Хлоридовозгонка золота своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 05.10.2024

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, а именно к способу извлечения золота из упорного труднообогатимого сырья, например углей, торфа. Техническим результатом изобретения вяляется создание способа, при котором происходит более полное извлечение золота из золотосодержащего сырья. Особенностью природных каменных и бурых углей и торфа как сырья, содержащего золото, состоит в том, что золото в них присутствует не в самородной металлической форме, как в руде, а в виде химических соединений со сложными органическими веществами - гуминовыми кислотами. Поэтому при горении угля, торфа золото легко улетучивается вместе с газообразными продуктами горения. Предлагаемый способ основан на свойстве улетучивания золота при горении угля, торфа. Сущность изобретения заключается в том, что обжиг вышеуказанного сырья проводят при нагнетании воздуха, а возгоны улавливают путем пропускания отходящих газов через емкость с водой и колонку с гранулированным активированным углем в качестве сорбента. 1 табл.

Формула изобретения

Способ извлечения золота из золотосодержащего сырья, включающий обжиг, улавливание возгонов и их обработку с получением золота, отличающийся тем, что проводят обжиг сырья, содержащего золото в виде химических соединений с гуминовыми кислотами, при нагнетании воздуха, а улавливание возгонов путем пропускания отходящих газов сначала через емкость с водой, а затем через колонку с гранулированным активированным углем в качестве сорбента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, а именно к способу извлечения золота из упорного труднообогатимого сырья, например, углей, торфа.

Известен способ извлечения золота возгонкой с улавливанием возгонов в специальных уловителях /1/. Процесс называется “хлоридовозгонка” и применяется для извлечения золота и других металлов из пиритных концентратов. При этом в сырье добавляются хлориды и металлы возгоняются в виде летучих соединений с хлором при обжиге. Возгоны улавливаются электрофильтрами с последующей плавкой. Этот способ наиболее близкий к предлагаемому.

Техническим результатом изобретения является создание способа, при котором происходит более полное извлечения золота из золотосодержащего сырья.

Особенностью природных каменных и бурых углей и торфа как сырья, содержащего золото, состоит в том, что золото в органических соединениях присутствует не в самородной металлической форме, как в руде, а в виде химических соединений со сложными органическими веществами - гуминовыми кислотами. Поэтому при горении угля, торфа золото легко улетучивается вместе с газообразными продуктами горения. Предлагаемый способ как раз и строится на свойстве улетучивания золота при горении угля, торфа.

Технический результат достигается способом извлечения золота из золотосодержащего сырья, включающим обжиг, улавливание возгонов и их обработку с получением золота, согласно изобретению проводят обжиг сырья, содержащего золото в виде химических соединений с гуминовыми кислотами, при нагнетании воздуха, а улавливание возгонов путем пропускания отходящих газов сначала через емкость с водой, затем через колонку с гранулированным активированным углем в качестве сорбента.

Пример. Отбирается проба угля Райчихинского месторождения Амурской области, содержание золота в которой было определено пробирным методом. Проба помещается в трубчатую печь и обжигается. В кварцевую трубку печи нагнетается воздух компрессором. Отходящие газы пропускаются через емкость с водой и далее через колонку с гранулированным активированным углем. После окончания горения угля проводится анализ воды из емкости, активированного угля и золы на содержание золота. Результаты приведены в таблице.

Таблица
Содержание золота в угле, г/г	Содержание золота в золе, г/т	Извлечение золота в воду, %	Извлечение золота на сорбент, %
53	0,2	15	58

Остальное золото утеряно через неплотности с газами. Выделение золота из продуктов улавливания не представляет сложности и осуществляется известными способами: золото из воды по мере накопления выделяется электролизом; золото, сорбированное активированным углем, выделяется элюирующими растворами, которые затем подвергаются электролизу.

Хлорирующий обжиг состоит в нагревании руды или концентрата в атмосфере газообразного хлора, хлорсодержащих газов или в присутствии хлорирующих добавок — обычно хлоридов щелочных или щелочноземельных металлов. При этом цветные металлы, содержащиеся в .руде, образуют хлористые соединения, подвергающиеся дальнейшей переработке. Таким образом, хлорирующий обжиг является подготовительной операцией с целью перевода извлекаемых металлов из одних соединений (окислов, сульфидов) в другие (хлориды).
Имеется два пути использования процесса хлорирования.
В первом случае процесс проводят при сравнительно низких температурах, когда образующиеся хлориды еще нелетучи. Большинство хлоридов цветных металлов хорошо растворимо в воде или слабокислых растворах. Поэтому хлориды отделяют от пустой породы выщелачиванием прохлорированного материала.
Во втором случае используют относительно высокую летучесть хлоридов. Процесс ведут при температурах, когда давление паров хлоридов высоко (при хлорировании они получаются в парообразном виде), отгоняют от непрохлорированной пустой породы и улавливают в соответствующих конденсационных устройствах.
Этот способ, называемый хлоридовозгонкой, при переработке бедных продуктов (руды, промпродуктов) позволяет резко сократить в голове процесса объем перерабатываемого материала.
Извлечение металлов из их хлоридов можно осуществлять гидрометаллургическими методами, электролизом расплавленных хлоридов или их металлотермическим восстановлением.
Сравнительно высокая летучесть большинства хлоридов (рис. 1) позволяет использовать для их очистки метод ректификации.
Элементарный хлор обладает высокой реакционной способностью и может при сравнительно умеренных температурах (800—1000°) превращать в хлориды очень прочные и трудновосстановимые окислы, что позволяет использовать хлорирование для получения металлов, восстановление окислов которых углеродом протекает с большим трудом (магний) или не позволяет получить чистый металл (титан, цирконий).

В металлургии цветных металлов хлор и хлориды впервые начали применять для извлечения золота и серебра из золотых и серебряных руд, а затем и меди из медных руд.
В 1786 г. впервые был применен хлорирующий обжиг с добавкой поваренной соли для извлечения серебра. Сульфид серебра в процессе обжига переходил в хлористое серебро, которое затем восстанавливали железным скрапом и амальгамировали.
В 1843 г. в Германии начал применяться процесс Августина, состоявший в хлорирующем обжиге серебряных руд с поваренной солью с последующим выщелачиванием хлористого серебра насыщенным раствором поваренной соли и цементацией серебра из раствора медью.
Применение хлорирующего обжига для извлечения меди было запатентовано в 1844 г., а в 1859 г. осуществлено для извлечения меди из пиритных огарков. Этот процесс (Лонгмеда—Гендерсона) лежит в основе современного метода переработки пиритных огарков.
Использование газообразного хлора для извлечения металлов из полиметаллических руд впервые было предложено в 1897 г. Суинборном и Эшкрофтом. Хлор пропускали через расплавленную массу хлористого цинка, в котором находились во взвешенном состоянии частицы руды. При этом сернистый цинк превращался в хлорид с выделением элементарной серы. Хлористый цинк выщелачивали, упаривали и подвергали электролизу в расплавленном состоянии с получением металлического цинка.
Гепфнер предложил подвергать электролизу водные растворы хлористого цинка, полученного хлорированием сульфидной руды. По этому способу в конце ХIХ в. были построены первые цинкоэлектролитные заводы Этот процесс, однако, впоследствии был полностью вытеснен более простым и экономичным электролизом сернокислых растворов цинка.
В начале XX в. вплоть до 30-годов, интенсивно разрабатывались вопросы хлорной металлургии, что нашло свое отражение в большом количестве исследовательских работ и патентов. Следует, в частности, упомянуть об обширных исследованиях, проведенных Л. М. Чижиковым, по хлорному способу переработки сульфидных медно-свинцово-цинковых руд.
Развитие процесса хлорирования в значительной степени объяснялось доступностью хлора, являющегося побочным продуктом при получении щелочи электролизом растворов поваренной соли и не находившим сбыта. Тем не менее эти процессы, за исключением хлорирования окиси магния, не нашли широкого практического применения ввиду затруднений в конструировании аппаратуры (герметизированных печей и газоочистных устройств) и недостаточного ассортимента материалов, устойчивых против хлора и хлоридов при повышенных температурах.
За последние 10—15 лет интерес к хлорной металлургии вновь возрос преимущественно в связи с развитием производства титана, циркония, бериллия и других редких металлов. Определенную роль играет также разработка новых коррозионноустойчивых материалов (сплавы, углеграфитовые материалы, синтетические вещества). Несомненно, что прогресс в этой области будет способствовать все более широкому применению процессов хлорирования для решения целого ряда сложных металлургических проблем.

КИНЕТИКА / ТЕМПЕРАТУРА / ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ / ХЛОРИДОВОЗГОНКА КОНЦЕНТРАТОВ / РУДА / ИЗВЛЕЧЕНИЕ / МЕСТОРОЖДЕНИЕ / KINETIC / TEMPERATURE / ENERGY OF ACTIVATION / CHLORIDE SUBLIMATION / CONCENTRATE / GOLD CONTAINING ORES / EXTRACTION / DISSOLUTION

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Самихов Ш. Р., Зинченко З. А.

Представлены результаты исследований по кинетике высоко-температурной хлоридовозгонки концентратов месторождения Тарор. Вычисленное значение энергии активации (73.568 кДж/моль) свидетельствует о протекании процесса в кинетической области.

Kinetics of the chloride sublimation process of Taror’s deposit gold containing concentrate

The results of the kinetics chloride sublimation process of Taror ,s deposit concentrates studies are presented. Computable calculated energy of activation (73.568 кD/mol) is indicative of process in kinetic area.

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2014, том 57, №5_

КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ХЛОРИДОВОЗГОНКИ ЗОЛОТО-СОДЕРЖАЩЕГО КОНЦЕНТРАТА МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТАРОР

Институт химии им. В.И.Никитина АН Республики Таджикистан

(Представлено академиком АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидовым 26.06.2013 г.)

Представлены результаты исследований по кинетике высоко-температурной хлоридовоз-гонки концентратов месторождения Тарор. Вычисленное значение энергии активации (73.568 кДж/моль) свидетельствует о протекании процесса в кинетической области.

Ключевые слова: кинетика - температура - энергия активации - хлоридовозгонка концентратов -руда - извлечение - месторождение.

В современной золотодобывающей промышленности характерна тенденция к увеличению добычи технологически упорных руд, при переработке которых существующими методами не удается достичь высокого извлечения золота. Одними из эффективных процессов переработки таких руд являются хлоридные методы с применением газообразного хлора или хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов.

Первоначальной стадией высокотемпературного хлорирования золота считается адсорбция элементарного хлора на поверхности золота, хотя температура процесса превышает температурный интервал (773 - 923 К), при котором не происходит адсорбция и вообще прекращается взаимодействие золота с хлором.

Адсорбция хлора на золоте при повышенных температурах происходит за счёт активизации поверхности металла, обусловленной изменением поверхностной структуры при его нагревании. Нагрев золота до температуры (973-1173 К) не приводит к значительному изменению поверхности металла. При более высокой температуре (1173-1373 К) поверхность золота приобретает сильно развитую зернистую и почковатую структуру. Такая поверхностная модификация структуры золота значительно повышает его каталитическую активность. Напротив, катализирующее действие золота проявляется в меньшей степени при температурах 973-1173 К. Таким образом, область температур хлорирования золота (973-1173 К) относится к менее катализируемой, а область более высоких температур (1173-1373 К) - к сильно катализируемой [1.2].

Нами был исследован процесс хлоридовозгонки золото-медно-мышьяксодержащих концентратов месторождения Тарор с применением хлорида натрия.

Солевое хлорирование золота осуществляется в условиях, когда образующиеся хлориды золота находятся в газообразном состоянии [3].

Поэтому возможными реакциями хлорирования золота являются:

2Au(к) + 6№аС1(к) + 1^2^) ~ Аи2С1б(г) + 3Na2O(K). (1)

В концентратах, кроме золота, находятся различные минералы, которые оказывают определённое влияние на процесс хлорирования. В качестве примера приведены реакции с участием SiO2, Fe2Oз и с образованием димера трихлорида золота:

2Au(K) + 6№аС1(Ж) + 3SЮад + 1^2^ ~ А^О^) + 3Na2O ■ SiO2(K); (2)

2Au(к) + 6№С1(ж) + 3Fe2Oз(к) + 1.50ад ~ Аи2С1б(г) + 3Na2O ■ Fe2Oз(к)■ (3)

Характер кривой хлорирования металлического золота в зависимости от температуры резко отличается от кривой хлорирования природного сырья. Предполагается, что такое отличие обусловлено хлорированием золота хлорным железом, образующимся в процессе хлорирования природного материала. Поэтому возможны реакции хлорирования золота хлорным железом:

4Аи(к) + 2Fe2CI(ж) + 30ад ~ 2Аи2С1б(г) + 2Fe2OзW; (4)

4Аи(к) + 4FeCI(к) + 302(г) ~ 2Аи2С1б(г) + 2Fe2Oз(к); (5)

4Аи(К) + 4FeCIз(K) + 302(г) ~ 4АиС1з(г) + 2Fe2Oз(K). (6)

Анализ значений энергии Гиббса и её зависимости от температуры, а также констант равновесия свидетельствует о возможности глубокого протекания реакций хлорирования Си, 2п, № и их соединений при обеспечении необходимых условий (газовая фаза, температура, тип хлоринатора). В соответствии со значениями энергии Гиббса металлы по убыли сродства к С12 могут быть расположены в следующий ряд: Cu>Zn>Pb>Sn>Ni>Co>Fe>Au>Ag. Более вероятно при одинаковых условиях взаимодействие с С12 металлов, затем MeS и МеО.

Zn+Q2=ZnCl2 0°= - 83.3 ккал (7)

РЬ+С12=РЬС12 0°= - 75 ккал (8)

Fe+C12=FeQ2 0°= - 72.2 ккал (9)

2Fe+3a2=2FeC13 0°= - 5з.6 ккал (10)

2Ag+a2=2AgC1 0°= - 52.4 ккал (11)

2Аи+С12=2АиС1 0°= - 8.4 ккал (12)

2Аи+3С12=2АиС13 0°= - 7.7 ккал (13)

При хлоридовозгонке золота в кипящем слое образующееся хлорное золото удаляется из печи вместе с газовой фазой (воздух), вводимой в реакционное пространство. В дальнейшем паро-газовая фаза поступает на конденсацию в мокрые скруббера конденсаторы. При улавливании хлорида золота оно восстанавливается до металла хлористым железом, содержащемся в газовой фазе и выпадает в осадок в виде шлама. Это даёт возможность отделить извлечённое золото от других хлоридов, которые находятся в растворе. Растворы хлоридов хорошо отстаиваются и фильтруются, что имеет важное значение при операциях гидрометаллургической переработки хлоридных возгонов. Гидрометал-

лургическая схема переработки хлоридных возгонов позволяет регенерировать до 75% хлора в виде раствора хлористого натрия, снова поступающего в голову процесса - в узел приготовления шихты. Это в значительной мере обеспечивает экономичность данного метода.

Опыты по хлоридовозгонке проведены с шихтой, содержащей: золота 42.51-43.78 г/т с навесками материала 52-60 г ( концентрат 50 г, хлористый натрий 2-10 г) при температурах 600, 700, 800, 900, 1000°С в течение 0.5-2.5 часов ( табл.).

Результаты опытов показывают, что при температуре 600°С извлекается 58.7% золота. С повышением температуры процесса до 700-1000 °С извлечение золота резко увеличивается и составляет 89.2-95%. При температуре 1000°С увеличение продолжительности процесса до 2-х и более часов не влияет на извлечение золота и составляет 94.2%, в хвостах остается золота 3.47 г/т.

Для изучения и расчётов кинетических параметров процесса определялось извлечение золота в возгоны при каждой из изучаемых температур в интервалах времени 10-60 мин. На рис.1 представлены экспериментальные данные зависимости степени извлечения золота от времени при различных температурах хлоридовозгонки.

Рис.1. Зависимость степени извлечения золота от времени при различных температурах процесса хлоридовозгонки.

Как видно из рис.1, кинетические кривые при 600-700°С имеют практически прямолинейный характер, а при 800-1000°С вначале прямолинейный, затем - параболический характер.

Эти кинетические кривые хорошо описываются уравнением первого порядка Ерофеева-Колмогорова:

где а - степень извлечения золота; т - время, мин.; к - константа скорости реакции, мин"1.

После математических преобразований уравнение (1) может быть представлено в виде:

Извлечение золота при хлоридовозгонке Тарорского концентрата

№ п\п №С1 Загрузка Содержание золота в исходном Получено хвостов Извлечение Аи, % оС Длительность, мин.

1 8 58 43.78 51.13 27.81 58.72 600 60

2 8 58 43.78 50.20 19.77 70.14 700 60

3 8 58 43.78 48.61 12.51 83.69 800 60

4 8 58 43.78 46.55 6.60 89.25 900 60

5 8 58 43.78 48.62 5.74 94.99 1000 60

6 8 58 43.78 49.21 25.18 51.20 1000 30

7 8 58 43.78 43.77 3.10 93.11 1000 60

8 6 58 43.78 43.92 3.64 93.70 1000 90

9 8 58 43.78 43.04 3.76 93.62 1000 120

10 8 58 43.78 42.40 3.47 94.21 1000 150

11 2 52 48.29 45.72 14.22 74.12 1000 60

12 4 54 47.60 42.61 14.06 76.69 1000 60

13 6 56 45.54 42.29 7.75 87.14 1000 60

14 8 58 43.78 42.21 3.53 94.13 1000 60

15 10 60 42.51 41.09 3.63 94.16 1000 60

На графике зависимости - от времени (рис.2.а) полученные прямые имеют отрица-

тельный наклон, равный к/2.303. Исходя из этого, обработкой этих кривых были рассчитаны значения констант скоростей в исследуемом интервале температур.

Зависимость константы скорости реакции от температуры описывается уравнением Аррениу-

где к - константа скорости реакции; к0 - предэкспоненциальный множитель; Е - кажущаяся энергия активации, кДж/моль; Я - универсальная газовая постоянная, Дж/мольград; Т - абсолютная температура, К.

На графике зависимости ^к от 1/Т (рис.2.б) почти все экспериментальные точки хорошо укладываются на прямую линию, по тангенсу угла наклона которой была определена эмпирическая энергия активации. Определены значения констант скорости реакции и энергии активации, которая

равна 73.568 кДж/моль, что свидетельствует о протекании процесса в кинетической области. Установлено, что константа скорости процесса растёт с увеличением температуры.

Рис. 2. Зависимости: а) щ-от времени; б) -^к от обратной абсолютной температуры.

Поступило 26.06.2013 г.

1. Котляр Ю.А., Меретуков М.А., Стрижко Л.С. Металлургия благородных металлов. - М.: МИСиС, 2005, кн.2, 392 с.

2. Зырянов М.Н., Батанова Г.И. - Цветная металлургия, 1987, №6, с. 70-73.

3. Макаров Э.В. Автореф. дисс. к.техн.н. - М., 1997.

Ш.Р.Самихов, З.А.Зинченко РАВАНДИ КИНЕТИКИИ ХЛОРБУГРОНКУНИИ КОНСЕНТРАТИ

ТИЛЛОДОРИ КОНИ ТАРОР

Институти химияи ба номи В.И.Никитини Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон

Натичаи омузиши кинетикаи хлорбугронкунии консентрати кони Тарор дар хдрорати баланд оварда шудааст. Х,исоб карда шудааст, ки энергияи активатсия 73.568 кДж/мол буда, шах,одат аз он медихдд, ки чараён дар махдлли кинетикй мегузарад.

Калима^ои калиди: кинетика - %арорат - энергияи активатсия - бугронкунй бо хлориди натрий -консентрат - маъдани тиллодор - баромад - кони тиллодор.

Sh.R.Samikhov, Z.A.Zinchenko KINETICS OF THE CHLORIDE SUBLIMATION PROCESS OF TAROR'S DEPOSIT GOLD CONTAINING CONCENTRATE

V.I.Nikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan The results of the kinetics chloride sublimation process of Taror s deposit concentrates studies are presented. Computable calculated energy of activation (73.568 KD/mol) is indicative of process in kinetic area.

Key words: kinetic - temperature - energy of activation - chloride sublimation - concentrate - gold containing ores - extraction - dissolution.

"На речной косе очень мелкое золото от - 0.25 до + 0.16 мм. Это то что видно. Вывозить шлихи и извлекать дома, возможности нет, что можно придумать на месте? Есть рекомендации?" - очередной интересный вопрос, решить который можно прямо на месте, дедовским методом.

Как извлечь мелкое золото найденное на речной косе

За счет малого уклона, слабого и неглубокого потока воды с подачей очень мелкого материала, на этом нехитром оборудовании можно улавливать очень мелкое и косовое золото.

Координаты где добывать косовое золото. Вилюйские косы, левый приток реки Лена, GPS-координаты: 63.942549, 125.884348 привлекают к себе особое внимание тем, что старатели намывали там не только золото, но и платину.

Крупность породы подаваемая на плосконь, обычно 2 мм. Для этого перед подачей на шлюз, породу просеивают. Подается небольшими порциями вручную с помощью совка. Чем мельче вы подаёте породу, тем слабее можно делать поток, а значит улавливать более мелкое золото.

Зигзаг-рифли или хитрый трафарет для улавливания мелкого золота

Так же, для улавливания косового и мелкого золота применяют зигзаг рифиля.

Использование концентраторов для добычи мелкого и косового золота

Центробежные концентраторы, концентрационные столы и прочее дорогое оборудование в полевых условиях очень сложно применять. Требуется электричество, чистая вода. Закидывать лопатой породу на них нельзя, это оборудование служит для доводки золотоносных шлихов. Хотя, есть центробежные концентраторы промышленного размера, но их стоимость недоступна старателю.

Винтовой шлюзы и сепараторы для извлечения мелкого золота

На винтовых сепараторах обогащается материал крупностью от 2.0 до 0.07 мм, на винтовых шлюзах — от 0.5 до 0.03 мм.

Отличительными особенностями винтовых аппаратов являются простота конструкции, отсутствие движущихся и вращающихся частей. Они не требуют для работы электричества и подачи дополнительной воды. Золота на винтовом сепараторе извлекается в 1.5–3.0 раза больше, чем на старательском лотке и быстрее. Маленькие винтовые сепараторы применяются в геологической практике для шлихового опробования.

Винтовые сепараторы для разведочных работ и старательской добычи имеют сравнительно небольшую массу от 10 до 100 килограмм, высоту от 1.3 до 2 метров с производительностью от 0.1 до 1 тонны породы в час. Загрузка производится лопатой или подаётся со шлюза гидроэлеватором. Эти модели могут быть применены для старательской золотодобычи, а так же входить в комплект самоходных разведывательных установок.

Продолжение следует

Читайте также: