Сорбционное выщелачивание золотосодержащих руд с использованием активированных углей

    Ачинский филиал

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

 

Институт(факультет)металлургия

Кафедра горная металлургия

Специальность металлургия цветных металлов

Группа ФА_10-07_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая  работа:

Сорбционное выщелачивание золотосодержащих руд  с использованием активированных углей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент:  _Морозова.Е.Е    ________                           ______________________

Проверил: ___Соркинова.Г.А_______________                            ________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ачинск,2013г

 

 Содержание:

Введение…………………………………………………………………………………………………………………………………3

1.общая часть………………………………………………………………………………………………………………………….4

    1.1 Характеристика золотосодержащего сырья и методы переработки…………………..……..4

    1.2 Технологическая схема переработки сырья……………………………………………………….……….5

             1.2.1 Подготовка руд к извлечению  золота и серебра………………………………………………5

             1.2.2 Дробление и измельчение золотосодержащих  руд…………………………………………5

   1.3 Гравитационные методы  обогащения коренных золотосодержащих  руд……….……..…6

    1.4 Сгущение…………………….……………………………………………………………………………………………………………….7

    1.5 Цианирование  золотосодержащих руд……………….……………………………………………………………………7

   1.6 Сорбция из пульп (Сорбционное выщелачивание)………………………….………………………………………8

2. Расчет………………………………………………………………………………………………………………………………………………10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ.

Золото  – металл желтого цвета. Имеет  гранецентрированную кубическую решетку, отличается исключительной ковкостью  и тягучестью. Из золота можно вытянуть проволоку диаметром в 0,001 мм. Тепло- и электропроводность металла весьма высоки: золото уступает лишь меди и серебру.

  Физико-химические свойства  золота:

-Au находится в 1-ой группе,

 

-атомная масса 197,

 

-плотность при 20°С 19,32 г/см³,

 

-характерные степени окисления  +1 и +3,

 

-нормальные электродные потенциалы +1,88 и +1,5 В,

 

-температура плавления 1064,4 °С,

 

-температура кипения 2877°С,

 

-теплоемкость при 25°С 25,5 Дж/(моль К),

 

-теплота испарения 368 кДж/моль.

 

Отличительной особенностью золота является склонность к комплексообразованию и легкость к восстановлению большинства его соединений до металла.

Золото  – благородный металл. Низкая химическая активность является важным и характерным  свойством этого металла. На воздухе, даже в присутсвии влаги золото практически не изменяется. Даже при высоких температурах золото не взаимодействует с водородом, кислородом, азотом, серой и углеродом.

Золото  соединяется с галогенами, причем с бромом процесс идет уже при  комнатной температуре, а с фтором, хлором и йодом – при нагревании.

Электродный потенциал золота в водных растворах  весьма высок:

Au®Au⁺+ , j_о= +1,68 В;

Au®Au⁺³+3 , j_о= +1,58 В;

Поэтому золото не растворяется ни в щелочах, ни в таких кислотах, как серная, азотная, соляная, плавиковая, а также органических.

Вместе  с тем, в присутствие сильных  окислителей золото способно растворяться в некоторых минеральных кислотах. Так оно растворяется в концентрированной серной кислоте в присутствии йодной кислоты H₅IO₆, азотной кислоты, диоксида марганца, а также в горячей безводной селеновой кислоте H₂SeO₄, являющейся весьма сильным окислителем.

Золото  легко растворяется в царской  водке насыщенной хлором соляной  кислоте в водных растворах щелочных и щелочноземельных металлов в присутствие  кислорода. Хорошим растворителем  золота является водный раствор тиомочевины, содержащий в качестве окислителя хлорид или сульфат железа (+3).

Из других растворителей золото можно отметить хлорную и бромную воду, раствор  йода в йодистом калии или в  йодистоводородной кислоте. Во всех случаях растворение золота связано  с образованием комплексных соединений.

В своих  химических соединениях золото может  иметь степень окисления +1 и +3. Все  соединения золота относительно непрочны и легко восстанавливаются до металла даже простым прокаливанием.

Цель  курсовой работы сделать обзор технологий извлечения золота из растворов тиомочевинных  элюатов, показать достоинства и недостатки каждой из них, а также подробно рассмотреть технологию электролитического осаждения золота из тиомочевинных элюатов.

1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО  СЫРЬЯ И МЕТОДЫ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ 

В течение  последних двух-трех десятилетий  неуклонно уменьшается доля золота, извлекаемого из простых в технологическом отношении золотых руд. Одновременно возрастает доля золота, извлекаемого из таких руд, эффективная обработка которых требует значительно более сложных и развитых схем, включающих операции гравитационного обогащения, флотации, обжига, плавки, выщелачивания и т. д. Золотосодержащие руды и концентраты, обработка которых в обычных условиях цианистого процесса (в сочетании с гравитационными и амальгамационными методами извлечения крупного золота) не обеспечивает достаточно высокого извлечения золота или сопровождается повышенными затратами на отдельные технологические операции (измельчение, цианирование, обезвоживание, осаждение золота из растворов и т. д.), называют упорными.

 

1.2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПЕРЕРАБОТКИ  СЫРЬЯ

            1.2.1ПОДГОТОВКА РУД К ИЗВЛЕЧЕНИЮ ЗОЛОТА И СЕРЕБРА

В настоящее  время золото и серебро извлекаются  из коренных руд или с помощью  гидрометаллургических процессов, или с применением комбинированных схем, в которых большую роль играют приемы обогащения различными методами. Так добытая руда бывает представлена крупными кусками до 500мм, а иногда и крупнее, то ее прежде всего дробят и измельчают.

           1.2.2ДРОБЛЕНИЕ И ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД 

Задача  этих операций — полное или частичное  раскрытие зерен золотосодержащих минералов, в основном частиц самородного  золота, и приведение руды в состояние, обеспечивающее успешное протекание последующих обогатительных и гидрометаллургических процессов. Операции дробления и особенно  тонкого измельчения энергоемкие и расходы на них составляют значительную долю( от 40 до 60 %). Поэтому нужно иметь в виду, что измельчение всегда нужно заканчивать на той стадии, когда благородные металлы окажутся достаточно вскрытыми для окончательного их извлечения или для промежуточной их концентрации. Поскольку основной прием извлечения золота и серебра для большинства руд — гидрометаллургические операции, то необходимая степень измельчения должна обеспечить возможность контакта растворов с раскрытыми зернами золотых и серебряных минералов. Достаточность вскрытия этих минералов для данной руды обычно определяется предварительными лабораторными технологическими испытаниями по извлечению благородных металлов. Для этого пробы руды подвергают технологической обработке после различной степени измельчения с одновременным определением извлечения золота и сопутствующего ему серебра. Ясно, что чем тоньше вкрапленность     золота  тем более глубоко должно быть осуществлено измельчение. Для руд с более крупным золотом обычно бывает достаточно грубого измельчения (90% класса —0,4 мм). Однако поскольку в большинстве руд наряду с крупным золотом присутствует и мелкое, то чаще всего руды измельчают более тонко (до —0,074 мм). В отдельных случаях приходится подвергать еще более тонкому измельчению (до -0,043мм).

Однако  экономически целесообразную степень  измельчения устанавливают по совокупности ряда факторов:

1, степени  извлечения металла из руды;

2, возрастания расхода реагентов при более интенсивном измельчении;

3, затрат  на дополнительное измельчение  при доведении руды до заданной  крупности;

4,возрастания ошламования при более тонком измельчении и связанные с этим дополнительные расходы на операции обезвоживания (сгущение, фильтрация).

Схемы дробления  и измельчения варьируют в  зависимости от вещественного состава  руд и их физических свойств. Как  правило. руду вначале подвергают крупному и среднему дроблению в щековых и конусных дробилках с поверочным грохочением. Иногда применяют третью стадию мелкого дробления, осуществляемую в короткоконусных дрооилках. После двухстадиального дробления обычно получают материал — 20 мм, после трехстадиального крупность материала иногда снижается до —6 мм. Дробленый материал поступает на мокрое измельчение, которое чаще осуществляют в шаровых и стержневых мельницах. Руды обычно измельчают в две стадии, пpичeм для первой стадии предпочитают использовать стержневые дробилки.

1.3 ГРАВИТАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ КОРЕННЫХ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД

          При извлечении золота из коренных руд гравитационное обогащение в настоящее время имеет существенное значение.

В подавляющем  большинстве золотосодержащих руд  имеется то или иное количество крупного золота (+0,246 мм и крупнее), которое  плохо извлекается не только флотационным обогащением, но и при гидрометаллургической  переработке. Поэтому предварительное  выделение его гравитационным обогащением  в начале технологического процесса может избавить от лишних потерь  золота. Кроме того извлечение свободного золота в начале процесса обработки золотых руд позволяет быстрее реализовать эту часть металла и снизить потери недорастворенного и неотмытого золота.

Наибольшее  распространение в качестве первичного гравитационного прибора, улавливающего золото на сливе мельниц, получили отсадочные машины.

1.4 СГУЩЕНИЕ

Сгущение  — следующий после измельчения  этап обработки пульпы. Оно состоит в частичном обезвоживании пульпы отстаиванием — оседанием твердых частиц на дно чана-сгустителя и сливом осветленного раствора. В большинстве случаев в осевшем материале остается около 50% (по массе) воды. что соответствует отношению ж : т = 1 : 1. Предел сгущения зависит от крупности, плотности и физико-химических свойств измельченных частиц обрабатываемой руды.

Содержащиеся  в пульпе частицы обычно сильно различаются  по размерам. Наряду со сравнительно крупными зернистыми частицами (свыше 0,1 мм) в пульпе обычно содержится значительное количество частиц размером в несколько микронов и даже мельче (меньше 0,001 мм). Более крупные частицы оседают быстрее, а мелкие удерживаются во взвешенном состоянии в течение долгого времени.

1.5 ЦИАНИРОВАНИЕ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД

Рассмотренные выше методы гравитационного обогащения и амальгамации позволяют извлекать  из руд только относительно крупное  золото. Однако подавляющее большинство  золотосодержащих руд наряду с крупным золотом содержит значительное, а иногда и преобладающее количество мелкого золота, практически неизвлекаемого этими методами, вследствие чего хвосты  гравитационного обогащения и амальгамации, как правило, содержат значительное количество золота, представленного мелкими золотинами. Основным методом извлечения мелкого золота  является процесс цианирования.

Сущность  этого процесса заключается в  выщелачивании благородных металлов с помощью разбавленных растворов  цианистых солей щелочных или  щелочноземельных металлов [KCN, NaCN, Са(CN)₂]. Полученные золотосодержащие растворы отделяют от твердой фазы (отвальных хвостов) сгущением или фильтрацией и направляют на осаждение благородных металлов металлическим цинком. Осадок благородных металлов после соответствующей обработки отправляют на аффинаж для получения чистых золота и серебра.

1.6 СОРБЦИЯ ИЗ ПУЛЬП (СОРБЦИОННОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ)

 Особенностью  процесса сорбции из пульп  является несколько меньшая скорость  процесса вследствие повышенной  вязкости пульп (при ж : т = 1...2 : 1) и осаждения шламовых покровов на поверхности частиц ионита, затрудняющих диффузию ионов. Кроме того, следует учитывать неизбежность повышенных потерь ионита вследствие разрушения его зерен при абразивном воздействии рудных частиц. Поэтому сорбцию из пульп в производственных условиях следует проводить при крупности рудных частиц не более 0,15 мм. Кинетика сорбции золота и серебра из цианистой пульпы свидетельствует о том, что большая часть золота переходит в фазу ионита за первые 2 ч перемешивания пульпы. Увеличение продолжительности контакта дает малый эффект вследствие приближения системы смола—пульпа к равновесию: через 8 ч сорбция золота составила только 68,4%. Значительно уменьшается извлечение в фазу смолы серебра: 2% через 2 ч и 28% через 8 ч контакта смолы с пульпой. Полная сорбция благородных металлов происходит при значительном увеличении количества загружаемой смолы.

Показана  возможность полной сорбции из пульп  растворенного золота анионитами и  разработан метод применения данного  процесса для определения содержания растворенного неотмытого золота в кеках фильтров или сбросной пульпе ЗИФ (И.Д.Фридман). Использование сорбционного метода позволяет извлечь из проб большее количество золота, и следовательно, получить большую точность анализа по сравнению с обычно применяемым методом декантационной промывки. Сорбция золота из пульп применяется не только для анализа хвостов ЗИФ, но непосредственно в технологическом процессе цианирования руд и концентратов. В последнем случае сорбция из пульпы обычно совмещается с процессом выщелачивания золота и серебра из руд и процесс носит название «сорбционное выщелачивание». Первые исследования по сорбционному выщелачиванию золотосодержащих руд в нашей стране проводились И.Н.Плаксиным с сотрудниками. Дальнейшее развитие исследования данного процесса получили в работах Б.Н.Ласкорина и его сотрудников, которые разработали и внедрили в производство противоточную схему сорбционного выщелачивания золотосодержащих руд. В результате исследований и производственной работы установлено, что сорбционное выщелачивание ведет к значительному ускорению процесса растворения золота и сокращению продолжительности цианирования в 2—3 раза. Кроме того, в ряде случаев повышается степень извлечения золота, и заметно уменьшаются потери нерастворенного золота с хвостами цианирования. При сорбционном выщелачивании кварцевой руды, измельченной до 95,4% класса —0,044 мм