Переработка золотосодержащего сырья
ВВЕДЕНИЕ. 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ1.1 ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ И МЕТОДЫ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ 1.2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯКРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ ЭТАПОВ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ-ПОДГОТОВКА РУД К ИЗВЛЕЧЕНИЮ ЗОЛОТА И СЕРЕБРА-ДРОБЛЕНИЕ И ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД -ГРАВИТАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОБОГАЩЕНИЯ КОРЕННЫХ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД-ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЗОЛОТА АМАЛЬГАМАЦИЕЙ-СГУЩЕНИЕ-ЦИАНИРОВАНИЕ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД-СОРБЦИЯ ИЗ ПУЛЬП (СОРБЦИОННОЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ)-ЭЛЮИРОВАНИЕ ЗОЛОТА И СЕРЕБРА И РЕГЕНЕРАЦИЯ НАСЫЩЕННЫХ АНИОНИТОВ 1.3 РОЛЬ ПРОЦЕССА ВЫДЕЛЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ТИОМОЧЕВИНННЫХ ЭЛЮАТОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЕ 2.ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВЫДЕЛЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ ТИОМОЧЕВИННЫХ ЭЛЮАТОВ 2.1 ХАРАКТЕРИСТИКА И ХИМИЗМ ПРОЦЕССА ОСАЖДЕНИЕ ЗОЛОТА ИЗ ТИОМОЧЕВИННЫХ РАСТВОРОВ 3.МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 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 20С 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 2877С, -теплоемкость при 25С 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: AuAu++, о= +1,68 В; AuAu+3+3, 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 ЧАСТЬ1.1 ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ И МЕТОДЫ ЕГО ПЕРЕРАБОТКИ В течение последних двух-трех десятилетий неуклонно умень-шается доля золота, извлекаемого из простых в технологическом отношении золотых руд. Одновременно возра-стает доля золота, извлекаемого из таких руд, эффективная обработка которых требует значительно более сложных и развитых схем, включающих операции гравитационного обогащения, флота-ции, 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 обеспе-чивает достаточно высокого извлечения золота или сопровождается повышенными затратами на отдельные технологические операции (измельчение, цианирование, обезвоживание, осаждение золота из растворов и т. д.), называют упорными.РУДЫ С ТОНКОВКРАПЛЕННЫМ ЗОЛОТОМ И МЕТОДЫ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ Тонкая вкрапленность золота в породообразующие минералы -- наиболее распространенная причина упорности золотых руд.Руды этого типа делятся на две основные категории: руды, в которых золото ассоциировано с кварцем; руды, в которых золото ассоциировано с сульфидами.Для извлечения золота из руд первой категории применяют тонкое или сверхтонкое измельчение, обеспечивающее достаточ-ное вскрытие золота. С этой целью используют схемы с трехстадиальным измельчением и предварительной классификацией материала перед II и III стадиями обработки. Измельчение руды по такой схеме обеспечивает получение продукта крупностью 90-- 95% класса -- 0,04 мм.Цианирование такого тонкоизмельченного материала позволяет, как правило, получать отвальные хвосты с невысоким содер-жанием золота. Однако вследствие высокой стоимости тонкого измельчения обработка руд с тонковкрапленным золотом обходится значительно дороже по сравнению с обработкой обычных руд. Кроме того, из-за повышенного содержания в цианистой пульпе вторичных илов, образующихся при тонком измельчении, заметно снижается производительность цикла сгущения и фильтрации, что дополнительно увеличивает стоимость извлечения золота из таких руд. В результате этого при переработке руд с тонковкрапленным золотом удельные затраты на измельчение и обезвоживание могут достигать 60% общей стоимости обработки руды, тогда как при переработке обычных руд они не превосходят 30--40%. С целью сокращения стоимости измельчения в послед-ние годы ведутся большие работы по внедрению прогрессивного метода бесшарового измельчения (самоизмельчения) золотых руд.[1]Руды второй категории содержат золото в виде тонкой и эмульсионной вкрапленности в сульфидах, главным образом в пирите и арсенопирите. Наиболее распространенным методом извлечения золота из таких руд является флотационный, который позволяет извлечь в концентрат золотосодержащие сульфиды и свободное золото. Далее концентрат с целью извлечения из него золота можно перерабатывать различными методами.Если крупность золотин не чрезмерно мала и позволяет вскрыть золото тонким измельчением, флотационный концентрат доизмельчают и цианируют.Применение флотации в этом случае дает возможность устра-нить дорогую операцию тонкого измельчения всей массы исходной руды и ограничиться доизмельчением относительно небольшого количества флотационного концентрата, выход которого состав-ляет обычно 2--5% от массы исходной руды.Часто, однако, вкрапленность золота в сульфидах настолько мелка, что тонкое и даже сверхтонкое измельчение материала не позволяет добиться необходимой степени вскрытия. В этом слу-чае тонкодисперсное золото вскрывают с помощью окислитель-ного обжига. При окислительном обжиге флотационных концен-тратов сульфиды окисляются и превращаются в пористую хорошо проницаемую для цианистых растворов массу окислов. После-дующее выщелачивание огарка позволяет перевести золото в циа-нистый раствор.Окисление пирита начинается при температуре 450--500° С. Процесс протекает с образованием в качестве промежуточного продукта пирротина FeS2 + О2 = FeS + SO2, который окис-ляется до магнетита 3FeS + 5O2 = Fе3O4 + 3SO2 и далее до гематита 2Fе3О4 + ЅО2= ЗFе2О3.При температурах выше 600 °С окислению пирита предше-ствует его диссоциация с образованием пирротина 2FeS2= 2FeS + S2, который затем окисляется также до гематита.Показатели окислительного обжига зависят от целого ряда параметров, из которых наиболее важна температура. При не-достаточно высокой температуре обжига (ниже 500° С) скорость окислительных реакций невелика, и в огарке может присутствовать заметное количество не полностью окисленных частиц пирита. Цианирование такого огарка будет сопровождаться значитель-ными потерями золота вследствие его недостаточно полного вскры-тия. С повышением температуры обжига окисление пирита про-текает быстрее и полнее. Однако при температурах, превыша-ющих 900--950° С, возможно частичное оплавление огарка вслед-ствие образования относительно легкоплавких эвтектических смесей, состоящих из пирротина и магнетита. Появление расплава ведет к спеканию материала и получению плотных малопористых огарков, плохо поддающихся цианированию.Существенно на показатели обжига влияет концентрация кислорода в газовой фазе. При низкой концентрации кислорода скорость окисления пирита снижается, что может привести к не-достаточно полному вскрытию золота. В то же время при чрез-мерно высокой концентрации кислорода скорость процесса может стать настолько высокой, что при недостаточно хороших условиях теплообмена тепло экзотермических реакций не будет успевать рассеиваться в окружающей среде и температура обжигаемых зерен превысит опасный предел (900--950° С). В результате этого огарок оплавляется и структура его будет недостаточно пористой. Практически установлено, что оптимальная температура обжига пиритных концентратов зависит от их вещественного состава и колеблется в пределах 500--700° С. Расчеты и эксперименталь-ные исследования показывают, что вследствие «перегрева» огарка температура его может превышать температуру в печи на 300-- 400 град. Взаимосвязь между скоростью окисления пирита и температурой его зерен указывает на то, что для получения пори-стого огарка скорость окислительных реакций необходимо ре-гулировать таким образом, чтобы температура частиц при обжиге не превышала 900--950° С. Чтобы достигнуть этого, надо умень-шить количество воздуха, подаваемого в печь, или снизить концентрацию кислорода в газовой фазе. Вместе с тем уменьшить «перегрев» обжигаемых частиц можно путем улучшения условий теплообмена между материалом и окружающей средой. Этот путь более рационален, так как позволяет поддерживать оптимальную температуру материала в печи без соответствующего уменьшения скорости обжига. Условия теплообмена между обжигаемым кон-центратом и окружающей средой улучшаются при интенсивном перемешивании материала в печи. Поэтому осуществление про-цесса обжига на поду в условиях относительно слабого перемеши-вания материала создает значительную опасность «перегрева» огарка и его частичного оплавления. Проведение же процесса в печах кипящего слоя, где вследствие интенсивного перемеши-вания условия теплообмена исключительно благоприятны, поз-воляет значительно точнее выдерживать температурный режим обжига, не допуская оплавления огарка.Поведение арсенопирита при окислительном обжиге во многом аналогично поведению пирита. Интенсивное окисление арсено-пирита начинается при температуре примерно 450° С и протекает с образованием в качестве промежуточных продуктов пирротина и магнетита:2FeAsS + 1,5O2= 2FeS + As2O3 (газ), 3FeS + 5O2 = Fе3O4 + 3SO2, 2Fе3O4 + 0,5O2= ЗFе2О3. При температурах выше 600° С окислению арсенопирита пред-шествует его диссоциация: 4FeAsS = 4 FeS + As4 (газ).Газообразный мышьяк окисляется до трехокиси As4 + 3O2= 2Аs2О3, а пирротин --до гематита.Образующаяся трехокись мышьяка обладает высокой лету-честью. При температуре 465° С упругость пара Аs2О3 равна 1 am. Поэтому мышьяк, окисленный до Аs2О3, переходит в газовуюфазу. Однако при избытке кислорода трехокись мышьяка может окислиться до пятиокиси: Аs2О3 + О2 == As2O5.В зависимости от условий обжига и вещественного состава обжигаемого материала пятиокись мышьяка может оставаться В огарке в неизменном состоянии или вступать во взаимодействие с окислами железа, образуя арсенаты двух- и трехвалентного железа Fe3(AsO4))2 и FeAsO4. Так как пятиокись мышьяка и арсенаты железа практически нелетучи, мышьяк, окисленный до пятивалентного состояния, полностью остается в огарке. По-следнее обстоятельство крайне нежелательно, так как при по-следующем планировании огарка мышьяк переходит в раствор и в ряде случаев полностью расстраивает осаждение золота цин-ковой пылью. Оборотное использование обеззолоченных циани-стых растворов становится при этом практически невозможным. Кроме того, присутствие в огарке соединений пятивалентного мышьяка приводит к образованию пленок на поверхности золо-тых частиц, что затрудняет их растворение в цианистом растворе.[1]В связи с этим при обжиге концентратов, содержащих арсенопирит, мышьяк необходимо переводить в газовую фазу. С этой целью обжиг мышьяковистых концентратов следует проводить в слабоокислительной атмосфере, что способствует образованию летучей трехокиси и сводит к минимуму окисление мышьяка до пятивалентного состояния.Однако слабоокислительная атмосфера, благоприятствующая удалению мышьяка, не соответствует условиям максимального окисления сульфидной серы, для удаления которой требуется значительно более окислительная атмосфера. В связи с этим наиболее рациональным путем окисления золотомышьяковых концентратов является двухстадиальный обжиг. Первая стадия обжига, проводимая в условиях ограниченного доступа воздуха, имеет целью перевод мышьяка в виде Аs2О3 в газовую фазу. Полученный огарок поступает на вторую стадию, где при значи-тельном избытке кислорода происходит окисление сульфидной серы. Такой двухстадиальный обжиг позволяет получить бла-гоприятный для цианирования пористый огарок с невысоким содержанием сульфидной серы и мышьяка. Благодаря своим преимуществам двухстадиальный обжиг находит применение в практике золотоизвлекательных фабрик, перерабатывающих золотомышьяковые концентраты.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|
