Автоклавное окислительное выщелачивание

Лабораторная работа № 2

Изучение процесса окислительного разложения сульфидного золотосодержащего концентрата

Цель работы

изучение процессов разложения сульфидных минералов – носителей золота в упорных золотосодержащих концентратах для подготовки материалов к последующей операции выщелачивания золота

Задачи работы

- изучить способы кондиционирования золотосодержащих сульфидных концентратов;

- произвести опытное выщелачивание сульфидного золотосодержащего концентрата в кислой среде без окислителя и с введением в систему окислителя

- определить выходы и составы полученных продуктов выщелачивания

Теоретические сведения

Подготовка упорных руд и концентратов к цианированию (кондиционирование)

Для кондиционирования золотосодержащих упорных руд, в основном арсенопиритных, разработаны различные методы. Наиболее широко используют биологическое окисление и окислительную обработку под давлением. На части предприятий продолжают применять традиционный окислительный обжиг.

Наибольшее внимание уделяется переработке углистых руд и гравитационных концентратов. Это обусловлено выявлением значительных запасов руд, содержащих природные сорбенты золота и серебра, а также невозможностью применения цианистого процесса в традиционном исполнении для растворения крупного золота, содержащегося в гравитационных концентратах.

Окислительный обжиг

Окислительный одно- и двухстадиальный обжиг имеет целью разложение сульфидных минералов в условиях высоких температур в присутствии в качестве реагента-окислителя кислорода воздуха. В результате обжига достигается высокая степень разложения сульфидных минералов с выделением серы и мышьяка в виде газообразных соединений – сернистого газа и оксида мышьяка. При этом железо и цветные металлы в огарке присутствуют в виде соответствующих оксидов, характеризующихся пористой структурой. Подробно процессы окислительного и дистилляционного обжига были рассмотрены в лабораторной работе № 1.

Автоклавное окислительное выщелачивание

Развитие этого способа кондиционирования упорных руд обусловлено двумя причинами: установлением новых норм ПДК на содержание диоксида серы и триоксида мышьяка в атмосфере и большим извлечением золота (по сравнению с обжигом) при последующем цианировании.

В условиях автоклавного окисления 60 - 95 % железа переводится в форму основного сульфата или в виде ярозита. Значительная часть мышьяка переосаждается в виде стабильного арсената железа FeAsО₄.

В применении к золотосодержащему сырью, интересны два возможных варианта такого рода технологии.

- автоклавное вскрытие (окисление) сульфидов с сохранением золота и серебра в нерастворенном остатке, из которого их легко извлечь цианированием или амальгамацией.

- автоклавное кислородно-аммиачное выщелачивание, в котором процесс вскрытия золотосодержащих сульфидов совмещен во времени и аппаратуре с процессом растворения золота. Разложение сульфидов под давлением кислорода может осуществляться в водной, щелочной (NaOH) и кислой (H₂SO₄) среде.

Сущность автоклавно-кислородного процесса в водной или кислой среде заключается в следующем Пульпу, содержащую сульфиды, нагревают в автоклаве до температуры 120–130° С под давлением воздуха или кислорода, превосходящем упругость пара растворов. Сульфиды окисляются с образованием сульфатов, арсенатов, серной и мышьяковой кислоты и элементарной серы.

Установлено, что образованию элементарной серы по реакции:

FeS₂ + 2О₂ = FeSО₄ + S°

Способствует высокая кислотность (выщелачивание в кислых средах) и низкие температуры. Напротив, низкая кислотность (выщелачивание в водной среде) и высокие температуры приводят в основном к образованию серной кислоты:

2FeS₂ + 7О₂ + 2Н₂О = 2FeSО₄ + 2H₂SО₄.

Дополнительной причиной образования элементной серы может явиться взаимодействие пирита с возможным продуктом его окисления — сульфатом трехвалентного железа:

FeS₂ + Fe₂ (SО₄)₃ = 3FeSО₄ + 2S°.