Йонообменна технология за извличане на злато от далечна чужбина

Най-голям интерес в това отношение представляват резултатите от технологичното и икономическото сравнение на смоли с активен въглен, представени в главата, които досега заемат ясно доминираща позиция в чуждестранната практика на сорбционно извличане на злато от цианидна среда. Сравнението на сорбентите е направено въз основа на експериментални изследвания и експериментални (пилотни и полупромишлени) тестове, проведени главно от Mintek (Южна Африка) върху златосъдържащи руди, разтвори и пулпове с различен състав, използвайки методи на "симулация" (математическо моделиране на технологични процеси). В същото време се правят препратки към най-новите постижения на чуждестранната отраслова наука и химическата промишленост в създаването на високоефективни силно- и средноосновни анионообменни смоли, които по-специално включват анионообменниците Minix и AuRIX, създадени от Mintek, използвани в технологичните разработки като златни сорбенти, алтернативни на активния въглен.

Направено е сравнение на сорбенти (смола, въглища), като се вземат предвид както положителните, така и отрицателните характеристики. При това бяха разгледани и 3-те варианта на сорбционната технология, а именно: „сорбент – в пулп“, „сорбент – в излужване“ и „сорбент – в разтвор“. Резултатите от експерименталните проучвания и проучванията за осъществимост за горните варианти са дадени по-долу.

Процес RIP (смола в целулоза)

Първото предприятие в далечна чужбина, което прилага технологията смола в целулоза (RIP) за златни руди, е заводът Golden Jubilee в Южна Африка, който до 1988 г. работи с помощта на конвенционалния процес на сорбция на въглища - CIP.

По този показател, както и по първоначално съдържание на злато от 0,9–1,6 g/t (средно 1,1 g/t), тези руди съответстват доста близо на рудите, преработвани в Нижне-Куранахския златодобивен комбинат, първото българско предприятие, където през 1972–1973 г. йонообменната технология за извличане на злато беше внедрена в голям мащаб.

Основната разлика между Златния юбилей и Нижне-Куранахския ЗИФ и други предприятия от бившия СССР, практикуващи тази технология, е методът за елуиране на златото от наситени смоли с разтвори на цинков цианид (Na2Zn(CN)4), приет във фабриката, вместо широко използвания в България и СССР метод на елуиране с киселинни разтвори на тиокарбамид. Това се дължи на факта, че по това време промишленото производство на златоселективни смоли (като Minix и AM-2B) все още не е организирано в чужбина. Следователно в сорбционния цикъл се използва "обикновена" силно основна смола A161L, произведена по лиценз, за ​​която този метод на елуиране е признат за най-рационален. Отстраняването на сорбирано злато от наситена смола с разтвор се основава на обратима реакция, в резултат на която златният анион отново се превръща в разтворим комплекс и цинкът заема освободеното място върху смолата. Последващата обработка (регенерация) на смолата се извършва чрез промиване със сярна киселина до образуване на първоначалния елуент Na2Zn(CN)4 (въртящ се в процеса) с едновременно отстраняване на цианида от газовата фаза. Златосъдържащият NaAu(CN)2 елуат, концентрацията на злато в който е с 2-3 порядъка по-висока, отколкото в течната фаза на оригиналната цианидна целулоза след излужване на руда, се обработва чрез електролиза с топенето на получените катодни отлагания в метал Doré (златно-сребърна сплав).За да се интензифицира елуирането и да се намали продължителносттана тази операция, тя се извършва в режим на комбиниран процес на електроелуиране, при който разтворът на елуата непрекъснато се рециркулира между електролитната клетка и елуиращата колона.

Описаната технология за регенериране на смола се счита от разработчиците за „мечта“ в сравнение с регенерацията на златосъдържащи активни въглища и се счита за едно от основните предимства на йонообменната технология. Други предимства на RIP, идентифицирани по време на сравнителния анализ на Golden Jubilee, са:

- по-ниско (3-4 пъти) съдържание на смола в сравнение с въглищата;

- по-висок капацитет на смолата за злато: 4,0–6,0 kg Au на 1 тон (вместо 0,8–1,5 kg/t при CIP) и съответно значително по-малко количество сорбент за елуиране и регенериране;

- относително ниски (около 5 пъти) механични загуби на смола с цианидни отпадъци.

Важно е да се подчертае, че здравината и издръжливостта на йонообменните смоли в хидрометалургичния цикъл винаги са били грижа за технолозите (както и за производителите на смоли) поради значително по-високата цена на йонообменниците в сравнение с активния въглен. В допълнение към обичайните фактори, които причиняват разрушаването на смолата (както и въглищата) в процеса на сорбция на целулоза поради абразивното действие на рудните частици и сблъсъци, които възникват по време на транспортиране, изпомпване и пресяване на сорбента, също се взема предвид възможността за така наречения „осмотичен шок“, на който смолата претърпява по време на нейното набъбване и компресия в последователни процеси на адсорбция и елуиране. Тази точка, по-специално, е отразена в методическите препоръки за експериментално определяне на механичната якост на смолите, за да се получи представа за възможните загуби на сорбента при условия на пълномащабно производство.

Въз основа на тези препоръки Mintek оцени силата на смолата A161L в контактор от 100 000 t/месец в мината Kloof в Южна Африка. Процесът на оценка обхвана всички операции: смесване на смола с руден пулп; транспорт и сепарация (отделяне от пулпата) на смолата, които протичат при условията на използване на бъркалки с въздушно смесване на пулпата и еърлифтове за транспортиране на смолата (опция MINRIP). Във всеки цикъл (от общо 6 цикъла) смолата беше подложена на киселинна (H2SO4) и алкална (NaOH) обработка, преди да бъде изпратена на последваща сорбционна операция. Според резултатите от изпитването загубите на смола са определени на 8 g на 1 тон руда. Сравнението на тези резултати с резултатите от лабораторните тестове за същата смола, както и за други смоли, ни позволи да оценим очаквания "живот" на смолите за работещи промишлени инсталации.

Като цяло, промишлени експерименти, проведени в Kloof, Golden Jubilee, а също и във фабриката Penjom в Малайзия, практикуваща технология за йонообменно цианиране, показаха възможността за намаляване на механичните загуби на смолата до ниво, което позволява до голяма степен (и евентуално напълно) да се компенсира разликата в цената на използваните сорбенти.

За да оцени по-пълно процеса RIP, Mintek проведе предварително техническо и икономическо сравнение с варианта CIP при условия, съответстващи на оптималния поток на всеки от тези процеси (включително етапите на сорбция, елуиране и регенериране на сорбенти). Очаквано изчисление на капиталовите (CAPEX) и оперативните (OPEX) разходи за опциите RIP и CIP за номинален капацитет на адсорбционния участък от 25 хиляди тона руда на месец с приблизителен ("стандартен") състав на течната фазаподадена целулоза за сорбция, mg/l: Au — 5,0; Ag - 0,5; Zn - 2,0; Ni - 5,0; Co - 1,0; Cu - 10.0 и Fe - 10.0.

В тази връзка трябва да се подчертае, че йонообменните смоли, за разлика от въглищата, възстановяват своя адсорбционен капацитет при използване на чисто хидрометалургични методи. Функционалните групи на смолите имат различни свойства, включително силата на йонната връзка. Следователно за всеки тип смоли са разработени и оптимизирани собствени методи за елуиране на злато.

За силно алкални смоли това са: обработка с разтвори на цинков цианид, амониев тиоцианат и кисели разтвори на тиокарбамид. Всеки от тези методи има своите предимства и недостатъци и никой от тях не може да се счита за единствено приемлив във всички случаи. Например, за обикновените смоли тип A16L, както показва опитът на фабриката Golden Jubilee, методът на елуиране с цинков цианид е напълно приемлив, докато за по-златоселективната смола Minix методът на елуиране с тиокарбамид е по-ефективен, което осигурява много по-висока скорост и пълнота на десорбция на златото от смолата. Същото важи и за силната основна смола AM-2V, използвана в предприятията от ОНД.

Регенерирането на златоселективни смоли Minix и AM-2B с прехвърлянето им обратно в ОН формата е доста просто: чрез контакт на смолата с разтвор на натриев хидроксид. Елуирането на злато от средноосновни смоли, по-специално AuRIX 100, се извършва директно чрез третирането им с разтвор на NaOH, при условие че този процес се комбинира с електролитно утаяване на злато от елуати или се интензифицира по друг начин, например чрез въвеждане на алкални соли на карбоксилна киселина в разтвора. Смолата, която е преминала етапа на елуиране, изобщо не изисква допълнителна регенерация.

Приналичието в наситената смола на цианиди, свързани със злато, други метали (мед, никел, кобалт, цинк, сребро и др.), Последните се отстраняват от смолата чрез третиране с подходящи разтворители, които се използват като: вода, разредена сярна киселина, както и водни разтвори на NaCN или тиокарбамид. По правило тези операции се извършват преди елуирането на златото.

Всички етапи на химическа обработка на смоли протичат при умерени температури (не по-високи от 60-70 ° C) и при атмосферно налягане.

Във връзка с гореизложеното, термичната реактивация на въглища в специални пещи се счита от технолози и дизайнери за най-„уязвимото“ място на въглищния сорбционен процес в „конкуренцията“ му с йонообменните технологии за извличане на злато.