содержание   ..  60  61  62  63  64  65  66  67  68  69  70  ..

Глава XI ГИДРОХЛОРИРОВАНИЕ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ



Процесс гидрохлорирования основан на переводе золота в водно- растворимое соединение золотохлористоводородной кислоты под действием газообразного хлора и других хлорагентов, содержащих хлор в виде иона (например, НС1):

Н20 + С12 = НС1 + НСLO;

2Au + ЗС12 + 2НС1 = 2Н (AuCl4).



Для последней реакции F° = 27,3 ккал.

Подобный процесс под названием «хлоринация» как гидрометаллургический метод извлечения золота из руд и концентратов широко применялся в золотодобывающей промышленности в течение второй половины XIX века.
 

С целью интенсификации процесса хлоринации ранее применяли выщелачивание руды под давлением, осуществляя хлоринацию в бочках и используя в качестве хлорагента хлорную известь. Положительными сторонами этого способа являлось перетирание материала при вращении бочки, повышенное давление хлора и отсутствие необходи­мости получать хлор извне. Сначала в бочку заливали воду, затем вводили хлорную известь и сверху загружали руду. После этого на слой руды заливали необходимое количество серной кислоты и плотно закрывали крышку в бочке, затягивая ее бол­тами. Хлор в бочке получался по реакциями

СаОСL2 + H₂S0₄ = CaS0₄ + Н2О + CL2;

Са (ОС1)₂ + H₂S0₄ = CaS0₄ + Н2О + V2O2 + Cl₂.

Недостатками хлоринационного процесса в первый период его освоения являлись: а) необходимость использования большого количества хлора и хлор содержащих агентов; б) токсичность применяемых реагентов и связанная с этим возможность отравления при обслуживании технологического процесса; в) затруднения, вызы­ваемые присутствием в природных золотинах примеси серебра, образующего нерас­творимые поверхностные пленки AgCl, препятствующие дальнейшему протеканию процесса растворения золота; г) недостаточная эффективность используемой для выщелачивания аппаратуры.

Указанные недостатки специфичны для рассматриваемого процесса. Тем не менее, возможности использования хлоринации в последние годы существенно расши­рились благодаря достигнутому прогрессу как в области теории, так и в области практического осуществления данного метода.

Исследования последнего времени и, в частности, работа Пут­мана [111], измерившего скорости растворения золотой фольги и золотых пластинок как в цианистом растворе, так и в хлорной воде показали, что скорость растворения золота в хлорной воде значи­тельно выше, чем в цианистом растворе, и что она резко возрастает с увеличением содержания в растворе иона хлора. Путман показал, что добавка хлорида и сульфата натрия не влияет на скорость реак­ции, в то время как при снижении концентрации хлора в растворе и увеличении кислотности повышает величину растворения золота. Кроме того, первоначально реакция хлорирования золота протекает с образованием хлорида одновалентного золота:

2Аu + С1₂ -» 2AuCl

Это соединение, как известно, нерастворимо в воде, но раство­ряется в хлорных растворах: AuCl + Cl^- —» AuCl2". Ион AuC1₂ жисляется, присоединяя к себе еще молекулу газообразного хлора : переводом золота в трехвалентное состояние:

AuCl2 + С1₂  -»     (AuCl4)

При этом одновалентное золото может окисляться в трехвалент- юе только в растворе.

Присутствие посторонних растворимых хлоридов металлов часто ускоряет процесс растворения золота, так как хлориды ряда метал- гов, прохлорированные до золота, могут служить донорами иона тора в растворах.

Установлено, что ускоряющее влияние хлорида достигает максимума при концентрации иона хлора в насыщенных газообразным хлором растворах около 5 г/л. На практике этого значения концен­трации иона хлора достигают, вводя в пульпу хлорирования соляную кислоту.

В процессе гидрохлорирования одновременно с золотом хлорируются и другие присутствующие в руде металлы, хлориды которых могут быть растворимы или нерастворимы в воде.

В принципе сульфидные золотосодержащие концентраты можно, хлорировать непосредственно в «сыром» виде. Однако с целью экономии расхода хлора (на хлорирование сульфидов), снижения стоимости процесса, сокращения продолжительности обработки и повышения извлечения золота целесообразно гидрохлорированию подвергать предварительно обожженный материал. При этом установлено, что оптимальной температурой обжига, обеспечивающей степень удаления серы (величину десульфуризации) не менее 97%, является температура 800" С. В этом случае при последующем гидрохлорировании достигается извлечение золота в хлоридный раствор выше 99%.

В качестве эффективного аппарата для гидрохлорирования в ЮАР предложен реактор в титановом исполнении (рис. 88). Гидравлический затвор обеспечивает герметичность реактора. Вал с ротором и импеллером вращается непосредственно от электродвигателя со скоростью 1000 об/мин, что помогает снятию пленки нерастворимых хлоридов. Оптимальная температура процесса хлорирования составляет 60—70° С, подогрева пульпы в данном случае не требуется, так как она разогревается за счет трения импеллера и ротора с вязкими растворами. Хлорирование ведут в солянокислой среде (5-м. НС1) при отношении ж : т = (3-4) : 1.

Немаловажная операция при гидрохлорировании — последующее осажденне золота из хлоридных растворов.

Очень часто при хлорировании сырых сульфидных концентратов в водной среде окислению золота мешает присутствие других металлов. В этом случае нередко концентраты обрабатывают кислотой с отделением сильно кислого раствора от остатка, который содержит золото в металлической форме.

Для обработки подобного типа концентратов и кислотных остатков в 1959 г. в ФРГ запатентован несколько измененный способ гидрохлорирования под названием «Способ извлечения золота И других металлов, особенно из мышьяксодержащих руд, концентратов и остатков».
 

Было найдено, что золото и другие металлы из мышьяксодержащих концентратов и продуктов их обработки можно легко извлечь гидрохлорированием с использованием газообразного хлора, если в течение всего процесса окисления поддерживать в реакционном растворе окислительно-восстановительный потенциал 0,8—1,0 в. В этих условиях все соединения и элементы, препятствующие в восстановленном состоянии растворению золота, окисляются с достаточной скоростью. Значение окислительно-восстановительного потенциала зависит от среды хлорирования. При окислении в солянокислых растворах за счет газообразного хлора должен устанавливаться окислительно-восстановительный потенциал в 1,0 в. При окислении же в среде NaCl или соляной кислоты в смеси с азотной и серной кислотами значение окислительно-восстановительного потенциала поддерживают на уровне 0,8 в. Температура пульпы в момент обработки должна составлять 70° С, оптимальная кислотность для предложенного способа — выше 1-н. по НС1. В указанных условиях золото растворяется практически надело.

Поскольку в данном процессе наряду с золотом в раствор переходят и другие металлы, в частности мышьяк и железо, необходимо цо стадии выделения золота из хлорных растворов осадить их в виде арсенатов железа. Установлено, что существует определенное соотношение концентрации железа и мышьяка, способствующее лучшему отделению арсенатов железа. Оно составляет величину, близкую к единице. Арсенаты железа осаждаются при нейтрализации кислых растворов, содержащих мышьяк и железо, углекислыми солями или гидроокисями кальция и натрия.

Нейтрализацию проводят до тех пор, пока осаждение арсенатов железа не будет полным. Однако в этой операции необходимо строго контролировать значение pH, которое должно быть на уровне 3. Это очень важно, так как реагенты, используемые для нейтрализации (например, карбонат кальция или калия), содержат соединения, которые могут повторно осадить золото. Благодаря же строгому контролю pH среды и поддержанию окислительно-восстановительного потенциала на необходимом уровне предотвращается возможность повторного выпадения золота и в момент растворения, и в момент нейтрализации золотосодержащих растворов.

По окончании нейтрализации суспензию фильтруют, и остаток, состоящий главным образом из арсенатов железа и нерастворенных составных частей руды или концентрата, промывают для отмывки хлоридов золота. В этой операции возможно осаждение растворенного золота. Поэтому рекомендуется добавлять к. первой промывной поде незначительное количество окислителя, способствующего повышению извлечения золота.

Золото из хлорных растворов можно извлечь любым из ранее отмеченных способов. Однако в патенте предпочтение отдано осаждению золота на активированном угле в металлической форме. Аппараты для осаждения снабжены одной или несколькими постелями активированного угля, через которые равномерно просачивается золотосодержащий раствор. При этом концентрация металлического золота на активированном угле может достигать значительной величины (до 20%). Полученные богатые золото-угольные концентраты можно обработать для извлечения золота различными способами сжигание угля, электролитическое рафинирование, кальцинирование с последующим освинцеванием и купелированием, механическое отделение, флотация и т. д.).

Если растворы содержат также и серебро, последнее можно выделить до осаждения золота. Для этого раствор пропускают через постель из тонкой металлической стружки, которая должна быть более электроотрицательной, чем серебро (например, медная или железная).