CC BY
215
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2013, том 56, №10_
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 622.7 /669.2.8.21
З.А.Зинченко, И.А.Тюмин
ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИЗВЛЕЧЕНИЮ ЗОЛОТА ИЗ ХВОСТОВ ФЛОТАЦИИ РУДЫ НИЖНИХ ГОРИЗОНТОВ ДЖИДЖИКРУСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
ТИОМОЧЕВИНОЙ
Институт химии им.В.И.Никитина АН Республики Таджикистан
(Представлено академиком АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидовым 27.07.2013 г.)
Представлены результаты исследований по выщелачиванию золота из хвостов обогащения золотосодержащей сурьмяно-ртутной руды тиомочевиной. Показано, что после предварительной обработки хвостов тиомочевина удовлетворительно выщелачивает золото из них.
Ключевые слова: хвосты - сурьмяно-ртутная руда - золото - выщелачивание - тиомочевина.
В последнее время во всём мире проводятся исследования по изучению возможности замены цианидов, относящихся к категории сильнодействующих ядовитых веществ, другими альтернативными растворителями [1-3]. Возможным заменителем цианистых растворителей золота являются кислые растворы тиомочевины [2]. Впервые предложения об использовании тиокарбамидного выщелачивания для извлечения золота из сурьмянистых руд были высказаны в начале сороковых годов XX века.
Растворение золота в тиомочевине в присутствии окислителя - солей трёхвалентного железа -идет по реакции:
Auo + 2CS(NH2)2 + Fe3+ = Au[CS(NH2^]+ + Fe2+.
Процесс проходит в растворе кислоты, что вызвано необходимостью сохранения тиокарбамидного комплекса золота, который устойчив при рН<4. Окисляющая роль Fe3+ связана с образованием комплекса Fe(ThiO2)3+ или [Fe(SO4) ^(КН2)2]2+по реакции:
Au + nThiO + [Fe(ThiO)2]3+ = [Au(ThiO2)]+ + [Fe(ThiO)n]2+,
где ThiO - тиокарбамид CS(NH2)2.
Константа нестойкости В = 3.2х10-26 , поэтому в тиомочевинном растворе стандартный потенциал золота понижается до +0.38 В. Этим объясняется растворимость золота в водных кислых
т- 3+
растворах тиомочевины, содержащих в качестве окислителя ионы Fe .
Если присутствует кислород, то тиокарбамид окисляется до дисульфатформамидина, являющегося окислителем при растворении золота. Повышение температуры вызывает разложение тиокар-бамида с образованием роданида и сероводорода.
Тиомочевинное растворение возможно при переработке глинистых углеродсодержащих руд при подземном и кучном выщелачивании. Выполненные исследования на многих типах минеральных
Адрес для корреспонденции: Зинченко Зинаида Алексеевна. 734063, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул. Айни, 299/2, Институт химии АН РТ. E-mail: [email protected]
продуктов и руд в РФ и за рубежом показали, что тиокарбамидное выщелачивание конкурентоспособно с процессами хлоринации, цианирования по следующим параметрам: меньше токсичность, большая скорость растворения золота, меньше чувствительность к примесным компонентам, применимость процесса к низкокачественному природному и техногенному сырью. Большой цикл работ по тиокарбамидному выщелачиванию различных золото- и серебросодержащих продуктов проведён сотрудниками Иргиредмета [4,5], в трудах которых представлены теоретические основы и конкретные технологические процессы с использованием тиокарбамида. Вместе с тем имеются и отрицательные моменты: тиомочевина дороже NaCN на 25%, в окислительных условиях она разлагается. Тиомочевинная технология перспективна для переработки углеродсодержащих глинистых золотоносных руд, а также мышьяксодержащих. В цианистом процессе серьёзные трудности вызывает наличие меди, при тиомочевинном растворении это осложнение частично снимается вследствие значительно меньшей скорости её разложения. Эффективно растворяется золото в кислых растворах в присутствии окислителя.
Экспериментальная часть
Объектом исследования служили хвосты флотационного обогащения золотосодержащей сурьмяно-ртутной руды нижних горизонтов Джиджикруского месторождения, содержание золота в которых - 1.8 г/т. Как и в процессе цианирования, исследования проводились по обычной лабораторной методике бутылочных проб с перемешиванием в открытых склянках. Навеска хвостов загружалась в склянку, приливался раствор тиомочевины и серная кислота, в некоторых опытах добавлялся окислитель и производилось перемешивание на валках в течение определенного промежутка времени. Через 2, 4, 8 часов после начала опыта валки останавливали, и производился отбор аликвоты (10 мл) для определения рН и концентрации золота. Потеря аликвоты возмещалась добавлением этого же объёма раствора тиомочевины.
В растворах золото определялось методом атомно-абсорбционной спектроскопии. Стандартными служили растворы тиомочевины с известным содержанием в них золота.
Концентрация тиомочевины в растворах составляла 0.5%, серной кислоты, как известно из литературы, - 0.5%; окислителя (Н2О2) - 0-0.06%; отношение жидкого к твёрдому - 1:1.5, навеска руды 200 г
В табл.1 представлены результаты опытов выщелачивания, как в присутствии окислителя, так и без него. Извлечение золота в раствор неудовлетворительное и не превышает 21.3%. При этом рН раствора выщелачивания после перемешивания с хвостами был не ниже 6.4, что не является оптимальным условием для проведения тиомочевинного выщелачивания.
Исходя из соображений, что добавляемая для создания кислой среды серная кислота взаимодействует с некоторыми карбонатными минералами, содержащимися в руде, такими как СаС03, MgC0з, что не даёт возможность создать достаточно низкий рН, в дальнейшем опыты проводились с рудой, предварительно обработанной серной кислотой, то есть проводилось закисление руды. Объём серной кислоты (р=1.84 г/мл), необходимый для разложения карбонатных минералов, содержащихся в хвостах флотации, равный 440 мл/кг, установили в ходе предварительных опытов.
Таблица 1
Выщелачивание хвостов флотации тиомочевиной
Время, ч Без окислителя С окислителем
рН Au, мг/л извлечение Au Н2О2-3% мл pн Au, мг/л извлечение Au
г/т % г/т %
2 6.6 0.20 0.30 16.6 6 6.5 0.21 0.315 17.5
4 6.5 0.25 0.38 21.3 6 6.4 0.215 0.322 17.8
8 6.7 0.18 0.27 14.8 6 6.4 0.208 0.312 17.3
Примечание: рН выщелачивающего раствора = 1.5, исходное содержание Au в хвостах флотации =1.8 г/т.
Таким образом, в ходе дальнейших опытов по тиомочевинному выщелачиванию золота, хвосты флотации, прошедшие кислотную обработку, не взаимодействовали с серной кислотой, добавляемой для создания кислой среды, и рН в ходе опытов оставался равным 2 - 4.
Результаты опытов тиомочевинного выщелачивания золота из хвостов флотации, прошедших кислотную обработку серной кислотой, как в присутствии окислителя, так и без него, представлены в табл. 2. Как видно из таблицы, извлечение золота в раствор повысилось, но не превысило 39.5%.
Причём, как в присутствии перекиси водорода, выполнявшей роль окислителя, так и без неё, извлечение золота в раствор было практически одинаковым. Поэтому в дальнейших опытах перекись водорода не подавалась. Окислителем служил кислород воздуха.
Таблица 2
Тиомочевинное выщелачивание хвостов по^е кислотной обработки
Время, ч Без окислителя С окислителем
pн Au, мг/л извлечение Au Н2О2 3%,-мл pн Au, мг/л извлечение Au
г/т % г/т %
2 2.0 0.45 0.67 37.5 6 1.9 0.470 0.70 39.1
4 2.1 0.47 0.71 39.5 - 2.0 0.475 0.71 39.5
8 2.1 0.47 0.71 39.5 - 2.0 0.475 0.71 39.5
Из литературных источников по минералогическому описанию руд Джиджикруского месторождения известно, что основными концентраторами золота являются арсенопирит и пирит, образующие тесные срастания с марказитом, причём золото находится в субмикроскопическом состоянии.
Для таких руд часто используется окислительный обжиг с последующим выщелачиванием огарка [1,2]. При окислительном обжиге золотосодержащие сульфиды окисляются и превращаются в пористую, хорошо проницаемую для цианистых растворов массу оксидов. Последующее выщелачивание огарка позволяет перевести вскрытое золото в цианистый раствор. Проведёнными нами исследованиями показано, что обжиг хвостов при температуре 600°С способствовал почти полному переходу золота в раствор в процессе цианирования [6]. По аналогии с этим нами были проведены опыты по тиомочевинному выщелачиванию хвостов, обожжённых в течение 2-х часов, при температурах 400 и 600°С. В табл. 3 и 4 представлены полученные результаты. Без кислотной обработки хвостов, обожжённых при температуре 4000С, в раствор при их выщелачивании переходит только 15.0% золота. Повышение температуры обжига до 600°С способствует тому, что извлечение золота повышается
до 48.8%. И только после обжига при его температуре 600°С с дальнейшей кислотной обработкой через 8 ч извлечение золота в раствор из хвостов составило 87.5%.
Таблица 3
Влияние обжига на выщелачивание золота тиомочевинной.
Время, ч Добавки Раствор Извлечение Аи
руда, г вода, мл С8(КН2)2, г Н2804 (конц.), мл рН Аи, мг/л г/т %
Обжиг 400°С 2 ч
начало 200 300 1.5 1.5
2 1.0 6.7 0.18 0.27 15.0
4 6.9 0.18 0.27 15.0
8 7.5 0.18 0.27 15.0
Обжиг 600°С 2 ч
2 1.0 8.8 0.52 0.78 43.3
4 8.2 0.59 0.88 48.8
8 8.9 0.58 0.87 48.3
Таблица 4
Результаты тиомочевинного выщелачивания золота из обожженных хвостов после их кислотной обработки
Время, ч Добавки Раствор Извлечение Аи
руда, г вода, мл С8(КН2)2, г Н2804 (конц.) мл. рН Аи, мг/л г/т %
Обжиг 600°С 2 ч + обработка серной кислотой
начало 200 300 1.5 1.5
2 - 2.1 1.030 1.54 85.8
4 0.5 4.0 1.040 1.56 86.6
8 3.0 1.050 1.57 87.5
Примечание: окислитель - воздух.
Таким образом, применение тиомочевины для выщелачивания золота из руд, богатых карбонатами, в частности исследуемых хвостов, вряд ли рентабельно из-за большого расхода кислоты. Кроме того, с применением тиомочевины извлечение золота значительно ниже, чем при цианировании [6].
Поступило 27.07.2013 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Масленицкий И.Н., Чугаев Л.В., Борбат В.Ф.и др. Металлургия благородных металлов. - М.: Металлургия, 1987, 432 с.
2. Котляр Ю.А., Меретуков М.А, Стрижко Л.С. Металлургия благородных металлов. - М.: ИД «Руда и металлы», 2005, кн.2, 392 с.
3. Бочаров 3.В Игнаткина В.А., Абрютин Д.В. Технология переработки золотосодержащего сырья. -М.: Изд. Дом МИСиС, 2011, 328 с.
4. Лодейщиков В.В. - Золотодобыча, 2012, №8(165), с.5-8.
5. Лодейщиков В.В. Технология извлечения золота и серебра из упорных руд. В 2-х томах. - Иркутск: ОАО «Иргиредмет», 1999, 786 с.
6. Зинченко З.А., Тюмин И.А., Исмоилова М.С., Сафаров С.Ш. - Мат-лы Межд. науч.-практ. конф. «Комплексный подход к использованию и переработке угля». - Душанбе, 2013, с.128-133 .
З.А.Зинченко, И.А.Тюмин ТАДКИЦОТИ ЧУДО КАРДАНИ ТИЛЛО АЗ ПАРТОВ^ОИ ФЛОТАТСИЯИ МАЪДАНИ САТХ,И ПОЁНИИ КОНИ ЧИЧИКРУД
Институти химияи ба номи В.И.Никитини Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон
Тадк,ик,оти ишкорноккунии тилло бо тиомочевина аз партовх,ои ганигардонидашудаи маъдани сурмаю-симобдор, нишон дода шудааст. Муайян карда шуда аст, ки баъди коркарди пешаки партовх,ои коркардашуда бо тиомочевина аз он тилло хеле хуб чудо мешавад. Калима^ои калиди: партов - маъдани сурмаю симобдор - тилло - ишцоронй - тиомочевина.
Z.A.Zinchenko, LA.Tyumin
RESEARCHES OF GOLD EXTRACTION FROM FLOTATION TAILINGS OF DJIJICRUT DEPOSIT NARROW LEVEL BY THIOUREA
V.I.Nikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan The results of researches of gold leaching from mineral processing tailings of gold containing antimony-mercury ore by thiourea are presented. It was shown that after pretreatment of tailings gold is leaching by thiourea satisfactory from them.
Key words: tailings - mercury - antimony ore - gold - leaching - thiourea.
