![](https://expert-mik.ru/wp-content/themes/24author/assets/img/work/work-img.png)
Теоретические и технологические основы осаждения золота из цианистых растворов крупнодисперсным цинком : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук : 05.16.02
ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………………. 4
1 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ОСАЖДЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ РАСТВОРОВ
ЦИАНИСТОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ……………………………………………………………. 10
1.1 Теоретические сведения о цементации золота…………………………………………….. 10
1.2 Анализ практических особенностей извлечения золота из цианистых растворов
цементацией цинковыми порошками ………………………………………………………………. 15
1.3 Требования к цинковым порошкам для цементации золота и технологии их
производства …………………………………………………………………………………………………… 18
1.4 Электроэкстракция золота из разбавленных растворов ……………………………….. 21
1.4 Выводы ……………………………………………………………………………………………………… 29
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЦЕМЕНТАЦИИ ЗОЛОТА С ПРИМЕНЕНИЕМ
ДЕНДРИТНЫХ ЦИНКОВЫХ ПОРОШКОВ ……………………………………………………. 31
2.1 Физико-химические свойства изучаемых цинковых порошков …………………… 31
2.2 Цементация в перколяционном режиме ……………………………………………………… 37
2.2.1 Методика проведения исследований ……………………………………………………….. 37
2.2.2 Закономерности цементации золота на дендритных порошках при подаче
раствора под давлением …………………………………………………………………………………… 40
2.3 Кинетические характеристики реакции цементации золота цинковыми
порошками ……………………………………………………………………………………………………… 46
2.4 Цементация в кипящем слое ………………………………………………………………………. 55
2.4.1 Методика проведения исследований ……………………………………………………….. 56
2.4.2 Разработка технологических основ цементации в кипящем слое цинка ……. 58
2.5 Выводы ……………………………………………………………………………………………………… 64
3 ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОЦЕМЕНТАЦИИ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ ЗОЛОТА ИЗ
ЦИАНИСТЫХ РАСТВОРОВ ………………………………………………………………………….. 66
3.1 Изучение механизма электроцементации ……………………………………………………. 66
3.2 Электроцементация в кипящем слое …………………………………………………………… 77
3.2.1 Методика проведения исследований ……………………………………………………….. 77
3.2.2 Результаты лабораторных и укрупнённо-лабораторных исследований …….. 79
3.3 Электроцементация в режиме перколяции………………………………………………….. 83
3.3.1 Электроцементация на дендритных порошках …………………………………………. 84
3.3.2 Электроцементация на стружке и крупнодисперсных порошках, полученных
плавкой …………………………………………………………………………………………………………… 87
3.4 Выводы ……………………………………………………………………………………………………… 94
4 ПОЛУПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ОСАЖДЕНИЯ ЗОЛОТА
КРУПНОДИСПЕРСНЫМИ ПОРОШКАМИ ……………………………………………………. 97
4.1 Цементация с применением дендритных порошков ……………………………………. 97
4.1.1 Методика проведения исследований ……………………………………………………….. 98
4.1.2 Результат цементации на полупромышленных установках …………………….. 102
4.2 Полупромышленные испытания технологии электроцементации ……………… 107
4.3 Выводы ……………………………………………………………………………………………………. 112
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………………….. 114
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………………………. 117
ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТ ПОЛУПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ
ДЕНДРИТНОГО ПОРОШКА ДЛЯ ЦЕМЕНТАЦИИ ЗОЛОТА……………………….. 130
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. АКТ ПОЛУПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ
ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОЦЕМЕНТАЦИИ …………………………………………………… 132
Актуальность темы
Цианистое выщелачивание остается самым распространенным методом
извлечения золота в отечественной и мировой практике переработки
золотосодержащего сырья. Важнейшей стадией этой технологии является
извлечение золота из продуктивных растворов. Чаще всего содержание
благородных металлов в цианистых растворах, получаемых при переработке
типовых руд и бедных концентратов, не превышает несколько граммов в 1 м 3. При
этом, содержание примесных металлов, таких как медь, цинк, мышьяк, может
превышать указанные значения на 2-3 порядка. В меньшей степени в цианистых
растворах присутствуют свинец, сурьма, соли кальция, магния. Указанные
особенности резко ограничивают выбор эффективных методов переработки
продуктивных растворов цианирования.
На практике самым распространенным способом извлечения золота из
щелочных цианистых растворов на протяжении почти 200 лет остается цементация
электроотрицательными металлами. Важнейшими преимуществами цементации
являются технологическая и аппаратурная простота, высокая скорость процесса и
возможность за одну стадию получить высококондиционный продукт, который
может быть направлен на аффинажные предприятия.
В середине 20-го столетия для руд, переработка которых сопряжена с
образованием плохофильтруемых пульп, разработаны технологии выщелачивания
золота в присутствии активированных углей (СIP) и ионитов (RIP). Указанные
варианты сопряжены с использованием весьма дорогих сорбентов, не позволяют
сразу получить товарный продукт и однозначно рассматриваются как
вынужденные, более затратные технологии.
С учетом указанных особенностей альтернативных методов извлечения
золота цементация является предпочтительным приемом в цианистых технологиях
золотодобывающей промышленности. Совершенствование процессов цементации
должно быть направлено на разработку условий использования более дешевых
цементирующих металлов и дисперсных систем на их основе, снижение удельных
расходов, получение более кондиционных цементных осадков. Снижение
стоимости цементирующих металлов, например, может быть достигнуто
применением дендритных цинковых порошков, полученных путём
электроэкстракции из щелочных растворов выщелачивания цинксодержащих
пылей сталеплавильных агрегатов.
Для решения указанных задач в настоящей работе изучены теоретические
особенности получения и использования крупнодисперсных дендритных
цинковых порошков, а также практические аспекты извлечения золота из
цианистых растворов методами традиционной цементации и цементации,
совмещенной с электроэкстракцией.
В диссертационной работе получены следующие основные научные и
практические результаты:
1. Изучены физико-химические свойства цинковых порошков, полученных
электроэкстракцией из щелочных растворов. Электролитические порошки
обладают дендритной формой и, как следствие, в 1.3-2.6 раз большей удельной
площадью поверхности, чем традиционные порошки, применяемые в настоящее
время для цементации золота, несмотря на крупный размер самих дендритов.
Дендритные порошки характеризуются низкой насыпной плотностью, в 3.1-3.8 раз
меньшей, чем у традиционного.
2. Физические особенности дендритного порошка обусловливают его низкое
гидродинамическое сопротивление, что позволяет использовать данный порошок
без добавления пористого инертного наполнителя.
3. Развитая поверхность дендритных порошков положительно сказывается на
скорости цементации. Константа скорости реакции при относительном расходе
цинкового порошка 100, 200, 300 г(Zn)/г(Au), с-1: для традиционного 0.016, 0.035,
0.053; для электролизного 0.026, 0.045, 0.070. Экспериментальный порядок реакции
для обоих порошков равен 1.
4. Выявлены оптимальные значения факторов при цементации в кипящем
слое с применением дендритных порошков: размер частиц ~39 мкм, скорость
перемешивания ~10 мин-1, удельная скорость подачи раствора ~1.7 м3/(час·м2).
Степень влияния перечисленных факторов на полноту осаждения золота
уменьшается в следующем порядке: удельный расход раствора, крупность
порошка, скорость перемешивания.
5. Электрохимическая поляризация цинка в цианистом растворе с
содержанием 50.8 мкмоль/дм3 золота, 0.04 моль/дм3 свободного цианида, 11.1 pH
не препятствует его окислению по реакции растворения и/или реакции цементации.
При этом цинк из раствора восстанавливается. При потенциале ~ -1.16В – -1.2В
(НВЭ) переход цинка в раствор исключается.
6. Образование свежевосстановленного цинка при катодной поляризации
цементирующего элемента увеличивает степень извлечения золота.
Сопутствующее восстановление водорода ведёт к увеличению пористости
цинкового осадка. Наличие пористого свежеосаждённого цинка увеличивает
скорость осаждения золота в 1.5 раза.
7. Предложен механизм электроцементации, реализующийся при катодной
поляризации объёмного цинкового катода. Применительно к отдельному
микрообъёму порошка механизм включает чередующиеся и одновременные
стадии: цементации, смены потенциала по причине изменения физико-
химического состояния частицы, восстановления цинка и золота за счёт электронов
от внешнего источника тока, смены потенциала, цементации на
свежевосстановленном цинке.
8. Большая (1.5-3 м2/г) удельная площадь активной поверхности дисперсного
цинкового катода (характерная для дендритных порошков) усложняет реализацию
механизма электроцементации. Снижение удельной поверхности увеличивает
количество зон, характеризующихся потенциалом, достаточным для
восстановления цинка.
9. Исполнение объёмного катода из цинкового порошка, полученного
распылением расплава, обладающего удельной площадью поверхности 0.04 м 2/г,
позволяет реализовать преимущества электроцементации. Количество
осаждённого золота, по сравнению с электролизным порошком увеличивается в
1.2-1.3 раза, концентрация цинка в исходящем маточном растворе снижается в 6-7
раз.
10. Полупромышленные испытания дендритных порошков подтвердили их
преимущества относительно мелкодисперсных порошков, применяемых для
цементации золота на золотоизвлекательных фабриках. Электролизный порошок
при одинаковой массе осаждает на 5-10% больше золота, чем традиционный.
Расход электролизного порошка при большей степени извлечения золота меньше,
чем традиционного на 4-7%. Применение инертных добавок для улучшения
фильтрации цементирующего слоя не требуется.
11. Катодная поляризация смеси цинковых гранул и традиционного
цинкового порошка в полупромышленных испытаниях привела к увеличению
степени извлечения золота на 12%, что подтвердило положительный эффект от
реализации механизма электроцементации.
Направления дальнейших исследований:
1. Изучение влияния количества примесей в цинковом порошке, полученном
электроэкстракцией из щелочных растворов, на кинетику цементации золота.
2. Изучение долей участия цементационного и электролитического
механизмов восстановления золота при электроцементации золота из цианистых
растворов. Изучение распределения потенциала по объёму дисперсного цинкового
катода.
![](https://expert-mik.ru/wp-content/themes/24author/assets/img/signup-document.png)
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!