DE102011081805A1

DE102011081805A1 - Verfahren zur Raffination von Metallen, insbesondere Gold

Info

Publication number: DE102011081805A1
Application number: DE201110081805
Authority: DE
Inventors: Ralf Jürgens
Original assignee: AKRETIA GmbH
Current assignee: AKRETIA GmbH
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2013-02-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Metallen, insbesondere von Gold, aus einem das zu raffinierende Metall enthaltenen Ausgangsmaterial. Erfindungsgemäß wird das Ausgangsmaterial mit einer cyanidhaltigen Laugungslösung in Kontakt gebracht, so dass das Metall zumindest teilweise in Lösung geht, und das Metall aus der cyanidhaltigen Laugungslösung elektrolytisch abgeschieden wird. Überraschend wurde gefunden, dass auf diese Weise gleichzeitig das giftige Cyanid umgesetzt wird, insbesondere in bedeutend unschädlicheres Cyanat und die Laugungslösung somit entgiftet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entgiftung von Cyanid und Raffination von Metallen, insbesondere von Edelmetallen wie Gold.
Es ist bekannt, Gold und andere Edelmetalle in einer Cyanidlösung zu laugen und in gut lösliche Cyanokomplexe zu überführen. Das Gold liegt in den Erzen meist in elementarer Form vor, weswegen für die Auflösung ein Oxidationsmittel benötigt wird. In der Praxis wird in den Goldminen Luftsauerstoff verwendet. Zu diesem Zweck wird das feingemahlene Erz in Wasser aufgeschlämmt, durch Zusatz von Kalk ein pH-Wert von 9 bis 12, zumeist 10 bis 11, eingestellt und eine wässrige Cyanidlösung beigemischt. Dieser so genannte Erzpulp wird dann in einem oder mehreren kaskadenförmig angeordneten zylindrischen Rührgefäßen bis zu 48 Stunden bewegt und dabei mit Luft, die durch Düsen mittels Kompressoren eingeleitet wird, begast. Die Bildung der Cyanokomplexe, beispielsweise von Dicyanoaurat im Falle von Gold, läuft dabei nach folgender Reaktionsgleichung ab: 2Au + 4CN^– + ½O₂ + H₂O → 2[Au(CN)₂]^– + 2OH^–
Die Gewinnung elementaren Goldes aus der Lauge kann dann durch Sorption des Dicyanoaurats auf Aktivkohle in einer nachgeschalteten Aktivkohlestufe erfolgen. Elementares Goldes kann auch durch eine Redox-Reaktion beispielsweise mit Zinkstaub gewonnen werden, wobei ein Zink-Cyanidkomplex entsteht und Gold sich als Schlamm abscheidet, der sodann abgefiltert wird.
Diese Rührlaugung hat jedoch einige Nachteile:
Die Oxidation des Edelmetalls durch gelösten Sauerstoff ist der geschwindigkeitsbestimmende Faktor bei der Auflösung desselben in cyanidischen Lösungen. Infolge der großen Abmessungen der verwendeten Laugungstanks (bis zu 3000 m³) sowie durch die Viskosität der Erzpulpe wird oftmals keine ausreichende Durchmischung erzielt, so dass der durch den O₂-Partialdruck der Luft bedingte maximale Gehalt an gelöstem O₂ (8–9 ppm O₂ ist die Sättigungsgrenze) nicht erreicht wird. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist daher vergleichsweise gering.
Zudem wird durch das Begasen mit Luft immer eine mehr oder weniger große Menge Blausäure (HCN) aus dem Erzpulp ausgetragen. Dadurch wird nicht nur der Cyanidbedarf erhöht, sondern auch die Sicherheit des Bedienungspersonals und die Umwelt beeinflusst. Durch das in der Luft enthaltene Kohlendioxid wird der pH-Wert des Pulps abgesenkt. Dadurch verschiebt sich das Gleichgewicht der Reaktion CN^– + H₂O ↔ HCN + OH^– in Richtung der freien Blausäure. Das hat zur Folge, dass der Kalkverbrauch steigt und mehr Blausäure mit der Luft ausgetragen wird. Außerdem entsteht Calciumcarbonat, das zu unerwünschten Ablagerungen an den Gefäßwandungen, Rohrleitungen und insbesondere an der Aktivkohle führt, die oftmals in einer zweiten Verfahrensstufe für die Goldabtrennung verwendet wird. Die Folgen solcher Ablagerungen an der Kohle sind Betriebsstörungen und Edelmetallverluste.
Problematisch ist ferner, dass durch die Begasung mit Luft Kompressorenöl in die Laugungstanks gelangen kann. Daraus resultiert eine Verschmierung der Oberfläche der Aktivkohle, die im CIP-Prozess eingesetzt wird. Betriebsstörungen und Edelmetallverluste sind wiederum die Folge.
Die Betriebskosten der Kompressoren sind wegen des hydrostatischen Drucks eine Funktion der Tankhöhe. Heute verwendete Laugungstanks mit bis zu 20 m Höhe bringen daher erhöhte Energiekosten mit sich.
Neben der vorstehend beschriebenen Rührlaugung wird außerdem die sogenannte Haufenlaugung (heap leaching) verwendet, um Edelmetalle mit einer cyanidischen Lösung zu laugen. Dazu werden große Erzhaufen (im Allgemeinen 3 bis 10 m hoch) mit einer wässrigen cyanidischen Lauglösung von pH 8 bis 13 besprüht. Die unten austretende erzfreie Laugungslösung wird im Kreis gerührt, wobei kontinuierlich ein Teil der Lauge zur Edelmetallabtrennung ausgeschleust und durch frische Lauge ersetzt wird.
Ein gravierender Nachteil dieser Haufenlaugung ist, dass der im Erzhaufen zur Oxidation des Edelmetalls benötigte Luftsauerstoff durch die Laugungslösung in den Erzhaufen eingebracht werden muss. Da die Konzentration an gelöstem Sauerstoff in der Laugungslösung im Erzhaufen von oben nach unten stark abnimmt, erfolgt vor allem in den unteren Regionen nur eine unvollständige Laugung. Diese Tatsache ist für die meist sehr niedrige Goldausbeute von 40 bis 60% des im Erz vorhandenen Goldes bei Haufenlaugungen verantwortlich.
Angesichts dieser Probleme wurden in der Vergangenheit bereits verschiedene Versuche unternommen, anstelle von Luftsauerstoff andere Oxidationsmittel bei der Goldlaugung einzusetzen, beispielsweise Permanganate, Persulfate, Peroxide, Ozon, Chromate und Dichromate, Ferricyanide, Bromcyan und Bromchlorid sowie Wasserstoffperoxid. Die aufgeführten Oxidationsmittel sind zwar in der Lage, die Auflösegeschwindigkeit des Goldes im Vergleich zur Anwendung von Luftsauerstoff zu erhöhen, konnten jedoch bis heute Luftsauerstoff nicht ersetzen, weil ein wirtschaftlicher Einsatz nicht zu gewährleisten war. Außerdem sind einige der genannten Oxidationsmittel und/oder der daraus resultierende Reaktionsprodukte toxisch, so dass ein Einsatz dieser Verbindungen wegen einer möglichen Umweltbelastung bzw. der erforderlichen Maßnahmen zur Vermeidung derselben nicht näher in Betracht gezogen werden konnten.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Wasserstoffperoxid (H₂O₂), das bei der Zersetzung die angestrebte Konzentration an gelöstem Sauerstoff in der Laugungstrübe einstellen soll, bei einem pH-Wert von ca. 10 bis 12 bevorzugt mit dem Natriumcyanid (NaCN) reagiert, so dass dieses nicht mehr als Komplexbildner für das Dicyanoaurat zur Verfügung steht. Ebenfalls von Nachteil ist, dass Wasserstoffperoxid (H₂O₂) durch Passivierung der Goldoberfläche den Auflösungsvorgang hemmen kann.
Für die eingangs erläuterten Verfahren der Rührlaugung und der Haufenlaugung von Gold und in geringem Umfang auch für Silber werden pro Jahr ca. 500.000 t Natriumcyanid (NaCN) verwendet. Für die Cyanidlösung wird etwa eine Lösung mit 500 ppm Cyanid oder ca. 1 kg NaCN pro Tonne Erz verwendet. Die cyanidhaltigen Laugungswässer werden jedoch zu etwa 90% nicht mehr verwendet und müssen mit Wasserstoffperoxid (H₂O₂) entgiftet werden. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in der großen Menge an Wasserstoffperoxid, die für die Neutralisation von Natriumcyanid benötigt wird, da nämlich die Entgiftung von 1 kg Natriumcyanid stöchiometrisch 2 kg Wasserstoffperoxid erfordert. Da allerdings die Reaktion, bedingt durch das anwesende Erz, nicht stöchiometrisch abläuft, wird tatsächlich die vier- bis zehnfache Menge benötigt. Die Entgiftung von Natriumcyanid mit Wasserstoffperoxid läuft wie folgt ab: NaCN + H₂O₂ → NaOCN + H₂O
Das entstehende Natriumcyanat (NaOCN) hat einen LD50-Wert von 1500 mg/Kg (Ratte), wobei das Edukt Natriumcyanid (NaCN) einen LD50-Wert von 2,8 mg/Kg (Mensch) hat. Hieraus wird ersichtlich, dass Natriumcyanat in der Umwelt weitaus geringere Schäden anrichtet als Natriumcyanid. In Wasser hydrolysiert es langsam zu Ammoniak (NH₃) und Ameisensäure (CH₂O₂).
Die DE 41 10 055 A schlägt die Entgiftung cyanidhaltiger Abwässer mittels Wasserstoffperoxid und gleichzeitiger UV-Bestrahlung vor, während DE 42 14 974 A Wasserstoffperoxid durch Perborate, Percarbonate oder Peroxide der Alkali- oder Erdalkalimetalle ersetzt.
Auch die Abraumhalden und die Erzhaufen, die einer Haufenlaugung unterzogen werden, enthalten große Mengen an Stäuben, die mit Cyanid beladen sind. Dabei finden unkontrollierte Staubverfrachtungen durch Wind und Wasser statt, die zu einer enormen Umweltschädigung führen.
Ein elektrolytisches Entgiftungsverfahren cyanidhaltiger Lösungen wird in DE 22 51 442 A vorgeschlagen, bei dem Anoden aus V4A-Stahl verwendet werden und dem Elektrolyten Kupfersalze zugegeben wird, wodurch sich Kupfer an der Anode abscheidet. Wird dieses Verfahren jedoch in Gegenwart von Gold eingesetzt, führt das dem Elektrolyten zugegebene Kupfersalz zu einer Passivierung der V4A-Anoden und blockiert die Abscheidung von gelöstem Gold. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Verfahren in der Goldlaugung von Goldminen nicht wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Zudem ist eine vollständige Cyanidentgiftung nicht möglich, so dass sich daran eine weitere Restcyanidentgiftung anschließen muss, um die von dem International Cyanide Management Code vorgeschlagene maximale Konzentration von 50 ppm Cyanid im Abwasser zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein großtechnisch anwendbares Verfahren zur Gewinnung von Gold und anderen Übergangsmetallen bereitzustellen, bei dem eine sichere Entgiftung der cyanidhaltigen Lauge gewährleistet ist und das eine hohe Abscheideleistung von Gold und anderen Metallen aus der Laugungslösung ermöglicht. Idealerweise sollte das Verfahren mit möglichst geringem Aufwand in bestehende Metallgewinnungsprozesse, insbesondere in entsprechende Anlagen von Minen, integriert werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der unabhängigen Ansprüche.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Metallen, wird ein das zu raffinierende Metall enthaltendes festes Ausgangsmaterial mit einer cyanidhaltigen Laugungslösung in Kontakt gebracht, so dass das Metall zumindest teilweise in Lösung geht, und das Metall aus der cyanidhaltigen Laugungslösung elektrolytisch abgeschieden und gleichzeitig und das Cyanid zumindest teilweise umgesetzt wird. Dabei versteht es sich, dass die beiden Schritte des In-Lösung-Bringens des Metalls und der elektrolytischen Metallabscheidung/Cyanidentgiftung gleichzeitig oder aufeinanderfolgend durchgeführt werden können.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt eine Entgiftung von Cyanid (CN^–) auch ohne die Zugabe von Oxidationsmitteln wie Wasserstoffperoxid durch oxidativen Abbau u.a. zu Cyanat (CNO^–) und Isocyanat (OCN^–). Dabei wird der für die Oxidation erforderliche Sauerstoff an der für die Elektrolyse verwendeten Anode gebildet. Es wurde überraschend gefunden, dass die Konzentration des Cyanids in der Lösung sehr schnell abnimmt, wobei ein asymptotischer Verlauf gegen Null wahrscheinlich erscheint. Dabei wird das hochgiftige Cyanid hauptsächlich zu Cyanat oxidiert. Der für die Oxidation benötigte Sauerstoff wird an der Anode erzeugt.
Grundsätzlich kann für die Anode jedes elektrisch leitfähige Material verwendet werden, das im Prozess chemisch nicht angegriffen wird. Nach einer vorteilhaften Ausführung enthält zumindest die Anode Graphit; vorzugsweise besteht diese aus Graphit. Besonders bevorzugt wird eine unbeschichtete Graphitanode verwendet. Überraschenderweise wurde nämlich festgestellt, dass das Graphit durch Sauerstoffentwicklung weder abgebaut oder angegriffen wird. Auf die Verwendung einer Edelmetallbeschichtung der Graphitanode oder einer Edelmetallanode kann somit verzichtet werden.
Hinsichtlich der Kathode ist ein geeignetes Material weniger kritisch, da die Kathode im Prozess schnell mit dem zu gewinnenden Metalls beschichtet wird, z.B. „vergoldet“ wird, und somit chemisch nicht länger angegriffen werden kann. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung wird auch für die Kathode das preiswerte Kathodenmaterial Graphit verwendet.
Ohne sich auf eine Theorie beschränken zu wollen, wird vermutet, dass bei dem erfindungsgemäßen Prozess die nachstehenden Anoden- und Kathodenreaktionen ablaufen, wobei M das zu gewinnende Metall mit einer Valenz x bezeichnet:
Anode: H₂O → ½O₂ + 2H⁺ + 2e^– NaCN + ½O₂ → NaOCN(NaCNO) Kathode: 2H⁺ + 2e^– → H₂ M(CN)_x + xe^– → M⁰ + CN^–
Demnach zersetzt sich das vorhandene Wasser elektrolytisch, wobei an der Anode Sauerstoff und an der Kathode Wasserstoff gebildet wird. Ein Teil der an der Anode abgegebenen Elektronen wird an der Kathode zur Reduktion des zu gewinnenden Metalls verbraucht, welches sich an der Kathode abscheidet. Der an der Anode gebildete Sauerstoff oxidiert das giftige Cyanid zu Cyanat und in geringem Umfang zu Isocyanat. Der Zerfall von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff läuft sehr wahrscheinlich parallel zur Entgiftung und Metallabscheidung ab. Da ein Teil der aus der Wasserelektrolyse bereitgestellten Elektronen für die Metallreduktion verbraucht wird und somit nicht für die Protonenreduktion zur Verfügung steht, erfolgt eine gewisse Ansäuerung der Lösung. Diese ist aufgrund der geringen Konzentration des Metalls jedoch vernachlässigbar und wird durch die alkalische Lösung abgepuffert.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich sämtliche Metalle großtechnisch aufreinigen, wobei es jedoch besonders für solche, welche in vergleichsweise geringen Konzentrationen natürlich vorkommen und herkömmlich durch Cyanidlaugung gewonnen werden, angewendet werden kann. Insbesondere können Übergangsmetalle und Lanthanide mit dem erfindungsgemäßen Verfahren raffiniert werden, d.h. Elemente der Ordnungszahlen 21 bis 30, 39 bis 48 und 57 bis 80, einzeln oder als deren Mischungen oder Legierungen. Bevorzugt wird das Verfahren für Metalle der Kupfergruppe, umfassend Gold (Au), Silber (Ag) und Kupfer (Cu) oder für Platinmetalle, umfassend Platin (Pt), Iridium (Ir), Osmium (Os), Palladium (Pd). Rhodium (Rh) und Ruthenium (Ru), oder Mischung oder Legierungen von diesen angewendet. Mit besonderem Vorteil handelt es sich bei dem Metall um Gold.
Die Cyanidlaugung wird bevorzugt bei einem pH-Wert im Bereich von 7 bis 14 durchgeführt. Besonders gute Auflöseraten und Ausbeuten werden bei einem pH-Wert von mindestens 8, insbesondere im Bereich von 9,5 bis 13, erzielt. Als ein besonders typischer, auch bei der Laugung in Minen verwendeter pH-Wertbereich ist der Bereich von 10,5 bis 11 anzusehen, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt zum Einsatz kommt. Bei sehr niedrigen pH-Werten liegt das Cyanid zu einem immer größer werdenden Anteil als Blausäure vor (der pK_s-Wert der Blausäure liegt bei 25°C bei 9,31, die Dissoziationskonstante liegt bei 5·10^–10), was zu einer vermehrten Ausgasung der Blausäure und einem Cyanidverlust führt und somit einen erhöhten Chemikalienbedarf zur Folge hat. Bei sehr hohen pH-Werten läuft die Reaktion zwar ebenfalls ab, jedoch steigt die erforderliche Menge Lauge.
Der pH-Wert kann durch beliebige pH-Wert erhöhende Reagenzien eingestellt werden, wobei vorzugsweise auf die Verwendung preiswerter und in der Minenprozessen üblicher Chemikalien zurückgegriffen wird. Bevorzugt erfolgt die Einstellung des pH-Wertes durch Zugabe von Alkali- und/oder Erdalkalihydroxiden und/oder -oxiden, insbesondere von Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid.
In dem Ansatz werden pro kg Ausgangsmaterial (beispielsweise Erz) 50 bis 2000 ppm Cyanid, insbesondere 100 bis 1000 ppm Cyanid, vorzugsweise 300 bis 600 ppm Cyanid, insbesondere Natriumcyanid oder Kaliumcyanid eingesetzt, vorzugsweise NaCN. Dabei richtet sich die letztendlich gewählte Konzentration auch nach der Konzentration des zu gewinnenden Metalls im Ausgangsmaterial.
Die Cyanidlauge ist vorzugsweise wässrig, so dass das Wasser als Sauerstofflieferant für die oben dargestellte Entgiftungsreaktion dient.
Während die elektrolytische Metallabscheidung grundsätzlich bei einer angelegten elektrischen Spannung im Bereich von 0,5 bis 100 V mit ausreichenden Ausbeuten erfolgt, liegen bevorzugte Werte im Bereich von 1,0 bis 30 V, insbesondere im Bereich von 1,0 bis 20 V. Bei höheren Spannungen wird das Verfahren durch zunehmende Nebenreaktionen mit höherem Potential beeinträchtigt, so dass hierdurch die angelegte Spannung begrenzt wird.
Das Verfahren kann mit Vorteil bei einer Temperatur der Laugungslösung im Bereich von 5 bis 60 °C, insbesondere im Bereich von 10 bis 45 °C, durchgeführt werden. Dabei stellt die untere Temperaturgrenze ausreichende Reaktionsgeschwindigkeiten sicher, während die obere Temperaturgrenze in Hinblick auf die energetische Wirtschaftlichkeit und selbstverständlich die Verfahrenssicherheit gewählt ist.
Bei dem Ausgangsmaterial kann es sich um ein Erz, ein Erzkonzentrat, Abfallmaterial oder Schrott handeln. Derartige Feststoffe werden vorzugsweise vor der elektrolytischen Laugung zerkleinert, um möglichst kleine und homogene Korngrößen zu erhalten. Insbesondere wird das Ausgangsmaterial in gemahlener Konsistenz eingesetzt, wobei auf Mahlwerke zurückgegriffen werden kann, die im Bergbau und in Minen üblicherweise eingesetzt werden. Die Mischung aus dem zerkleinerten oder zermahlenen Ausgangsmaterial und der Lauge wird auch als Laugungstrübe bezeichnet.
In einer alternativen Ausgestaltung wird das Verfahren zur Entgiftung von cyanidhaltigen Abwässern aus konventionellen Erzlaugungsprozessen eingesetzt, wobei die beiden Prozessstufen der Erfindung, Cyanidlaugung und Elektrolyse, nacheinander durchgeführt werden. In diesem Fall wird als erster Schritt eine konventionelle, einleitend beschriebene Laugung im Laugungstank und anschließende Entfernung des Metall-Cyanidkomplexes, z.B. Dicyanoaurat, beispielsweise auf den Oberflächen einer Aktivkohlestufe durchgeführt. In einer nachgeschalteten Stufe erfolgt zur Entgiftung des in der verbleibenden Lauge enthaltenen Natriumcyanids die Elektrolyse, wobei das Cyanid hauptsächlich zu Cyanat umgesetzt wird. Da solche cyanidhaltigen Abwässer stets noch Reste des zu gewinnenden Metalls enthalten, führt die erfindungsgemäße elektrolytische Cyanidlaugung zu einer weiteren Steigerung der Ausbeute, insbesondere der Goldausbeute.
Alternativ kann das Verfahren auch in analoger Weise im Zusammenhang mit der eingangs beschriebenen Haufenlaugung eingesetzt werden. Hierbei wird im ersten Schritt das grob zerkleinerte Ausgangsmaterial aufgehäuft und mit der Cyanidlösung überspült, welche üblicherweise aufgefangen und über lange Zeiträume im Kreis geführt wird, um eine ausreichende Laugung des Metalls zu erzielen. Die gesammelte Cyanidlauge, die das gelöste Metall enthält, wird sodann der erfindungsgemäßen elektrolytischen Behandlung unterworfen.
Da der für die Cyanidoxidation erforderliche Sauerstoff an der Anode gebildet wird, wird das Verfahren vorzugsweise ohne den Zusatz eines Oxidationsmittels zu der Laugungslösung durchgeführt. Insbesondere wird entsprechend der bevorzugten Ausführung kein Wasserstoffperoxid zugegeben. Durch die Einsparung von Chemikalien ergibt sich eine weitere Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Die Einsparungen durch den Verzicht auf H₂O₂ und anderer Oxidationsmittel übersteigen die Kosten für den Energieeintrag um ein Vielfaches, so dass bei nahezu vollständiger Entlastung der Umwelt durch Entgiftung des Cyanids die Wirtschaftlichkeit der Metallgewinnung, insbesondere der von Gold, deutlich gesteigert wird.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass die in Minen, insbesondere in Goldminen, üblicherweise vorhandene Produktionstechnik ohne aufwändige Modifikationen verwendet werden kann. So müssen konventionelle, in Minen verwendete Laugungstanks lediglich um den Einbau von Elektroden sowie einer entsprechenden Spannungsversorgung ergänzt werden. Da für die Anode sowie auch für die Kathode vorzugsweise einfache und preiswerte Graphitelektroden Einsatz finden können, entstehen hierfür nur geringe apparative Mehrkosten.
Nachfolgend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Beispiel:
In einem Becherglas wurde eine 40% ige, wässrige Erzsuspension mit bekanntem Goldgehalt angesetzt. Die wässrige Lösung wurde mit 500 mg/l NaCN versetzt. Mittels Calciumoxid wurde diese Laugungstrübe auf einen pH-Wert von 11 eingestellt. Es wurden Graphitelektroden in der Lösung angeordnet und eine Spannung von 5 V bei einer Stromstärke von 60 mA und einer Leistung von 0,3 W angelegt. Dabei wurde gerührt und Luft eingeblasen.
Vergleichsbeispiel (einfache Laugung):
In einem Vergleichsansatz ohne den Einsatz von Elektroden wurde die gleiche Lösung gelaugt.
In beiden Ansätzen wurden die Ausbeuten jeweils nach vorbestimmten Zeitabständen bestimmt.

Zu diesem Zweck wurde die Goldkonzentration der Lösung kontinuierlich gemessen. Ferner wurde am Ende des Versuchs das an der Kathode abgeschiedene Gold abgelöst und seine Konzentration in Lösung ebenfalls bestimmt. Tabelle 1 zeigt die erzielten Ausbeuten. Dabei ist in Spalte 2 die relative (auf den Anfangswert bezogene) Goldkonzentration in Lösung ohne Elektrolyse als Vergleich dargestellt und in Spalte 3 mit der erfindungsgemäßen Elektrolyse. Die Differenz aus der erfindungsgemäßen Elektrolyselaugung und der normalen Laugung entspricht dem elementaren abgeschiedenen Gold. Tabelle 1

Zeit [h]	rel. Goldkonz. in Lsg. (normale Laugung) [%]	rel. Goldkonz. in Lsg. (Elektrolyse-laugung) [%]	Differenz (abgeschiedenes Au) [%]	NaCN-Gehalt (Elektrolyse laugung) [mg/l]	NaCN-Gehalt (Elektrolyse laugung) [%]
	Blindwert
0	0	0	0	500	100
1	85	87	–2
2	88	80	8
3	91	67	24
4	93	52	41
5	94	38	56
8	95	18	77
24	98	2	96
28	99	1	98	3	0,6

Die Figur zeigt den Verlauf der im Ausführungsbeispiel mit der erfindungsgemäßen elektrolytischen Abscheidung gemessenen relativen Goldkonzentration in der Lösung im Vergleich zur konventionellen Laugung ohne Elektrolyse sowie die Differenz aus beiden, die dem an der Kathode abgeschiedenen Goldanteil entspricht. Es ist ersichtlich, dass die Laugung (Lösung des Goldes aus dem Erz) und die Abscheidung miteinander konkurrieren. Nach einer Dauer von 10 h wurde mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Ausbeute von etwa 80 % erzielt und am Ende des Versuchs nach 28 h waren 98 % des Goldes abgeschieden
Ferner ist der gleichzeitige Abbau von NaCN gemäß Ausführungsbeispiel dargestellt. Es ist erkennbar, dass die Natriumcyanid-Konzentration nach 28 h auf nahe Null gesunken ist, nämlich nur noch 0,6 % des Anfangswertes beträgt. Es ist hier zu beachten, dass in diesem Versuch der Cyanidgehalt jeweils nur am Anfang und am Ende gemessen wurde. Die in der Figur dargestellte Gerade stellt somit nicht den tatsächlichen Verlauf der NaCN-Abnahme dar. Bei einem weiteren Versuch wurde nach 8 h eine Konzentration von NaCN von 142 mg/l gemessen. Es ist daher von einer asymptotischen Abnahme auf Null auszugehen. Diese Annahme ist auch deshalb wahrscheinlich, weil immer die gleiche Menge Sauerstoff an der Anode auf immer weniger Cyanid trifft.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4110055 A [0014]
DE 4214974 A [0014]
DE 2251442 A [0016]

Claims

Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Metallen aus einem das zu raffinierende Metall enthaltenen festen Ausgangsmaterial, wobei das Ausgangsmaterial mit einer cyanidhaltigen Laugungslösung in Kontakt gebracht wird, so dass das Metall zumindest teilweise in Lösung geht, und das Metall aus der cyanidhaltigen Laugungslösung elektrolytisch abgeschieden wird und gleichzeitig das Cyanid zumindest teilweise umgesetzt wird..
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektrolytische Metallabscheidung mittels Elektroden erfolgt, von denen zumindest die Anode Graphit umfasst, insbesondere die Anode und die Kathode Graphit umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das zu raffinierende Metall ein Übergangsmetall oder ein Lanthanid ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Metall ein Metall der Kupfergruppe, umfassend Gold (Au), Silber (Ag) und Kupfer (Cu) oder ein Platinmetall umfassend Platin (Pt), Iridium (Ir), Osmium (Os), Palladium (Pd). Rhodium (Rh) und Ruthenium (Ru) oder eine Mischung von diesen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der pH-Wert mindestens 7 beträgt, insbesondere mindestens 8, vorzugsweise im Bereich von 9,5 bis 12 liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der pH-Wert durch Zugabe von Alkali- und/oder Erdalkalihydroxiden und/oder -oxiden, insbesondere von Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für die elektrolytische Metallabscheidung eine elektrische Spannung im Bereich von 0,5 bis 100 V, insbesondere im Bereich von 1,0 bis 30 V, vorzugsweise im Bereich von 1,0 bis 20 V angelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Ausgangsmaterial ein Erz, ein Erzkonzentrat, Abfallmaterial oder Schrott ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperatur der Laugungslösung im Bereich von 5 bis 60 °C, insbesondere im Bereich von 10 bis 45 °C liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Laugungslösung kein Oxidationsmittel, insbesondere kein Wasserstoffperoxid zugegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren in einem Laugungstank von Minen durchgeführt wird.