Кислотное выщелачивание тяжелых цветных металлов из золотосодержащих катодных осадков

Химическое обогащение концентратов, промпродуктов и катодных осадков является одним из перспективных направлений получения более высококачественной готовой продукции — сплава золота лигатурного. Большинство золотоизвлекательных фабрик используют цианистую технологию получения драгоценных металлов, с последующей угольно-сорбционной переработкой. В связи с низкой селективностью к золоту и серебру активных углей, образующиеся катодные осадки содержат большое количество примесей тяжелых цветных металлов, которые необходимо удалять перед последующими операциями плавки и аффинажа. Одним из способов очистки катодных осадков является солянокислое выщелачивание примесей. Для выявления возможности протекания кислотного выщелачивания примесей из катодных осадков, подбора реагента и определения оптимальных параметров выщелачивания была построена физико-химическая модель процесса с помощью программного комплекса «Селектор». В результате установлено, что использовании растворов соляной кислоты концентрацией 200 кг/м3 и более можно перевести в раствор: медь – 85,6 % свинец – 98,4 %, цинк – 99,0 %, также был установлен химический состав растворов и кеков выщелачивания. Проведенные экспериментальные исследования по солянокислому выщелачиванию примесей из катодных осадков показала достоверность физико-химической модели. Извлечение меди при этом составило 69,06%, свинца – 93,9 %, цинка – 79,5%, железа – 47%. При последующей плавке катодных осадков с флюсами в индукционных плавильных печах после солянокислого выщелачивания с получением сплава золота лигатурного удалось достичь увеличения массовой доли драгоценных металлов в сплаве на 23,5%, снижения содержания меди на 16,5% и свинца на 6,6%. Для определения химического состава катодных осадков и промпродуктов выщелачивания использовались методы рентгеноспектального микроанализа, рентгенофлуоресцентной спектрометрии.

Жмурова В. В., Абдусаломов А. Г. Кислотное выщелачивание тяжелых цветных металлов из золотосодержащих катодных осадков // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 3-1. — С. 330–337. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_31_0_330.

Жмурова Виктория Васильевна¹ — кан. техн. наук, доцент кафедры металлургии цветных металлов, v_pichugina@list.ru;
Абдусаломов Алишер Гафур Угли¹ — магистрант группы МЦм-18-1;
¹ Иркутский Национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия.

1. Maslenitskii I. N., Chugaev V. F., Borbat V. F. Metallurgiya blagorodnykh metallov (Metallurgy of Precious Metals), Moscow: Metallurgiya, 1987, 432 p.

2. Ilyashevich V. D., Mamonov S. N., Efimov V. N., Vostrikov V. A., Glukhov V. I., Gerasimova L. K. RF Patent No. 200137630/02, 10.04.2006.

3. Komogortsev B. V., Varenichev A. A. Problems of processing poor and refractory goldbearing ores. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2016, No. 2, рр. 204–218.

4. Mineev G. G., Panchenko A. F. Rastvoriteli zolota i serebra v gidrometallurgii [Solvents of Gold and Silver in Hydrometallurgy]. Moscow: Metallurgiya, 1994, 241 p.

5. Krishal M. M., Yasnikov I. S., Polunin V. I. Skaniruyushchaya elektronnaya mikroskopiya i rentgenospektralnyi mikroanaliz v primerakh prakticheskogo primeneniya [Scanning Electron Microscopy and X-Ray Spectral Microanalysis in Practical Examples], Moscow: Teknnosfera, 2009, 208 p.

6. Revenko A. G. (Ed.). Rentgenospektralnyi elektronno-zondovyi mikroanaliz prirodnykh obektov [X-ray Spectral Electron Probe Microanalysis of Natural Objects]. Novosibirsk: Nauka, 2000. 219 p.

7. Nabiulin R. N., Bogorodsky A. V., Balikov S. V., Emelyanov Yu.E. Atmospheric oxidation of gold-copper flotation concentrate. Journal of the Siberian Federal University. Series: Chemistry, 2017, Vol. 10, Issue 1, рр. 139–147. https://doi.org/10.17516/1998-283600138.

8. Korotkova E. I. Рlanirovanie i organizatsiya eksperimenta [Experiment Planning and Arrangement: A Tutorial], Tomsk: TPU, 2010, 122 p.

9. Adler Yu.P., Markova E. V., Granovskii Yu.A. Planirovanie eksperimenta pri poiske optimalnykh uslovii [Conditions Optimization Experiment Planning], Moscow: Nauka, 1971, 284 p.

10. Karpov I. K. Computer-aided mathematical modeling with regard to kinetics and dynamics of physical and chemical processes Groundwater and Evolution: All-Union Conference Proceedings, 1985, No. 2, pp. 293−296. [In Russ].

11. Grichuk D. V. Termodinamicheskie modeli submarinnykh gidrotermalnykh sistem [Thermodynamic Models of Submarine Hydrothermal Systems], Moscow: Nauchnyi mir, 2000, 299 p.

12. Gibbs J. W. The Scientific Papers of J. Willard Gibbs: Vol. I. Thermodynamics, Elementary Principles in Statistical Mechanics and Vector Analysis, American Journal of Physics, 1962, Vol. 30. P. 313. Available at: https://doi.org/10.1119/1.1942006

13. Vladimirov L. P. Termodinamicheskie raschety ravnovesiya metallurgicheskikh reaktsii [Thermodynamic Calculations of the Equilibrium of Metallurgical Reactions]. Moscow: Metallurgy, 1970, 528 p.

14. Kulik D. A., Wagner T., Dmytrieva S. V., Kosakowski G., Hingerl F. F., Chudnenko K. V., Berner U. R. GEM-Selector geochemical modeling package: revised algorithm and GEMS3K numerical kernel for coupled simulation codes. Computational Geosciences, 2013, Vol. 17, рр. 1–24.

15. Filippov S. I., Arsentev P. P., Yakovlev V. V., Krasheninnikov M. G. Fizikokhimicheskie metody issledovaniya metallurgicheskikh protsessov [Physicochemical Methods for Studying Metallurgical Processes]. Moscow: Metallurgy, 1968, 511 p.

16. Birich A., Stopic S., Friedrich B. Kinetic investigation and dissolution behavior of cyanide alternative gold leaching reagents. Scientific Reports. 2019. Vol. 9. Available at: https://www.nature.com/articles/s41598-019-43383-4 (11.05.2020). https://doi.org/10.1038/ s41598-019-43383-4

17. Canda L., Heput T., Ardelean E. Methods for recovering precious metals from industrial waste. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2016, Vol. 106, рр. 12−20.

18. Yunji Ding, Shengen Zhang, Bo Liu, Huandong Zheng, Chein-chi Chang, Ekberg Ch. Recovery of precious metals from electronic waste and spent catalysts: A review. Resources, Conservation and Recycling. 2019. Vol. 141. P. 284–298. https://doi.org/10.1016/j. resconrec.2018.10.041

19. Kyle J. H., Breuer P. L., Bunney K. G., Pleysier R. Review of trace toxic elements (Pb, Cd, Hg, As, Sb, Bi, Se, Te) and their deportment in gold processing. Deportment in gold ore processing by cyanidation, Hydrometallurgy, 2012, Vol. 111–112, рр. 10−21.

20. Dizer O. A., Rogozhnikov D. A., Naboichenko S. S. Hydrochemical investigation of dissolving sulfide gold-bearing raw material of Uderey sediment. Materials Science Forum. 2019. Vol. 946. P. 535–540. Available at: https://www.scientific.net/MSF.946.535 (17.11.2019). https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.946.535

21. Syed S. Recovery of gold from secondary sources: A review, Hydrometallurgy, 2012, Vol. 115–116, рр. 30−51.

22. Tremolada J., Dzioba R, Bernardo-Sanchez A., Menendez-Agnado J. M. The pregrobbing of gold and silver by clays during cyanidation under agitation and heap leaching conditions. International Journal of Mineral Processing, 2010, Vol. 94, рр. 67−71.

23. Morachevskii A. G., Sladkov I. B. Termodinamicheskie raschety v metallurgii [Thermodynamic Calculations in Metallurgy]. Moscow: Metallurgiya, 1993, 303 p.

24. Karpov I. K. Fiziko-khimicheskoe modelirovanie na EVM v geokhimii [ComputerAided Physicochemical Modeling in Geochemistry], Novosibirsk: Nauka, 1981, 247 p.

25. Bulidorova G. V., Galyametdinov Yu.G., Yaroshevskaya Kh.M., Barabanov V. P. Osnovy khimicheskoi termodinamiki [Fundamentals of Chemical Thermodynamics]. Kazan: KazanGTU, 2011, 516 p.

26. Nemchinova N. V., Bel’skii S. S., Aksenov A.V, Vasilev A. A. Using the method of minimizing free energy for studying metallurgical processes. Vestnik IrkutskGTU. 2014, no. 3 (86), pp .151−158.

27. Zefirova A. P. Termodinamicheskie svoistva neorganicheskikh veshchestv [Thermodynamic Properties of Inorganic Substances]. Moscow: Atomizdat, 1965, 460 p.

28. Zhmurova V. V. Development of acid leaching technology for heavy nonferrous metals from gold-bearing cathode deposit, Candidate of Engineering Sciences Dissertation: 05.16.02. Irkutsk, 2019. 146 p.

29. Balikov S. V. Pyrometallurgical technology for the processing of gold concentrates. Transactions of the Scientific Research Institute of Precious and Rare Metals and Diamonds (IRGIREDMET), Irkutsk, 2006, pp. 1604–1607.

30. Karpukhin A. I. Kislotno-solevoi affinazh zolota i serebra [Acid-Salt Refining of Gold and Silver]. Irkutsk: Irgiredmet, 2003, 192 p.