EA048166B1 - METHOD OF CARBON-CATALYSED THIOSULPHATE LEACHING OF GOLD-BEARING MATERIALS - Google Patents
METHOD OF CARBON-CATALYSED THIOSULPHATE LEACHING OF GOLD-BEARING MATERIALS Download PDFInfo
- Publication number
- EA048166B1 EA048166B1 EA202192005 EA048166B1 EA 048166 B1 EA048166 B1 EA 048166B1 EA 202192005 EA202192005 EA 202192005 EA 048166 B1 EA048166 B1 EA 048166B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- gold
- carbon
- silver
- thiosulfate
- containing material
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к способу тиосульфатного выщелачивания для извлечения драгоценных металлов. Этим способом драгоценный металл выщелачивают из материала, содержащего драгоценный металл, путем контактирования этого материала с порошковым углеродным материалом, тиосульфатом, анионообменной смолой и окислителем с образованием пульпы, содержащей выщелоченный драгоценный металл. Порошковые углеродные материалы служат катализатором скорости растворения и извлечения драгоценного металла во время выщелачивания.The invention relates to a thiosulfate leaching method for the extraction of precious metals. This method leaches the precious metal from a precious metal-containing material by contacting the material with a powdered carbon material, thiosulfate, an anion exchange resin, and an oxidizing agent, forming a pulp containing the leached precious metal. The powdered carbon materials serve as a catalyst for the rate of dissolution and extraction of the precious metal during leaching.
Description
Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross-reference to related applications
По изобретению заявляется приоритет по дате подачи предварительных заявок США № 62/794,887, поданной 21 января 2019 г., и 62/819,005, поданной 15 марта 2019 г., озаглавленных Способ тиосульфатного выщелачивания золотосодержащих материалов, содержание которых полностью включено в изобретение посредством ссылки.The invention claims priority to the filing date of U.S. Provisional Application Nos. 62/794,887, filed January 21, 2019, and 62/819,005, filed March 15, 2019, entitled Method for Thiosulfate Leaching of Gold-Bearing Materials, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.
Область техникиField of technology
Изобретение в целом относится к выщелачиванию металлосодержащих материалов и, в частности, к тиосульфатному выщелачиванию материалов, содержащих драгоценные металлы.The invention generally relates to leaching of metal-containing materials and, in particular, to thiosulfate leaching of materials containing precious metals.
Уровень техникиState of the art
Традиционный процесс цианирования/уголь в пульпе десятилетиями был основным способом извлечения золота. Выщелачивающим реагентом, наиболее часто используемым при выщелачивании золота, является цианид. Цианид имеет относительно низкую стоимость, его химический состав прост и хорошо известен, и он образует прочные комплексы с золотом, которые стабильны в водных растворах. Хотя цианирование эффективно для выщелачивания золота из некоторых углистых или смешанных руд, существуют серьезные экологические проблемы, связанные с использованием цианида в процессах выщелачивания золота, а для некоторых золотосодержащих руд, таких как углистые руды, может иметь высокий расход цианида.The traditional cyanide leaching/carbon-in-pulp process has been the primary method for gold recovery for decades. The lixiviant most commonly used in gold leaching is cyanide. Cyanide is relatively low cost, its chemistry is simple and well understood, and it forms strong complexes with gold that are stable in aqueous solutions. Although cyanide leaching is effective for leaching gold from some carbonaceous or mixed ores, there are significant environmental concerns associated with the use of cyanide in gold leaching processes, and for some gold-bearing ores, such as carbonaceous ores, cyanide consumption can be high.
Тиосульфат является одним из наиболее удачных альтернативных выщелачивающих агентов для эффективного выщелачивания золота. Пример процесса тиосульфатного выщелачивания для материалов, содержащих драгоценные металлы, показан в патенте США 7,544,232. В аммиачно-тиосульфатной системе обычно в качестве окислителя используют ионы меди. Это объясняется низкой растворимостью кислорода, а его медленная скорость восстановления на поверхности золота приводит к медленной скорости растворения. Хотя ионы меди являются лучшим окислителем для золота, чем кислород, кислород все же необходим для регенерации окислителя. К сожалению, сообщалось, что сочетание кислорода и меди в аммиачно-тиосульфатной системе увеличивает скорость разложения тиосульфата с образованием тетратионата и других политионатов. Тиосульфатные системы без аммиака могут быть более привлекательными с экологической точки зрения.Thiosulfate is one of the most successful alternative leaching agents for efficient gold leaching. An example of a thiosulfate leaching process for precious metal-containing materials is shown in U.S. Patent 7,544,232. The ammonia-thiosulfate system typically uses copper ions as the oxidizing agent. This is because oxygen has a low solubility and its slow rate of reduction on the gold surface results in a slow dissolution rate. Although copper ions are a better oxidizing agent for gold than oxygen, oxygen is still required to regenerate the oxidizing agent. Unfortunately, the combination of oxygen and copper in the ammonia-thiosulfate system has been reported to increase the rate of thiosulfate decomposition to form tetrathionate and other polythionates. Ammonia-free thiosulfate systems may be more attractive from an environmental standpoint.
В связи с необходимостью экологически приемлемой замены цианида при выщелачивании золота была проделана значительная работа по улучшению кинетики тиосульфатного выщелачивания. Эксперименты по тиосульфатному выщелачиванию при температурах в интервале 40-80°С и избыточных давлениях кислорода 10-100 фунтов на квадратный дюйм, соответственно, показали, что извлечение золота зависело от температуры и концентрации тиосульфата, но было менее чувствительно к избыточному давлению кислорода. Было обнаружено, что повышение температуры, концентраций Cu(II) и растворенного кислорода имеет положительный эффект на скорость растворения золота. Скорость растворения золота может быть увеличена в присутствии сульфидных минералов в результате гальванических взаимодействий, при этом скорость восстановления кислорода была выше на поверхности сульфидных минералов, чем на поверхности золота. В заключение, в патенте США 10161016 раскрыт процесс предварительной обработки упорных по отношению к тиосульфату оксидных руд с использованием активированного угля. В процессе предварительной обработки, до тиосульфатного выщелачивания, рудная пульпа контактирует с активированным углем в присутствии кислорода. Было обнаружено, что процесс предварительной обработки увеличивает извлечение золота с 23-26% до 71-86%.In response to the need for an environmentally acceptable replacement for cyanide in gold leaching, considerable work has been done to improve the kinetics of thiosulfate leaching. Experiments with thiosulfate leaching at temperatures in the range 40-80°C and excess oxygen pressures of 10-100 psig, respectively, showed that gold recovery was dependent on temperature and thiosulfate concentration, but was less sensitive to excess oxygen pressure. Increasing temperature, Cu(II) concentrations, and dissolved oxygen were found to have a positive effect on the rate of gold dissolution. The rate of gold dissolution could be enhanced in the presence of sulfide minerals by galvanic interactions, with the rate of oxygen reduction being higher at the surface of the sulfide minerals than at the surface of the gold. Finally, U.S. Patent 1,016,1,016 discloses a process for pretreating thiosulfate-refractory oxide ores using activated carbon. In the pre-treatment process, prior to thiosulfate leaching, the ore pulp is contacted with activated carbon in the presence of oxygen. The pre-treatment process has been found to increase gold recovery from 23-26% to 71-86%.
К сожалению, эффективность тиосульфата при выщелачивании золота может быть очень чувствительной к руде. Некоторые оксидные руды могут быть по своей природе упорными. Они не обеспечивают достаточного выщелачивания золота в системе тиосульфатного выщелачивания и не выщелачиваются так же эффективно по сравнению с цианидом. Тиосульфатное извлечение золота из некоторых оксидных руд может быть минимальным. Так как оксидные руды не содержат сульфидов (или имеют очень низкие уровни сульфидов), упорность не может быть уменьшена таким же способом, как для сульфидных руд (например, путем обжига, биологического окисления или окисления под давлением).Unfortunately, the effectiveness of thiosulfate in gold leaching can be very sensitive to the ore. Some oxide ores can be inherently refractory. They do not provide sufficient gold leaching in a thiosulfate leaching system and do not leach as efficiently as cyanide. Thiosulfate recovery of gold from some oxide ores can be minimal. Since oxide ores do not contain sulfides (or have very low sulfide levels), refractory properties cannot be reduced in the same way as sulfide ores (e.g., roasting, biooxidation, or pressure oxidation).
Существует необходимость в способе тиосульфатного выщелачивания, чтобы решить проблему, связанную с упорностью некоторых оксидных руд в системе тиосульфатного выщелачивания.There is a need for a thiosulfate leaching process to overcome the problem associated with the recalcitrance of some oxide ores in a thiosulfate leaching system.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Эти и другие проблемы решаются посредством различных вариантов и конфигураций настоящего изобретения. Изобретение в целом направлено на выщелачивание материалов, содержащих драгоценные металлы, тиосульфатом в присутствии угля.These and other problems are solved by various embodiments and configurations of the present invention. The invention is generally directed to leaching materials containing precious metals with thiosulfate in the presence of carbon.
В некоторых вариантах процесс выщелачивания может включать стадии:In some embodiments, the leaching process may include the steps of:
(a) обеспечение порошкового углеродного материала, содержащего один или несколько из материалов: активированный уголь, активированный древесный уголь, кокс, твердый углерод, полученный из скорлупа кокосового ореха и/или элементарного углерода, прокаленная смола и их смеси;(a) providing a powdered carbon material comprising one or more of activated carbon, activated charcoal, coke, solid carbon obtained from coconut shell and/or elemental carbon, calcined resin and mixtures thereof;
(b) обеспечение материала, содержащего драгоценный металл, имеющего первую величину тиосульфатного выщелачивания драгоценного металла при отсутствии контакта с порошковым углеродным материалом;(b) providing a precious metal containing material having a first thiosulfate leaching value of the precious metal in the absence of contact with a powdered carbon material;
(c) контактирование материала, содержащего драгоценный металл, с порошковым углеродным ма(c) contacting a material containing a precious metal with a powdered carbon material
- 1 048166 териалом, тиосульфатом, анионообменной смолой и окислителем с образованием пульпы; и (d) выщелачивание драгоценного металла из суспендированного материала, содержащего драгоценный металл, при этом анионообменная смола имеет большее сродство к выщелачиваемому драгоценному металлу, чем порошковый углеродный материал, а суспендированный материал, содержащий драгоценный металл, имеет вторую величину тиосульфатного выщелачивания драгоценного металла, которая больше первой величины тиосульфатного выщелачивания драгоценного металла.- 1 048166 material, thiosulfate, an anion exchange resin and an oxidizing agent to form a pulp; and (d) leaching a precious metal from the suspended precious metal-containing material, wherein the anion exchange resin has a greater affinity for the leachable precious metal than the powdered carbon material, and the suspended precious metal-containing material has a second thiosulfate leaching value of the precious metal that is greater than the first thiosulfate leaching value of the precious metal.
В некоторых вариантах процесс выщелачивания может включать стадии:In some embodiments, the leaching process may include the steps of:
(a) контактирование золотосодержащего материала с углеродным материалом, а также с тиосульфатным выщелачивателем и/или анионообменной смолой с образованием пульпы, при этом углеродный материал содержит один или несколько из материалов: активированный уголь, активированный древесный уголь, кокс, твердый углерод, полученный из скорлупы кокосового ореха и/или элементарного углерода, прокаленная смола и их смеси;(a) contacting a gold-containing material with a carbonaceous material and a thiosulfate lixiviant and/or an anion exchange resin to form a pulp, wherein the carbonaceous material comprises one or more of activated carbon, activated charcoal, coke, solid carbon obtained from coconut shell and/or elemental carbon, calcined resin, and mixtures thereof;
(b) последующее контактирование пульпы с окислителем для выщелачивания золота из золотосодержащего материала и осаждения выщелоченного золота на анионообменной смоле; и (c) контактирование золотосодержащей анионообменной смолы с элюентом для получения золотосодержащего элюента и обеззолоченной ионообменной смолы, направляемой для повторного использования на стадию (а).(b) subsequently contacting the pulp with an oxidizing agent to leach gold from the gold-bearing material and precipitate the leached gold on an anion exchange resin; and (c) contacting the gold-bearing anion exchange resin with an eluent to produce a gold-bearing eluent and a de-goldened ion exchange resin sent for reuse to step (a).
В некоторых вариантах процесс выщелачивания может включать стадии:In some embodiments, the leaching process may include the steps of:
(a) контактирование материала, содержащего драгоценный металл, с порошковым углеродным материалом, тиосульфатом и анионообменной смолой с образованием пульпы, при этом материал, содержащий драгоценный металл, имеет первую величину тиосульфатного выщелачивания драгоценного металла при отсутствии контакта с порошковым углеродным материалом, а порошковый углеродный материал содержит один или несколько из материалов: активированный уголь, активированный древесный уголь, кокс, твердый углерод, полученный из скорлупы кокосового ореха и/или элементарного углерода, прокаленная смола и их смеси; и (b) контактирование пульпы с окислителем для выщелачивания драгоценного металла из суспендированного материала, содержащего драгоценный металл, причем анионообменная смола имеет большее сродство к выщелачиваемому драгоценному металлу, чем порошковому углеродному материалу, а суспендированный материал, содержащий драгоценный металл, имеет вторую величину тиосульфатного выщелачивания драгоценного металла, которая больше первой величины тиосульфатного выщелачивания драгоценного металла.(a) contacting a precious metal containing material with a powdered carbon material, thiosulfate and an anion exchange resin to form a pulp, wherein the precious metal containing material has a first thiosulfate leaching value of the precious metal in the absence of contact with the powdered carbon material, and the powdered carbon material comprises one or more of activated carbon, activated charcoal, coke, solid carbon obtained from coconut shell and/or elemental carbon, calcined resin and mixtures thereof; and (b) contacting the pulp with an oxidizing agent to leach precious metal from the suspended precious metal-containing material, wherein the anion exchange resin has a greater affinity for the leachable precious metal than the powdered carbon material, and the suspended precious metal-containing material has a second thiosulfate leaching value of the precious metal that is greater than the first thiosulfate leaching value of the precious metal.
Драгоценный металл может быть, например, золотом.A precious metal could be, for example, gold.
Выщелачивание может осуществляться в присутствии молекулярного кислорода, но при отсутствии или почти полном отсутствии суррогатного окислителя, такого как медь.Leaching can be carried out in the presence of molecular oxygen, but in the absence or near absence of a surrogate oxidizer such as copper.
Добавление углеродного материала, такого как мелкодисперсный уголь, может привести к увеличению скоростей растворения и увеличению извлечения золота. Без ссылки на какую-либо теорию, считается, что углеродный материал и драгоценный металл, такой как золото, образуют гальванические пары, и что скорость восстановления кислорода увеличивается в результате увеличения площади поверхности, доступной на мелкодисперсном углеродном материале. В частности, использование активированного угля в качестве катализатора в тиосульфатном выщелачивании золота является альтернативным способом, который может не нуждаться в добавлении суррогатных окислителей (подобных меди), может работать при температурах до 30°С и может иметь низкий уровень разложения тиосульфата, что делает его привлекательной альтернативой для выщелачивания золота.The addition of a carbonaceous material such as finely divided carbon may result in increased dissolution rates and increased gold recovery. Without being bound by theory, it is believed that the carbonaceous material and the precious metal such as gold form a galvanic pair and that the rate of oxygen reduction is increased as a result of the increased surface area available on the finely divided carbonaceous material. In particular, the use of activated carbon as a catalyst in thiosulfate leaching of gold is an alternative process that may not require the addition of surrogate oxidants (such as copper), can operate at temperatures as low as 30°C and may have low levels of thiosulfate degradation, making it an attractive alternative for gold leaching.
Удаление или неудаление угля после выщелачивания зависит от размера частиц используемого угля. Когда используется крупнодисперсный уголь, то его, как правило, удаляют. Когда используется мелкодисперсный уголь, его, как правило, не удаляют.Whether or not to remove the carbon after leaching depends on the particle size of the carbon used. When coarse coal is used, it is usually removed. When fine coal is used, it is usually not removed.
Мелкодисперсный уголь может быть приведен в контакт с материалом, содержащим драгоценный металл, либо отдельно после измельчения материала, либо до и/или во время измельчения. В последнем случае частицы угля могут иметь крупный размер, но измельчаются до мелких размеров, аналогичных размерам частиц материала, содержащего драгоценный металл.Finely dispersed carbon may be brought into contact with the precious metal-containing material either separately after the material has been ground, or before and/or during the grinding. In the latter case, the coal particles may be large in size but are ground to a fine size similar to that of the precious metal-containing material.
Перед выщелачиванием суспендированный материал, содержащий драгоценный металл, может практически не контактировать с окислителем.Prior to leaching, the suspended precious metal-containing material may have little or no contact with the oxidizing agent.
Различные компоненты пульпы могут добавляться в любом порядке. В некоторых вариантах анионообменная смола и/или тиосульфатный выщелачиватель контактирует с материалом, содержащим драгоценный металл, до углеродного материала.The various components of the pulp may be added in any order. In some embodiments, the anion exchange resin and/or thiosulfate lixiviant are contacted with the precious metal-containing material prior to the carbon material.
Материал, содержащий драгоценный металл, может поддаваться выщелачиванию цианидом (и поэтому не является упорным по отношению к цианиду), но не поддаваться тиосульфатному выщелачиванию (т.е. материал является упорным по отношению к тиосульфату материалом, содержащим драгоценный металл). Другими словами, выщелачивание драгоценных металлов из материала, содержащего драгоценный металл, цианидом может быть более эффективным, чем выщелачивание драгоценных металлов тиосульфатом. Даже когда выщелачивание материала, содержащего драгоценный металл, имеет сходное извлечение драгоценного металла при использовании либо цианида, либо тиосульфата в качестве выщеA precious metal-containing material may be cyanide leachable (and therefore not cyanide refractory) but not thiosulfate leachable (i.e., the material is a thiosulfate refractory precious metal-containing material). In other words, cyanide leaching of precious metals from a precious metal-containing material may be more efficient than thiosulfate leaching of precious metals. Even when leaching of a precious metal-containing material has similar precious metal recovery using either cyanide or thiosulfate as the leaching agent, the cyanide leachable material may be more efficient than thiosulfate leaching of precious metals from a precious metal-containing material.
- 2 048166 лачивателя, способ выщелачивания по настоящему изобретению может дополнительно увеличить извлечение драгоценного металла тиосульфатом. Материал, содержащий драгоценный металл, может быть обогащенным или необогащенным. Как правило, драгоценный металл находится в матриксе, который представляет собой в основном один или несколько оксидов. Например, материал, содержащий драгоценный металл, может содержать больше оксидов, чем сульфидов.- 2 048166 leaching agent, the leaching method of the present invention can further increase the extraction of precious metal by thiosulfate. The material containing the precious metal can be enriched or unenriched. Typically, the precious metal is in a matrix that is primarily one or more oxides. For example, the material containing the precious metal can contain more oxides than sulfides.
Процесс извлечения золота может осуществляться в условиях окружающей среды (комнатная температура и атмосферное давление) в течение менее 24 ч. Увеличение температуры процесса может дополнительно увеличить извлечение золота и/или кинетику предварительной обработки.The gold recovery process can be carried out at ambient conditions (room temperature and atmospheric pressure) in less than 24 h. Increasing the process temperature can further enhance gold recovery and/or pretreatment kinetics.
Углеродный материал может удаляться из предварительно обработанной пульпы посредством просеивания, при этом обычно требуется, чтобы около 90% или больше, и даже чаще около 98% или больше угля оставалось на сите, в то время как около 90% или больше, а чаще около 95% или больше материала, содержащего драгоценный металл, проходило сквозь сито. Относительные средние значения, медианы, моды и Р80-размеры частиц угля и материала, содержащего драгоценный металл, выбираются для получения по меньшей мере таких уровней разделения.The carbonaceous material may be removed from the pretreated pulp by screening, typically requiring that about 90% or more, and even more typically about 98% or more, of the carbon be retained on the screen, while about 90% or more, and more typically about 95% or more, of the precious metal-containing material pass through the screen. The relative means, medians, modes, and P80 particle sizes of the carbon and precious metal-containing material are selected to achieve at least these levels of separation.
После отделения угля выщелоченная пульпа может быть выгружена в хвосты, а извлеченный углеродный материал может направляться для повторного использования на стадию выщелачивания.After separation of the coal, the leached pulp can be discharged to tailings and the recovered carbon material can be sent to the leaching stage for reuse.
Настоящее изобретение может обеспечить ряд преимуществ в зависимости от конкретных конфигураций. Тиосульфатное выщелачивание оксидных руд в насыщенной кислородом воде и в присутствии активированного угля или другого углеродного материала может значительно увеличить извлечение золота, достигаемое другим способом тиосульфатного выщелачивания. Процесс может иметь низкие текущие затраты и обеспечить простой способ для тиосульфатного выщелачивания золота из оксидов. Истирание в результате перемешивания пульпы, обычно является единственной причиной потери угля и может быть минимизировано путем правильного конструирования смесителей и реакторов. Углеродный материал может возвращаться в процесс и повторно использоваться, что уменьшает эксплуатационные расходы. Только недорогой воздух (или более дорогой газообразный кислород) являются расходуемыми реагентами, что делает экономические характеристики процесса очень привлекательными.The present invention can provide a number of advantages depending on the specific configurations. Thiosulfate leaching of oxide ores in oxygenated water and in the presence of activated carbon or other carbonaceous material can significantly increase the gold recovery achieved by other thiosulfate leaching processes. The process can have low operating costs and provide a simple method for thiosulfate leaching of gold from oxides. Attrition from pulp agitation is usually the only cause of carbon loss and can be minimized by proper design of mixers and reactors. Carbonaceous material can be returned to the process and reused, which reduces operating costs. Only inexpensive air (or more expensive oxygen gas) is the reactant consumed, making the economics of the process very attractive.
Эти и другие преимущества будут очевидны из описания аспектов, вариантов и конфигураций настоящего изобретения.These and other advantages will be apparent from the description of aspects, variations and configurations of the present invention.
В контексте настоящего описания выражения по крайней мере один, один или несколько и и/или являются неограниченными выражениями, которые при использовании являются как конъюнктивными, так и дизъюнктивными. Например, каждое из выражений по меньшей мере один из А, В и С, по меньшей мере один из А, В или С, один или несколько из А, В и С, один или несколько из А, В или С, А, В и/или С и А, В или С, означают только А, только В, только С, А и В вместе, А и С вместе, В и С вместе или А, В и С вместе. Если каждый из А, В и С в вышеуказанных выражениях относится к элементу, такому как X, Y и Z, или классу элементов, такому как X1-Xn, Yi-Ym и Z1-Z0, фраза будет относиться к единичному элементу, выбранному из X, Y и Z, комбинации элементов, выбранных из одного класса (например, X1 и Х2), a также к комбинации элементов, выбранных из двух или более классов (например, Y1 и Z0).In the context of the present description, the expressions at least one, one or more and and/or are open-ended expressions that are both conjunctive and disjunctive when used. For example, each of the expressions at least one of A, B and C, at least one of A, B or C, one or more of A, B and C, one or more of A, B or C, A, B and/or C and A, B or C, means only A, only B, only C, A and B together, A and C together, B and C together, or A, B and C together. If each of A, B and C in the above expressions refers to an element such as X, Y and Z, or a class of elements such as X1 - Xn , Yi-Ym and Z1 - Z0 , the phrase will refer to a single element selected from X, Y and Z, a combination of elements selected from a single class (e.g. X1 and X2 ), and also to a combination of elements selected from two or more classes (e.g. Y1 and Z0 ).
В связи с этим, термины один или несколько и по крайней мере один могут в настоящем описании использоваться взаимозаменяемо. Также нужно отметить, что термины содержащий, включающий и имеющий могут использоваться взаимозаменяемо.In this regard, the terms one or more and at least one may be used interchangeably in this description. It should also be noted that the terms comprising, including and having may be used interchangeably.
Активированный уголь представляет собой форму угля, обработанного с целью образования в нем маленьких, имеющих небольшой объем пор, которые увеличивают площадь поверхности, доступной для адсорбции или химической реакции. Активированный уголь может быть гранулированным, экструдированным, в виде шариков, пропитанным и/или с полимерным покрытием.Activated carbon is a form of carbon that has been processed to create small, low-volume pores that increase the surface area available for adsorption or chemical reaction. Activated carbon may be granulated, extruded, beaded, impregnated, and/or polymer-coated.
Термин уголь включает в себя углеродсодержащий органический материал, такой как один или несколько из материалов: активированный уголь (активированный древесный уголь или активированный каменный уголь), каменный уголь (например, торф, лигнит, полубитуминозный уголь, битуминозный уголь, паровичный уголь, антрацит и графит), бурый уголь, кокс, твердый углерод, полученный из скорлупы кокосового ореха или элементарного углерода, прокаленная смола и их смеси.The term carbon includes carbonaceous organic material such as one or more of the following: activated carbon (activated charcoal or activated bituminous carbon), hard coal (e.g., peat, lignite, sub-bituminous coal, bituminous coal, steam coal, anthracite, and graphite), brown coal, coke, hard carbon derived from coconut shell or elemental carbon, calcined pitch, and mixtures thereof.
Термин средство, используемый в настоящем описании, должен иметь максимально широкое толкование в соответствии с разделом 35 Кодекса США, раздел 112(f) и/или раздел 112, параграф 6. Соответственно, пункт формулы изобретения, включающий термин средство, охватывает все структуры, материалы или действия, изложенные в настоящем описании, и все их эквиваленты. Кроме того, структуры, материалы или действия и их эквиваленты включают все те, которые описаны в разделе сущность изобретения, перечне чертежей, подробном описании изобретения, реферате и самой формуле изобретения.The term means, as used in this specification, is to be given the broadest interpretation possible pursuant to 35 U.S.C. § 112(f) and/or 112, paragraph 6. Accordingly, a claim including the term means includes all structures, materials, or acts set forth in this specification and all equivalents thereof. In addition, the structures, materials, or acts and their equivalents include all those described in the summary section, the list of drawings, the detailed description of the invention, the abstract, and the claims themselves.
Термин драгоценный металл относится к золоту и серебру.The term precious metal refers to gold and silver.
Упорный к тиосульфату материал, содержащий драгоценный металл, представляет собой материал, в котором по меньшей мере часть материала, содержащего драгоценный металл, по природе устойчива к извлечению посредством тиосульфатного выщелачивания.A thiosulfate-resistant precious metal-containing material is a material in which at least a portion of the precious metal-containing material is inherently resistant to recovery by thiosulfate leaching.
Если не указано иное, все уровни компонентов или составов относятся к активной части этого комUnless otherwise stated, all ingredient or composition levels refer to the active portion of this product.
- 3 048166 понента или состава и не включают примеси, например, остаточные растворители или побочные продукты, которые могут присутствовать в коммерчески доступных источниках таких компонентов или составов.- 3 048166 component or composition and do not include impurities, such as residual solvents or by-products, that may be present in commercially available sources of such components or compositions.
Все процентные содержания и соотношения рассчитаны на общий вес состава, если не указано иное.All percentages and ratios are based on the total weight of the composition unless otherwise stated.
Следует понимать, что каждое максимальное количественное ограничение, указанное в настоящем изобретении, считается включающим каждое меньшее количественное ограничение в качестве альтернативы, как если бы такие меньшие количественные ограничения были явно указаны в настоящем изобретении. Полагается, что каждое минимальное количественное ограничение, указанное в настоящем изобретении, включает каждое большее количественное ограничение в качестве альтернативы, как если бы такие большие количественные ограничения были явно указаны в настоящем изобретении. Полагается, что каждый числовой диапазон, указанный в настоящем изобретении, включает каждый более узкий числовой диапазон, который находится в пределах такого более широкого числового диапазона, как если бы такие более узкие числовые диапазоны были все явно указаны в настоящем изобретении. Например, фраза от около 2 до около 4 включает целое число и/или диапазоны целых чисел от около 2 до около 3, от около 3 до около 4 и каждый возможный диапазон, основанный на действительных (например, иррациональных и/или рациональных) числах, например, от около 2,1 до около 4,9, от около 2,1 до около 3,4 и так далее.It should be understood that each maximum numerical limitation recited in the present invention is considered to include each lesser numerical limitation as an alternative, as if such lesser numerical limitation were expressly recited in the present invention. Each minimum numerical limitation recited in the present invention is considered to include each greater numerical limitation as an alternative, as if such greater numerical limitation were expressly recited in the present invention. Each numerical range recited in the present invention is considered to include each narrower numerical range that falls within such broader numerical range, as if such narrower numerical ranges were all expressly recited in the present invention. For example, the phrase from about 2 to about 4 includes the integer and/or ranges of integers from about 2 to about 3, from about 3 to about 4, and every possible range based on real (e.g., irrational and/or rational) numbers, such as from about 2.1 to about 4.9, from about 2.1 to about 3.4, and so on.
Вышеизложенное представляет собой упрощенное изложение сущности изобретения для обеспечения возможности понимания некоторых аспектов изобретения. Данное изложение сущности изобретения не является ни всесторонним, ни исчерпывающим обзором изобретения и его различных вариантов. Оно предназначено не для определения ключевых или критических элементов изобретения и не для определения объема изобретения, а для представления отдельных концепций изобретения в упрощенной форме в качестве введения к более подробному описанию, представленному ниже. Следует иметь ввиду, что возможны другие варианты изобретения с использованием, отдельно или в сочетании, одного или нескольких признаков, изложенных выше или подробно описанных ниже.The foregoing is a simplified summary of the invention in order to provide an understanding of some aspects of the invention. This summary is neither a comprehensive nor an exhaustive overview of the invention and its various embodiments. It is not intended to identify key or critical elements of the invention or to define the scope of the invention, but rather to present certain concepts of the invention in a simplified form as a prelude to the more detailed description presented below. It should be understood that other embodiments of the invention are possible using, alone or in combination, one or more of the features set forth above or described in detail below.
Перечень чертежейList of drawings
Приложенные чертежи включены в описание и является его частью, чтобы проиллюстрировать несколько примеров настоящего изобретения. Эти чертежи вместе с описанием объясняют принципы изобретения. Чертежи только иллюстрируют предпочтительные и альтернативные примеры того, как изобретение может быть реализовано и использовано, и не должны истолковываться как ограничивающие изобретение только проиллюстрированными и описанными примерами. Дополнительные признаки и преимущества станут очевидными из следующего, более подробного описания различных аспектов, вариантов и конфигураций изобретения, как показано на чертежах, указанных ниже.The accompanying drawings are included in the description and form a part thereof to illustrate several examples of the present invention. These drawings, together with the description, explain the principles of the invention. The drawings merely illustrate preferred and alternative examples of how the invention may be realized and used and should not be construed as limiting the invention to the examples illustrated and described. Additional features and advantages will become apparent from the following, more detailed description of various aspects, variations and configurations of the invention as shown in the drawings referred to below.
Фиг. 1 - схематическое изображение технологического процесса в соответствии с вариантом изобретения.Fig. 1 is a schematic representation of a process flow according to an embodiment of the invention.
Фиг. 2 - график зависимости извлечения золота (вертикальная ось) от времени (горизонтальная ось), который иллюстрирует влияние предварительной обработки углем на извлечение золота из образца S1 посредством CaTS-RIL.Fig. 2 is a graph of gold recovery (vertical axis) versus time (horizontal axis) illustrating the effect of carbon pretreatment on gold recovery from sample S1 by CaTS-RIL.
Фиг. 3 - график зависимости извлечения золота (вертикальная ось) от времени (горизонтальная ось), который иллюстрирует влияние предварительной обработки углем и мелкодисперсного угля на извлечение посредством тиосульфатного выщелачивания из образца S1.Fig. 3 is a graph of gold recovery (vertical axis) versus time (horizontal axis) illustrating the effect of carbon pretreatment and fine carbon on recovery via thiosulfate leaching from sample S1.
Фиг. 4 - график зависимости извлечения золота (вертикальная ось) от времени (горизонтальная ось), который иллюстрирует влияние мелкодисперсного угля на извлечение золота из хвостов флотации угля.Fig. 4 is a graph of gold recovery (vertical axis) versus time (horizontal axis) illustrating the effect of fine coal on gold recovery from coal flotation tailings.
Фиг. 5 - график зависимости извлечения золота (вертикальная ось) от времени (горизонтальная ось), который иллюстрирует влияние мелкодисперсного угля на извлечение золота с помощью тиосульфата из образца S3.Fig. 5 is a graph of gold recovery (vertical axis) versus time (horizontal axis) illustrating the effect of fine carbon on gold recovery using thiosulfate from sample S3.
Фиг. 6 - график зависимости извлечения золота (вертикальная ось) от времени (горизонтальная ось), который иллюстрирует влияние предварительной обработки углем на извлечение золота из образца S1.Fig. 6 is a graph of gold recovery (vertical axis) versus time (horizontal axis) illustrating the effect of carbon pretreatment on gold recovery from sample S1.
Фиг. 7 - график зависимости извлечения золота (вертикальная ось) от времени (горизонтальная ось), который иллюстрирует влияние мелкодисперсного угля на извлечение золота из хвостов флотации угля.Fig. 7 is a graph of gold recovery (vertical axis) versus time (horizontal axis) illustrating the effect of fine coal on gold recovery from coal flotation tailings.
Фиг. 8 - показаны гальванические взаимодействия между золотом и углем.Fig. 8 - shows galvanic interactions between gold and carbon.
Фиг. 9 - график зависимости извлечения золота (вертикальная ось) от концентрации угля (горизонтальная ось), который иллюстрирует влияние активированного угля на извлечение золота с помощью тиосульфата.Fig. 9 is a graph of gold recovery (vertical axis) versus carbon concentration (horizontal axis) illustrating the effect of activated carbon on gold recovery using thiosulfate.
Фиг. 10 - график зависимости извлечения золота (вертикальная ось) от времени (горизонтальная ось), который иллюстрирует влияние меди, смолы и температуры на тиосульфатное выщелачивание золота из S1 в присутствии угля (10 г/кг).Fig. 10 is a graph of gold recovery (vertical axis) versus time (horizontal axis) illustrating the effect of copper, resin and temperature on the thiosulfate leaching of gold from S1 in the presence of carbon (10 g/kg).
Фиг. 11 - график зависимости извлечения золота (вертикальная ось) от времени (горизонтальная ось), который иллюстрирует влияние концентрации тиосульфата на извлечение золота из образца S2 в присутствии или отсутствии 10 г/кг угля.Fig. 11 is a graph of gold recovery (vertical axis) versus time (horizontal axis) illustrating the effect of thiosulfate concentration on gold recovery from sample S2 in the presence or absence of 10 g/kg carbon.
Фиг. 12 - график зависимости извлечения золота (вертикальная ось) от времени (горизонтальнаяFig. 12 - graph of gold extraction (vertical axis) versus time (horizontal axis)
- 4 048166 ось), который иллюстрирует влияние крупнодисперсного активированного угля на извлечение золота посредством тиосульфатного выщелачивания.- 4 048166 axis), which illustrates the effect of coarse activated carbon on gold recovery by thiosulfate leaching.
Фиг. 13 - график зависимости извлечения золота (вертикальная ось) от времени (горизонтальная ось), который иллюстрирует влияние контакта уголь-твердая фаза на тиосульфатное выщелачивание золота.Fig. 13 is a graph of gold recovery (vertical axis) versus time (horizontal axis) illustrating the effect of carbon-solid contact on thiosulfate leaching of gold.
Фиг. 14 - график зависимости извлечения золота (вертикальная ось) от времени (горизонтальная ось), который иллюстрирует влияние мелкодисперсного активированного угля на тиосульфатное выщелачивание золота из образца S2.Fig. 14 is a graph of gold recovery (vertical axis) versus time (horizontal axis) illustrating the effect of fine activated carbon on the thiosulfate leaching of gold from sample S2.
Подробное описание изобретения Общее описаниеDetailed description of the invention General description
В настоящем изобретении предложен способ выщелачивания материалов, содержащих драгоценный металл. Способ может осуществляться до или во время тиосульфатного выщелачивания и увеличивает общее извлечение драгоценного металла из упорных в отношении тиосульфата материалов, содержащих драгоценный металл. Выщелачивание осуществляется посредством практически одновременного перемешивания пульпы, включающей в себя материал, содержащий драгоценный металл, воду, тиосульфат, углеродный материал и растворенный молекулярный кислород (в качестве окислителя), и выщелачивания в присутствии различных компонентов в течение заранее определенного времени выдержки. Углеродный материал остается в пульпе во время выщелачивания, чтобы обеспечить увеличение извлечения золота по сравнению с уровнем техники.The present invention provides a method for leaching materials containing a precious metal. The method can be carried out before or during thiosulfate leaching and increases the overall recovery of the precious metal from thiosulfate-resistant materials containing the precious metal. Leaching is carried out by means of substantially simultaneous mixing of a pulp comprising a material containing the precious metal, water, thiosulfate, carbon material and dissolved molecular oxygen (as an oxidizer) and leaching in the presence of various components for a predetermined holding time. The carbon material remains in the pulp during leaching to ensure an increase in gold recovery compared to the prior art.
В некоторых вариантах тиосульфатный выщелачиватель контактирует с суспендированным материалом, содержащим драгоценный металл, до углеродного материала. Обычно, по меньшей мере около 50 мол.%, чаще по меньшей мере около 75 мол.% и еще чаще по меньшей мере около 95 мол.% тиосульфатного выщелачивателя контактировало с суспендированным материалом, содержащим драгоценный металл, прежде чем какая-либо или большая часть углеродного материала добавлялась в пульпу. Другими словами, суспендированный материал, содержащий драгоценный металл, обычно содержит более чем около 0,001, чаще более чем около 0,0025 и еще чаще более чем около 0,005 М тиосульфата до контакта с какой-либо или большей частью углеродного материала.In some embodiments, the thiosulfate lixiviant contacts the suspended precious metal-containing material prior to the carbonaceous material. Typically, at least about 50 mol%, more typically at least about 75 mol%, and even more typically at least about 95 mol% of the thiosulfate lixiviant has been contacted with the suspended precious metal-containing material prior to any or most of the carbonaceous material being added to the pulp. In other words, the suspended precious metal-containing material typically contains greater than about 0.001, more typically greater than about 0.0025, and even more typically greater than about 0.005 M thiosulfate prior to contact with any or most of the carbonaceous material.
В некоторых вариантах ионообменная смола контактирует с суспендированным материалом, содержащим драгоценный металл, до углеродного материала. Обычно, по меньшей мере около 50 вес.%, по меньшей мере около 75 вес.% и еще чаще по меньшей мере около 95 вес.% ионообменной смолы контактировало с суспендированным материалом, содержащим драгоценный металл, прежде чем какая-либо или большая часть углеродного материала добавлялась в шлам.In some embodiments, the ion exchange resin is contacted with the suspended precious metal-containing material prior to the carbon material. Typically, at least about 50 wt.%, at least about 75 wt.%, and more typically at least about 95 wt.% of the ion exchange resin is contacted with the suspended precious metal-containing material prior to any or most of the carbon material being added to the slurry.
Удивительным и неожиданным оказалось, что количество углеродного материала, необходимого для получения относительно высокого извлечения золота (например, по меньшей мере около 80%, чаще по меньшей мере около 85%, еще чаще по меньшей мере около 90% и наиболее часто по меньшей мере около 95%) является относительно низким по сравнению с процессом предварительной обработки согласно патенту США № 10,161,016. Без ссылки на какую-либо теорию, считается, что углеродный материал и драгоценный металл образуют гальваническую пару, и что скорость восстановления кислорода возрастает из-за увеличения поверхности, доступной на углеродном материале. Использование активированного угля, в частности, как катализатора в тиосульфатном выщелачивании драгоценного металла может не требовать добавления суррогатного окислителя (такого как медь), и это может работать при более низких температурах, делая процесс более привлекательным для выщелачивания золота, когда использование цианида исключено. Сниженные потребности в угле позволяют удалять в отходы углеродный материал вместе с хвостами без существенного снижения экономической эффективности процесса.Surprisingly and unexpectedly, the amount of carbon material required to obtain a relatively high gold recovery (e.g., at least about 80%, more typically at least about 85%, more typically at least about 90%, and most typically at least about 95%) is relatively low compared to the pretreatment process of U.S. Patent No. 10,161,016. Without being bound by theory, it is believed that the carbon material and the precious metal form a galvanic couple and that the rate of oxygen reduction is increased due to the increased surface area available on the carbon material. The use of activated carbon, in particular, as a catalyst in thiosulfate leaching of precious metal may not require the addition of a surrogate oxidizer (such as copper), and it can operate at lower temperatures, making the process more attractive for gold leaching when the use of cyanide is eliminated. Reduced coal requirements allow the carbon material to be disposed of as waste along with tailings without significantly reducing the economic efficiency of the process.
Материал, содержащий драгоценный металл, может быть оксидной рудой, концентратом, хвостами, остатком от выщелачивания, обожженным материалом и другими оксидными материалами, содержащими драгоценный металл. Типичные оксидные руды и концентраты, содержащие драгоценный металл, могут содержать силикаты, фосфаты, оксиды железа и гидроксиды, а также относительно низкие уровни остаточных сульфидов.The precious metal containing material may be an oxide ore, concentrate, tailings, leach residue, roasted material, and other oxide materials containing precious metal. Typical oxide ores and concentrates containing precious metal may contain silicates, phosphates, iron oxides, and hydroxides, as well as relatively low levels of residual sulphides.
Оптимальная концентрация тиосульфата в растворе, которую необходимо поддерживать во время выщелачивания, и, следовательно, оптимальная концентрация тиосульфата в растворе тиосульфатного выщелачивателя будет зависеть от природы выщелачиваемого материала, но обычно составляет от около 0,005 до около 2 моль (М), чаще от около 0,02 до около 0,5 М, и еще чаще от около 0,05 до около 0.2 М. Источником свежего тиосульфата 148 может быть любое доступное тиосульфатсодержащее соединение, такое как тиосульфат натрия, тиосульфат калия, тиосульфат кальция, тиосульфат аммония или какойлибо другой тиосульфатсодержащий материал или предшественник тиосульфата. В некоторых вариантах тиосульфатный выщелачиватель практически не содержит аммиака, при этом не более чем около 25%, чаще не более чем около 10%, и еще чаще не более чем около 5% тиосульфата соединено с аммиаком.The optimum concentration of thiosulfate in the solution to be maintained during leaching, and hence the optimum concentration of thiosulfate in the thiosulfate lixiviant solution, will depend upon the nature of the material being leached, but will typically be from about 0.005 to about 2 moles (M), more typically from about 0.02 to about 0.5 M, and still more typically from about 0.05 to about 0.2 M. The source of fresh thiosulfate 148 may be any available thiosulfate-containing compound such as sodium thiosulfate, potassium thiosulfate, calcium thiosulfate, ammonium thiosulfate, or some other thiosulfate-containing material or thiosulfate precursor. In some embodiments, the thiosulfate lixiviant contains substantially no ammonia, with no more than about 25%, more commonly no more than about 10%, and even more commonly no more than about 5% of the thiosulfate combined with ammonia.
В то время как выщелачивание может осуществляться при атмосферном давлении, давлении ниже или выше атмосферного и в большом интервале температур пульпы, каталитический эффект углеродного материала неожиданно делает возможным быстрое протекание выщелачивания при температурах всегоWhile leaching can be carried out at atmospheric, subatmospheric or superatmospheric pressures and over a wide range of pulp temperatures, the catalytic effect of the carbon material unexpectedly makes it possible to carry out leaching rapidly at temperatures as low as
- 5 048166 лишь 30 градусов по Цельсию.- 5 048166 only 30 degrees Celsius.
Вариант выщелачивания будет рассмотрен со ссылкой на фиг. 1.The leaching option will be discussed with reference to Fig. 1.
В обычном процессе выщелачивания материал 100, содержащий драгоценный металл, смешивается в смесительном чане, баке или другом подходящем реакторе с окислителем 108, тиосульфатным выщелачивателем 110 и углеродным материалом 118, таким как активированный уголь, тиосульфатом и водой 104 с образованием выщелачиваемой пульпы 116. Окислитель 108, как правило, молекулярный кислород обычно приводится в контакт посредством барботирования пульпы. Молекулярный кислород может подаваться из подходящего источника, такого как воздух, обогащенный кислородом воздух или технически чистый кислород, предпочтительно атмосферный воздух. В процессе может использоваться любая вода, как сырая вода, так и относительно чистая технологическая вода. Другие подходящие реакторы, например пульсационная колонна, могут быть любыми реакторами, способными должным образом смешивать уголь, суспендированный материал, содержащий драгоценный металл, и газ.In a typical leaching process, a precious metal-containing material 100 is mixed in a mixing tank, vessel or other suitable reactor with an oxidizer 108, a thiosulfate lixiviant 110 and a carbonaceous material 118, such as activated carbon, thiosulfate and water 104 to form a leachable slurry 116. The oxidizer 108, typically molecular oxygen, is typically contacted by bubbling the slurry. The molecular oxygen may be supplied from a suitable source, such as air, oxygen-enriched air or technically pure oxygen, preferably atmospheric air. Any water, such as raw water or relatively pure process water, may be used in the process. Other suitable reactors, such as a pulse column, may be any reactor capable of properly mixing the carbon, the suspended precious metal-containing material and the gas.
Однако неожиданно и с удивлением было обнаружено, что относительно высокая кинетика выщелачивания может быть реализована без стадии предварительной обработки, раскрытой в патенте США 10,161,016. Поэтому типичный вариант процесса выщелачивания согласно фиг. 1 исключает стадию предварительной обработки (или осуществляется без этой стадии). Как правило, различные компоненты, а именно материал 100, содержащий драгоценный металл, вода 104, тиосульфатный выщелачиватель 110 и углеродный материал 118 добавляются по существу одновременно (то есть до начала выщелачивания драгоценного металла или до контакта пульпы с ионообменной смолой в процессе выщелачивания выщелачивание на смолу или смола-в-пульпе, до экстракции растворителем в процессе выщелачивания с экстракцией растворителем). В некоторых вариантах различные компоненты добавляются до добавления окислителя 108, хотя в других вариантах окислитель 108 может добавляться по существу одновременно с другими компонентами. В некоторых вариантах материал 100, содержащий драгоценный металл, вода 104 и углеродный материал 118 смешиваются до, во время или сразу после измельчения, но до добавления окислителя 108. Тиосульфатный выщелачиватель 110 может добавляться или не добавляться до или во время измельчения.However, it has been unexpectedly and surprisingly discovered that relatively high leaching kinetics can be realized without the pretreatment step disclosed in U.S. Patent 10,161,016. Therefore, a typical embodiment of the leaching process of FIG. 1 eliminates (or is carried out without) the pretreatment step. Typically, the various components, namely, the precious metal-containing material 100, the water 104, the thiosulfate lixiviant 110, and the carbonaceous material 118, are added substantially simultaneously (i.e., before the leaching of the precious metal begins or before the pulp is contacted with the ion exchange resin in a resin-on-leaching or resin-in-pulp leaching process, or before solvent extraction in a solvent extraction leaching process). In some embodiments, the various components are added before the oxidizing agent 108 is added, although in other embodiments, the oxidizing agent 108 may be added substantially simultaneously with the other components. In some embodiments, the precious metal containing material 100, water 104, and carbon material 118 are mixed before, during, or immediately after milling, but before adding the oxidizing agent 108. The thiosulfate lixiviant 110 may or may not be added before or during milling.
Согласно фиг. 1, тиосульфатный выщелачиватель 110 в реакторе выщелачивает один или несколько драгоценных металлов из материала 100, содержащего драгоценный металл. Благодаря присутствию углеродного материала 118 во время выщелачивания, при извлечении 120 драгоценного металла другие суррогатные окислители 108 (в дополнение к молекулярному кислороду) обычно не требуются.As shown in Fig. 1, the thiosulfate lixiviant 110 in the reactor leaches one or more precious metals from the precious metal-containing material 100. Due to the presence of the carbonaceous material 118 during leaching, other surrogate oxidants 108 (in addition to molecular oxygen) are generally not required during the extraction 120 of the precious metal.
Отсутствие или по существу отсутствие (добавленной и/или совокупной) меди в выщелачиваемом материале во время извлечения 120 драгоценного металла может значительно упростить процесс. Исключение или почти полное исключение (добавленной и/или совокупной) меди из выщелачиваемого материала во время извлечения 120 драгоценного металла может обеспечить преимущество, заключающееся в возможности стабильно высокого и воспроизводимого извлечения драгоценных металлов в более широком диапазоне рН, чем это было возможно раньше при использовании других процессов тиосульфатного выщелачивания. Окислительное разложение тиосульфата до политионатов и сульфатов заметно ускоряется в присутствии ионов меди. Реакции окислительного разложения значительно замедляются при повышенном парциальном давлении кислорода в случае отсутствия или почти полного отсутствия меди. Обычно концентрация меди (добавленной и/или общей в растворе) составляет не более чем около 20 милионных долей (м.д.), чаще не более чем около 15 м.д., еще чаще не более чем около 10 м.д., еще чаще не более чем около 5 м.д. и даже еще чаще не более чем около 2,5 м.д. В данном процессе выщелачивание может осуществляться при рН около 7-12, чаще около 8-11, еще чаще около 8-10 и даже еще более часто при рН меньше 9. Окислительно-восстановительный потенциал (ORP) во время извлечения 120 драгоценного металла обычно находится в интервале от около 10 до около 350 мВ и чаще от около 150 до около 300 мВ (относительно стандартного водородного электрода (SHE)).The absence or substantial absence of (added and/or total) copper in the leachate during precious metal recovery 120 can significantly simplify the process. The elimination or near elimination of (added and/or total) copper from the leachate during precious metal recovery 120 can provide the advantage of being able to achieve consistently high and reproducible precious metal recoveries over a wider pH range than has previously been possible with other thiosulfate leaching processes. The oxidative decomposition of thiosulfate to polythionates and sulfates is markedly accelerated in the presence of copper ions. The oxidative decomposition reactions are significantly slowed at elevated oxygen partial pressures in the absence or near absence of copper. Typically the copper concentration (added and/or total in solution) is no more than about 20 parts per million (ppm), more commonly no more than about 15 ppm, more commonly no more than about 10 ppm, more commonly no more than about 5 ppm, and even more commonly no more than about 2.5 ppm. In this process, leaching may be carried out at a pH of about 7-12, more commonly about 8-11, more commonly about 8-10, and even more commonly at a pH of less than 9. The oxidation-reduction potential (ORP) during precious metal extraction is typically in the range of about 10 to about 350 mV, and more commonly about 150 to about 300 mV (relative to a standard hydrogen electrode (SHE)).
Весовое отношение углеродного материала 116 (либо добавленного, либо общего, включающего добавленный и изначально присутствующий углеродный материал в материале, содержащем драгоценный металл) к материалу 100, содержащему драгоценный металл, во время извлечения 120 драгоценного металла может меняться в зависимости от требований конкретной руды, свойств самого углеродного материала и желательного уровня извлечения драгоценного металла. В некоторых вариантах для крупнодисперсного углеродного материала 118 весовое отношение материала 100, содержащего драгоценный металл, к углеродному материалу 118 обычно составляет более чем около 50:1, чаще около 100:1, еще чаще по меньшей мере 125:1, еще чаще по меньшей мере 150:1, еще чаще по меньшей мере175:1, и еще чаще по меньшей мере 200:1. В некоторых вариантах весовое отношение материала 100, содержащего драгоценный металл, к углеродному материалу 118 составляет не более 1000:1, чаще не более чем около 850:1, еще чаще не более чем около 750:1, еще чаще не более чем около 650:1, и еще чаще не более чем около 500:1. В других вариантах используются более низкие весовые отношения материала 100, содержащего драгоценный металл, к углеродному материалу 118.The weight ratio of the carbon material 116 (either added or total, including added and originally present carbon material in the precious metal-containing material) to the precious metal-containing material 100 during the extraction 120 of the precious metal may vary depending on the requirements of the particular ore, the properties of the carbon material itself, and the desired level of precious metal extraction. In some embodiments, for the coarse carbon material 118, the weight ratio of the precious metal-containing material 100 to the carbon material 118 is typically greater than about 50:1, more often about 100:1, even more often at least 125:1, even more often at least 150:1, even more often at least 175:1, and even more often at least 200:1. In some embodiments, the weight ratio of the precious metal-containing material 100 to the carbon material 118 is no more than 1000:1, more often no more than about 850:1, still more often no more than about 750:1, still more often no more than about 650:1, and still more often no more than about 500:1. In other embodiments, lower weight ratios of the precious metal-containing material 100 to the carbon material 118 are used.
В некоторых вариантах материал, содержащий драгоценный металл, практически не содержит органического углерода. Другими словами, материал, содержащий драгоценный металл, обычно содержит не более чем около 1 вес.%, чаще содержит не более чем около 0,5 вес.%, еще чаще содержит не болееIn some embodiments, the precious metal-containing material is substantially free of organic carbon. In other words, the precious metal-containing material typically contains no more than about 1 wt.%, more commonly no more than about 0.5 wt.%, and even more commonly no more than
- 6 048166 чем около 0,25 вес.%, еще чаще содержит не более чем около 0,1 вес.%, еще чаще содержит не более чем около 0,05 вес.%, и даже еще чаще содержит не более чем около 0,01 вес.% органического углерода.- 6 048166 than about 0.25 wt.%, even more often contains no more than about 0.1 wt.%, even more often contains no more than about 0.05 wt.%, and even more often contains no more than about 0.01 wt.% organic carbon.
Мелкодисперсные частицы угля в углеродном материале 118, как правило, не отделяют от частиц выщелоченного материала 100, не содержащего драгоценный металл. После извлечения драгоценного металла мелкодисперсные частицы угля обычно направляются в хвосты или отходы вместе с выщелоченным материалом 100, не содержащем драгоценный металл. Однако, как показано с помощью необязательной стадии 140, частицы угля могут отделяться от выщелоченного материала, не содержащего драгоценный металл, например, с помощью просеивания (для частиц угля крупнее, чем частицы выщелоченного материала, не содержащего драгоценный металл) или флотации и выбрасываются отдельно или повторно используются в пульпе 116 для выщелачивания.Fine particles of carbon in the carbon material 118 are typically not separated from particles of the leached material 100 that does not contain precious metal. After the precious metal is extracted, fine particles of carbon are typically sent to tailings or waste along with the leached material 100 that does not contain precious metal. However, as shown by the optional step 140, the particles of carbon can be separated from the leached material that does not contain precious metal, for example, by screening (for particles of carbon larger than particles of the leached material that does not contain precious metal) or flotation and are discarded separately or reused in the pulp 116 for leaching.
Мелкодисперсные частицы угля в углеродном материале 118 могут быть получены путем добавления на стадии измельчения крупнокускового угля для измельчения материала, содержащего драгоценный металл, вместе с углем для получения комбинированного материала, содержащего драгоценный металл и углеродный материал, загружаемого на стадии смешивания. Размер частиц полностью измельченного углеродного материала 118 и материала 100, содержащего драгоценный металл, обычно по крайней мере меньше, чем размер 80% частиц, проходящих через отверстия около 48 меш (300 микрон), чаще 80% частиц, проходящих через отверстия около 100 меш (150 микрон) и еще чаще 80% частиц, проходящих через отверстия около 200 меш (75 микрон).Fine particles of carbon in the carbon material 118 can be obtained by adding coarse coal to the grinding step for grinding the material containing the precious metal together with the coal to obtain a combined material containing the precious metal and the carbon material, fed in the mixing step. The particle size of the completely ground carbon material 118 and the material 100 containing the precious metal is usually at least smaller than the size of 80% of the particles passing through openings of about 48 mesh (300 microns), more often 80% of the particles passing through openings of about 100 mesh (150 microns) and even more often 80% of the particles passing through openings of about 200 mesh (75 microns).
Выщелачивание в процессе извлечения 120 драгоценного металла обычно осуществляется посредством обработки смола-в пульпе (RIP). Обработка смола-в пульпе может осуществляться в любом подходящем резервуаре. Предпочтительным резервуаром является пачук, который представляет собой имеющую коническое днище емкость с воздушным перемешиванием, при этом воздух подается в нижнюю часть конуса. Преимуществом пачука является уменьшение дробления шариков смолы и улучшение распределения шариков смолы в пульпе по сравнению с системами с механическим перемешиванием. RIP-извлечение предпочтительно осуществляется в четырех или более чанах, соединенных последовательно, более предпочтительно количество пачуков находится в интервале между четырьмя и восемью.Leaching in the precious metal recovery process is typically accomplished by resin-in-pulp (RIP) processing. Resin-in-pulp processing may be performed in any suitable vessel. The preferred vessel is a pachuca, which is an air-agitated, conical-bottomed vessel with air injected into the bottom of the cone. The advantage of a pachuca is that it reduces the breakage of the resin beads and improves the distribution of the resin beads in the pulp compared to mechanically agitated systems. RIP recovery is preferably performed in four or more vessels connected in series, more preferably the number of pachucas is between four and eight.
Ионообменная смола должна иметь большее сродство к выбранному для извлечения драгоценному металлу (например, золоту или серебру), чем к углеродному материалу. Соответственно, используется сильноосновные анионообменные (SBA) смолы, хотя некоторые среднеосновные смолы также могут использоваться. Эти смолы в основном содержат четвертичные аммониевые функциональные группы с фиксированными положительными зарядами. Примерами коммерческих сильноосновных ионообменных смол являются Purolite™ A194™ и А500™. Эффективность поглощения золота этими смолами не зависит от рН, и они могут действовать эффективно во всем интервале рН. Среднеосновные смолы содержат смесь третичных, вторичных и первичных аминогрупп. Коммерческими примерами являются Purolite™ S992™ и BASF™ Aurix™. Примеры других хелатообразующих смол включают Purolite™ MTS8140™, MTS9200™ и MTS9240™, а также DuPont™ AmberSep 91419™, AmberSep 21KXLT™ и AmberLyst А21™. Сорбированный драгоценный металл может быть элюирован любым элюентом, подходящим для конкретной смолы, таким как элюент тиомочевина/ серная кислота, изотиоурониевый элюент, тиоловый полимер, политионатный элюент, щелочь, например, гидроксид натрия, и т.п.The ion exchange resin must have a greater affinity for the precious metal selected for recovery (e.g. gold or silver) than for the carbon material. Accordingly, strongly basic anion exchange (SBA) resins are used, although some medium basic resins can also be used. These resins primarily contain quaternary ammonium functional groups with fixed positive charges. Examples of commercial strongly basic ion exchange resins are Purolite™ A194™ and A500™. The gold uptake efficiency of these resins is independent of pH and they can operate effectively over the entire pH range. Medium basic resins contain a mixture of tertiary, secondary and primary amine groups. Commercial examples are Purolite™ S992™ and BASF™ Aurix™. Examples of other chelating resins include Purolite™ MTS8140™, MTS9200™ and MTS9240™, and DuPont™ AmberSep 91419™, AmberSep 21KXLT™ and AmberLyst A21™. The sorbed precious metal can be eluted with any eluent suitable for the particular resin, such as a thiourea/sulfuric acid eluent, an isothiouronium eluent, a thiol polymer, a polythionate eluent, an alkali such as sodium hydroxide, etc.
Могут использоваться другие процессы извлечения драгоценных металлов, такие как цементация (например, осаждение цинком или алюминием) и электролиз.Other processes for extracting precious metals may be used, such as cementation (e.g. zinc or aluminium precipitation) and electrowinning.
Экспериментальная часть.Experimental part.
Следующие примеры представлены для иллюстрации некоторых вариантов изобретения и не должны толковаться как ограничения изобретения, изложенного в приложенной формуле изобретения. Все доли и процентные соотношения указаны по весу, если не указано иное.The following examples are presented to illustrate some embodiments of the invention and should not be construed as limitations of the invention set forth in the appended claims. All parts and percentages are by weight unless otherwise indicated.
Исследовали катализируемое тиосульфатное выщелачивание золота из оксидных руд. Был протестирован процесс предварительной обработки, описанный в патенте США 10,161,016, но иногда было трудно воспроизвести результаты. Поскольку процесс, который в такой мере может увеличить извлечение золота при тиосульфатном выщелачивании, является перспективным, было решено продолжить его изучение. В связи с этим, целью было понять влияние активированного угля во время предварительной обработки и во время тиосульфатного выщелачивания золота, причины отсутствия воспроизводимости и механизм, с помощью которого предварительная обработка углем может обеспечить высокое извлечение золота из руды, которая в противном случае считалась бы упорной по отношению к тиосульфату рудой. В результате экспериментальной работы установлено, что возможно увеличение извлечения золота из некоторых руд без необходимости в аммиаке или меди при низких температурах и атмосферных давлениях посредством добавления небольших количеств мелкодисперсного угля во время тиосульфатного выщелачивания золота.The catalyzed thiosulfate leaching of gold from oxide ores was investigated. The pretreatment process described in U.S. Patent 10,161,016 was tested, but the results were sometimes difficult to reproduce. Since a process that could enhance gold recovery from thiosulfate leaching to such an extent was promising, it was decided to investigate it further. In this regard, the objectives were to understand the effect of activated carbon during pretreatment and during thiosulfate leaching of gold, the reasons for the lack of reproducibility, and the mechanism by which carbon pretreatment could provide high gold recovery from an ore that would otherwise be considered thiosulfate refractory. Experimental work has shown that it is possible to increase gold recovery from some ores without the need for ammonia or copper at low temperatures and atmospheric pressures by adding small amounts of finely dispersed carbon during thiosulfate leaching of gold.
Добавление мелкодисперсного активированного угля приводит к увеличению скоростей растворения и увеличению извлечения золота. Было сделано предположение, что активированный уголь и золото образуют гальваническую пару, и что скорость восстановления кислорода увеличивается из-за увеличения площади поверхности, доступной на активированном угле. Использование активированного угля вThe addition of finely divided activated carbon results in increased dissolution rates and increased gold recovery. It has been suggested that activated carbon and gold form a galvanic couple and that the rate of oxygen reduction is increased due to the increased surface area available on the activated carbon. The use of activated carbon in
- 7 048166 качестве катализатора при тиосульфатном выщелачивании золота является альтернативным способом, который может не требовать добавления суррогатных окислителей (например, меди) и который может работать при низких температурах, что делает его более привлекательным вариантом для извлечения золота, когда использование цианида исключено.- 7 048166 as a catalyst in thiosulfate leaching of gold is an alternative process that may not require the addition of surrogate oxidants (e.g. copper) and which can operate at low temperatures, making it a more attractive option for gold recovery when the use of cyanide is not possible.
В первой серии экспериментов три используемых образца измельчили в стержневой мельнице с использованием водопроводной воды при плотности пульпы 60 вес.% до P80 75 мкм. Измельченный материал затем гомогенизировали и разделили на порции по 200 г для проведения экспериментов по выщелачиванию. 200 г порцию затем разделили на 25 г. порции для основных анализов. Твердую фракцию исследовали на содержание золота посредством плавки с последующим растворением в кислоте и анализировали посредством атомно-абсорбционной спектрометрии (AAS). Некоторые образцы также анализировали на природное содержание углерода; общее содержание углерода определялось с помощью анализатора LECO, органический углерод также определяли с помощью анализатора LECO после удаления неорганического углерода растворением в HCI. Неорганический углерод определяли по разнице между общим и органическим углеродом. Растворы анализировали на золото посредством AAS, на медь и другие металлы посредством спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP), на тиосульфаты и политионаты посредством ионной хроматографии.In the first set of experiments, the three samples used were ground in a rod mill using tap water at a pulp density of 60 wt% to a P80 of 75 µm. The ground material was then homogenized and divided into 200 g portions for the leaching experiments. The 200 g portion was then divided into 25 g portions for the main analyses. The solid fraction was analyzed for gold content by smelting followed by dissolution in acid and analyzed by atomic absorption spectrometry (AAS). Some samples were also analyzed for natural carbon content; total carbon was determined using a LECO analyzer, organic carbon was also determined using a LECO analyzer after removal of inorganic carbon by dissolution in HCI. Inorganic carbon was determined as the difference between total carbon and organic carbon. The solutions were analyzed for gold by AAS, for copper and other metals by inductively coupled plasma (ICP) spectrometry, and for thiosulfates and polythionates by ion chromatography.
Эксперименты по выщелачиванию на смолу (RIL) с использованием тиосульфата кальция осуществлялись в смесительном чане из нержавеющей стали емкостью 1 л. Если не указано иное, условия эксперимента были следующими: 50 градусов по Цельсию, рН 8 (регулируется и поддерживается с помощью 20 %-ой (по весу) известковой суспензии), 0,1М тиосульфат кальция (CaTS), 20 м.д. Cu(II) (в виде CuSO4^5H2O), 0.5 л/мин 02, 35 вес.% твердая фаза, 20 мл/л смола (Purolite A500™ (которая является макропористым полистиролом сшитым с дивинилбензолом)) и время выдержки 24 ч; перемешивание проводилось при 400 об/мин. Активированный уголь, добавляемый в экспериментах по выщелачиванию, измельчали с использованием ступки и пестика, размер его частиц не измерялся.Resin in leach (RIL) experiments using calcium thiosulfate were carried out in a 1 L stainless steel stirred tank. Unless otherwise stated, the experimental conditions were: 50 °C, pH 8 (adjusted and maintained with 20 wt % lime slurry), 0.1 M calcium thiosulfate (CaTS), 20 ppm Cu(II) (as CuSO4 ^5H2O ) , 0.5 L/min O2, 35 wt % solids, 20 ml/L resin (Purolite A500™ (which is a macroporous polystyrene cross-linked with divinylbenzene)) and a hold time of 24 h; stirring was conducted at 400 rpm. The activated carbon added in the leaching experiments was ground using a mortar and pestle and its particle size was not measured.
300 г твердой фазы суспендировали в деионизированной воде до нужной плотности пульпы и нагрели до заданной температуры на водяной бане. После достижения температуры реакции в реакционный сосуд добавили смолу, а затем в реактор добавили рассчитанные количества тиосульфата кальция и сульфата меди. В завершение начали барботирование кислорода, и это было расценено как начало теста. Образцы пульпы обычно выдерживались в течение 1, 3, 6 и 24 ч. Смола в образцах сначала просеивалась и возвращалась в чан для выщелачивания, а оставшаяся пульпа отфильтровывалась. Твердую фазу сушили в печи при 50 градусах по Цельсию в течение ночи, а затем анализировали на золото и, в некоторых случаях, на природное содержание углерода. Растворы анализировали на золото и природное содержание политионатов. Для тестов по выщелачиванию в присутствии активированного угля, уголь измельчали с использованием ступки и пестика, размер его частиц не измерялся.300 g of the solid phase was suspended in deionized water to the desired pulp density and heated to the desired temperature in a water bath. Once the reaction temperature was reached, the resin was added to the reaction vessel and then the calculated amounts of calcium thiosulfate and copper sulfate were added to the reactor. Finally, oxygen sparging was started and this was considered the start of the test. The pulp samples were typically aged for 1, 3, 6 and 24 h. The resin in the samples was first screened and returned to the leach tank and the remaining pulp was filtered. The solid phase was dried in an oven at 50 degrees Celsius overnight and then analyzed for gold and, in some cases, natural carbon content. The solutions were analyzed for gold and natural polythionate content. For activated carbon leaching tests, the carbon was ground using a mortar and pestle and its particle size was not measured.
Условия предварительной обработки руды были следующими: 50 градусов по Цельсию, рН 8, 0.5 л/мин O2, 35 вес.% твердая фаза, 90 г активированного угля на кг руды и 400 об/мин. Длительность предварительной обработки составляла 6 ч. После предварительной обработки уголь отсеивался, а твердая фаза повторно суспендировалась до желаемой плотности пульпы для RIL-эксперимента.The ore pretreatment conditions were 50 degrees Celsius, pH 8, 0.5 L/min O2 , 35 wt% solids, 90 g activated carbon/kg ore and 400 rpm. The pretreatment duration was 6 h. After pretreatment, the carbon was screened and the solids were re-slurried to the desired pulp density for the RIL experiment.
Содержание золота в образцах S1, S2 и S3 составляло соответственно 1,41, 2,54 и 3,63 г/т. Органический углерод был найден только в образце S3 (1,56 вес.%). Минералогический состав трех образцов показан в табл. 1. Хотя образцы S1 и S2 содержали 1,6% пирита, результаты выщелачивания показывают, что большая часть золота была выделена.The gold grades of samples S1, S2 and S3 were 1.41, 2.54 and 3.63 g/t, respectively. Organic carbon was found only in sample S3 (1.56 wt%). The mineralogical composition of the three samples is shown in Table 1. Although samples S1 and S2 contained 1.6% pyrite, leaching results indicate that most of the gold was liberated.
Таблица 1Table 1
Минералогический состав образцовMineralogical composition of samples
На фиг. 2 показано влияние предварительной обработки углем на выщелачивание золота из образца S1. Для сравнения был также проведен тест на цианидное выщелачивание, и извлечение золота составило 81,3%. Извлечение золота в базовом тиосульфатном RIL-эксперименте за 24 ч составило 26,2%. Извлечение при цианидном и тиосульфатном выщелачивании для образца S1 было соответственно 81,3 иFigure 2 shows the effect of carbon pre-treatment on gold leaching from sample S1. For comparison, a cyanide leach test was also run and the gold recovery was 81.3%. The gold recovery in the baseline thiosulfate RIL experiment was 26.2% over 24 h. The cyanide and thiosulfate leaching recoveries for sample S1 were 81.3 and
- 8 048166- 8 048166
26,2%, что указывает на то, что руда была упорной по отношению к тиосульфатному выщелачиванию; считается, что возможными причинами этой упорности связаны со скоростью восстановления кислорода на поверхности золота. Результаты двух тестов на тиосульфатное выщелачивание, в которых руда была предварительно обработана в соответствии со способом по патенту США 10,161,016, также показаны на фиг. 2. Обе предварительные обработки проводились в одинаковых условиях; в обоих экспериментах увеличивалась скорость растворения золота, а также его финальное извлечение до 80,1-85,8%, но эксперимент был невоспроизводимым. Тем не менее, положительное влияние предварительной обработки на тиосульфатное выщелачивание золота было очевидно. Исходя из этих и предыдущих наблюдений, целью дальнейших экспериментов было решение двух вопросов: во-первых, как предварительная обработка углем так влияет на руду, что извлечение золота посредством тиосульфатного выщелачивания увеличивается, и, во-вторых, почему в этих тестах не всегда достигалась воспроизводимость?26.2%, indicating that the ore was refractory to thiosulfate leaching; possible reasons for this refractory are believed to be related to the rate of oxygen reduction at the gold surface. The results of two thiosulfate leaching tests in which the ore was pretreated according to the method of U.S. Patent 10,161,016 are also shown in Fig. 2. Both pretreatments were carried out under identical conditions; both experiments increased the rate of gold dissolution as well as its final recovery to 80.1-85.8%, but the experiment was not reproducible. Nevertheless, the positive effect of the pretreatment on thiosulfate leaching of gold was evident. Based on these and previous observations, the aim of further experiments was to address two questions: first, how does carbon pre-treatment affect the ore such that gold recovery via thiosulfate leaching is enhanced, and second, why was reproducibility not always achieved in these tests?
Важным наблюдением в этих тестах было то, что некоторое количество тритионата (20-40 м.д.) и тетратионата (15-25 м.д.) наблюдалось в течение всего времени осуществления тестов по тиосульфатному выщелачиванию, в которых руда была предварительно обработана углем, но не наблюдалось в базовом эксперименте. Это наблюдение привело к гипотезе, что некоторое количество мелких частиц активированного угля переносилось в тиосульфатное выщелачивание, и что этот уголь имел отношение к увеличению извлечения золота. Фактически, остаточные продукты тестов на выщелачивание, в которых исходный материал был предварительно обработан, анализировали на органический углерод, и было обнаружено, что его содержание составляло 0,08 вес.% (изначально углерод в образцах не присутствовал).An important observation in these tests was that some trithionate (20-40 ppm) and tetrathionate (15-25 ppm) were observed throughout the thiosulfate leach tests where the ore was pretreated with carbon, but were not observed in the baseline experiment. This observation led to the hypothesis that some fine activated carbon particles were carried over into the thiosulfate leach and that this carbon was responsible for the increased gold recovery. In fact, the residues from the leach tests where the feed was pretreated were analysed for organic carbon and found to contain 0.08 wt% (no carbon was present in the samples initially).
Для изучения этой гипотезы были проведены дополнительные тесты, в которых мелкодисперсный активированный уголь (1-10 г/кг руды) добавлялся во время RIL-выщелачивания. Влияние добавления мелкодисперсного активированного угля (1-10 г/кг) в CaTS-RIL-тесты показано на фиг. 3. Во-первых, увеличение содержания угля от 1 до 5 г/кг привело к увеличению кинетики растворения золота и увеличению извлечения золота от 72,3 до 83,0%; дальнейшее увеличение содержания угля до 10 г/кг также привело к увеличению извлечения (84,4%) и немного большей скорости. Во-вторых, при добавлении угля 1 г/кг, полученная кривая растворения была сходна с кривой, полученной в первом эксперименте по предварительной обработке углем. Наконец, дублирующие эксперименты при содержании угля 5 г/кг дали воспроизводимые результаты. Эти результаты подтверждают гипотезу, что мелкодисперсный активированный уголь, перенесенный в RIL, был причиной увеличения извлечения, наблюдавшегося во время RIL после стандартной предварительной обработки углем согласно патенту США 10,161,016.To investigate this hypothesis, additional tests were conducted in which fine activated carbon (1-10 g/kg ore) was added during the RIL leaching. The effect of adding fine activated carbon (1-10 g/kg) to the CaTS-RIL tests is shown in Figure 3. First, increasing the carbon loading from 1 to 5 g/kg resulted in increased gold dissolution kinetics and an increase in gold recovery from 72.3 to 83.0%; a further increase in the carbon loading to 10 g/kg also resulted in an increased recovery (84.4%) and a slightly higher rate. Second, with 1 g/kg carbon loading, the resulting dissolution curve was similar to that obtained in the first carbon pretreatment experiment. Finally, duplicate experiments at 5 g/kg carbon loading gave reproducible results. These results support the hypothesis that the fine activated carbon carried over into the RIL was responsible for the increased recovery observed during RIL following standard carbon pretreatment as described in U.S. Patent 10,161,016.
На фиг. 4 показаны кривые растворения золота для образца S2 в экспериментах по цианидному и тиосульфатному выщелачиванию. Концентрация NaCN была увеличена с 0,2 до 2,0 г/л для увеличения извлечения золота с 56,1 до 74,6%; хотя это не показано на фиг. 4, извлечение в тесте с 2 г/л NaCN после 48 часов выщелачивания составило 82,0%. Растворение золота из образца S2 было более медленным, чем из образца S1, независимо от используемого выщелачивателя. Извлечение золота тиосульфатным выщелачиванием в отсутствие угля было 15,4%, но интересно отметить, что извлечение увеличивалось в течение первых шести часов, когда извлечение было 26,4%, а затем уменьшалось к концу эксперимента. Этот эксперимент повторили, но наблюдался такой же характер изменений. Результаты говорят о том, что золото освобождалось из смолы, а затем осаждалось обратно на твердую фазу. Также необходимо упомянуть, что в течение этого эксперимента золото не было обнаружено в растворе. Однако добавление мелкодисперсного угля в экспериментах по тиосульфатному выщелачиванию с образцом S2 также увеличивало извлечение золота до 61,4 и 76,4%, когда мелкодисперсный уголь добавляли в количестве соответственно 10 и 20 г/кг.Figure 4 shows the gold dissolution curves for sample S2 in the cyanide and thiosulfate leaching experiments. The NaCN concentration was increased from 0.2 to 2.0 g/L to increase the gold recovery from 56.1 to 74.6%; although not shown in Figure 4, the recovery in the 2 g/L NaCN test after 48 hours of leaching was 82.0%. Gold dissolution from sample S2 was slower than from sample S1, regardless of the lixiviant used. Gold recovery by thiosulfate leaching in the absence of carbon was 15.4%, but it is interesting to note that recovery increased during the first six hours, when recovery was 26.4%, and then decreased towards the end of the experiment. This experiment was repeated but the same pattern of change was observed. The results indicate that gold was released from the resin and then precipitated back onto the solid phase. It should also be mentioned that no gold was detected in solution during this experiment. However, the addition of fine carbon in the thiosulfate leaching experiments with sample S2 also increased gold recovery to 61.4 and 76.4% when fine carbon was added at 10 and 20 g/kg, respectively.
И наконец, на фиг. 5 показано влияние мелкодисперсного угля на извлечение золота тиосульфатом из образца S3. Образец S3 не был упорным по отношению к тиосульфату как образцы S1 и S2. Добавление мелкодисперсного угля в этом тесте не оказывало значительного влияния на извлечение золота; фактически, после добавления угля к тиосульфатному выщелачиванию извлечение золота уменьшилось с 69,7 до 68,6%. В контексте настоящей работы, основным отличием между образцом S3 и образцами S1 и S2 может быть содержание углерода в каждой руде (помимо отличий в минералогическом составе). Содержание органического углерода в образце S3 составляло 1,56 вес.%, а ни в одном из образцов S1 и S2 углерод не был обнаружен. Таким образом, предполагается, что углерод, изначально присутствующий в образце S3, сыграл ту же роль, что и добавление активированного угля. Поскольку уголь присутствовал в базовом эксперименте, не ожидалось, что добавление мелкодисперсного угля окажет значительное влияние на извлечение золота из образца S3.Finally, Figure 5 shows the effect of fine carbon on the gold recovery by thiosulfate from sample S3. Sample S3 was not as refractory to thiosulfate as samples S1 and S2. The addition of fine carbon did not significantly affect gold recovery in this test; in fact, after adding carbon to the thiosulfate leach, gold recovery decreased from 69.7 to 68.6%. In the context of the present work, the main difference between sample S3 and samples S1 and S2 may be the carbon content of each ore (in addition to differences in mineralogical composition). Sample S3 had an organic carbon content of 1.56 wt%, while no carbon was detected in either sample S1 or S2. Thus, it is suggested that the carbon originally present in sample S3 played a similar role to the addition of activated carbon. Since carbon was present in the baseline experiment, the addition of fine carbon was not expected to have a significant effect on gold recovery from sample S3.
Результаты выщелачивания, полученные с тремя образцами, подтверждают гипотезу, что мелкодисперсный активированный уголь, попадающий в тест по тиосульфатному выщелачиванию, был причиной увеличения извлечения, наблюдавшегося после стандартной предварительной обработки углем, раскрытой в патенте США 10,161,016. В патенте раскрыто увеличение извлечения золота от 60,7 до 71,1% при увеличении длительности предварительной обработки с 6 до 24 часов; однако в патенте не раскрыт значительный положительный эффект при увеличении температуры или использовании кислорода вместо воздуха во время предварительной обработки. Эти результаты согласуются с настоящими результатами, и их также можно объяснить с помощью гипотезы, что мелкие частицы угля во времяThe leaching results obtained with the three samples support the hypothesis that fine activated carbon included in the thiosulfate leach test was responsible for the increase in recovery observed after the standard carbon pretreatment disclosed in U.S. Patent 10,161,016. The patent discloses an increase in gold recovery from 60.7 to 71.1% when the pretreatment duration was increased from 6 to 24 hours; however, the patent does not disclose a significant benefit from increasing the temperature or using oxygen instead of air during the pretreatment. These results are consistent with the present results and can also be explained by the hypothesis that fine carbon particles during
- 9 048166- 9 048166
CaTS-RIL ответственны за увеличение извлечения золота после предварительной обработки. То есть увеличение продолжительности предварительной обработки вероятно увеличивает истирание угля, в то время как тип используемого газа или температура предварительной обработки на него не влияет. Разница в количестве угля, вносимого в тесты CaTS-RIL в результате разрушения во время предварительной обработки, может также объяснить, почему трудно достигнуть воспроизводимость в этих экспериментах.CaTS-RIL are responsible for the increase in gold recovery after pretreatment. That is, increasing the duration of pretreatment probably increases carbon attrition, while the type of gas used or the pretreatment temperature does not affect it. The difference in the amount of carbon introduced into the CaTS-RIL tests as a result of the breakdown during pretreatment may also explain why reproducibility is difficult to achieve in these experiments.
До сих пор, можно только сделать вывод, что присутствие активированного угля во время тиосульфатного выщелачивания увеличивает извлечение золота, и что воспроизводимость тестов по выщелачиванию может быть достигнута посредством контроля содержания угля в этих экспериментах. RILэксперименты в присутствии активированного угля показали, что уголь положительно влияет на извлечение золота, но они не позволяют сделать вывод о влиянии предварительной обработки углем на извлечение золота посредством тиосульфатного выщелачивания. Хотя трудно (если не невозможно) доказать, что предварительная обработка углем не оказывает влияния на извлечение золота в процессе RIL иначе, чем тем, что мелкие частицы угля переносятся в тиосульфатный процесс RIL, было решено провести три различных эксперимента по предварительной обработке.So far, it can only be concluded that the presence of activated carbon during thiosulfate leaching increases gold recovery and that reproducibility of leaching tests can be achieved by controlling the carbon content in these experiments. RIL experiments in the presence of activated carbon have shown that carbon has a positive effect on gold recovery, but they do not allow conclusions to be drawn about the effect of carbon pre-treatment on gold recovery by thiosulfate leaching. Although it is difficult (if not impossible) to prove that carbon pre-treatment has no effect on gold recovery in the RIL process other than by the fact that carbon fines are carried over into the thiosulfate RIL process, it was decided to conduct three different pre-treatment experiments.
Предотвратить истирание угля во время предварительной обработки было сложно, но было решено провести два эксперимента с использованием образца S1, чтобы попытаться отличить влияние предварительной обработки от влияния угля во время тиосульфатного выщелачивания. Первый эксперимент состоял в предварительном истирании активированного угля с целью минимизировать количество мелкодисперсного угля, переносимого в RIL-тесты; второй эксперимент состоял в использовании особого экспериментального приспособления. Это приспособление представляло собой сетчатый карман с активированным углем в нем, который погружался в смесительный чан, содержащий пульпу с предварительно обрабатываемым образцом; пульпа также прокачивалась через сетчатый карман, чтобы увеличить контакт между углем и твердой фазой, минимизируя при этом истирание угля.Preventing carbon attrition during pre-treatment was difficult, but it was decided to conduct two experiments using sample S1 to try to distinguish the effect of pre-treatment from the effect of carbon during thiosulfate leaching. The first experiment involved pre-attrition of the activated carbon to minimise the amount of carbon fines carried over into the RIL tests; the second experiment involved the use of a special experimental setup. This setup consisted of a mesh pocket with activated carbon in it, which was immersed in a mixing tank containing the slurry containing the sample to be pre-treated; the slurry was also pumped through the mesh pocket to increase contact between the carbon and the solids while minimising carbon attrition.
На фиг. 6 показаны результаты предварительной обработки предварительно измельченным углем и углем, помещенным в сетчатый карман. Извлечение в тесте, где уголь был помещен в сетчатый карман, было таким же, как в базовом эксперименте; то есть извлечение в этом тесте было подобно тому, которое наблюдалось без предварительной обработки. Извлечение в тесте, где в предварительной обработке использовался предварительно измельченный уголь, было больше, чем в тесте с первой предварительной обработкой углем. Однако RIL-хвосты для последнего эксперимента были также проанализированы на углерод, и в них обнаружилось 0,07 вес.% органического углерода. Различия в извлечении между предварительной обработкой с углем в исходном виде и предварительно измельченным углем вероятно связаны с увеличением истирания угля в процессе предварительной обработки и количеством мелких частиц, поступающих в RIL-тест. К сожалению, хвосты для первого теста по предварительной обработке углем не исследовались на природное содержание углерода.Figure 6 shows the results of the pre-crushed carbon and the pre-crushed carbon pre-treatments. The recovery in the test with the pre-crushed carbon was the same as in the baseline experiment; that is, the recovery in this test was similar to that observed without the pre-treatment. The recovery in the test with the pre-crushed carbon pre-treatment was greater than that in the test with the first carbon pre-treatment. However, the RIL tailings for the latter experiment were also analyzed for carbon and were found to contain 0.07 wt% organic carbon. The differences in recovery between the virgin and pre-crushed carbon pre-treatments are likely due to the increased attrition of the carbon during the pre-treatment and the amount of fines entering the RIL test. Unfortunately, the tailings for the first carbon pre-treatment test were not analyzed for native carbon content.
После 24 ч к тесту на тиосульфатное выщелачивание было добавлено 5 г/т мелкодисперсного угля, что привело к увеличению скорости растворения золота и увеличению извлечения.After 24 h, 5 g/t fine carbon was added to the thiosulfate leach test, resulting in an increased gold dissolution rate and increased recovery.
Второй эксперимент состоял в осуществлении предварительной обработки углем образца S1 c последующим удалением угля из твердой фазы посредством флотации до выщелачивания тиосульфатом. После флотации содержание металла в флотационных хвостах предварительно обработанного углем образца составляло 0,55 г/т; содержание органического углерода в флотационных хвостах было 0,06 вес.%. За исключением различий в способе контакта руды с углем, остальные условия предварительной обработки были одинаковыми: 50 градусов по Цельсию, рН 8, 35 вес.% твердая фаза, 0,5 л/мин О2 и шесть часов.The second experiment involved carbon pretreatment of sample S1 followed by removal of the carbon from the solids by flotation prior to thiosulfate leaching. After flotation, the metal content of the flotation tailings from the carbon pretreatment sample was 0.55 g/t; the organic carbon content of the flotation tailings was 0.06 wt%. Except for the difference in the method of contacting the ore with the carbon, the other pretreatment conditions were the same: 50 degrees Celsius, pH 8, 35 wt% solids, 0.5 L/min O2 , and six hours.
С флотационными хвостами были проведены два RIL-теста: базовый эксперимент без добавления угля и RIL-тест в присутствии 10 г/кг мелкодисперсного угля (см. фиг 7). 24-часовое извлечение в базовом эксперименте составило 3,6%, тогда как добавление мелкодисперсного угля привело к увеличению извлечения золота до 63,6% после 6 ч выщелачивания. Результаты этих экспериментов говорят о том, что предварительная обработка углем, раскрытая в патенте США 10,161,016, не оказывает прямого влияния на тиосульфатное выщелачивание и что мелкодисперсный уголь, образующийся в процессе предварительной обработки, является причиной увеличения извлечения, наблюдаемого во время тиосульфатного выщелачивания.Two RIL tests were conducted on the flotation tailings: a baseline experiment without carbon addition and a RIL test in the presence of 10 g/kg fine carbon (see Figure 7). The 24-hour recovery in the baseline experiment was 3.6%, while the addition of fine carbon resulted in an increase in gold recovery to 63.6% after 6 hours of leaching. The results of these experiments indicate that the carbon pretreatment disclosed in U.S. Patent 10,161,016 does not directly affect the thiosulfate leach and that the fine carbon formed during the pretreatment is responsible for the increased recovery observed during the thiosulfate leach.
Для объяснения влияния угля на тиосульфатное извлечение золота, в настоящее выдвинута гипотеза о том, что уголь и золото образуют гальваническую пару, в которой уголь действует как катод, таким образом обеспечивая увеличенную площадь для восстановления меди или кислорода, а золото действует как анод и растворяется. Золото является наиболее благородным металлом при отсутствии выщелачивателей. Однако, присутствие выщелачивателей влияет на восстановительный потенциал золота, что делает возможным растворение золота в водном растворе, по крайней мере с точки зрения термодинамики. Стандартные потенциалы для золота в воде и в присутствии тиосульфата указаны в табл. 2, все значения приведены относительно стандартного водородного электрода (SHE). Табл. 2 также включает восстановительные потенциалы для золота и углерода в условиях тиосульфатного выщелачивания, используемых в данной работе (50 градусов по Цельсию, рН 8, 0,1М тиосульфат, 1,24х 10-5 М СО2, 5,08х10-8 М Au(S2O3)23-).To explain the effect of carbon on the thiosulfate recovery of gold, it is currently hypothesized that carbon and gold form a galvanic couple in which carbon acts as a cathode, thus providing an increased area for the reduction of copper or oxygen, and gold acts as an anode and dissolves. Gold is the most noble metal in the absence of lixiviant reagents. However, the presence of lixiviant reagents affects the reduction potential of gold, making gold dissolution in aqueous solution possible, at least from a thermodynamic standpoint. Standard potentials for gold in water and in the presence of thiosulfate are given in Table 2, all values relative to the standard hydrogen electrode (SHE). Table 2 also includes the reduction potentials for gold and carbon under the thiosulfate leaching conditions used in this work (50 °C, pH 8, 0.1 M thiosulfate, 1.24x10 -5 M CO2, 5.08x10 -8 M Au(S2O3)2 3- ).
- 10 048166- 10 048166
Таблица 2Table 2
Стандартные восстановительные потенциалы для золота и углеродаStandard reduction potentials for gold and carbon
В тиосульфатной системе восстановительный потенциал золота меньше, чем углерода на 192 мВ; это означает, что, если бы уголь и золото образовывали гальванические пары, уголь был бы катодно защищен золотом, и растворение золота вероятно ускорилось бы благодаря углю, действующему в качестве увеличенной поверхности для электрохимического восстановления кислорода (см. фиг. 8).In the thiosulfate system, the reduction potential of gold is 192 mV less than that of carbon, meaning that if carbon and gold were to form galvanic couples, the carbon would be cathodically protected by the gold, and gold dissolution would probably be accelerated by the carbon acting as an increased surface for the electrochemical reduction of oxygen (see Fig. 8).
Известно, что скорость растворения золотого электрода увеличивается, когда он соединен с пиритовым электродом. Также известно, что скорость растворения золота увеличивается в тех экспериментах по выщелачиванию, в которых золото находилось в присутствии пирита. Это объяснялось гальваническим взаимодействием между золотом и различными сульфидами (пирит, халькопирит, халькозин, марказит). Сообщалось, что скорость растворения золотого электрода увеличивается линейно с увеличением площади пиритового электрода, что эквивалентно тому, что наблюдается на фиг. 9, на котором показаны итоговые извлечения при различных концентрациях угля для представленных на данный момент результатов.It is known that the rate of dissolution of the gold electrode increases when it is connected to a pyrite electrode. It is also known that the rate of gold dissolution increases in those leaching experiments in which gold was in the presence of pyrite. This has been attributed to galvanic interactions between gold and various sulfides (pyrite, chalcopyrite, chalcocite, marcasite). It has been reported that the rate of dissolution of the gold electrode increases linearly with increasing area of the pyrite electrode, which is equivalent to what is observed in Fig. 9, which shows the net recoveries at various carbon concentrations for the results presented so far.
Проведена оценка влияния различных параметров на устойчивость катализируемого углем тиосульфатного выщелачивания золота. Целью следующих экспериментов было не оптимизировать процесс, а проанализировать чувствительность извлечения к концентрациям Cu(II) и тиосульфата, добавлению смолы и температуре.The influence of various parameters on the stability of carbon-catalyzed thiosulfate leaching of gold was assessed. The aim of the following experiments was not to optimize the process, but to analyze the sensitivity of the recovery to Cu(II) and thiosulfate concentrations, resin addition, and temperature.
На фиг. 10 далее показано влияние Cu(II) на извлечение золота с помощью тиосульфата в присутствии 10 г/кг угля. Кривые растворения при наличии и отсутствии Cu(II) показали, что ионы меди не оказывают влияние на итоговое извлечение золота или кинетику его растворения. Различные авторы сообщали о медленном восстановлении кислорода на поверхности золота в аммиачно-тиосульфатных системах, а позже и в безаммиачных системах. Для решения этой проблемы, в аммиачно-тиосульфатную систему обычно добавлялись ионы меди для увеличения растворения золота; это возможно по причине того, что аммиак стабилизирует ионы меди в виде Cu(NH3)i+, таким образом позволяя Cu(II) окислять золото. При отсутствии аммиака происходит быстрое восстановление Cu(II) до Cu(I) что приводит к более низкому окислительно-восстановительному потенциалу раствора (Eh), который может быть недостаточным, для достижения приемлемых скоростей растворения золота; это может помочь объяснить, почему добавление ионов меди в систему с тиосульфатом кальция не оказывает значительного влияния ни на кинетику растворения ни на итоговое извлечение золота.Fig. 10 further shows the effect of Cu(II) on gold recovery with thiosulfate in the presence of 10 g/kg carbon. The dissolution curves with and without Cu(II) showed that copper ions have no effect on the net gold recovery or the kinetics of its dissolution. Various authors have reported slow oxygen reduction at the gold surface in ammonia-thiosulfate systems and more recently in ammonia-free systems. To overcome this problem, copper ions have commonly been added to the ammonia-thiosulfate system to enhance gold dissolution; this is possible because ammonia stabilizes the copper ions as Cu(NH3)i+, thus allowing Cu(II) to oxidize gold. In the absence of ammonia, Cu(II) is rapidly reduced to Cu(I), resulting in a lower solution redox potential (Eh) which may be insufficient to achieve acceptable gold dissolution rates; This may help explain why the addition of copper ions to the calcium thiosulfate system does not significantly affect either the dissolution kinetics or the resulting gold recovery.
Для регенерации ионов меди в систему тиосульфатного выщелачивания обычно добавляется кислород, но также сообщалось, что добавление кислорода ускоряет разрушение тиосульфата в присутствии Cu(II) до тритионата и тетратионата, вот почему добавление кислорода и Eh системы следует тщательно контролировать. Также сообщалось, что добавление 50 м.д. Cu(II) в систему выщелачивания тиосульфатом натрия не влияет на извлечение золота, но увеличивает образование тритионата и тетратионата.Oxygen is commonly added to the thiosulfate leach system to regenerate copper ions, but it has also been reported that adding oxygen accelerates the breakdown of thiosulfate in the presence of Cu(II) to trithionate and tetrathionate, which is why oxygen addition and the Eh of the system should be carefully controlled. It has also been reported that adding 50 ppm Cu(II) to a sodium thiosulfate leach system does not affect gold recovery, but increases trithionate and tetrathionate formation.
На фиг. 10 также показано, что удаление смолы из теста оказало негативное влияние и на кинетику растворения и на итоговое извлечение золота. Извлечение в отсутствие смолы составляло 78,7%, тогда как в присутствии смолы извлечение было 82,3-85,1%. Это могло быть связано со стабильностью комплекса золото-тиосульфат или с уменьшением градиента концентрации на границе поверхность-раствор, что могло влиять на скорость растворения золота.Figure 10 also shows that the removal of resin from the dough had a negative effect on both the dissolution kinetics and the final gold recovery. The recovery in the absence of resin was 78.7%, whereas in the presence of resin the recovery was 82.3-85.1%. This could be due to the stability of the gold-thiosulfate complex or to the reduction of the concentration gradient at the surface-solution interface, which could affect the rate of gold dissolution.
Уменьшение температуры до 30 градусов по Цельсию (фиг. 10) имело результатом более медленную кинетику растворения, но с итоговым извлечением 82,3%, которое было близко к извлечению, полученному при 50 градусах по Цельсию. Следовательно, добавление угля в систему тиосульфатного выщелачивания также может уменьшить потребности в энергии. К сожалению, из-за ограничений в количестве образца S1, доступного для данной работы, было невозможно провести тесты при более высоких дозах угля и более низких температурах.Reducing the temperature to 30 degrees Celsius (Fig. 10) resulted in slower dissolution kinetics, but with a final recovery of 82.3%, which was close to that obtained at 50 degrees Celsius. Therefore, adding carbon to the thiosulfate leach system may also reduce energy requirements. Unfortunately, due to limitations in the amount of S1 sample available for this work, it was not possible to conduct tests at higher carbon doses and lower temperatures.
На фиг. 11 показано влияние концентрации тиосульфата на извлечение золота из образца S1 в присутствии и отсутствии 10 г/кг угля. При отсутствии угля начальная скорость растворения золота увеличивается с увеличением концентрации тиосульфата; однако, во всех тестах при отсутствии угля извлечение золота со временем уменьшается после 3-6 ч выщелачивания. Причины такого поведения были непонятны, и не было возможности продолжить исследования. Добавление угля помогло решить проблему, и в этих экспериментах наблюдалось более высокое извлечение (52-70%). Однако было интересно отметить, что итоговое извлечение уменьшалось с увеличением концентрации тиосульфата. Предполагается,Figure 11 shows the effect of thiosulfate concentration on gold recovery from sample S1 in the presence and absence of 10 g/kg carbon. In the absence of carbon, the initial rate of gold dissolution increases with increasing thiosulfate concentration; however, in all tests in the absence of carbon, gold recovery decreases over time after 3-6 h of leaching. The reasons for this behavior were not understood, and it was not possible to investigate further. The addition of carbon helped to solve the problem, and higher recoveries (52-70%) were observed in these experiments. However, it was interesting to note that the final recovery decreased with increasing thiosulfate concentration. It is suggested that
- 11 048166 что такое поведение было специфичным для данного образца, и выводы не могут быть экстраполированы на другие образцы, протестированные в данной работе.- 11 048166 that such behavior was specific to this sample, and the conclusions cannot be extrapolated to other samples tested in this work.
Вышеуказанные результаты (кроме тестов по обработке углем) согласуются с тестами, проводимыми в присутствии измельченного активированного угля. Однако, с точки зрения процесса, это может означать, что добавленный уголь будет теряться в хвостах выщелачивания. Поэтому было решено провести тест, в котором в тест по выщелачиванию добавили крупнодисперсный уголь, чтобы потом его можно было извлечь. На фиг. 12 показано сравнение эксперимента, проведенного с крупнодисперсным активированным углем (70 г/кг) с тестами, проведенными с мелкодисперсным углем при двух разных дозировках (1 и 10 г/кг). Начальная скорость растворения в присутствии крупнодисперсного угля была ниже, чем наблюдаемая в экспериментах с мелкодисперсным углем; это следовало ожидать, поскольку частота контакта между крупнодисперсным углем и поверхностью золота будет меньше, чем при использовании вместо него мелкодисперсного угля. Однако итоговое извлечение было 79,4%, что выше, чем извлечение в присутствии 1 г/кг мелкодисперсного угля (72,3%), но ниже, чем в присутствии 10 г/кг (84,4%). Количество угля в хвостах было 0,11 вес.%, что соответствует потере 1,1 г/кг (~5% потеря угля). Чтобы решить, является ли лучшей альтернативой использование мелкодисперсного или крупнодисперсного угля, необходимо рассмотреть экономические характеристики процесса.The above results (except for the carbon treatment tests) are consistent with the tests carried out in the presence of ground activated carbon. However, from a process point of view, this may mean that the added carbon will be lost in the leach tailings. It was therefore decided to carry out a test in which coarse carbon was added to the leach test so that it could be recovered later. Figure 12 shows a comparison of the experiment carried out with coarse activated carbon (70 g/kg) with the tests carried out with fine carbon at two different dosages (1 and 10 g/kg). The initial dissolution rate in the presence of coarse carbon was lower than that observed in the experiments with fine carbon; this was to be expected since the frequency of contact between the coarse carbon and the gold surface would be lower than if fine carbon were used instead. However, the final recovery was 79.4%, which was higher than the recovery in the presence of 1 g/kg fine coal (72.3%), but lower than in the presence of 10 g/kg (84.4%). The amount of coal in the tailings was 0.11 wt%, corresponding to a loss of 1.1 g/kg (~5% loss of coal). To decide whether the use of fine or coarse coal is a better alternative, it is necessary to consider the economics of the process.
Разрушение тиосульфата является важным фактором с экономической и химической точек зрения. Образование тетратионата, в частности, было связано с потерями золота в результате реакций осаждения золота. Основными продуктами разрушения тиосульфата, наблюдаемыми в данной работе, были тритионат и тетратионат, но в некоторых случаях также наблюдались пентатионат и гексатионат, хотя они не были определены количественно. Расход тиосульфата был меньше, чем 2,11 г тиосульфата на кг руды, но не было четкой корреляции между разрушением тиосульфата и рабочими условиями.Thiosulfate destruction is an important factor from an economic and chemical point of view. The formation of tetrathionate, in particular, was associated with gold losses from gold precipitation reactions. The main thiosulfate destruction products observed in this work were trithionate and tetrathionate, but in some cases pentathionate and hexathionate were also observed, although they were not quantified. Thiosulfate consumption was less than 2.11 g thiosulfate/kg ore, but there was no clear correlation between thiosulfate destruction and operating conditions.
- 12 048166- 12 048166
Таблица 3Table 3
Сводная информация об извлечении золота и расходе тиосульфатаSummary of gold recovery and thiosulfate consumption
После подтверждения того, что присутствие мелких частиц угля было необходимо во время тиосульфатного выщелачивания золота, чтобы катализировать реакцию, был проведен эксперимент, чтобы определить, является ли контакт уголь-твердая фаза необходимым для достижения данного эффекта. Эксперимент заключался в размещении крупнодисперсного угля в сетчатом кармане внутри RIL-чана, чтобы минимизировать контакт между углем и твердой фазой. На фиг. 13 показано, что извлечение золота для данного С-в-сетке эксперимента было очень близко тому, что наблюдалось в базовом эксперименте. На фиг. 13 также показано, что высокая скорость растворения и высокое извлечение золота были получены, когда температура была снижена до 30°С, а также когда ни сульфат меди ни смола не были добавлены в тест по выщелачиванию.Having confirmed that the presence of fine carbon particles was necessary during the thiosulfate leaching of gold to catalyze the reaction, an experiment was conducted to determine whether carbon-solid contact was necessary to achieve this effect. The experiment involved placing coarse carbon in a mesh pocket within the RIL tank to minimize contact between the carbon and the solid phase. Figure 13 shows that the gold recovery for this C-in-mesh experiment was very close to that observed in the baseline experiment. Figure 13 also shows that high dissolution rates and high gold recoveries were obtained when the temperature was reduced to 30°C and when neither copper sulfate nor resin were added to the leaching test.
Наконец, на фиг. 14 показано влияние мелкодисперсного угля на тиосульфатное выщелачивание образца S2. Кинетика растворения золота в образце S2 была более медленной, чем наблюдаемая с образцом S1, в присутствии и цианида и тиосульфата. По сравнению с образцом S1, образцу S2 требовалось более длительное время выдержки и более высокая концентрация NaCN для достижения полного извлечения выходящего на поверхность золота. Базовый RIL-тиосульфатный эксперимент показал увеличение извлечения золота в течение первых шести часов, однако, в конце эксперимента извлечение золота уменьшилось с 42,1 до 15,4%. Извлечение 15,4%, рассчитанное по результатам анализа хвостов, хорошо согласуется с извлечением, рассчитанным по результатам анализа золота в смоле (16,1%). Обычно предполагается, что восстановление кислорода происходит медленно и что для получения приемлемой кинетики необходим катализатор. Результаты выше показывают, что в присутствии активированного угля,Finally, Fig. 14 shows the effect of fine carbon on the thiosulfate leach of sample S2. The kinetics of gold dissolution in sample S2 were slower than those observed with sample S1 in the presence of both cyanide and thiosulfate. Compared to sample S1, sample S2 required a longer residence time and a higher NaCN concentration to achieve complete recovery of the exfoliated gold. The baseline RIL-thiosulfate run showed an increase in gold recovery during the first six hours, however, at the end of the run, gold recovery decreased from 42.1 to 15.4%. The recovery of 15.4% calculated from the tailings assay is in good agreement with the recovery calculated from the gold in resin assay (16.1%). It is generally assumed that oxygen reduction is slow and that a catalyst is needed to obtain acceptable kinetics. The results above show that in the presence of activated carbon,
- 13 048166 для выщелачивания золота с приемлемой скоростью выщелачивания медь не является необходимой.- 13 048166 for gold leaching at an acceptable leaching rate, copper is not necessary.
Исследовано влияние активированного угля на тиосульфатное выщелачивание золота. Показано, что мелкодисперсный активированный уголь увеличивает извлечение золота и его кинетику растворения в системе выщелачивания тиосульфатом кальция. Предполагается, что уголь и золото образуют гальваническую пару, при этом дополнительная площадь, обеспеченная активированным углем, увеличивает восстановление кислорода, увеличивая, таким образом, электрохимическое окисление золота. В присутствии мелкодисперсного угля добавление ионов меди не влияет ни на извлечение золота ни на скорость его растворения; также возможно понизить температуру выщелачивания с 50 до 30 градусов по Цельсию и тем не менее получить высокое извлечение золота. Для уменьшения потери угля в хвостах, вместо мелкодисперсного угля может использоваться крупнодисперсный уголь. Разрушение тиосульфата было в пределах 2,11 кг/т, при этом основными продуктами разрушения были тритионат и тетратионат.The effect of activated carbon on the thiosulfate leaching of gold is investigated. Fine activated carbon is shown to enhance gold recovery and its dissolution kinetics in a calcium thiosulfate leaching system. Carbon and gold are assumed to form a galvanic couple, with the additional area provided by the activated carbon increasing oxygen recovery, thus enhancing the electrochemical oxidation of gold. In the presence of fine carbon, the addition of copper ions does not affect either gold recovery or its dissolution rate; it is also possible to lower the leaching temperature from 50 to 30 degrees Celsius and still obtain high gold recovery. Coarse carbon can be used instead of fine carbon to reduce carbon loss in tailings. Thiosulfate destruction was in the range of 2.11 kg/t, with trithionate and tetrathionate being the main destruction products.
Настоящие результаты делают использование активированного угля в качестве катализатора при тиосульфатном выщелачивании золота привлекательной технологической альтернативой в ситуациях, когда использование цианида невозможно. Этот процесс, однако, будет ограничен реакторами с перемешиванием/псевдоожиженным слоем, и не может применяться для кучного выщелачивания.The present results make the use of activated carbon as a catalyst in thiosulfate leaching of gold an attractive process alternative in situations where cyanide cannot be used. This process, however, will be limited to stirred/fluidized bed reactors and cannot be applied to heap leaching.
Может использоваться множество вариантов и модификаций изобретения. Можно осуществлять некоторые признаки изобретения, не осуществляя другие.Many variations and modifications of the invention may be used. It is possible to implement some features of the invention without implementing others.
Например, в одном альтернативном варианте, порошковый активированный уголь добавляется к пульпе, содержащей тиосульфат, материал, содержащий драгоценный металл, и окислитель, во время выщелачивания драгоценного металла.For example, in one alternative embodiment, powdered activated carbon is added to a slurry containing thiosulfate, a precious metal containing material, and an oxidizing agent during precious metal leaching.
В другом альтернативном варианте, сначала материал, содержащий драгоценный металл, подвергается предварительной обработке согласно US 10,161,016, после чего уголь удаляется и добавляется тиосульфат и мелкодисперсный углеродный материал. На необязательной стадии предварительной обработки (не показан на фиг. 1), осуществляемой до выщелачивания, материал, содержащий драгоценный металл, смешивается с углеродным материалом и водой с образованием пульпы и, после предварительной обработки, пульпа контактирует с тиосульфатным выщелачивателем. Соответственно, предварительная обработка обычно осуществляется при практическом отсутствии тиосульфатного выщелачивателя. Как правило, пульпа для предварительной обработки содержит не более чем около 0,02 М, чаще не более чем 0,01 М, и еще чаще не более чем 0,005 М тиосульфата. Подходящие условия реакции во время необязательной предварительной обработки могут обеспечить относительно высокую кинетику выщелачивания. Обычно, процесс предварительной обработки проводится при атмосферном давлении и температуре, хотя использование более высокой рабочей температуры (например, обычно около 25 или выше, чаще около 35°С или выше и еще чаще около 50°С или выше, и в некоторых вариантах обычно в интервале от около 25 до около 65°С) может обеспечить увеличение кинетики реакции. рН пульпы обычно составляет около рН 7 или выше, чаще около рН 8 или выше, и еще чаще рН 9 или выше. Окислительновосстановительный потенциал (ORP) пульпы обычно выше, чем около 100 мВ, еще чаще выше, чем около 200 мВ, и обычно ниже, чем около 750 мВ, и чаще ниже, чем около 500 мВ (электрод Ag/AgCl). Скорость барботирования окислителя (например, молекулярного кислорода) через пульпу во время извлечения драгоценного металла обычно находится в интервале от около 0,05 до около 5, и чаще от около 0,10 до около 2,5 л О2/л пульпы/мин. Время выдержки пульпы в смесительном чане обычно находится в интервале от более чем около 1 часа до около 24 часов, в зависимости от температуры, концентрации растворенного кислорода в растворе и типа руды. Обычно плотность пульпы находится в интервале от около 20 до около 50 вес.% твердой фазы, но может быть низкой, такой как около 1%, или высокой, такой как около 60%. Обычно содержание твердой фазы в пульпе находится в интервале от около 20 до около 30 вес.%. По существу, условия обработки, в частности время и температура процесса выщелачивания, количество углеродного материала и скорость добавления кислорода, регулируются для оптимизации извлечения драгоценного металла. Этот вариант может потребовать меньшего расхода мелкодисперсного угля для получения относительно высокого извлечения драгоценного металла.In another alternative embodiment, the precious metal-containing material is first pretreated in accordance with US 10,161,016, after which the carbon is removed and thiosulfate and finely divided carbonaceous material are added. In an optional pretreatment step (not shown in Fig. 1), carried out prior to leaching, the precious metal-containing material is mixed with the carbonaceous material and water to form a slurry and, after the pretreatment, the slurry is contacted with a thiosulfate lixiviant. Accordingly, the pretreatment is usually carried out in the substantial absence of a thiosulfate lixiviant. Typically, the pretreatment slurry contains no more than about 0.02 M, more typically no more than 0.01 M, and still more typically no more than 0.005 M thiosulfate. Suitable reaction conditions during the optional pretreatment can provide relatively high leaching kinetics. Typically, the pretreatment process is conducted at atmospheric pressure and temperature, although the use of a higher operating temperature (e.g., typically about 25 or higher, more typically about 35°C or higher, and more typically about 50°C or higher, and in some embodiments typically in the range of about 25 to about 65°C) may provide increased reaction kinetics. The pH of the pulp is typically about pH 7 or higher, more typically about pH 8 or higher, and more typically pH 9 or higher. The oxidation reduction potential (ORP) of the pulp is typically greater than about 100 mV, more typically greater than about 200 mV, and typically less than about 750 mV, and more typically less than about 500 mV (Ag/AgCl electrode). The rate of bubbling of the oxidizing agent (e.g., molecular oxygen) through the pulp during precious metal recovery is typically in the range of about 0.05 to about 5, and more typically about 0.10 to about 2.5 L O 2 /L pulp/min. The residence time of the pulp in the mixing tank is typically in the range of from more than about 1 hour to about 24 hours, depending on the temperature, the concentration of dissolved oxygen in the solution, and the type of ore. Typically, the pulp density is in the range of from about 20 to about 50 wt.% solids, but may be as low as about 1% or as high as about 60%. Typically, the solids content of the pulp is in the range of from about 20 to about 30 wt.%. As such, the processing conditions, in particular the time and temperature of the leaching process, the amount of carbon material, and the rate of oxygen addition, are adjusted to optimize the recovery of the precious metal. This option may require lower fine carbon consumption to achieve relatively high precious metal recovery.
В другом варианте, во время тиосульфатного выщелачивания в дополнение к ионообменной смоле (которая имеет большее сродство к растворенному драгоценному металлу, чем к углеродному материалу) добавляется крупнодисперсный углеродный материал, затем после стадии выщелачивания и перед удалением осадка в хвосты углеродный материал удаляют, например с помощью просеивания. Крупнодисперсный углеродный материал имеет размер P80 по меньшей мере около 80 меш (0,177 мм), чаще по меньшей мере около 50 меш (0,297 мм). Обычно, крупнодисперсный углеродный материал включает, например, гранулированный активированный уголь, экструдированный активированный уголь и активированный уголь в виде шариков.In another embodiment, during the thiosulfate leaching, in addition to the ion exchange resin (which has a greater affinity for the dissolved precious metal than for the carbon material), a coarse carbon material is added, then after the leaching step and before the sediment is removed to the tailings, the carbon material is removed, for example, by screening. The coarse carbon material has a P 80 size of at least about 80 mesh (0.177 mm), more often at least about 50 mesh (0.297 mm). Typically, the coarse carbon material includes, for example, granular activated carbon, extruded activated carbon and activated carbon in the form of beads.
Настоящее изобретение в различных вариантах, конфигурациях или аспектах включает компоненты, способы, процессы, системы и/или устройства, в основном изображенные и описанные в настоящем описании, включая различные варианты, конфигурации, аспекты, субкомбинации и подгруппы настоящего изобретения. После ознакомления с настоящим изобретением специалисты в данной области поймут, как осуществить и использовать настоящее изобретение. Настоящее изобретение в различных вариThe present invention in its various embodiments, configurations, or aspects includes the components, methods, processes, systems, and/or devices generally depicted and described herein, including various embodiments, configurations, aspects, subcombinations, and subgroups of the present invention. Upon review of the present invention, those skilled in the art will understand how to make and use the present invention. The present invention in its various variations
- 14 048166 антах, конфигурациях и аспектах включает обеспечение устройств и процессов, в которых отсутствуют элементы, не изображенные и/или не описанные в настоящем изобретении или в различных вариантах, конфигурациях или аспектах, включая отсутствие таких элементов, которые могли быть использованы в предыдущих устройствах или процессах, например, для улучшения производительности, достижения простоты и\или снижения стоимости реализации.- 14 048166 embodiments, configurations and aspects include the provision of devices and processes that lack elements not shown and/or described in the present invention or in various embodiments, configurations or aspects, including the absence of such elements that could be used in previous devices or processes, for example, to improve performance, achieve simplicity and/or reduce the cost of implementation.
Вышеизложенное обсуждение изобретения представлено с целью иллюстрации и описания. Вышеизложенное не ограничивает изобретение раскрытым в настоящем описании вариантом или вариантами. В вышеизложенном подробном описании, например, различные признаки изобретения сгруппированы вместе в одном или нескольких вариантах, конфигурациях или аспектах, чтобы упростить раскрытие изобретения. Признаки вариантов, конфигураций или аспектов изобретения могут быть скомбинированы в альтернативные варианты, конфигурации или аспекты, отличающиеся от рассмотренных выше. Данный способ раскрытия не следует рассматривать как отражение идеи, что заявленное изобретение требует больше признаков, чем прямо указано в каждом пункте формулы. Скорее, как отражено в нижеследующей формуле изобретения, изобретательские аспекты включают меньшее количество признаков, чем все признаки одного раскрытого выше варианта, конфигурации или аспекта. Соответственно, в нижеизложенной формуле изобретения, включенной в настоящее подробное описание, каждый независимый пункт формулы изобретения является самостоятельным предпочтительным вариантом изобретения.The foregoing discussion of the invention is presented for purposes of illustration and description. The foregoing does not limit the invention to the embodiment or embodiments disclosed herein. In the foregoing detailed description, for example, various features of the invention are grouped together in one or more embodiments, configurations, or aspects in order to facilitate disclosure of the invention. Features of embodiments, configurations, or aspects of the invention may be combined into alternative embodiments, configurations, or aspects other than those discussed above. This manner of disclosure should not be construed as reflecting an idea that the claimed invention requires more features than are expressly recited in each claim. Rather, as reflected in the following claims, the inventive aspects include fewer features than all the features of a single embodiment, configuration, or aspect disclosed above. Accordingly, in the claims below, incorporated into this detailed description, each independent claim is an independent preferred embodiment of the invention.
Кроме того, хотя в описание изобретения включено описание одного или более вариантов, конфигураций или аспектов и некоторых вариаций и модификаций, другие вариации, комбинации и модификации находятся в пределах объема изобретения, например, как может быть понятно специалистам после ознакомления с настоящим изобретением. Предполагается получить права, которые включают альтернативные варианты, конфигурации или аспекты, в разрешенном объеме, включая альтернативные, взаимозаменяемые и/или эквивалентные заявленным структуры, функции, диапазоны или стадии, независимо от того, раскрыты ли такие альтернативные, взаимозаменяемые и/или эквивалентные структуры, функции, диапазоны или стадии в настоящем описании, и без намерения публично раскрыть какой-либо патентоспособный объект изобретения.Furthermore, although the description of one or more variants, configurations or aspects and some variations and modifications are included in the description of the invention, other variations, combinations and modifications are within the scope of the invention, for example, as may be understood by those skilled in the art after reading the present invention. It is intended to obtain rights that include alternative variants, configurations or aspects, to the permitted extent, including alternative, interchangeable and/or equivalent structures, functions, ranges or steps to the claimed ones, regardless of whether such alternative, interchangeable and/or equivalent structures, functions, ranges or steps are disclosed in the present description, and without the intention to publicly disclose any patentable subject matter of the invention.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62/794,887 | 2019-01-21 | ||
| US62/819,005 | 2019-03-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA048166B1 true EA048166B1 (en) | 2024-10-30 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12065714B2 (en) | Method for carbon-catalysed thiosulfate leaching of gold-bearing materials | |
| US6660059B2 (en) | Method for thiosulfate leaching of precious metal-containing materials | |
| US6344068B1 (en) | Process for recovering gold from thiosulfate leach solutions and slurries with ion exchange resin | |
| US11401580B2 (en) | Method for pre-treatment of gold-bearing oxide ores | |
| AU2001274393A1 (en) | Method for thiosulfate leaching of precious metal-containing materials | |
| EP3004406B1 (en) | Method for arsenic oxidation and removal from process and waste solutions | |
| Olvera et al. | Effect of activated carbon on the thiosulfate leaching of gold | |
| EP4143354A1 (en) | Methods for recovering a precious metal from refractory ores by near-ambient alkaline pre-oxidation and complexation | |
| EA048166B1 (en) | METHOD OF CARBON-CATALYSED THIOSULPHATE LEACHING OF GOLD-BEARING MATERIALS | |
| Ben | Optimizing the Extraction Conditions of Gold in AuCN Solution A Refinery Overview of the Gold Processing Plant of Porgera Gold | |
| WO2024232764A1 (en) | Process for recovering metal from feedstocks |