Статья:

Сорбционная обработка цианистых выщелачивающих растворов

Конференция: XLI Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Рябухин Е.А., Старков А.М. Сорбционная обработка цианистых выщелачивающих растворов // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XLI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 1(41). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/1(41).pdf (дата обращения: 22.08.2018)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 9 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Сорбционная обработка цианистых выщелачивающих растворов

Рябухин Егор Алексеевич
магистрант, Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, РФ, г. Екатеринбург
Старков Александр Михайлович
магистрант, Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, РФ, г. Екатеринбург
Маковская Ольга Юрьевна
научный руководитель, канд. техн. наук, доц., Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, РФ, г. Екатеринбург

 

На ООО «Березовский рудник» (Свердловская обл.) реализована технология кучного выщелачивания окисленных золотосодержащих руд.

Сущностью проблемы является повышенное содержание меди в цианистых оборотных растворах на предприятии ООО «Березовский рудник». Результатом накопления меди в оборотных растворах является значительное снижение извлечения золота, при цементации золота медь, находящаяся в цианистых растворах в виде аниона Cu(CN)32-, легко вытесняется цинком и покрывает его поверхность. При значительной концентрации меди осаждение золота может полностью прекратиться. Выведение меди из растворов позволяет улучшить эффективность цементации золота, снизить расход цинка. Поэтому возникла необходимость кондиционировать оборотные растворы.

В настоящее время разработаны процессы и методы кондиционирования обогащенных медью выщелачивающих растворов как до, так и после извлечения золота. Эти процессы сочетают в себе возможность выделения меди в виде соответствующего товарного продукта и цианида, пригодного для извлечения золота с тем, чтобы уменьшить общие производственные затраты. К таким процессам относят: Cutech, Cyanomet, AuGment, Hannah, Cyanisorb. В то же время, эти технологии недостаточно изучены и описаны, нет сведений о параметрах и условиях ведения процессов, а также отсутствуют данные о промышленном внедрении. В литературных источниках описаны только испытания, проведенные на пилотных установках. В России и странах ближайшего зарубежья опыта осуществления данных процессов нет [4].

Сорбционное извлечение из растворов является одним из важнейших методов концентрирования, выделения и разделения элементов. При концентрировании достигается высокая избирательность. Широкому применению этих методов способствуют значительные успехи, достигнутые в области синтеза новых селективных сорбентов. Процесс сорбции десорбции чаще всего обратим [1].

Привлекательность ионообменных сорбентов заключается в том, что они способны концентрировать большое количество цианистых комплексных соединений металлов из весьма разбавленных растворов. Однако, попутно из растворов с комплексами металлов сорбируются другие ионы, в частности тиоцианаты, вследствие чего усложняется процесс регенерации ионита.

Успешно для извлечения медноцианистых комплексов меди используются смолы: AM-2Б, Пьюролайт А-100, АВ-17 [5].

 Основным недостатком технологической схемы, принятой на ООО «Березовский рудник» является то, что в оборотных маточных растворах накапливается большое количество меди.

В результате накопления меди происходит значительное снижение извлечения золота, при цементации золота медь, находящаяся в цианистых растворах в виде аниона Cu(CN)32- (уравнение 1), легко вытесняется цинком и покрывает его поверхность. При значительной концентрации меди осаждение золота может полностью прекратиться [4].

2[Cu(CN)3]2- + Zn = 2Cu + [Zn(CN)4]2                                                                            (1)

Нами предложено ввести стадию сорбционного кондиционирования оборотных маточных растворов. Это позволит снизить концентрацию меди и извлечь дополнительное количество золота. На стадии сорбционной очистки предполагается использовать высокоосновный анионит АВ-17×8. Предлагаемая технологическая схема представлена на рисунке 1.

 

Рисунок 1. Предлагаемая технологическая схема

 

Для сорбционного кондиционирования был использован раствор с рН=10, состав которого приведен в таблице 1.

Анионит АВ-17×8 перевели в ОН--форму и 20 см3 сорбента загрузили в стеклянную колонку. Раствор подавали снизу-вверх со скоростью 2,5 уд. объемов в час. Схема экспериментальной установки приведена на рисунке 2.

 

Рисунок 2. Схема экспериментальной установки. 1 – емкость с исходным раствором; 2 – перистальтический насос; 3 – шланги; 4 – колонка с сорбентом; 5 – емкость с фильтратом

 

Фильтраты анализировали на содержание золота, меди, цинка и CN-. Результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Составы исходного и растворов после сорбционного кондиционирования, мг/дм3

Растворы

Аu

Cu

Zn

CN-

Исходный

0,5

300

200

500

После сорбции

-

0,018

0,02

0,03

 

Отсутствие в фильтратах золота и низкие концентрации цветных металлов свидетельствуют об эффективности процесса кондиционирования.

Также были произведены исследования по использованию ультразвуковых колебаний во время процесса сорбции. Во многих работах показано, что использование колебаний акустических колебаний в процессах сорбции позволяет резко сократить продолжительность насыщения сорбента, а в некоторых случаях и увеличить его емкость [2].

Ультразвуки имеют частоту 18–22 КГц и не воспринимаются человеческим слухом. Многие гидрометаллургические процессы интенсифицируются при наложении ультразвукового воздействия. Предположительно, ультразвук ускоряет процессы диффузии в диффузионном слое и внутри зерна сорбента. Поэтому были проведены исследования по использованию ультразвука при сорбции на сорбентах ВП-1П и АВ-17×8. Время ультразвукового воздействия составляло 3 минуты, частота 20 КГц. Общее время контакта ионита с раствором 2 часа. Результаты исследования приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Результаты сорбции с использованием ультразвука

Ионит

Концентрация, мг/дм3

Ag

Zn

Cu

CN-

ВП-1П

0,084

47,8

214,6

200

АВ-17×8

0,025

0

60,2

100

 

После наложения ультразвука было обнаружено разрушение гранул сорбента ВП-1П, ионит АВ-17×8 проявил большую стойкость. Вследствие различной механической прочности, время акустического воздействия подбирается для каждого сорбента индивидуально.    

За 2 часа контакта ионит АВ-17×8 поглотил 100% цинка и 23% меди, что свидетельствует о его высоких кинетических характеристиках. Таким образом, необходимо продолжение исследований в этом направлении.

В результате ряда исследовательских работ, выполненных в нашей стране и за рубежом, предложено несколько технологических схем регенерации насыщенных в цианистом процессе анионитов, в основе которых лежит принцип селективной десорбции благородных металлов и примесей неблагородных металлов и неметаллических соединений [3].

Нами была проведена десорбция ионита АВ-17×8 в ОН- форме, предварительно насыщенного в исходном растворе. Для сорбции использовали 10 см3 ионита. Первая промывка проведена 100 см3 дистиллированной воды. Далее, для десорбции использовали 50 см3 10% раствор тиомочевины, содержащий 2,5% соляной кислоты. Результаты десорбции приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Результаты десорбции

Реагент

Концентрация, мг/дм3

Au

Cu

Zn

CN-

H2O

-

0,04

0,2

40

CH4N2S + HCl

0,47

319

7,3

32

 

В результате элюирования раствором тиомочевины, обнаружено, что в элюат перешло практически 100% меди, что очень важно для нашего случая, и примерно 12% цинка. При проведении десорбции происходит образование синильной кислоты, что требует особой осторожности и соблюдения мер безопасности. В элюат перешло примерно 19% цианида от поглощенного из раствора. К сожалению, пока не удалось достичь значительной регенерации цианида, что будет сделано в дальнейших исследованиях. Кроме того, требует дальнейшей проработки вопрос десорбции цинка.

Реализация данной технологии на ООО «Березовский рудник» позволит повысить извлечение золота цементацией и снизить расход цинковой пыли на побочные реакции.

 

Список литературы:
1. Лодейщиков, В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд: В 2-х томах: монография / В.В. Лодейщиков – Иркутск: ОАО «Иргиридмет», 1999. – Т.1. 342 с.
2. Новицкий, Б.Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах / Б.Г. Новицкий – М.: Химия, 1983. – 191 с.
3. Стрижко, Л.С. Металлургия золота и серебра: учебное пособие для вузов / Л.С. Стрижко – М.: МИСиС, 2001. – 336 с.
4. Файберг, А.А. Кондиционирование цианидных оборотных растворов с повышенным содержанием меди: дис. на соискание ст. канд. техн. наук: 05.16.02 / А.А. Файберг. – Иркутск: ОАО «Иргиридмет», 2010. – 154 с.
5. Jay, W.H. Copper cyanidation chemistry and the application of ion exchange resins and solvent extractants in copper-gold cyanide recovery systems / W.H. Jay – Technical Proceedings ALTA. Melbourne, 2000. – 134–145 p.