RO126480B1

RO126480B1 - Procedeu de obţinere a aurului şi argintului

Info

Publication number: RO126480B1
Application number: ROA201100207A
Authority: RO
Inventors: Viorel-Alexandru Măluşel; Ioan-Florentin Popa; Jack Goldstein; Liana-Rozica Oşanu
Original assignee: Viorel-Alexandru Măluşel; Ioan-Florentin Popa; Jack Goldstein; Liana-Rozica Oşanu
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2012-11-29
Also published as: RO126480A3; WO2012141607A1; EP2683840B1; AU2012243490A1; EP2683840A1; US9175411B2; EA201370203A1; US20130341203A1; CA2829663C; CA2829663A1; RO126480A0

Description

Sunt cunoscute procedee de obținere a aurului și argintului prin solubilizare în soluții de tiosulfați alcalini a minereurilor și a concentratelor piritoase, printr-o oxidare prealabilă, sub presiune de oxigen în mediu alcalin sau acid; prin reacții biochimice, reacții de oxidare cu clor sau clorați, prin dizolvare directă în prezența cuprului sau a nichelului ca activatori. Separarea aurului și argintului din soluțiile de tiosulfați se realizează prin adsorbție pe schimbători de ioni, cărbuni activi, prin procedee electrochimice, prin cementare pe cupru, zinc sau aluminiu, prin precipitare cu sulfuri alcaline. Obținerea metalelor în stare pură se realizează printr-o topire alcalino-reducătoare și o rafinare electrochimică.

De exemplu în documentul CA 2412352 A1, solubilizarea unui minereu de tip Nevada cu 24,1 ppm Au (exemplul 1) se realizează în autoclave, cu o suspensie ce conține 25 g/l tiosulfat de amoniu la un raport solid:lichid de 1:3, la o presiune de oxigen de 100 at și la o temperatură de 2O...6O°C. Durata procesului este de 6 h, iar randamentul de solubilizare a aurului este de 81%. în condițiile exemplului 10, la un minereu aurifer cu 2,48 ppm Au, măcinat grosier și introdus în coloane din material plastic, stropit cu o soluție aerată ce conține 15 g/l tiosulfat de amoniu, la un debit de stropire de 12...130 l/hm², o temperatură de 22°C, se obține un randament de solvire a aurului de 71% după 34 zile.

în brevetul CA 2209559, minereul cu 6 ppm Au se oxidează în mediu alcalin în autoclave sub o presiune de oxigen la 210...225° C. Suspensia obținută este alcalinizată la pH = 9 cu o soluție de amoniac, și supusă extracției cu o soluție ce conține 14,7 g/l tiosulfat și 1 g/l cupru. Aurul și argintul sunt solubilizați la un randament de 80%, și separați prin cementare cu zinc, cupru sau aluminiu. Metalele pure se obțin din cement prin procedee clasice hidro și pirometalurgice.

în brevetul US 2003/0051581, solubilizarea aurului se realizează cu o soluție 0,1 m de tiosulfat de amoniu și 500 mg/l ioni de cupru bivalent. Extracția metalelor aur, argint și cupru din soluția de tiosulfat se realizează cu rășini schimbătoare de ioni (IRA 93 sau IRA 410), când aurul se concentrează la 9 kg/t rășină.

în documentul WO 2007/053947, solubilizarea aurului din pirite se realizeazăîn două faze, și anume: în prima fază se oxidează compușii minereului cu oxigen în autoclave la 100 at, în suspensie de acid sulfuric diluat. Minereul oxidat este spălat cu apă și repulpat cu o soluție de 0,1 m sulfit de sodiu, la un raport solid:lichid de 1:2,5, și, conform exemplului 5, după 4 h de agitare la o temperatură de 70°C, se formează o soluție de 7,39 g/l tiosulfat de sodiu, care asigură un randament de solubilizare a aurului de 81%.

în documentul WO 2007/098603, solubilizarea unui minereu cu 17 g/l aur se realizează cu o soluție de tiosulfat de amoniu 0,2 m ce conține CuSO₄ · 5H₂O 300 mg/l și NH₄OH 0,9 m, are o durată de 24 h la un randament de 90,7%. Aurul solvit este reținut pe rășina DOWEX21K, iar consumul de tiosulfat este de 17,8 kg/t minereu.

Aceste procedee prezintă următoarele dezavantaje:

- supun în prima fază minereul sau concentratul piritos la o oxidare în autoclave, la temperaturi și presiuni ridicate, în medii alcaline sau acide;

- soluția de tiosulfat utilizată la extracția aurului și argintului nu este recirculată în proces, devenind astfel o soluție reziduală ce necesită o purificare ulterioară;

- realizează o concentrare scăzută a aurului în produsul finit;

- sunt tehnologii energofage.

RO 126480 Β1 în cererea de brevet a 2009 00647, cu data de publicare 29.01.2012, se dezvăluie 1 un procedeu de obținere a aurului și argintului din minereuri sărace și din concentrate piritoase refractare, cu minimum 1 ppm Au + Ag. Procedeul descris în acest document 3 constă în solubilizarea minereurilor și a concentratelor piritoase refractare la temperatura mediului ambiant, în soluții amoniacale de tiosulfat de sodiu 100...125 g/l Na₂S₂O₃ · 5 H₂O, 5 cu pH = 8...10, având drept catalizator o sare de cupru cu concentrația de 7...10 g/l Cu, soluția rezultată este filtrată după un timp de 2...4 h, iar soluția de tiosulfat, cu un conținut în 7 Au mai mic de 5 mg/l, este supusă unei electrolize cu anozi și catozi insolubili de inox, aurul și argintul depunându-se la catod, iar electrolitul rezultat, ce are acum un conținut de Cu, Au 9 și Ag de maximum 1 mg/l, după corectarea conținutului de Cu și a alcalinității la valorile inițiale, este recirculat pentru operația de solubilizare, depunerea de Cu, Au și Ag de la catod 11 este purificată printr-o rafinare electrochimică, având un electrolit format dintr-o soluție acidă de sulfat de cupru cu un conținut de 40 g/l Cu și 150 g/l H₂SO₄, la o temperatură de 60°C, 13 utilizând o densitate a curentului electric de 200 A/m²; pe catodul de cupru se depune cuprul cu o puritate de 99,9%, nămolul căzut în baia de electroliză este recuperat periodic, filtrat în 15 vid, spălat cu apă, uscat, amestecat cu carbonat de sodiu și cărbune într-un raport de 1:3 și 0:5, apoi topit într-un creuzet de grafit la o temperatură de 1200°C, rezultatul fiind un aliaj 17

Au-Ag din care, prin metode clasice de rafinare, se vor obține Au și Ag în stare pură.

Dezavantajul acestui procedeu este că soluția de după electroliză, conținând tiosulfat 19 și liberă de Au, Ag și Cu, este corectată prin adăugare de CuSO₄ și apoi recirculată la operația de solvire. Totodată valoarea folosită a densității de curent poate duce la 21 descompunerea tiosulfatului de sodiu.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în recuperarea aurului și 23 argintului din minereuri, și recircularea în sistem a principalilor reactivi utilizați.

Procedeul de obținere a aurului și argintului din minereuri sărace și concentrate re- 25 fractare, conform invenției, cuprinde următoarele faze:

- solubilizarea minereului sau concentratului piritos refractarîntr-o soluție amoniacală 27 de tiosulfat de sodiu 50...60 g/l Na₂S₂O₃ · 5H₂O, cu p/7 de 8...10, având drept catalizator o sare de cupru bivalentă cu 3...4 g/l Cu, la un raport solid:lichid 1:1...1:1,5, la o temperatură 29 de 15...25°C, sub agitare, timp de 2...3 h;

- filtratul obținut, cu un conținut în Au de minimum 5 ppm, se supune electrolizei, la 31 un p/7 de 8...10, cu electrozi insolubili, din oțel înalt aliat, la o densitate de curent de 3,0...3,5 A/dm², până la o concentrație în Au a electrolitului de maximum 1 mg/l, obținându-se o 33 soluție cu 1 ppm Au și 0,2 g/l Cu, care este corectată la valorile inițiale și recirculată la operația de solubilizare, și un cement de cupru și metale prețioase; 35

- în continuare cementul de cupru și metale prețioase, separat din celula de electroliză, este supus unei operații de rafinare, cu o soluție de acid sulfuric cu o concentrație 37 de 30...40%, la o temperatură de 7O...9O°C, sub barbotare cu aer, la un raport solid:lichid de

1:5...1:10, timp de 2...4 h, din care se obține o soluție de sulfat de cupru care se recirculă în 39 procesul de solvire a materiei prime, și nămol cu un conținut de 5...7% Au și 12...15% Ag, nămolul fiind filtrat, spălat cu apă, uscat la 105°C și topit alcalinoreducător la 1200°C, 41 rezultatul fiind un aliaj Au-Ag din care, prin metode în sine cunoscute, se obțin Au și Ag de 99,9%.43

Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- randamente mari de extracție a metalelor prețioase;45

- recirculă în proces toți reactivii utilizați;

- nu este toxic, nu generează ape reziduale sau emanații de gaze toxice.47

RO 126480 Β1

Procedeul constă în tratarea materiilor prime cu minimum 1 ppm Au, sub agitare, cu o soluție rezultată la operația de separare electrochimică a aurului, argintului și a cuprului, ce conține: 50... 60 g/l Na₂S₂O₃ · 5H₂O, 0,1...0,2 g/l Cu, 5...7 g/l (NH₄)₂SO₄, 1 g/l NH₃;

corectată la 3...4 g/l Cu și 3 g/l NH₃ (pH = 10), la un raport solid:lichid de 1:1...1:1,5, timp de

2.. . 4 h, la o temperatură de 15...25°C. După filtrarea suspensiei, rezultă un reziduu care, în lipsa metalelor comune, poate fi utilizat ca material de umplutură în construcții sau, în caz contrar, ca o materie primă pentru valorificarea acestora. Soluția rezultată după solubilizare, după o prealabilă recirculare la un minimum de 10 ppm Au + Ag, este supusă extracției electrochimice cu electrozi insolubili, când are loc depunerea unui cement de cupru cu un conținut de 5000...12000 ppm Au și 25000...80000 ppm Ag.

Soluția rezultată după operația de electroliză alcalină, cu 1 ppm Au și 0,2 g/l Cu, este corectată la valorile inițiale și recirculată la operația de solubilizare a aurului și argintului.

Cementul de cupru și metale prețioase, separat din celula de electroliză, este supus unei operații de rafinare chimică acidă prin solubilizare la cald (7O...9O°C), într-o soluție de acid sulfuric barbotată cu aer la un raport solidJichid de 1:5...1:10, timp de 2...4 h.

Prin dizolvarea acidă, cuprul din cement trece în soluție cu un randament de

80.. .90., formând o soluție de sulfat de cupru, iar aurul și argintul rămân în nămol cu un conținut de 5...7% Au și 12...15% Ag. Nămolul este recoltat, filtrat, spălat cu apă și uscat la 105°C. Prelucrarea acestui nămol în vederea obținerii aliajului Au-Ag (aliaj dore) este cea clasică prin topirea alcalină, iar rafinarea la metal pur se realizează pe cale electrochimică, obținându-se Au și Ag de 99,9%.

Reacțiile ce au loc în proces sunt următoarele:

¹/₂O₂ - 7₂O²- + 2e

Cu(NH₃)₂ ²⁺ + H2O + e - Cu(NH3)⁺ + NH4OH

Cu(NH₃)⁺ + 2S2O3²’ + H2O - Cu(S₂O₃)₂ ³’ + NH₄OH

Cu(S₂O₃)₂ ^3- + Au - Au(S₂O₃)₂ ^3_ + Cu

Cu(S₂O₃)₂ ^3- + Ag - Ag(S₂O₃)₂ ^3_ + Cu

Au(S₂O₃)₂ ^3_ - e - Au + (S₂O₃)₂ ^2-

Ag(S₂O₃)₂ - e — Ag + (S₂O₃)₂

Cu(S₂O₃)₂ ^3- - e - Cu + (S₂O₃)₂ ^2-

Cu-Au-Ag + H₂SO₄ + %O₂ -CuSO₄ + Au-Ag + H₂O

CuSO₄ + 2NH₄OH - Cu(NH₃)₂ ²⁺ + SO4²' + 2H2O

Se dau în continuare două exemple de realizare a invenției.

Exemplul 1. într-un reactor confecționat din material plastic sau fontă emailată, cu o capacitate de 4 mc, prevăzut cu un sistem de agitare, se introduc 3 mc soluție provenită de la o electroliză alcalină ce conține: 0,1... 0,2 g/l Cu, 5... 10 g/l (NH₄)₂SO₄,1,5... 3,0 g/l NH₄OH,

50.. . 60 g/l Na₂S₂O₃ · 5H₂O; se corectează la 3... 4 g/l Cu, 50... 60 g/l Na₂S₂O₃ · 5H₂O, 3 g/l NH₄OH și 2500 kg minereu silicios cu un conținut de 1,8 ppm Au și 18,6 ppm Ag. Suspensia se agită 3 h, cu o barbotare de aer de 5 mc/h, și se filtrează pe un filtru rotativ sub vid.

Nămolul rezultat (2500 kg) este spălat cu 0,2...0,3 mc apă, și formează un reziduu cuarțos, lipsit de impurități toxice. Soluția filtrată este corectată cu NH₄OH la pH de 9...10, și recirculată la operația de solvire a minereului silicios până la obținerea unui conținut de minimum 5 mg/l Au, după care este supusă unei electrolize cu anozi din oțel înalt aliat, la o densitate de curent de 3...3,5 A/dm².

Electroliza se consideră terminată atunci când concentrația în aur a electrolitului nu depășește 1 mg/l (12...14 h).

RO 126480 Β1

După un număr de 5 cicluri de electroliză, nămolul cu conținutul de cupru, aur și 1 argint, căzut de pe catod în celula de electroliză, este supus unei operații de solvire a cuprului în acid sulfuric. Operația se realizează într-un reactor cu agitare și manta de 3 încălzire, confecționat din fontă emailată antiacid sau oțel protejat cu plumb. Operația se realizează la o temperatură de 85...95°C, la un raport solid:lichid de 1:5...1:10, utilizând o 5 soluție de acid sulfuric cu o concentrație de 30...40%, barbotată cu aer. Suspensia rezultată după 2... 4 h de reacție este filtrată la cald (50°C). Soluția acidă de sulfat de cupru, rezultată 7 cu 95...120 g/l Cu și 30... 200 g/l H₂SO₄, este cristalizată prin răcire, când se separă CuSO₄ · 5H₂O produs cristalin. Sulfatul de cupru rezultat este utilizat în procesul de solvire 9 a materiei prime la corectarea conținutului de cupru a soluției rezultate după separarea electrochimică a cementului de cupru, aur, argint. Nămolul rezultat la filtrarea suspensiei este 11 filtrat, spălat cu apă și uscat la 105°C, având un conținut de 6,2% Au și 13,5% Ag. După uscare, nămolul se amestecă cu carbonat de sodiu și cărbune la un raport de 1:3:0,5, și este 13 topit într-un creuzet de grafit la o temperatură de 1150...1200°C. Aliajul Au-Ag (aliaj dore) este turnat sub formă de anozi și supus unor operații clasice de rafinare electrochimică și 15 termică, pentru obținerea aurului și argintului în stare pură.

Randamentul global al operației minereu-metal este de 78,2% pentru aur și de 76,1 % 17 pentru argint.

Exemplul 2. Operațiile decurg identic ca și în cazul exemplului 1, cu diferența că 19 materia primă este un concentrat piritos cu 10 ppm Au și 40 ppm Ag.

Randamentul global minereu-metal pur în acest caz este de 82,2% pentru aur și 21 81,5% pentru argint.

Procedeul de extracție a aurului și argintului nu este toxic, nu generează ape 23 reziduale sau emanații de gaze toxice.

Procedeul are aplicabilitate la obținerea aurului și argintului din minereuri sărace și 25 concentrate piritoase refractare, la extracția cu cianuri alcaline, asigurând recircularea tuturor reactivilor în procesul solvirii materiei prime. 27

Claims

Revendicare

Procedeu de obținere a aurului și argintului din minereuri sărace și concentrate refractare, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde următoarele faze:

- solubilizarea minereului sau concentratului piritos refractarîntr-o soluție amoniacală detiosulfatdesodiu 50...60 g/l Na₂S₂O₃ · 5H₂O, cu p/7de 8...10, având drept activator o sare de cupru bivalentă cu 3...4 g/l Cu, la un raport solid:lichid 1:1...1:1,5, la o temperatură de

15...25°C, sub agitare, timp de 2...3 h;

- filtratul obținut, cu un conținut în Au de minimum 5 ppm, se supune electrolizei, la un p/7 de 8...10, cu electrozi insolubili, din oțel înalt aliat, la o densitate de curent de 3,0...3,5 A/dm², până la o concentrație în Au a electrolitului de maximum 1 mg/l, obținându-se o soluție cu 1 ppm Au și 0,2 g/l Cu, care este corectată la valorile inițiale și recirculată la operația de solubilizare, și un cement de cupru și metale prețioase;

- în continuare, cementul de cupru și metale prețioase separat din celula de electroliză este supus unei operații de rafinare, cu o soluție de acid sulfuric cu o concentrație de 30.. .40%, la o temperatură de 7O...9O°C, sub barbotare cu aer, la un raport solid:lichid de 1:5...1:10, timp de 2...4 h, din care se obține o soluție de sulfat de cupru care se recirculă în procesul de solvire a materiei prime, și nămol cu un conținut de 5...7% Au și 12...15% Ag, nămolul fiind filtrat, spălat cu apă, uscat la 105°C și topit alcalinoreducător la 1200°C, rezultatul fiind un aliaj Au-Ag din care, prin metode în sine cunoscute, se obțin Au și Ag de 99,9%.