Смолянинов
В.В., Шехватова Г.В.
Научно-производственная
фирма «Гамма», Пущино, ул. Институтская, д. 4, Московская область, Россия,
142290
Альтернатива цианидному выщелачиванию золота
В обзорах [1, 2] показано, что
биовыщелачивание ценных металлов как часть технологического процесса извлечения
их из руд весьма перспективна, т.к. позволяет существенно повысить выход,
снизить затраты на извлечение и не загрязняет окружающую среду.
При биовыщелачивании золота разрушаются
сульфиды, и частицы золота становятся доступными для таких выщелачивающих
агентов как цианид, тиомочевина, тиосульфат и другие. Цианидное выщелачивание
на сегодняшний день является основным способом извлечения золота из руд как в
традиционной технологии, так и в гидрометаллургии.
По расчетам исследовательской группы
«Инфомайн» [2] расход цианида натрия в золотодобывающей отрасли России
составляет 250-300 т на тонну коренного золота и в 2009 году составил 33,3 тыс.
тонн, в то время как синильная кислота (HCN ) – один из наиболее сильных и быстродействующих ядов
общетоксического действия; смертельная доза ок. 0,05 г. Всего золотодобывающая
промышленность России потребляет 80 000 тонн реагентов.
Во всем мире ведутся активные поиски
процессов способов использования тисульфатов как выщелачивающих реагентов для
извлечения золота. В зависимости от состава руд и выщелачивающих растворов
степень извлечения золота составляет 50-96%.
Образующийся очень прочный тиосульфатный комплекс извлекают из пульпы за
счет сорбции на ионообменниках, отделяют сорбент и элюируют комплекс
золото-тиосульфат политионатами (см. Патент США № 6344068) [3], которые
получают, используя в качестве окислителей тиосульфата иод, бром, перекись
водорода. Незначительные остаточные количества иода и брома приводят к очень
сильной коррозии технологического оборудования.
В заявке на патент РСТ/AU 2007/00070 от 22.05.2007 [4] показано, что смеси
солей гораздо эффективней элюируют с ионообменника комплекс тиосульфат-золото,
но при этом наименьшие концентрации требуются, если смесь содержит тритионат.
Нами предложено использовать в качестве
выщелачивающих реагентов смеси солей (в основном тиосульфатов), а для элюции с
ионообменного сорбента – органические соли политионовых кислот. Впервые в
научной литературе для солей политионовых кислот и органических оснований, в
основном ониевых оснований ,
употреблены как для самостоятельной группы химических соединений
политионаты органических оснований [5]. Термин политионаты органических
оснований существует в интернете с 2010 г. в виде двух патентов РФ №2385959 и
№2404948 [6, 7].
Нами разработан способ получения
политионатов органических оснований без аналогов и прототипов (патент РФ №
2404948) [7]. Реакция образования тетратионата триэтиламмония из триэтиламина, SO2 и H2S описана впервые в химической литературе (реакция
Смолянинова). Замена реактивов в цианидном выщелачивании на реактивы в
тиосульфатном выщелачивании приводит к резкому удешевлению процесса и его
безопасности, а технологическое оборудование может быть использовано полностью.
Отходы производства – это серусодержащие нетоксичные соединения, аналогичные
минеральным удобрениям.
Политионаты предлагают использовать в
качестве эффективных элюентов золота с анионообменника после выщелачивания
тиосульфатом [3,4]. Тиосульфатное выщелачивание золота - потенциально
привлекательная альтернатива соответствующему процессу цианирования, по крайней
мере, для трех типов золотосодержащих руд. Во-первых, в золотосодержащих рудах,
которые содержат органический углеродный материал, извлечение золота тиосульфатным
выщелачиванием обычно существенно выше из-за того, что тиосульфатный комплекс
золота совершенно не чувствителен к «прегроббингу». Во-вторых, золото/медь
содержащие руды часто не подходят для процесса цианирования из-за высокого
потребления цианидов медью в руде, которое приводит к неприемлемо высокой
стоимости. Тиосульфат не реагирует легко с медным минералом, и меньшая
стоимость реагента и потребление тиосульфата, в сравнении с цианидами, приводит
к существенно более низкой стоимости в данной ситуации. Наконец, имеются
некоторые слои золотосодержащей руды, которые не могут быть обработаны
цианированием из-за того, что они находятся в чувствительной окружающей среде.
Тиосульфатное выщелачивание снижает нагрузку на окружающую среду, т.к. химические
реагенты, используемые в данном процессе, уже используют в качестве удобрения в
сельском хозяйстве. Нами предложено использовать политионаты органических
оснований для элюции золотосодержащего комплекса с сорбента.
Способ получения золота из сульфидных
золотосодержащих руд [6]. Изобретение относится к способу получения золота из
сульфидных золотосодержащих измельченных руд после их вскрытия бактериалным
выщелачиванием или окисленным обжигом или автоклавным окислением. Способ
включает выщелачивание раствором смеси гидросульфита и тиосульфата натрия и
аммония, сорбцию комплекса тиосульфат-золото на сильноосновном анионите и
отделении сильноосновного анионита. Причем сорбцию проводят через 2-10 часов
после выщелачивания. Затем проводят элюирование комплекса тиосульфат-золото
раствором политионатов органических и неорганических оснований, имеющим
концентрацию 0,2-10%. Из полученного золотосодержащего элюата выделяют золото
обменным разложением или электрохимическим методом. При этом обменное разложение
проводят металлами, такими как магний, цинк или железо, или сульфидами. Затем
проводят регенерацию сильноосновного анионита раствором смеси сульфита и
сульфида натрия и аммония. После регенерации сильноосновного анионита его
направляют на сорбцию комплекса тиосульфат-золото. Технический результат
заключается в ускорении выщелачивания, увеличеии выхода золота и уменьшении
расхода выщелачивающего агента.
Способ получения политионатов органических
оснований [7]. Изобретение относится к способу получения политионатов
органических оснований, применяемых в качестве фунгицидов, выравнивателей при
электрохимическом фрезеровании магниевых сплавов, при механическо йобработке
нержавеющих и высоколегированных сталей, в биогидрометаллургических процессах.
Известным способом невозможно получить политионаты, хорошо растворимые в воде,
т.к. для успешного протекания процесса необходимо, чтобы в органическом
основании имелся, по крайней мере, один алифатический радикал с числом
углеродных атомов не менее 7. Предлагается способ получения политионатов
органических оснований, согласно которому раствор органического основания в
органическом растворителе обрабатывают сернистым газом и затем сероводородом.
После отделения выпавшей серы и отгонки органического растворителя получают политионат
органического основания. В данном случае нет ограничений по структуре
органических оснований. В общем виде реакцию образования политионата
органических оснований (реакция Смолянинова) можно записать:
2 R1R2R3N + 3 SO2
+ H2S →(R1R2R3N)2
H2S4O6
где R1R2R3 = углеводородные радикалы, С 1 – С 18
;
N- не только аммоний, но и другие ониевые соединения.
В частном случае при использовании
триэтиламина:
2
(C2H5)3N + 3SO2 + H2S=[(C2H5)3N]2H2S4O6
Получается бесцветная маслянистая жидкость, очень
похожая на глицерин.
Так как структура политионовой кислоты зависит от от
структуры основания, то число атомов серы может быть иное, т.е. 3,5,6 и т.д.
В научно-технической литературе это
уравнение представлено впервые.
Литература:
1. Вайнштейн М.Б. и др., «Технологии
бактериального выщелачивания металлов», «Золото и технологии», №2., с. 48-50,
2010
2. Ogrel
L. “Tendency and specifity of chemical reagents using by gold mining
enterprises of Russia”. «Золото и технологии», No. 3(10), pp..
46-49, 2010.
3. C.Fleming
et al. Process for recovering gold from thiosulfate leach solutions and
slurries with ion exchange resin. US patent No. 6344068, February 2002.
4. J.Matthew.
Process for recovering metals from resins. International Application No.
PCT/AU2007/00070, 22.05.2007.
5. Smolyaninov
V.V., “Electrophoresis and Thin-Layer Chromatography of Organic Base
Polythionates”, J. Chromatography, 53 (1970) 337-343.
6. Смолянинов В.В., Шехватова Г.В., Смагин
В.А. «Способ получения золота из сульфидных золотосодержащих руд». Патент РФ
№2385959, приоритет от 28.10.2008 г, опубликовано 10.04.2010 г., Бюллетень №
10.
7. Смолянинов В.В., Шехватова Г.В., Смагин
В.А. «Способ получения политионатов органических оснований». Патент РФ №
2404948, приоритет от 12.09.2008 г., опубликовано 27.11.2010 г., Бюллетень №
33.