Файл: Техника и технология извлечения золота из руд за рубежом..pdf

При окислении троилита FeS выход элементарной серы в сильно­ кислой среде может достигать 90%:

4 FeS + ЗО а — 2Fe2 03 + 4S°.

На основе этой реакции Дауне и Брюс [174] предложили способ получения элементарной серы.

Бьерлинг [175] считает, что элементарная сера при окислении троилита образуется в кислой среде за счет газообразного кисло­ рода: .

FeS + H 2 S0 4 + V 2 0 2 = FeS04 + S0 + H 2 0 .

Арсенопирит довольно энергично окисляется при температуре 150° С. В отличие от других окисление арсенопирита сопровождается образованием, наряду с отмеченными продуктами, мышьяковой кислоты H3 As04 . Выделяющиеся сульфаты железа могут взаимодей­ ствовать с мышьяковой кислотой с образованием нерастворимых арсенатов железа.

При осуществлении автоклавно-кислородного процесса в водной среде сульфаты железа могут гидролизовать с образованием основ­ ного сульфата Fe (ОН) S0 4 - nH 2 0 и гидроокиси железа Fe2 03 -

• п Н 2 0 .

При повышении температуры пульпы до 130° С и выше сульфаты, гидроокись и основной сульфат разлагаются с выделением красной окиси cc-Fe2 03 .

Таким образом, при температуре 130—340° С и давлении кисло­ рода, превышающем упругость паров раствора, часть мышьяка и большая часть железа переходят в нерастворимую форму и остаются в твердом остатке. Одновременно ценные металлы и, в частности, золото, первоначально физически и химически ассоциированные с железистыми сульфидами, вскрываются, т. е. становятся доступ­

взвеси с водой или водным раствором минеральной кислоты. Пульпа подвергается окислению воздухом, кислородом или воздухом, обо­

ратуре. Чтобы перешедший в раствор мышьяк выпал в виде арсената железа, pH суспензии поддерживают в пределах ^4,5 .

Если в обрабатываемом материале содержание железа и серы неэквивалентно содержанию мышьяка (имеется их недостаток), для обеспечения полноты осаждения мышьяка и поддержания pH на необходимом уровне, применяют известь, известняк, доломит и т. д.

Известняк можно вводить непосредственно в автоклав (после того, как суспензия охлаждена и давление снижено) или в раствор, после отделения твердого золотосодержащего осадка. Типичная техноло­ гическая схема этого процесса приведена на рис. 91.

1 Патент ФРГ № 1049106, 1952.

258

Раствор Золотосодержащий

Следует подчеркнуть, что образование элементарной серы при осуществлении автоклавно-кислородного процесса вскрытия золо­ тосодержащих сульфидов в водной и сернокислой средах — один из основных факторов, снижающих эффективность этого метода. Ведение процесса выше 120° С (что необходимо для полного разло­ жения пирита и арсенопирита), неизбежно связано с расплавлением элементарной серы, температура плавления которой для моноклин­

—

Расплавленная сера покрывает поверхность зерен сульфидов, пре­ пятствуя их дальнейшему окислению. В результате этого, снижается степень разложения сульфидов, и следовательно, степень вскрытия золота, связанного с ним. Для частичного устранения этого вредного явления продукты автоклавно-кислородного разложения сульфидов в водной или сернокислой среде рекомендуется перед цианированием дополнительно обрабатывать щелочью для перевода элементарной серы в растворимые сульфиды натрия и кальция.

В 1959 г. в Канаде запатентован1 комбинированный процесс, состоящий из предварительного обжига и автоклавного выщелачи­ вания и полностью исключающий вредное действие образующейся расплавленной элементарной серы, а также недостатки окислитель­ ного обжига некоторых золотосодержащих концентратов.

Первая операция предусматривает обжиг исходных сульфидных концентратов в инертной или слабо восстановительной атмосфере при температуре, обеспечивающей протекание процессов диссоциации сульфидов, но недостаточной для оплавления частиц (600—800° С). При такой обработке обеспечивается удаление паров серы, пирита и мышьяка арсенопирита в газовую фазу в виде возгонов. Твердый продукт обжига охлаждают до 100° С б е з д о с т у п а в о з д у х а и направляют на вод­ ное или сернокислотное выщелачивание в автоклав при температуре до 190° С и парциальном давлении кислорода до 7,0 am. Пирротиновые и троилитовые зерна (продукты термической диссоциации пирита и арсенопирита) в этих условиях быстро окисляются с образованием окиси железа и элементарной серы. Расплавленная элементарная сера не смачивает свободное золото, золото, ассоциированное с пирро­ тином (троилитом), а также окись железа. В то же время остатки неразложившегося пирита и арсенопирита хорошо смачиваются расплавленной серой, вплоть до охла­ ждения смеси. Образующиеся сульфидные гранулы отделяют от пульпы на сетке, сушат и возвращают в стадию предварительного обжига. Остаток от автоклавного выщелачивания, после промывки и нейтрализации цианируют. При обработке по такой технологии весьма упорных сульфидных концентратов извлечение золота до­ стигает 94—95 %.

Отмеченные выше недостатки автоклавно-кислородного вскры­ тия сульфидов в значительной мере устраняются при осуществлении процесса в щелочных растворах (например, NaOH). Интересные исследования в этом направлении проведены Картером, Сэмисом [176], Стенхаузом и Армстронгом [177]. Установлено, что кеки щелочного разложения золотосодержащих сульфидов благоприят­ ный материал для цианирования, вследствие достижения полного вскрытия металла, разрушения пленок на золотинах, разложения цианисидов, а также полного перевода мышьяка в щелочной раствор в виде арсената натрия Na3 AsÔ4 . Таким образом, данный процесс можно рассматривать как гидрометаллургическую селекцию золота

1 Патент США № 2867529, 1959,

260

и мышьяка в коллективных мышьяковопиритных концентратах. Полученный раствор арсената натрия можно использовать для из­ влечения мышьяка в товарную продукцию, например арсенат каль­ ция, с одновременной регенерацией щелочи, связанной в арсенате натрия:

2Na3 As04 + ЗСа (ОН)а = 1 Са3 (As04 )2 + 6NaOH.

Отрицательный момент автоклавнощелочного выщелачивания — весьма высокий расход щелочи (до 820 кг NaOH на 1 m концентрата),

миачное выщелачивание. Установлено, что в избытке аммиака про­

фиды (арсенопирит, халькопирит), окисляясь кислородом, распа­ даются на составные части, одни из которых растворяются в аммиаке (медь, никель), а другие образуют нерастворимые соединения (же­ лезо).

Мышьяк не образует комплексных соединений с аммиаком и пере­ ходит в раствор в форме аниона AsOt", который под влиянием кислорода и повышенной температуры переходит в AsOf~. Эти ани­ оны мышьяка связываются в труднорастворимые в аммиачных рас­ творах соединения типа NH4 MgAs04 или NH4 CaAs04 , что позволяет очистить растворы (и содержащееся в них золото) от мышьяка.

Растворение золота в аммиачном процессе связано с присутствием

Последние образуются в щелочной среде в результате гидролиза растворимой сульфидной серы: S 2 - + Н 2 0 = S H - + О Н - .

Отмечается, что практическое значение автоклавно-аммиачный процесс может иметь только при комплексной переработке меднозолотых концентратов, обычные методы извлечения золота из кото­ рых не обеспечивают необходимого эффекта.

Глава XIV

БАКТЕРИАЛЬНОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ ЗОЛОТА

В последние 5—6 лет в зарубежной литературе появились пер­ вые сообщения о принципиально новом направлении в гидрометал­ лургии благородных металлов — извлечение золота из рудного сырья с помощью микроорганизмов.

261