RU2435792C1 - Mixed basicity anionite for sorption of noble metals from cyanide solutions and pulp - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: present invention relates to a mixed basicity anionite which can be used to extract noble metals from hydrometallurgical cyanide solutions and pulp. Described is a mixed basicity anionite for sorption of noble metals from cyanide solutions and pulp, containing benzyl dimethylamine and dibenzyl dimethylamine functional groups, obtained by treating a low-cross-linked porous copolymer of styrene, divinyl benzene and ethyl styrene with a batched mixture of monomers of similar composition, also containing a polymerisation initiator and a blowing agent, followed by secondary polymerisation to form an additional cross-linked polymer in amount of 30-75%, successive chlorination and amination thereof with dimethylamine to introduce benzyl dimethylamine and dibenzyl dimethylammonium functional groups.

EFFECT: improved cost/performance ratio of sorption extraction of noble metals from cyanide solutions and pulp.

1 cl, 3 tbl, 3 ex

Description

Заявляемый анионит относится к гидрометаллургическим сорбентам и может быть использован для извлечения благородных металлов из гидрометаллургических цианидных растворов и рудных пульп.The inventive anion exchange resin refers to hydrometallurgical sorbents and can be used to extract noble metals from hydrometallurgical cyanide solutions and ore pulps.

Известен анионит смешанной основности стиролдивинилбензольного типа, содержащий слабоосновные бензилдиметиламинные и сильноосновные бензилтриметиламмониевые функциональные группы (Б.Н.Ласкорин, В.И.Вялков, В.В.Доброскокин «Сорбционная технология в гидрометаллургии золота» в кн. «Гидрометаллургия золота». М.: изд. Наука, 1980, с.76-78). Известный анионит имел недостаточную селективность по золоту и серебру.Known anion exchange resin of mixed basicity of the styrene-divinylbenzene type containing weakly basic benzyldimethylamine and strongly basic benzyltrimethylammonium functional groups (B.N. Laskorin, V.I. Vyalkov, V.V. Dobroskokin "Sorption technology in gold hydrometallurgy" in the book. "Hydrometallurgy. : ed. Nauka, 1980, pp. 76-78). Known anion exchange resin had insufficient selectivity for gold and silver.

Известны также другие аниониты смешанной основности стиролдивинилбензольного типа, применяемые для сорбции золота и серебра из цианидных сред: АМ-2Б, Россион 12, Purolite A 100/2412. Измененный состав функциональных групп (слабоосновные бензилдиметиламинные и сильноосновные дибензилдиметиламмониевые) позволил повысить селективность по благородным металлам (Справочник « Ионообменные материалы для процессов гидрометаллургии, очистки сточных вод и водоподготовки» под ред. акад. Б.Н.Ласкорина. М.: ВНИИХТ, 1989; В.В.Шаталов, В.В.Доброскокин, Н.В.Балановский и др. в кн. «Подземное и кучное выщелачивание урана, золота и других металлов» под. ред. проф., д.т.н. М.И.Фазлуллина, т.2. «Золото», с.125-135). Вышеуказанные аниониты имеют недостаточные для настоящего уровня требований к сорбентам, используемым в гирометаллургии золота, показатели по емкости и селективности.Also known are other anion exchangers of mixed basicity of the styrene-divinylbenzene type used for sorption of gold and silver from cyanide media: AM-2B, Rossion 12, Purolite A 100/2412. The changed composition of the functional groups (weakly basic benzyldimethylamine and strongly basic dibenzyldimethylammonium) made it possible to increase the selectivity for noble metals (Reference "Ion-exchange materials for hydrometallurgy, wastewater treatment and water treatment" edited by academician B.N. Laskorin. M .: VNIIKhT, 1989; V.V. Shatalov, V.V. Dobroskokin, N.V. Balanovsky and others in the book “Underground and heap leaching of uranium, gold and other metals” under the editorship of prof., Doctor of technical sciences M. I. Fazlullina, t.2. “Gold”, p.125-135). The above anion exchangers have insufficient requirements for the sorbents used in gold gyrometallurgy for the current level, indicators of capacity and selectivity.

Наиболее близким к заявляемому аниониту по технической сущности и достигаемому результату является пористый стиролдивинилбензольный анионит АМ-2Б со слабоосновными (НОГ) бензилдиметиламинными и сильноосновными (СОГ) дибензилдиметиламмониевыми функциональными группами, который применяется в гидрометаллургическом производстве сорбционного извлечени золота и серебра из цианидных сред сложного состава (Б.Н.Ласкорин, Г.Н.Садовникова, Л.Н.Петрова, В.Д.Федоров «Селективные по золоту иониты», Журнал прикладной химии, т.47, №8, 1974 г., с.1747-1750). Анионит АМ-2Б является признанным экспертным сорбентом по качеству материалов, предлагаемых для сорбции благородных металлов из цианидных пульп. Однако наряду с такими достоинствами, как высокие скорость насыщения, прочность и устойчивость к отравлению, обеспечивающие долговечность работы, анионит АМ-2Б имеет следующие недостатки:The closest to the claimed anion exchange resin in technical essence and the achieved result is porous styrene-divinylbenzene anion exchange resin AM-2B with weakly basic (BOG) benzyldimethylamine and strongly basic (DOG) dibenzyl dimethylammonium functional groups, which is used in the hydrometallurgical production of sorbent silver .N. Laskorin, G.N. Sadovnikova, L.N. Petrova, V.D. Fedorov "Gold-selective ion exchangers", Journal of Applied Chemistry, vol. 47, No. 8, 1974, p. 1747-1750) . Anion exchange resin AM-2B is a recognized expert sorbent for the quality of materials proposed for sorption of precious metals from cyanide pulps. However, along with such advantages as high speed of saturation, strength and resistance to poisoning, which ensure the longevity of work, AM-2B anion exchange resin has the following disadvantages:

- относительно невысокая весовая (мг/г) и, особенно, объемная (мг/мл) емкость по золоту и серебру;- a relatively low weight (mg / g) and, especially, volumetric (mg / ml) capacity for gold and silver;

- недостаточная селективность, уступающая селективности некоторым видам активированных углей, также используемых в гидрометаллургии золота.- insufficient selectivity inferior to the selectivity of certain types of activated carbon, also used in gold hydrometallurgy.

Технический результат заключается в устранении вышеуказанных недостатков.The technical result consists in eliminating the above disadvantages.

Это достигается тем, что предложен анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов из цианидных растворов и пульп, содержащий бензилдиметиламинные и дибензилдиметиламмониевые функциональные группы, полученный путем обработки низкосшитого пористого сополимера стирола, дивинилбензола и этилстирола дозированной смесью мономеров аналогичного состава, содержащего также инициатор полимеризации и порообразователь, последующее проведение вторичной полимеризации с образованием дополнительного сетчатого полимера в количестве 30-75%, последовательное проведение его хлорметилирования и аминирования диметиламином для введения функциональных бензилдиметиламинных и дибензилдиметиламмониевых групп.This is achieved by the fact that a mixed basic anion exchange resin has been proposed for sorption of precious metals from cyanide solutions and pulps containing benzyldimethylamine and dibenzyl dimethyl ammonium functional groups obtained by treating a low-cross-linked porous copolymer of styrene, divinylbenzene and ethyl styrene with a dosed mixture of a polymerization agent and an analogous composition of a monomer of a similar composition and a similar polymer subsequent secondary polymerization with the formation of an additional network polymer in a quantity In the range of 30-75%, sequentially carrying out its chloromethylation and amination with dimethylamine to introduce functional benzyldimethylamine and dibenzyl dimethylammonium groups.

Заявляемый анионит имеет более высокую плотность по сравнению с прототипом, что характеризуется снижением показателей удельного объема и пористости. Однако благодаря особому строению полимерной основы, состоящей из нескольких взаимопроникающих сетчатых структур и имеющей высокую проницаемость, сорбционные показатели заявляемого анионита по емкости и селективности по золоту и серебру при извлечении из цианидных сред значительно превосходят сорбционные показатели прототипа,The inventive anion exchange resin has a higher density compared to the prototype, which is characterized by a decrease in the specific volume and porosity. However, due to the special structure of the polymer base, consisting of several interpenetrating mesh structures and having high permeability, the sorption indicators of the claimed anion exchange resin in terms of capacity and selectivity for gold and silver when extracted from cyanide media significantly exceed the sorption indicators of the prototype,

В примерах представлены сравнительные характеристики образцов заявляемого анионита и анионита АМ-2Б в различных условиях извлечения благородных металлов из цианидных сред.In the examples, the comparative characteristics of the samples of the claimed anion exchange resin and anion exchange resin AM-2B in various conditions for the extraction of precious metals from cyanide environments are presented.

Пример 1. Определение статической обменной емкости (СОЕ) заявляемого сорбента и взятого для получения сравнительных данных анионита АМ-2Б (прототип), проводили на модельном растворе, близком по составу к реальным производственным золотосодержащим растворам, получаемым при выщелачивании золотосодержащих руд, мг/л: Аu 3.0; Fe 8.8; Сu 15.0; Zn 4.9; Ni 3.0; цианид натрия 400,0; рН 10,5.Example 1. The determination of the static exchange capacity (SOE) of the inventive sorbent and taken to obtain comparative data of anion exchange resin AM-2B (prototype) was carried out on a model solution close in composition to real industrial gold-containing solutions obtained by leaching gold-bearing ores, mg / l: Au 3.0; Fe 8.8; Cu 15.0; Zn 4.9; Ni 3.0; sodium cyanide 400.0; pH 10.5.

Сорбцию проводили в стаканах с механическим перемешиванием пропеллерными мешалками при соотношении сорбент:раствор, равном 1:5000, при 18-20°С и продолжительности контакта 24 часа. Анализ насыщенных анионитов производили атомно-адсорбционным методом после мокрого сжигания навесок сорбентов. Селективность сорбентов определяли как отношение емкости насыщения по золоту к суммарной емкости по металлам-примесям.Sorption was carried out in glasses with mechanical stirring with propeller mixers with a sorbent: solution ratio of 1: 5000 at 18-20 ° C and a contact duration of 24 hours. The analysis of saturated anion exchangers was carried out by the atomic adsorption method after wet burning of weights of sorbents. The sorbent selectivity was determined as the ratio of the saturation capacity for gold to the total capacity for impurity metals.

Таблица 1Table 1 Сравнительные характеристики и данные по емкости и селективности по золоту образцов заявляемого анионитаComparative characteristics and data on the capacity and selectivity for gold of the samples of the claimed anion exchange resin Характеристика образцовSpecification АМ-2БAM-2B Образцы заявляемого ионитаSamples of the claimed ion exchanger Содержание дополнительноContent optional         введенного сетчатого полимера, %the introduced cross-linked polymer,% -- 30thirty 50fifty 7575 Полная обменная емкость поFull exchange capacity         Cl-иону, в мг-экв/гCl-ion, in mEq / g 3,83.8 3,653.65 3,53,5           3,53,5 Содержание СОГ, в %SOG content, in% 17,617.6 18,118.1 16,616.6 18,418,4 Удельный объем при набуханииSpecific Volume on Swelling         в дистиллированной воде,in distilled water 3,03.0 2,52.5 2,312,31 2,172.17 в мл/гin ml / g         Пористость, в %Porosity,% 2222 77 3,153.15 4,24.2 Механическая прочность, в %Mechanical strength,% 99,699.6 98,998.9 99,599.5 100one hundred Емкость по:Capacity by:         золоту, в мг/гgold, in mg / g 9,99.9 11eleven 14,414,4 14,914.9 в мг/млin mg / ml 3,33.3 4,44.4 6,236.23 6,876.87 меди, в мг/гcopper, in mg / g 3,13,1 2,22.2 0,60.6 2,42,4 цинку, в мг/гzinc, in mg / g 8,88.8 4,54,5 1,31.3 6,756.75 железу, в мг/гiron, in mg / g 5,55.5 2,432.43 0,20.2 2,62.6 никелю, в мг/гnickel in mg / g 0,70.7 1,41.4 22 1,81.8 Суммарная емкость по примесям,Total impurity capacity,           24,124.1 10,5310.53 4,14.1 13,5513.55 в мг/гin mg / g         Селективность по золотуGold selectivity 0,410.41 1,051.05 3,53,5 1,11,1

Приведенные данные показывают превышение сорбционных показателей заявляемого анионита над показателями прототипа:Весовая емкость по золоту (в мг/г) образцов, характеризуемых введением дополнительного сетчатого полимера, превышает емкость анионита АМ-2Б в 1,1-1,45 раз, при том, что такие показатели сорбентов, как объемная емкость (мг/мл) и селективность, определяющие технологические параметры процессов сорбции золота, выше, чем у анионита АМ-2Б в 1,3-2,08 в 2,5-8,5 раз, соответственно.The above data show the excess of the sorption indicators of the claimed anion exchange resin over the prototype indicators: The weight capacity for gold (in mg / g) of samples characterized by the introduction of an additional cross-linked polymer exceeds the capacity of the AM-2B anion exchange resin 1.1-1.45 times, despite the fact that such indicators of sorbents as volumetric capacity (mg / ml) and selectivity, which determine the technological parameters of gold sorption processes, are higher than that of AM-2B anion exchange resin by 1.3–2.08 by 2.5–8.5 times, respectively.

Пример 2. Сорбционные характеристики заявляемого анионита при одновременном извлечении золота и серебра получены пр контакте с модельным раствором следующего содержания, мг/л: Аu 4.2; Ag 25.0; Fe 1.0; Сu 35.2; Zn 7.0; Ni 1.2; цианид натрия 220,0; рН 9.7.Example 2. The sorption characteristics of the inventive anion exchange resin while extracting gold and silver obtained by contact with a model solution of the following content, mg / l: Au 4.2; Ag 25.0; Fe 1.0; Cu 35.2; Zn 7.0; Ni 1.2; sodium cyanide 220.0; pH 9.7.

Сорбция проводилась в условиях примера 1. Одновременно была проведена сорбция из того же раствора анионитом АМ-2Б. Селективность сорбентов рассчитывали из отношения суммарной емкости анионитов по золоту и серебру к суммарной емкости по металлам - примесям.Sorption was carried out under the conditions of example 1. At the same time, sorption from the same solution was carried out with anion exchange resin AM-2B. The sorbent selectivity was calculated from the ratio of the total capacity of anion exchangers for gold and silver to the total capacity for metals - impurities.

Таблица 2table 2 Сравнительные показатели по сорбции из золотосеребросодержащих растворов. образцов заявляемого анионита и анионита АМ-2БComparative indicators of sorption from gold-silver solutions. samples of the claimed anion exchange resin and anion exchange resin AM-2B Характеристика сорбентовCharacteristics of sorbents АМ-2БAM-2B Образцы заявляемого ионитаSamples of the claimed ion exchanger Содержание дополнительноContent optional         введенного сетчатого полимера, %the introduced cross-linked polymer,% -- 30thirty 50fifty 7575 Емкость по золоту, мг/гGold Capacity, mg / g 11,511.5 14,014.0 15,015.0 13,113.1 мг/млmg / ml 3,833.83 5,65,6 6,46.4 6,036.03 Емкость по серебру, мг/гSilver Capacity mg / g 6,46.4 14,714.7 16,616.6 15,115.1 мг/млmg / ml 2,12.1 5,885.88 4,194.19 6,956.95 Суммарная емкость по благороднымTotal capacity for noble         металлам, мг/гmetals, mg / g 17,917.9 28,728.7 34,634.6 28,228,2 Емкость, в мг/г, по:Capacity, in mg / g, by:         медиcopper 4,24.2 5,15.1 2,62.6 4,14.1 цинкуzinc 8,48.4 3,73,7 1,51,5 3,03.0 железуiron 0,80.8 0,80.8 0,10.1 1,11,1 никелюnickel 0,360.36 0,240.24 0,230.23 0,30.3 Суммарная емкость по примесям, мг/гTotal impurity capacity, mg / g           13,7913.79 9,849.84 4,484.48 8,468.46 СелективностьSelectivity 1,31.3 2,922.92 7,057.05 4,04.0

При сорбции из золотосеребросодержащих растворов заявляемый анионит превосходит анионит АМ-2Б в 1.1-1.3 раз по сорбционной емкости по золоту (в весовых единицах (мг/г) и в 1.5-1.7 раза в объемных (мг/мл).; по серебру.в 2.3-2.6 раза (в мг/г) и в 3.28-3.5 раза (в мг/мл); по селективности в 1.3-5.4 раза.When sorption from gold-silver solutions, the claimed anion exchange resin exceeds the AM-2B anion exchange resin 1.1-1.3 times in sorption capacity in gold (in weight units (mg / g) and 1.5-1.7 times in volume (mg / ml) .; in silver. 2.3-2.6 times (in mg / g) and 3.28-3.5 times (in mg / ml); 1.3-5.4 times in selectivity.

Пример 3. Для получения сравнительных данных по кинетике насыщения анионита АМ-2Б и образца заявляемого анионита была использована методика тонкослойной постели сорбента в колонках высотой 80 мм и диаметром 10 мм, приближающая к условиям промышленного противоточного непрерывного процесса.Example 3. To obtain comparative data on the saturation kinetics of anion exchange resin AM-2B and a sample of the claimed anion exchange resin, a thin-layer bed of a sorbent was used in columns with a height of 80 mm and a diameter of 10 mm, approaching the conditions of an industrial countercurrent continuous process.

Технологический раствор после фильтрации цианидных пульп, состава, мг/л: Аu 3.5; Ag 19.0; Сu 29.0; Zn 5.5; Fe 10.1; цианид натрия 400,0; рН 10-11 пропускали через слой в 2-3 мм сорбента со скоростью 200 мл/час. По истечении заданного времени сорбент отмывали водой, высушивали и после проведения «мокрого» сжигания навесок анализировали атомно-адсорбционным методом. Полученные данные представлены в таблице 3.The technological solution after filtration of cyanide pulps, composition, mg / l: Au 3.5; Ag 19.0; Cu 29.0; Zn 5.5; Fe 10.1; sodium cyanide 400.0; pH 10-11 was passed through a layer of 2-3 mm sorbent at a rate of 200 ml / hour. After a predetermined time, the sorbent was washed with water, dried, and after carrying out the “wet” burning of the weighed portions, they were analyzed by the atomic adsorption method. The data obtained are presented in table 3.

Таблица 3Table 3 Сравнительные данные по кинетике сорбции золота, серебра и металлов-примесей заявляемого анионита и анионита АМ-2БComparative data on the kinetics of sorption of gold, silver and metal impurities of the claimed anion exchange resin and anion exchange resin AM-2B   ВремяTime   Емкость насыщения сорбентов, МГ/ГSorbent saturation capacity, MG / G СорбентSorbent сорбции, часsorption hour АuAu AgAg СuCu ZnZn FeFe NiNi   22 2,32,3 4,734.73 2,802.80 2,002.00 2,602.60 0,150.15   4four 3,03.0 5,935.93 3,413.41 2,362,36 2,642.64 0,200.20 АМ-2БAM-2B 88 4,784.78 6,206.20 4,004.00 4,904.90 2,812.81 0,360.36   1212 6,726.72 7,007.00 4,924.92 5,915.91 2,702.70 0,360.36   2424 10,3110.31 7,207.20 4,664.66 7,907.90 2,902.90 0,600.60 АнионитAnion exchange resin 22 4,444.44 7,857.85 0,650.65 0,860.86 0,660.66 0,030,03 с 50%with 50% 4four 5,605.60 9,609.60 0,910.91 1,861.86 0,810.81 0,050.05 дополни-additional 88 7,307.30 11,7011.70 1,211.21 2,002.00 0,910.91 0,090.09 тельноcompletely 1212 8,618.61 13,6013.60 1,471.47 2,332,33 1,401.40 0,100.10 введен-introduced- 2424 17,217,2 15,1715.17 2,662.66 2,832.83 2,402.40 0,180.18 ного сет-net set               чатогоchat               полиме-poly               раra              

Таким образом, судя по приведенным данным, заявляемый анионит является более эффективным сорбентом для процесса извлечения благородных металлов из цианидных сред, чем прототип, превосходя его по емкостным показателям, как весовым, так и объемным, и по селективности, и не уступая в скорости насыщения.Thus, judging by the above data, the claimed anion exchange resin is a more effective sorbent for the process of extracting precious metals from cyanide media than the prototype, surpassing it in capacitive indicators, both weight and volume, and in selectivity, and not inferior in speed of saturation.

Вышеперечисленное позволяет улучшить технико-экономические показатели сорбционного извлечения благородных металлов из цианидных сред:The above allows us to improve the technical and economic indicators of sorption extraction of noble metals from cyanide environments:

- снизить единовременную загрузку сорбента;- reduce the one-time loading of the sorbent;

- уменьшить количество аппаратов;- reduce the number of devices;

- сократить объем растворов, подаваемых на аффинаж;- reduce the volume of solutions supplied to the refining;

- улучшить условия разделения благородных металлов и примесей.- improve the separation of noble metals and impurities.

Claims (1)

Анионит смешанной основности для сорбции благородных металлов из цианидных растворов и пульп, содержащий бензилдиметиламинные и ди-бензилдиметиламмониевые функциональные группы, полученный путем обработки низкосшитого пористого сополимера стирола, дивинилбензола и этилстирола дозированной смесью мономеров аналогичного состава, содержащего также инициатор полимеризации и порообразователь, последующее проведение вторичной полимеризации с образованием дополнительного сетчатого полимера в количестве 30-75%, последовательное проведение его хлорметилирования и аминирования диметиламином для введения функциональных бензилдиметиламинных и дибензилдиметиламмониевых групп. Mixed basic anion exchange resin for sorption of precious metals from cyanide solutions and pulps containing benzyldimethylamine and dibenzyldimethylammonium functional groups obtained by treating a low-cross-linked porous styrene copolymer, divinylbenzene and ethyl styrene with a dosed mixture of monomers of the same composition, which also contains a polymerization initiator with the formation of an additional network polymer in an amount of 30-75%, sequentially of its chloromethylation and amination with dimethylamine for introducing functional groups dibenzildimetilammonievyh and benzyldimethylamine.