Способ извлечения благородных металлов из содержащего их материала

(71) Грейт Лейкс Кеми(56) Подейщиков В,В.иавлечения золота изМеталлургия, 1973, с,РЖ "Металлургия Изобретение относится к гидрометаллургии и касается выделения благородных мвталпов из содержащего их материала выщепачиванием.Сущность способа заключается в использовании для выщелачивания благороднцх металлов иэ содержащего их материала, содержащего соединение й-галогидантоина и либо кислоту, либо. основание. При использованИи дпя выщелачивания кислого раствора рН поддерживается равным 1-5. В качестве кислоты может быть использована соляная, бррмистоводородная, . фтористоводородвая, йодистоводородная, азотная, серная или уксусная. При использовании для выщелачивания щелочного раствора рН поддерживается равным 7,5-9,5. В качестве основания может быть использован гидроксид калия, гидроксид натрия, гидроксид кальция или гидроксид бария.Различныесоединения М-галовключая 1,3-дибром.5-лимеБО 1838437 5)5 С 22 В 3/16// С 22 В 11:0(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЬХ МЕТАЛЛОВ ИЗ СОДЕРЖАЩЕГО ИХ МАТЕРИАЛА(57) Использование: касается выщелачивания благородных металлов в Раствор из различного сырья. Сущность; выщелачиванйе благородных металлов как из рудного, так и из вторичного материала осуществляется кислыми или щелочными растворами. содержащими Й- галогидантоидное соединение, выбранное иэ группы 1-брома-З-хлоро,5 диметилгидантоин и 1,3-дибромо,5-диметилгидантоин, Расход органического реагента 0,1-5 гл, 3 з.п, ф-лы. тоин, 1-бром-З-хлор,5-диметилгидантоин и 1,3-дихлор,5-диметилгидантоин, содер- л жат высокоэффективные реагенты выщела- Б чивэния для золота и других благородных металлов. Водные растворы таких соединений й-галогидантоина действуют на руду и Ор другие источники быстро и в достаточном количестве растворяют содержащиеся в них благородные металлы.Так, за 2-4 ч обработки руды раствором СА) 1,3-дибром,5-диметилгидантоина или рас- фД твором 1-бром-З-хлор,5-диметипгидантоина извлекается в раствор такое же количество благородных металлов квк за 10- 15 ч обработки растовором цианида.Предпочтительным выщелачивающим реагентом является соединение МФдигалогидантоина, более предпочтительно 1,3- дигалогидантоин, соответствующий формулеЛ 1 И огде 81 и Й 2 - независимо выбираются изводорода и алкила;Х 1 и Х 2 - независимо выбирают из хлра, брома и йода.81 и/или Я 2 - алкил, Они могут, например, включать метил, атил, н-.пропил, изопропил-н-бутил или н-пептил. Обычнопредпочтительно, чтобы элементы, включающие Й 1 и/или Я 2 содержали не более 5атомов углерода, Особенно предпочтительным выщелачивающим реагентами являются 1,3-дибром,5-диметилгидантоин,1-бром-З-хлор.5-диметилгидантоин и 1,3-,дихлор,5-диметилгидантоин.Соединения М-галогидантоина, особенно описанные выше соединения М,К-дигалогидантоина являются сильнымиокисляющими веществами. Они способнылегко образовывать галоидзамещенные металлические комплексы анионое благородных металлов, которые присутствуют вмалых концентрациях в низкокачественныхрудах.Выщелачивающие растворы, применяемые для восстановления благородных металлов из низкосортных руд, должнысодержать по крайней мере около 0,050/,предпочтительно по крайней мере 0,10 ь отвеса реагента выщелачивания. Если растеор выщелачивания применяется для извлечения металлов из таких относительновысокосортных источников как ювелирныеотходы, каратное золото, использованныеколлоидные золотые суспензии и платиновые катализаторы, в которых содержаниеблагородных металлов более 10/ и не требуется удаление примесей, предпочтительноприменять более сильный раствор для выщелачивания, например, содержащий около 1-5 г/л реагента выщелачивания на тоннураствора. В большинстве случаев предпочтительно, чтобы выщелачивающий растворбыл щелочным с рН 7,5-9,5,Для предварительного выщелачиванияи окислительной обработки углеродистыхруд предпочтительно, чтобы раствор былкислотным. Как и в случае щелочных еыщелачивающих растворов, кислотный раствордолжен содержать по крайней мере около0,05, предпочтительно по крайней мере0,10 от веса выщелачиеающего реагента и рН раствора рекомендуется поддерживатьравным 1-5,Источник металла может взаимодейст-,вовать с выщелачивающим раствором лю 5 бым известным образом, например, кучнымвыщелачиванием, в котором раствор выщелачивания перколируют через массу рудыили другой источник металла. Для кучноговыщелачивания руду сначала измельчают10 до крупности менее 25 мм.Руду можно подвергнуть кубовому выщелачиванию или выщелачиванию с перемешиванием, В кубовом выщелачиваниируду дробят, опять-таки до частоты с разме-15 ром менее 25 мм, агломерируют, например,.с применением извести или цемента, Раствор выщелачивают через слой частиц руды.е устройстве для выщелачивания. Растворможет проходить вверх или вниз через слой20 материала, или же раствор и руда могутдвигаться противоположно через непрерывнуюили каскадную систему выщелачивания.При выщелачивании с перемещиваниемобычную руду дробят до мельчайших частиц, например, 50; по весу или более минус. 200 меш, Затем получают выщелачивающийшлем, суспендируя источник в растворе выщелачивания,30 Отработана схема предпочтительногопроизводственного проце" са восстановления золота из углеродистой и/или сульфидосодержащей руды. Технологическая схема включает е себя следующие переделы. Из мельченную руду смешивают с кислотнымокислительным раствором, включающим соединение И-галогидантоина для образования шлама, который перемешивают в мешалке, Взаимодействие руды с раство ром влияет на окисление углеродистого ве-щества, что приводит к разрушению этого вещества, или его растворению; или дисперсии е водной фазе, Затем обрабатываемый шлем фильтруют для отделения от раствора, 45 .Фильтрат рециркулируют для использования в обработке дополнительного количества сырой руды и обработанную руду смешивают с щелочным раствором для выщелачивания, содержащим соединение 1 ч галогидантоина и получают шламвыщелачивания После перемешивания шлам выщелачивания фильтруют для удале.ния бракованной рудной породы, а затем щелок подвергают дальнейшей обработке, 55 например, электроеыделению, для последующего восстановления золота. Если золото выделяется из щелока такими способами как ионообмен, поглощение углеродом или электровыделением, то обработанный раствор освежают реагентом выщелачивания ииспользуют для дальнейшего выщелачивания золота из руды.При выщелачивании руда взаимодействует с выщелачивающим раствором в атносительном соотношении равном по крайнеймере около 1,5 предпочтительно, по крайней мере около 1 г/л соединения К,И-дигалогидантоина на тонну руды, Длямаксимальной продуктивности в вышелачивающем .шламе, содержание твердых веществ в шламе не должно превышать около40 оО, от веса. Выщелачивание осуществляется при 30-60 С. При выщелачивании шламаполное количественное восстановлениеблагородного металла из руды может осуществляться за 1-2 ч,Для восстановления металла из щелокамогут применяться различные способы, Внекоторых случаях, особенно в случае вторичного восстановления из богатого металлрм источника, щелок непосредственноподвергают электровыделению или осаждению, При электровыделении металл предпочтительно восстанавливают на катодетого же металла. Может быть использован иинертный катод, При электровыделении используются обычные инертные аноднь:е материалы, плотности тока, температуры идругие условия обычно соответствующиеопределенному металлу, подлежащему восстановлению.Металлы из растворов могут быть выделены восстановлением менее благороднымметаллом или путем ионного обмена,В том случае если щелок получают изруды, в частности выщелачиванием труднообрабатываемой или другой низкосортнойруды, то желательно сконцентрировать металл до его восстановления в металлическойформе. Предпочтительным способом концентрирования металла является адсорбция солей галометаллических комплексовиз щелока на активированный уголь, с по-следующим перерастворением в десорбционном выщелачивающем растворе, Всоответствии со способом настоящего изобретения десорбирующее вещество, содержащееся в десорбирующем растворе можетвключать И-галогидантоин или цианид, иметалл может быть восстановлен из десорбирующего раствора осаждением или электровыделением, Десорбционные растворыс цианидом включают щелочные смесиспирта, обычно этанола и воды, Предпочтительно, чтобы десорбирующий растворбыл либо щелочным с рН в пределах 7,59,5 или кислотным с рН в пределах 1-5.Десорбционное выщелачивание металлаиз активированного угля осуществляетсяпри 30-60 С,Электровыделение благородного илиосновного металла из раствора И-галогидантоина включает новый способ восстановления этих металлов, Применяемый для 5 злектровыделения благородного или основного металла электролитический раствор содержит около 5 до 30 г/л, предпочтительно, 15 г/л выделяемого металла в виде анионов галометэллического коъпоексэ и 10 насыщен М-галогидантоином, Если растворэлектровыделения кислотный, то рН предпочтительно 4-6. Если щелочной, то предпочтительно рН 7,5-9. Пропуска ние постоянного тока через раствор приводит к 15 образованию свободных металлическихионов и затем осаждению металла на катоде. Выбор анодного и катодного материалов, плотности тока, расстояние расположения электрода, температуры и 20 других условий основан на практике электровыделениа пппапепаидогл впетэллэ например, в случае электровыделения золота температура не должна превышать 52 С, плотность тока приблизительно 2,8 А/м, 25 напряжение 1,9-2,1 В и расстояние электрода 2, Как было указано выше, после завершения электровыделения, использованный электролитический раствор может быть обновлен выщелэчивающим реагентом, и ре циркулирован для выщелащиваниядополнительного источника.Способ осуществляется следующим образом.П р и м е р 1. Приготовили водный 35 раствор для предварительного выщелачивания с окислительной обработкой, содержащей 1,3-дибром,5-диметилгидэнтоин 0,1 от веса) и хлористоводородную кислоту, в количестве достаточном, чтобы рН раствора 40 был равен 1, Этот раствор смешали с низкосортной золотой рудой для образсзания шлама. Обрабатываемая руда включала 22 оь .1; 13 о/о А5% Ма; 3% К; 2% Ее; 2% Са;0,5% Мд; 0,5% Т 1; Ва; 0,003% В; 0,005,Оа;45 0,05% Мп; 0,0006% Ч; 0,0009% Сц; 0,001%Ад; 0,001% В; 0,002% Со; 0,05% Яг; 0,02% 2 г; 0,003% Сг и 0,02-0,25 унций Ао на 1 т, Выщелачивающий раствор и руду смешали в такой пропорции, чтобы получить обраба тываемый шлам с плотностью руды (т,е. содержание массы твердого вещества) приблизительно 40%, Этот шлам содержал0,907 кг 1,3-дибром,5-диметил гидантоина на 1 т сырой руды. Затем обрабатываемый шлам перемешивали в мешалке с пропеллером, вращающимся со скоростью 120 об/м в течение 2,5 ч при 52 С. Такая обработка вызвала дигерировэние углеродистого вещества, ассоциированного с сырой рудой, после чего обрабатываемый шлампрофильтровали для восстановления обработанной руды.П р и м е р 2. Приготовили водныйвыгцелачивающий раствор, содержащий 1,3-дибром,5-диметилгидантоин (0,1от васа) и гидроокись натрия, с рН 9. Этот раствоо смешивали с рудой, описанной в примере 1, которая была обработана способом, описанным в примере 1. Относительные пропорции, выщелачивающего раствора и обработанной руды были таковые, что полученный шлам имел плотность руды около 40 . и содержал 0,907 кг 1,3-дибром,5-биметилгидантоина на 1 т руды. Выщелачиваемый шлам перемешивали в мешалке с ропеллером, имеющим скорость вращения 120 об/мин в течение 2,5 ч при 52 С, После окончания выщелачивания выщелачиваеый шлам профилировали и выбросили от;оды. Практическивсе золото, содержащееся в сырой руде, было восста: ;лено в щелоке.П р и м е р 3. Приготовили синтетиче.уо руду, смешав руду, содеркащую натрий, калий, кальций, алюминий, силикат, с водным раствором, содержащим ионы азота а относительной пропорции 1 мг ионов ",олота на пробирную тонну(31 г) испытывае ой руды. К смеси добавили пиросульфит, скобы осадить золото в металлической форь,е, дающей полную однородность в смешивании золота нулевой валентности в руде, После осаждения золота смесь выпаривали до сухости, ополоснули для удаления хлорида и остатков азотной кислоты и снова высушили, Полученная таким образом синтетическая руда была однородная и гомогенная с точно определенным содержанием золота.Приготовили выщелачивающий раствор, растворив 1,3-дибром,5-диметилгидантоин в воде (30 мл), и получили насыщенный раствор. рН раствора довели до 8 добавлением гидроокиси натрия. Выщелачивающий раствор смешали с образцом (1/3 пробирной тонны) синтетической золотой руды, полученной указанным способом, образованный выщелачиваемый шлам нагрели приблизительно до 62 С и перемешивали приблизительно 30 мин. Затем щелок отлили и профильтровали, разбавили до 100 мл и подвергли анализу,П р и м е р 4, Получили синтетическую золотую руду(1/3 пробирной тонны), содержащей 1 мг золота на пробирную тонну, способом, описанным в примере 3, Приготовили выщелачивающий раствор растворением 1,3-дибром,5-диметилгидантоина в воде до насыщения, доведя рН до 1 добавлением НС 1. Приготовили выщелачиваемый20 30 по предварительным оценкам содержит . 0,18 унций золота на 1 т, образец руды рас 40 50 5 10 шлам смешиванием раствора с синтетической золотой рудой. Шлам нагрели до 62 С и перемешивали 30 мин, Анализ щелока показал, что около 1/2 (0,33 мг) золота поглотилось выщелачивающим раствором. Продолжение выщелачивания не дало дополнительного экстрагирования золота, но добавление 35 фб перекиси водорода (2 мл) к выщелачивающему раствору привело к экстрагированию баланса золота. Из результатов этого примера было определено, что окислительная способность 1,3-дибром,5-диметилгидантоина резко уменьшается при низком значении рН.П р и м е р 5, Согласно способу примера 3 была получена синтетическая золотая руда (1/3 пробирной тонны), содержащая 1 мг золота на пробирную тонну, Выщелачивающий раствор получили способом, описанным в примере 4, за исключением того, что рН до 3 с помощью 35НС 1, Получили выщелачивающий шлам, смешав синтетическую руду и выщелачивающий раствор, и шлам нагрели до 62 С и перемешали. Полное выделение 0,33 мл золота было достигнуто через 1 ч выщелачивания,П р и м е р 6, Выщелачивание руды с использованием БХДМГ. Для определения содержания золота в углистой руде, которая творили в царской водке и раствор кипятили с обратным холодильником 4 ч. Полученный раствор профильтровали и фильтрат проанализировали на содержание золота, использовав метод атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС), Было найдено, что содержание золота в руде составляет 0,17 унций/тонна,Руду подвергли обжигу, не подвергая химической обработке, Для экстракции были использованы только образцы размером 200 меш, Образец обожженной руды массой 29,16 г смешали с раствором, содержащим 1,62 г бромида натрия и 0,67 г 1-бромхлор,5-диметилгидантоина (БХДМГ) в 100 мл воды и вели выщелачивание 4 ч. Начальное рН раствора составляло 7,9, а конечное - 7,5. После выщелачивания было извлечено. 0,15 унций золота на 1 т руды. Хотя предлагаемый способ эффективен для экстрагирования как золота, так и серебра из источников, содержащих золото без серебра или серебро без золота, в случаях, когда источник содержит сравнимые количества золота и серебра могут понадобиться предварительные обработки, Например, источники, содержащие значительные пропорции серебра, могут быть обработаны1838437 азотной кислотой для выщелачивания серебра, а затем по предлагаемому способу,Таким образом, способ эффективен для восстановления металлов руд, загрязненных сульфидами и углеродистыми материалами, может осуществляться без риска загрязнения окружающей среды и безопасности, связанного с выщелачиванием с цианидом, дает значительное увеличение скорости выщелачивания по сравнению с цианированием, дает щелоки, из которых выщелоченный металл легко и экономично восстанавливается. Составитель М. Дицент Редактор С, Кулакова Техред М,Моргентал, Корректор М. ШарошиЗаказ 2907 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Способ эффективен для выщелачивания металлов из руды, содержащей золото, серебро и другие благородные металлы, Кроме того, выщелачивание с соединениями Й-галогидантоина эффектно и для выщелачивания благородных металлов из других источников, таких как отходов ювелирных изделий, золотых покрытий электронных схем, использованных платиновых катализаторов и т.п. Соединения й-галогидантоииа могут применяться для выщелачивания различных основных металлов, в частности тех, которые образуют галоидные комплексы анионов, такие как алюминий, магний, хром, железо, кобальт, никель, медь, олово, висмут, сурьма, кадмий, свинец, цинк, индий, галлий, мышьяк. Формула изобретения 1. Способ извлечения благородных.металлов из содержащего их материала, включающий выщелачивание водным раствором, 5 содержащим органический реагент, приподдержании рН раствора, концентрации органического реагента и температуры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса за 10 счет расширения его технологическихвозможностей и увеличения скорости растворения, выщелачивание осуществляют с использованием в качестве органического реагента Й-галогидантоидное 15 соединение, выбранное из группы 1-бромо-хлор,.5-диметилгидантоин и 1,3- дибром,5-диметилгидантоин.2, Способ по п,1;отл и ч а ю щи йс ятем, что выщелачивание ведут при рН 7,5- 20 9,5 с использованием в качестве водного: раствора гидроокиси натрия, гидроокисикалия, гидроокиси бария и гидроокиси кальция.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я 25 тем, что выщелачивание ведут при рН 1-5с использованием в качестве водного раствора кислоты соляной, бромистоводородной, фтористоводородной, йодисто- водородной, азотной, серной, уксусной, 30 4. Способ по п.1, от лича ю щи йс я. тем, что выщелачивание ведут при расходе органического реагента 0,1-5,0 г/л,