RU2607112C2 - Method of extracting gold from ash-slag wastes - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to a method of extracting gold from ash-slag wastes including contact of the initial raw material in the form of ash from burning coal with a dissolving medium. Herewith the ash is used from burning coal at a temperature higher than the gold melting point and providing a content of gold particles in the ash of superfine and nanosizes. Dissolving medium used is water. Contact of the said ash with water is carried out while stirring the solution for not less than 20 minutes with further extraction of gold from the aqueous solution by sorption with activated carbon, separation of coal, its regeneration with extraction of gold from regenerating solutions by electrolysis and melting for schlich gold.

EFFECT: technical result is enabling gold transfer into the aqueous phase and creating conditions for implementing the technology of selective extraction of gold from ash-slag wastes with high efficiency without using expensive reagents.

1 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно к гидрометаллургии благородных металлов.The invention relates to mining, namely to hydrometallurgy of precious metals.

Золошлаковые отходы (ЗШО) от сжигания природных углей в топках котельных, а также ТЭЦ и ГРЭС представляют экологически неблагоприятные накопления, занимающие значительные территории и распространяющие в окружающей среде вредности с пылью и с переливами избыточной воды. Однако, как показывают многочисленные исследования, эти же накопления ЗШО могут содержать в своем составе запасы полезных минералов и элементов. В частности, некоторые хранилища этих отходов содержат золото, а также другие благородные и редкие металлы. Количественное содержание тех или иных полезных компонентов в отходах зависит от исходного содержания их в углях, сжигаемых на энергетических промышленных предприятиях. Как полагают исследователи, золошлаковые отходы представляют собой значительный резерв запасов благородных и редких металлов, в связи с чем ведется интенсивный поиск приемлемых способов извлечения золота и других полезных компонентов из ЗШО.Ash and slag waste (ASW) from the burning of natural coal in boiler furnaces, as well as thermal power plants and state district power plants, represent environmentally unfavorable accumulations that occupy large territories and spread environmental hazards with dust and overflow of excess water. However, as numerous studies show, these same accumulations of ash and slag metal may contain in their composition stocks of useful minerals and elements. In particular, some storages of these wastes contain gold, as well as other noble and rare metals. The quantitative content of certain useful components in the waste depends on their initial content in coals burned at energy industrial enterprises. According to the researchers, ash and slag waste represents a significant reserve of precious and rare metals, and an intensive search is underway for acceptable methods of extracting gold and other useful components from ash and slag mines.

Применение стандартных способов гидрометаллургии золота к ЗШО по причинам специфичности минералогического состава не дает удовлетворительных результатов. Золото в ЗШО в значительной степени находится в сильно дисперсном виде, вследствие влияния высоких температур в печном пространстве при сжигании углей в топках. Помимо этого в золе присутствует несгоревшие частицы угля, оказывающие отрицательное влияние на процесс растворения золота в растворах реагентов.The application of standard methods of gold hydrometallurgy to ZWO for reasons of specificity of mineralogical composition does not give satisfactory results. Gold in the ASW is largely in a highly dispersed form, due to the influence of high temperatures in the furnace space during the combustion of coal in furnaces. In addition, unburned coal particles are present in the ash, which have a negative effect on the dissolution of gold in reagent solutions.

В практике переработки золотосодержащих руд известен способ извлечения золота с помощью процесса цианирования измельченной рудной массы, когда благородные металлы переходят под влиянием реагентов в жидкую фазу - цианистый раствор, из которого утилизируются с помощью различных электрохимических процессов. (И.Н. Масленицкий, Л.В. Чугаев. Металлургия благородных металлов. М. 1972, 367 с.)In the practice of processing gold-bearing ores, a method is known for extracting gold using the process of cyanidation of crushed ore mass, when noble metals pass under the influence of reagents into the liquid phase - a cyanide solution, from which they are utilized by various electrochemical processes. (I.N. Maslenitsky, L.V. Chugaev. Metallurgy of noble metals. M. 1972, 367 p.)

Процесс цианирования считается универсальным для золотосодержащих руд, однако в составе руды не должны присутствовать минералы, обладающие сорбционными свойствами по отношению к золотоцианистому комплексу, например углистые минералы. Помимо этого использование сильнодействующего ядовитого вещества - цианида натрия или кальция накладывает ограничения применению этого процесса.The cyanidation process is considered universal for gold-bearing ores, but minerals possessing sorption properties with respect to the gold cyanide complex, for example, carbonaceous minerals, should not be present in the ore. In addition, the use of a potent toxic substance - sodium or calcium cyanide imposes limitations on the use of this process.

Прототипом предлагаемого способа может служить заявка РФ на изобретение №92003683, где золото получают из золы от сжигания каменных углей (МПК С22В 11/00, опубл. 20.09.1995). Сущность: золу флотируют, концентрат обезвоживают, добавляют известь в определенном количестве, прокаливают, огарок повторно флотируют и из концентрата выщелачивают золото. Несмотря на то, что в прототипе не применяются дорогие и ядовитые реагенты, использование его нецелесообразно из-за трудоемкости (двухстадиальная флотация с промежуточной прокалкой), а также высокой стоимости флотореагентов и необходимости обеззараживания хвостов флотации. Такой процесс возможен для богатого золотосодержащего сырья, но не для такого бедного продукта, как ЗШО.The prototype of the proposed method can serve as the application of the Russian Federation for invention No. 92003683, where gold is obtained from ash from the burning of coal (IPC С22В 11/00, publ. 09/20/1995). SUBSTANCE: ash is floated, the concentrate is dehydrated, lime is added in a certain amount, calcined, the cinder is re-floated and gold is leached from the concentrate. Despite the fact that the prototype does not use expensive and toxic reagents, its use is impractical due to the complexity (two-stage flotation with intermediate calcination), as well as the high cost of flotation reagents and the need for disinfection of flotation tailings. Such a process is possible for rich gold-containing raw materials, but not for such a poor product as ASW.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа извлечения золота из золошлаковых отходов без применения ядовитых реагентов, а также без реагентов, повышающих себестоимость процесса выщелачивания золота.The objective of the invention is to provide a method for extracting gold from ash and slag waste without the use of toxic reagents, as well as without reagents that increase the cost of the gold leaching process.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе извлечения золота из золошлаковых отходов, включающем контакт исходного сырья в виде золы от сжигания угля с растворяющей средой, используют золу от сжигания угля при температуре, превышающей температуру плавления золота, и которая обеспечивает содержание частиц золота в золе ультратонких и наноразмеров, а в качестве растворяющей среды воду, при этом контакт упомянутой золы с водой ведут при перемешивании раствора не менее 20 минут с дальнейшим выделением золота из водного раствора сорбцией активированным углем, отделением угля, его регенерацией с извлечением золота из регенерирующих растворов электролизом и плавкой на шлиховое золото.The essence of the invention lies in the fact that in the method of extracting gold from ash and slag waste, comprising contacting the feedstock in the form of ash from burning coal with a solvent medium, ash from burning coal is used at a temperature exceeding the melting point of gold, and which ensures the content of gold particles in the ash ultrafine and nanoscale, and as a dissolving medium, water, while the contact of said ash with water is carried out with stirring the solution for at least 20 minutes with the further separation of gold from the aqueous solution with rbtsiey activated carbon, coal separation, regeneration with the extraction of gold from the regenerating solution by electrolysis and smelting schlich gold.

Способ осуществляется следующим образом. Золу смешивают с водой, при этом в воду переходит золото, находящееся в золе от сжигания углей. В способе извлечения золота из ЗШО используются изменения физико-химических свойств частиц золота при интенсивном сжигании угля в промышленных топках, приводящие к приобретению этими частицами способности при контакте с водой переходить в водную фазу без использования обычных в гидрометаллургии золота реагентов - комплексообразователей и реагентов - окислителей. Частицы золота приобретают особенные свойства вследствие преобразования их во время горения угля и воздействия высоких температур, намного превышающих температуру плавления золота, и механического воздействия на расплавленные капельки золота вихревых потоков печных газов с выносимой золой. Золото при этом разбрызгивается до ультратонких размеров, и даже наноразмеров. В этой форме частицы золота приобретают новые свойства по сравнению с обычной кристаллической структурой. А именно наночастицы объединяются в кластеры, которые обладают свойством переходить в водную фазу при контакте с водой, откуда далее могут быть извлечены из водного раствора сорбцией или экстракцией, а затем плавкой переведены в металлическую форму.The method is as follows. The ash is mixed with water, while the gold that is in the ash from the burning of coal passes into the water. In the method for extracting gold from the ZHO, changes in the physicochemical properties of gold particles during intensive burning of coal in industrial furnaces are used, which lead to the acquisition by these particles of the ability to pass into the aqueous phase upon contact with water without the use of reagents — complexing agents and oxidizing agents — conventional in gold hydrometallurgy. Gold particles acquire special properties due to their transformation during coal combustion and exposure to high temperatures far exceeding the melting point of gold, and mechanical impact on the molten gold droplets of the vortex flows of furnace gases with the carried ash. Gold is sprayed to ultrafine sizes, and even nanoscale. In this form, gold particles acquire new properties compared to the usual crystalline structure. Namely, the nanoparticles are combined into clusters, which have the property of passing into the aqueous phase upon contact with water, from where they can then be extracted from the aqueous solution by sorption or extraction, and then melted into metal form.

Переход золота в водную фазу в данном случае обусловлен не химическим взаимодействием золота с реагентами - комплексообразователями и окислителями, а в связи с возникновением новой структуры, которая обладает совершенно необычными и ранее неизвестными свойствами, а именно, способностью переходит в водную фазу без изменения валентности. Поэтому золото, перешедшее в водную фазу, остается в нулевой валентности, хотя можно допустить, что атомы, находящиеся на границе кластеров, могут быть заряжены за счет двойного электрического слоя ионов, находящихся в воде.The transition of gold to the aqueous phase in this case is not due to the chemical interaction of gold with reagents - complexing agents and oxidizing agents, but in connection with the emergence of a new structure that has completely unusual and previously unknown properties, namely, the ability passes into the aqueous phase without changing the valency. Therefore, gold that has transferred to the aqueous phase remains in zero valency, although it can be assumed that atoms located at the boundary of the clusters can be charged due to the double electric layer of ions in the water.

Для увеличения выхода золота из ЗОШ в раствор, в воде растворяется некоторое количество серной кислоты (не более 0,1%). При этом извлечение золота в водный раствор возрастает до 4-5 раз. To increase the yield of gold from the ZOSH into the solution, a certain amount of sulfuric acid is dissolved in water (not more than 0.1%). In this case, the extraction of gold in an aqueous solution increases to 4-5 times.

Пример. Для экспериментов использовали пыль электрофильтров, отобранную на электрофильтрах на Благовещенской ТЭЦ. Пыль представляет собой тонкую сухую золу, уносимую из печного пространства потоком печных газов. Предварительным анализом было установлено содержание золота в этой пыли, которое составило 3,2 г/т.Example. For experiments, dust was used from electrostatic precipitators, selected on electrostatic precipitators at the Blagoveshchensk TPP. Dust is a thin dry ash, carried away from the furnace space by a stream of furnace gases. A preliminary analysis established the gold content in this dust, which amounted to 3.2 g / t.

Навески пыли по 150 г перемешивали с водой и водными растворами соли и кислоты. Далее от осветленного раствора отбирали по 1 л аликвоты и проводили анализ с применением угольных сорбентов, которые затем отфильтровывали, сушили и анализировали пробирной плавкой. Условия проведения опытов следующие:150 g of dust were mixed with water and aqueous solutions of salt and acid. Then, 1 L aliquots were taken from the clarified solution and analysis was carried out using carbon sorbents, which were then filtered off, dried and analyzed by assay melting. The experimental conditions are as follows:

1. 150 г пыли перемешивали с обычной водопроводной водой, 2,5 литра в течение 20 минут;1. 150 g of dust was mixed with ordinary tap water, 2.5 liters for 20 minutes;

2. 150 г пыли перемешивали с 2,5 л раствора хлористого натрия (0,2%) в течение 6 часов;2. 150 g of dust was mixed with 2.5 l of a solution of sodium chloride (0.2%) for 6 hours;

3. 150 г пыли перемешивали с 2,5 л раствора серной кислоты (0,1%) в течение 6 часов.3. 150 g of dust was mixed with 2.5 l of a solution of sulfuric acid (0.1%) for 6 hours.

В первый раствор (обычная вода) перешло 15,3% золота из исходной навески пыли электрофильтров. Во второй раствор (хлористый натрий в воде) перешло 33,1% золота из навески пыли электрофильтров. В третий раствор (серная кислота в воде) перешло 81,2% золота из навески пыли электрофильтров. При этом содержание золота в третьем растворе было 0,152 мг/л. Такое содержание золота в растворе уже может рассматриваться как достаточное для промышленного извлечения.15.3% of gold was transferred to the first solution (ordinary water) from the initial sample of dust from electrostatic precipitators. In the second solution (sodium chloride in water), 33.1% of gold was transferred from a sample of dust from electrostatic precipitators. 81.2% of gold was transferred to the third solution (sulfuric acid in water) from a sample of dust from electrostatic precipitators. The gold content in the third solution was 0.152 mg / L. Such a gold content in solution can already be considered as sufficient for industrial recovery.

Извлечение золота из такого раствора может быть осуществлено несколькими способами, однако наиболее простым и дешевым является способ сорбцией угольным сорбентом в известковой среде. Дальнейшая обработка заключается в отделении сорбента, регенерации его, выделении золота из регенерирующих растворов электролизом и плавке. В результате получается сплав шлихового золота в качестве продукции предлагаемой технологии.The extraction of gold from such a solution can be carried out in several ways, however, the most simple and cheap is the method of sorption of a carbon sorbent in a lime medium. Further processing consists in separating the sorbent, regenerating it, isolating gold from the regenerating solutions by electrolysis and smelting. The result is an alloy of raw gold as a product of the proposed technology.

Таким образом, способ позволяет переводить золото в водную фазу, что, в свою очередь, создает условия для осуществления новой технологии селективного извлечения золота из золошлаковых отходов с высокими показателями по экономичности, без применения дорогостоящих реагентов.Thus, the method allows you to transfer gold into the aqueous phase, which, in turn, creates the conditions for the implementation of a new technology for the selective extraction of gold from ash and slag waste with high rates of efficiency, without the use of expensive reagents.

Техническим результатом использования изобретения является:The technical result of the use of the invention is:

1. Возможность извлечения золота из золошлаковых отходов;1. The ability to extract gold from ash and slag waste;

2. Исключение использования ядовитых реагентов;2. The exclusion of the use of toxic reagents;

3. Снижение себестоимости процесса выщелачивания золота.3. Reducing the cost of the gold leaching process.

Claims (1)

Способ извлечения золота из золошлаковых отходов, включающий контакт исходного сырья в виде золы от сжигания угля с растворяющей средой, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют золу от сжигания угля при температуре, превышающей температуру плавления золота, и которая обеспечивает содержание частиц золота в золе ультратонких размеров и наноразмеров, а в качестве растворяющей среды воду, при этом контакт упомянутой золы с водой ведут при перемешивании раствора не менее 20 минут с дальнейшим выделением золота из водного раствора сорбцией активированным углем, отделением угля, его регенерацией с извлечением золота из регенерирующих растворов электролизом и плавкой на шлиховое золото.A method of extracting gold from ash and slag waste, comprising contacting the feedstock in the form of ash from burning coal with a solvent medium, characterized in that the feedstock using ash from burning coal at a temperature exceeding the melting point of gold, and which provides the content of gold particles in the ash ultrafine sizes and nanoscale, and as a dissolving medium, water, while the contact of said ash with water is carried out with stirring the solution for at least 20 minutes with the further separation of gold from water the solution by sorption with activated carbon, separation of coal, its regeneration with the extraction of gold from regenerating solutions by electrolysis and smelting on raw gold.