Технология повышения качества золотосодержащего сырья, отправляемого на аффинажные заводы

Проблема качества золотосодержащего сырья, которое предприятия-поставщики отправляют на аффинажные заводы, весьма актуальна. Конечной продукцией большинства золотодобывающих предприятий является золото лигатурное, к которому аффинажные заводы предъявляют весьма жесткие требования. Оно должно соответствовать ТУ–117-2-7-75. В табл. 1 представлены технические требования на золото лигатурное.

Чем больше примесей содержится в золотосодержащем сырье, тем с большим количеством проблем сталкиваются как предприятия-поставщики, так и аффинажные заводы.

Проблема 1. От качества сырья существенно зависит стоимость аффинажных услуг

Чем ниже содержание золота в материале, тем больше стоимость аффинажа. Так, при массовой доле золота ниже 30–40 % стоимость повышается в два раза (в среднем по аффинажным заводам — с 3 руб./г до 7 руб./г аффинированного золота). Извлечение золота из сырья также зависит от качества материала. При переработке низкокачественного лигатурного золота извлечение снижается на 0,15 %. Если в перерабатываемом сырье присутствует повышенное количество примесей, таких как свинец, ртуть, то стоимость аффинажных услуг дополнительно возрастает, в некоторых случаях на 50–100 %. Все это приводит к значительным затратам предприятий, поставляющих золотосодержащее сырье на аффинаж.

Проблема 2. Производство приемной плавки на аффинажном заводе

Для определения содержания благородных металлов в поступающем сырье многие аффинажные заводы производят приемную плавку. Ее сущность заключается в том, что золотосодержащее сырье с флюсами загружают в плавильные печи. Металл плавят до получения жидкотекучих шлаков, образующихся на поверхности расплава. После окончания газовыделения, полного расплавления материала и достижения температуры 1100–1150 °С расплав разливают в слитки. Отбор проб производят методом пересечения струи в начале, середине и конце выпуска металла из ванны печи. Трудности, с которыми сталкиваются аффинажные заводы при приемной плавке золота лигатурного с низким содержанием благородных металлов, заключаются в том, что в процессе плавки образуется промежуточная (между шлаком и сплавом) сульфидная фаза (штейн). Массовая доля золота в штейне может составлять 2–5 %, поэтому получение штейна влечет за собой дополнительные работы по переплавке материала, с разделением тугоплавкой и легкоплавкой части и отдельным переопробованием. Все это увеличивает себестоимость работ по аффинажу.

Проблема 3. Возникновение аффинажной разницы

В некоторых случаях возникают расхождения в данных предприятия-поставщика и аффинажных заводов по количеству химически чистого драгоценного металла в партии сырья более установленного норматива, оговоренного в договорах на переработку. Разрешение данных споров производится путем проведения арбитражного анализа контрольных проб. Арбитражный анализ выполняется по согласованию сторон в аналитических лабораториях, имеющих соответственную аккредитацию и аттестованных на проведение данных видов работ. Проведение арбитражного анализа увеличивает затраты предприятий, а также задерживает сроки отгрузки готовой продукции.

Проблема 4. Представительное опробование у предприятия-производителя

Проблема представительного опробования золота лигатурного на золотодобывающих предприятиях стоит весьма остро. Чем ниже массовая доля благородных металлов в золоте лигатурном, тем более тщательными должны быть пробоотбор и пробоподготовка проб к анализу. При расхождении результатов параллельного определения содержания благородных металлов в пробе многие существующие методики рекомендуют выяснять причины этого расхождения, но не указывают, где и каким образом. Все это ложится на плечи золотодобывающих предприятий и заставляет их пользоваться услугами консалтинговых фирм или научно-исследовательских институтов, но зачастую проблемы так и остаются до конца не разрешенными.

В целях исключения подобных проблем золотодобывающие предприятия занимаются поиском решений по приведению катодных осадков золота и золота лигатурного в соответствии с ТУ, а также разработкой технологии извлечения примесей из золотосодержащего сырья. Данная технология должна соответствовать следующим требованиям:

1) затраты на производство должны быть минимальными;

2) данная технология должна максимально удалять примеси из золотосодержащего сырья.

Одним из способов получения золота лигатурного с минимальным количеством примесей является обработка катодных осадков растворами кислот перед поступлением на плавку. Удаление таких примесей как медь, цинк, свинец, железо, идет весьма интенсивно; масса катодных осадков снижается весьма значительно, что способствует сокращению количества плавок, экономии флюсов, электроэнергии. В случае, если основной примесью в катодных осадках является медь, то растворы после кислотной обработки можно использовать в качестве исходных для получения цементационной меди на железную стружку, затем эту медь реализовывать на медеплавильные заводы. Данная технология не требует значительных капитальных вложений и может способствовать получению экономической прибыли для золотодобывающих предприятий.

Эта методика была исследована на одном из предприятий в Амурской области. Катодные осадки, получаемые на предприятии, содержат большое количество примесей. Состав осадков представлен в табл. 2.

Для повышения качества катодных осадков представлена технология их обработки соляной кислотой для перевода в раствор основных примесей, таких как Cu, Pb, Zn, Fe. Параметры проведения: концентрация HСl в растворе — 371 г/дм³, отношение Ж:Т = 3:1, время выщелачивания — 2 ч.

Состав катодного осадка после его обработки соляной кислотой представлен в табл. 3.

Извлечение примесей в раствор представлено в табл. 4.

Химический состав раствора представлен в табл. 5.

Цементацию меди из раствора проводили железной стружкой, которая является отходами ремонтно-механического цеха предприятия. В раствор добавляли стружку после прекращения осаждения меди, что определяли визуально, и раствор анализировали на содержание цветной группы; состав цементационной меди определяли расчетным путем. В табл. 6 представлен химический состав растворов после цементации.

В табл. 7 представлен состав цементационной меди.

Таблица 1. Технические требования на золото лигатурное

Таблица 2. Состав исходного катодного осадка (г/т)

Таблица 3. Состав катодного осадка после обработки соляной кислотой (г/т)

Таблица 4. Извлечение примесей в раствор (%)

Таблица 5. Химический состав растворов после обработки катодного осадка растворами соляной кислоты (мг/л)

Таблица 6. Химический состав растворов после цементации (мг/л)

Таблица 7. Химический состав цементационной меди (%)

Выводы:

1. Выщелачивание катодного осадка растворами соляной кислоты существенно снизило содержание металлов-примесей. По результатам анализов, жидкую фазу кислотной обработки из исходного катодного осадка извлечено: меди — 71,60 %; цинка — 83,04 %; свинца — 97,27 %, железа — 48,89 % (см. табл. 4).

2. Общее содержание благородных металлов в твердом продукте после кислотного выщелачивания повысилось до 543072 г/т против 336500 г/т в исходном катодном осадке, т.е. возросло на 61,39 %.

3. При плавке катодного осадка после обработки соляной кислотой можно получить золото лигатурное с содержание благородных металлов более 60 %.

4. Расходы на аффинажные услуги заметно сокращаются, т.к. возросло содержание золота.

5. При увеличении содержания золота и серебра в катодном осадке и слитках золота лигатурного вероятность возникновения расхождений между предприятием и поставщиком значительно уменьшается.

6. Растворы после выщелачивания могут быть использованы для получения цементационной меди с содержанием 95 %.

7. Цементационная медь может быть реализована на медеплавильные заводы, что принесет предприятию дополнительную прибыль.

8. Технология обработки катодных осадков растворами соляной кислоты не требует значительных затрат на производство работ.