Отчет по лабораторной работе 2 по дисциплине Металлургия благородных металлов

• Название: Отчет по лабораторной работе 2 по дисциплине Металлургия благородных металлов
• Дата: 22.05.2018
• Размер: 60.82 Kb.
• Имя файла: 2_Laba_Po_Upornosti.docx
• Тип: Отчет; #44561

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт высоких технологий

Кафедра металлургии цветных металлов
Отчет по лабораторной работе № 2

по дисциплине «Металлургия благородных металлов»


Упорность золотосодержащих руд


Выполнил

Студент, МЦб-14-1 __________ И.С. Куликов

Принял

Преподаватель __________ В.В. Жмурова

Иркутск 2018 г.

Цель работы: ознакомлениес классификацией упорных золотосодержащих руд и способов переработки этих руд.
Теоретическая часть

Классификации золотых и серебряных руд по характеру

и степени их технологической упорности

В соответствии с целевой направленностью монографии основными объектами рассмотрения в ней являются золотые и серебряные руды (I и II технологические классы по Аu н Аg). Технология обработки указанных руд характеризуется рядом общих признаков. Главным из них является использование цианистого способа извлечения золота и серебра. Исходя из этого Иргиредметом разработан вариант технологической классификации золотых и серебряных руд, основанный на отношении этих руд к процессу цианирования.

Сам по себе принцип установления технологических свойств рудного сырья по отношению к какому-то одному “базовому" технологическому переделу, определяющему эффективность технологии в целом, хорошо известен и достаточно широко используется при оценке руд новых месторождений и геолого- технологическом картировании. Для железных руд, например, таким “базовым” переделом является мокрая магнитная сепарация, для оловянных руд и золотосодержащих песков - гравитационное обогащение, для большинства руд других цветных металлов - флотация.

В качестве главного разделительного критерия при технологической классификации золотых и серебряных руд принимается коэффициентизвлечения Аu и Аg на стадии цианистого выщелачивания, выражаемый через коэффициенты физической, химической депрессии и сорбционной активности руды.

Указанные коэффициенты в совокупности характеризуют степень технологической упорности руды в цианистом процессе, а каждый из них в отдельности - причину упорности руды, связанную с особенностями вещественного состава исходного сырья и определяющую в конечном итоге выбор рациональной схемы извлечения золота.

Основываясь на данном принципе и опираясь в известной мере на представленные выше результаты исследований других авторов, а также на существующую практику переработки рудного сырья, все золотые и серебряные руды рекомендуется подразделять (рисунок 1) на простые, т.е. легкоцнанируемые руды (технологический тип "А”) и упорные(трудноцианируемые) руда, которые в свою очередь включают три технологических типа:

Б - руды с тонковкрапленным золотом и серебром (физическая депрессия золота в цианистом процессе);

В - руды, цианирование которых сопровождается химической депрессией золота минеральными компонентами - примесями, проявляющими восстановительные или “цнанисидные” свойства;

Г - руды, характеризующиеся повышенной сорбционной активностью по отношению к растворенным в цианиде благородным металлам.

Легкоцианируемые руды (технологический тип “А") рекомендуется разделить на 3 основные технологические разновидности: кварцевые (А_Si), сульфатные (А_S(Fe)) и окисленные (А_ok(Fe)) в зависимости от преобладания в них соответствующих минералов - носителей рудного золота: кварца (силикатных пород), сульфидов (пирит, арсенопнрит) и оксидов железа (лимонит и др.).

Выделение технологических разновидностей из упорных руд (“Б-Г”) произведено исходя из того, какие компоненты являются конкретной причиной упорности этих руд в цианистом процессе. Так, например, к технологическому типу “Б” отнесены руды, содержащие тонковкраплепное золото и серебро в кварце (Б_Si), сульфидах железа (Б_S(Fe)), сульфидах цветных металлов (Б_S(ЦМ)), гидроксидах и гидроарсенатах железа (Б_ok(Fe), Б_ok(As)), оксидах марганца (Б_ок(Мn)). Руды, относящиеся к технологическому типу “В”, включают сурьмянистые (В_Sb), медистые (В_Cu), пирротинсодержащие (B_FeS), сернистые (В_S), теллуристые(В_Te).К технологическому типу “Г” отнесены углистые (Г_угл) и глинистые руды (Г_гл).

Выделение теллуристых руд в отдельную категорию упорного золоторудного сырья обусловлено тем, что эти руды, хотя и имеют ограниченное распространение в природе, тем не менее обладают достаточно четко выраженной технологической индивидуальностью и, как будет показано ниже, требуют применения специальных методов обогащения. В еще большей степени это касается сернистых руд, к числу которых нами, прежде всего, отнесены серебряные и золото-серебряные руды, серебро в которых представлено преимущественно сульфидными мине¬ралами.


Рисунок 1 - Классификация золотых руд по характеру и степени их

технологической упорности
В то же время руды, золото и серебро в которых представлено антимонидами и антимонатами (АuSb₂, Аg₃Sb, АgSbO₃), не обладают такой индивидуальностью и поэтому объединены с более распространенными в природе сурьмянистыми рудами (В_Sb), содержащими антимонит в качестве главного химического депрессора золота и серебра.

В соответствии с предложенной системой технологической классификации один и тот же тип руды может включать материалы, существенно различающиеся между собой по химическому и минеральному составу, например, золотые руды, содержащие антимонит (В_Sb), и серебряные руды или концентраты с преобладанием серебра в форме Аg₂S(В_S). Это означает, что технология переработки указанных руд должна быть основана на каких-то общих принципах, не зависящих от тех индивидуальных особенностей конкретной руда, которые отличают ее от других представителей (разновидностей) руд данного технологического типа. При эгом допускается, что количество технологических разновидностей упорных золотых и серебряных руд может возраст за счет новых, пока малоизученных и менее распространенных и природе категорий минерального сырья.

Опыт отечественной и зарубежной золотодобывающей промышленности показывает, что в обработку часто вовлекаются руды, сочетающие в себе дна или несколько признаков технологической упорности. Например, руды могут содержать золото, топковкрапленное в сульфидах железа и сорбционно активное углистое вещество (фабрики Керр Эддисон и Джайент Йеллоунайф в Канаде, месторождение Бакыр- чик в Казахстане). В качестве химических депрессоров золота при цианировании некоторых руд одновременно могут выступать и пирротин, и медные минералы (фабрики Коппер Рэнд, Квемошп, Норапда в Канаде, Артемовская ЗИФ в России). Присутствие теллуридов в рудах, как правило, сочетается с наличием в них золотосодержащего пирита и арсено- пирита (фабрики Калгурли, Ред Лэйк в Австралии). Возможны и другие варианты с комбинированной формой технологической упорности руд (ФД+ХД, ФД+СА, ХД+СА, ФД+ХД+СА).

В этом случае отнесение руды к определенной категории (тип, разновидность) должно производиться исходя из преоблодающей формы технологической упорности в цианистом процессе, определяемой абсолютными значениями коэффициентов Кф, Кх и Ко

Кислотное вскрытие н выщелачивание железистых

золотосодержащих руд

Из химических методов вскрытия золота, ассоциированного с оксидами и гидроксидами железа, заслуживает внимания обработка руды растворами соляной или серной кислоты при температурах 60-80 °С. Растворение железа в этих условиях протекает по реакциям:

Fe₂Oз+ЗН₂SO₄=Fе2(SO₄)₃+ЗН₂O;

Fе₂Oз+6НС1=2FеС1з+ЗН₂O.

Данный технологический прием широко применяется при исследовании золотосодержащих руд с целью определения доли золота, покрытого железистыми пленками. Это определяет и возможности промышленного использования кислотного выщелачивания, прежде всего при обработке богатых по содержанию металла продуктов, связь золота с оксидами железа в которых проявляется, главным образом, в форме поверхностных образований (пленки и минеральные корочки на золотинах) и процесс их разложения не требует применения высоких концентрации и расходов выщелачивающих агентов. Кроме соляной и серной кислот, для этих целей могут быть также использованы сернистая кислота или сернистый газ, получаемый при обжиге сульфидных концентратов.

Применение кислотных методов вскрытия к рудам, золото в которых присутствует в виде тонкой и глубокой вкрапленности в зернах оксидов

и гидроксидов железа, требует более жестких режимов выщелачивания и значительного расхода кислоты на растворение железа.

На рисунке 2 представлен график, характеризующий потери золота при цианировании остатков, полученных в процессе кислотной обработки огарков от окислительного обжига золото-мышьяковых концентратов месторождения Бакырчик. Огарки на 60-65 % состоят из гематита, с которым связано значительное количество тонковкрапленного золота. Непосредственное цианирование этих огарков (100 г/т золота) дает извлечение золота около 85 % при содержании металла в хвостах более 15 г/т. Предварительная сернокислая обработка огарков позволяет снизить потери золота с хвостами последующего цианирования. Исследования [7] показали, что извлечение золота при цианировании кислотных остатков находится в прямой зависимости от количества растворившегося гематита, которое в свою очередь определяется расходом кислоты на обработку огарка.


Рисунок 2 - Содержание золота в хвостах цианирования огарков, подвергнутых предварительному кислотному растворению

Одним из возможных вариантов переработки золотосодержащего гематита по схеме кислотное выщелачивание - цианирование рассмотрен в патенте применительно к пиритным огаркам сернокислотного производства, в которых, кроме золота и серебра, присутствует некоторое количество меди и цинка. По данному способу огарок подвергают обработке кислотами, пульпу отфильтровывают и из растворов выделяют цветные металлы. Твердый остаток доизмельчают в присутствии извести, полученную суспензию аэрируют при повышенных температурах и давлении, после чего цианируют в присутствии сорбента (сорбционное выщелачивание по методу “RIL”). Данный метод позволяет извлечь из 1 т огарка более 2 г золота, около 30 г серебра, 2-3 кг меди и 6-8 кг цинка. Рекомендуемая технология предусматривает очистку производственных сточных вод от мышьяка и получение "экологически чистых” отвалов.

С практической точки зрения для вскрытия дисперсного золота, ассоциированного с Fе₂O₃, более предпочтительным представляется использование соляной кислоты. Получаемые при этом золотосодержащие остатки могут быть переработаны как цианированием, так и методом гидрохлорирования. В последнем случае рекомендуется вести процесс выщелачивания золота до значений ОВП 900-100 мВ, после чего осуществлять выделение металла из раствора сорбентами, в частности, полистиролсулъфидом.

Экономическая целесообразность кислотной обработки железистых золотосодержащих материалов с тонковкрапленным золотом во многом зависит от возможности регенерации реагентов, стоимость которых составляет 30-60 % от общих затрат по гидрометаллургическому циклу. В этой связи представляют интерес результаты исследований Иргиредмета (А.С.Черняк, Г.Г.Минеев) по выщелачиванию оксидов железа из шламов (74+10 мкм) соляной кислотой с последующей регенерацией растворителя.

Исходный продукт содержал около 40 % железа (в пересчете на Fе₂О₃), представленного, в основном, бурым железняком и гематитом. Процесс выщелачивания железа растворами соляной кислоты изучался в зависимости от концентрации и количества растворителя, продолжительности обработки и температуры пульпы. При этом установлено, что положительные результаты извлечения железа в растворы (85-90 %) достигаются при соблюдении следующих условий: концентрация НС1 150 г/л, Ж: Т=6:1. температура 80-90 °С, продолжительность выщелачивания 1-2 ч.

Загрузка кислоты (по 100 % НС1) в проведенных экспериментах составляла 3,4 кг на 1 кг растворяемого оксида железа и определялась, в основном, высоким отношением Ж;Т. Фактически же на растворение железа расходуется кислоты в несколько раз меньше (в пределах стехиометрической нормы (1,4 кг НС1 на I кг Fе₂О₃).

Регенерация соляной кислоты, связанной в хлорид железа, осуществлялась на основе усовершенствованного метода получения НС1 из растворов хлористого железа, в соответствии с которым в отработанный солянокислый раствор вводилась концентрированная серная кислота, раствор нагревался до температуры 100 °С и выделяемый по реакции:

2FеС1₃+ЗН₂SO₄=Fе₂(SО₄)₃+6НС1

Хлористый водород отгонялся и улавливался водой. Установлено, что соляная кислота регенерируется по данному методу на 95-96 % при расходе Н₂SO₄ порядка 110 % от стехиометрпчески необходимого количества.

Образующийся после отгонки НС1 сульфатный остаток подвергался термической диссоциации (800 °С, продолжительность 1-1,5 ч). в результате чего осуществлялась регенерация Н2ЗО4 и получался железистый концентрат с содержанием Fе₂О₃ более 70 %, удовлетворяющий кондициям на сырье для черной металлургии.

Рассматриваются другие возможные способы регенерации НС1 из железосодержащих хлоридных растворов. Один из них заключается в том, что хлориды железа подвергаются пирогидролизу при температуре 600-800 °, основное ограничение процесса пирогидролиза заключается в высоких энергозатратах, которые при использовании природного газа составляют от 60 до 150 долларов США на 1 т Fе₂О₃.