P r z y k ł a d 2

To doświadczenie przeprowadzone zostało zgodnie ze sposobem według wynalazku. Koncentrat siarczku miedzi (CuFeS₂) był ługowany w reaktorze mieszającym w roztworze CuCl₂-NaCl przy dostępie powietrza, tak że zawartość wytworzonych resztek ługowania (mierzona jako sucha masa) była następująca:

Cu% Fe% S% Auppm

0,7 41,6 2,,6 3,9

Koncentrat wyjściowy zawierał około 6,8 ppm złota, a zatem jego część już się rozpuściła kiedy koncentrat był ługowany. Następnie powstała zawiesina z pozostałości i nowego roztworu, która zawierała 87 g/l pozostałości ługowania i roztworu wyjściowego zawierającego:

Cu g/l Fe g/l S g/l Au g/l

71,2 0,08 0,533 0,016

PL 198 096 B1

Miedź zawarta w roztworze wyjściowym miała postać związków miedziowych. Zawiesina znajdowała się przez 12 godzin w temperaturze 100°C w reaktorze mieszającym, wyposażonym w pięciolitrowy podajnik powietrza. Proces ługowania jest zilustrowany następującymi pomiarami i wynikami analizy przedstawionymi w tabeli nr 1.

T a b e l a 1

Czas (H)	pH (reaktor)	Potencjał (mV)	Roztwór	Pozoótałoćhi Au ppm
Au mg/l	Fe g/l	p g/l
0	2,4	552	0,016	0,008	0,53	3,9
4	2,7	572	0,136	0,002	0,86
8	2,6	610	0,240	0,003	1,09
12	2,6	608	0,260	0,005	1,21	0,8

Potencjał: Pt vs. Ag/AgCl

Wzięto 400 ml końcowego testowanego filtratu i dodano 10 g aktywnego węgla, którego średnia wielkość ziarna wynosiła 1,5 mm, po czym poddano go mieszaniu w temperaturze 25°C przez 4 godziny. Przy zakończeniu mieszania roztwór poddano analizie, która wykazała, że zawiera <0,005 mg/l Au.

Wyniki analizy pokazują, że żelazo pozostało w postaci nie rozpuszczonej i że siarka rozpuściła się tylko trochę, tj. około 0,7 g/l. Chociaż wyjściowa zawartość złota była mała, to mimo to wydajność ługowania była dobra i wyniosła około 80%.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sppsóó oodzssiwania złota z ppozstałości ługgwanial ub proouktuprzzjścioweegzzwierającego żelazo i siarkę, które zostały wytworzone w procesie ługowania chlorkami pod ciśnieniem atmosferycznym surowca siarczku miedzi, znamienny tym, że złoto ługuje się z pozostałości lub produktu przejściowego w wodnym roztworze chlorku miedzi (II) - chlorku sodu pod ciśnieniem atmosferycznym przy pomocy dwuwartościowej siarki zawartej w wymienionym roztworze i zawierającego tlen gazu, wartość powstałego potencjału utleniająco-redukujący zawiesiny utrzymuje się na poziomie poniżej 650 mV a wartość pH wynosi 1-3, przy czym żelazo i siarka pozostają głównie nie rozpuszczone a rozpuszczone złoto odzyskuje się kilkoma znanymi sposobami, a nie rozpuszczone pozostałości są odpadami do odrzucenia.
2. 2. Sposób według Σβη^. 1, tym, że potencjał utleniałąco-reeukującc utrzymuje się w zakresie 530-620 mV.
3. 3. Spooch waeług ζθι^ζ. 1, zrinmiennn tym, ż^ wartoSC pH zaneesiny się na ppziomie 1,5-2,5.
4. 4. Sppsóó waeług ozntrz. 01 oznmieenn tt/m, 0ż otosóje osę ozwałtoSC dwewartoSciowaj miedzi w zawiesinie wynoszącą 40-100 g/l.
5. 5. Sppsóó waeług oziSz. 01 oznmieenn ttyn, 0θ οΚ^θ osę ozwartoSC ohlofZk psou w ozwiesinie wynoszącą 200-330 g/l.
6. 6. Bspotó waeług zzate. 11 zznmieenn tym, żż -empprałutę utrzzmujesię w zzaOsie mięędz 88°C a temperaturą wrzenia zawiesiny.
7. 7. Szpośb waeług zza^z. 0, zznmieenn tym, ze j eao ggz utlesiajechorzeukujech< otoosje osę powietrze.
8. 8. Sppsóó waeług ozi^z. 01 oznmieenn tym, 0ż j e^ł^o p^z ozwierażącc 0len ptosóje oię ppwietrze wzbogacone tlenem.
9. 9. Sposób według zzstrz. 1, znarnienny ty,, że jako gaz zawierający tlen stosuje się tlen.
10. 10. Sposób według zastrz. 1, mmiemy ty,, że rozpuszczone złoto odzyskuje się przy użyciu aktywnego węgla.
11. 11. Bsposó waeług zzztrz. 01 z znrnieenn ttm, żż rzozukózczsazło-o oOdzsSojesię praze oleSk trolizę.