О новых растворителях золота производства КНР, альтернативных цианиду натрия

В настоящее время в ряде стран применение цианида натрия для извлечения золота запрещено законодательно. Поэтому во всем мире интенсивно ведутся разработки недорогих, так называемых «зеленых» технологий, т. е. экологически чистых и не загрязняющих окружающую среду.

Дискуссия по применению нецианистых растворителей для выщелачивания золота из руд началась со статьи «Опыт применения в Китае нецианистого реагента Flotent Gold SC 570 для выщелачивания золота из руд» (авторы: Барченков В. В., Кудияров Н. Ю., «Зoлотодобыча», № 214, сентябрь, 2016). В продолжение дискуссии в следующем номере журнала (№ 215, октябрь 2016) был опубликован обзор «Новые нецианистые реагенты для выщелачивания золота производства КНР» (автор: С. С.  Верхозин).

В продолжение темы о нецианистых растворителях приводим некоторые результаты исследований, выполненные в АО «Иргиредмет» в 2015–2016 гг.

Всего испытаны четыре реагента для выщелачивания золота разных фирм-производителей (КНР). В данной статье приведены результаты исследований реагента марки Goldix 570 (производитель — компания «Shenyang Florrea Chemicals Co., Ltd.»), который упоминался в обзоре. Реагент рекламируется как нецианистый, экологически безопасный, обеспечивающий высокую скорость выщелачивания (особенно при кучном выщелачивании) и высокое извлечение золота для ряда объектов, превышающее извлечение золота при цианировании.

Реагент представляет собой кусковой материал серого цвета (рис.). Методом сенсорного (органолептического) анализа установлено, что образец имеет специфический запах, характерный для цианистых соединений.

Для определения состава растворителя использованы следующие методы анализа: полуколичественный анализ на сканирующем электронном микроскопе TM 300; рентгенофлуорисцентный анализ; метод инфракрасной спектроскопии (сжигание в токе кислорода); ИК спектроскопия; дифрактометрический анализ с использованием дифрактометра XRD-6000; ультрафиолетовая спектроскопия; метод спектроскопии ЯМР 13С и 15N; методы химического анализа.

По совокупности проведенных исследований с использованием различных физико-химических методов реагент Goldix 570 может представлять собой композицию, преобладающими компонентами которой являются карбонат и хлорид натрия, цианид и цианат натрия.

Изучен химический состав растворов с концентрацией реагента 20 г/л (табл. 1). На основании химического состава раствора было рассчитано содержание неорганических составляющих в реагенте: карбонаты — 25,7 %, натрий — 39,5 %, цианид — 10–12 %, хлориды — 0,95 %, железо — 1,19 %, калий — 0,16 %, остальные металлы присутствуют на уровне следов. По компонентному (химическому) составу исследуемые реагенты представляют собой смесь относительно чистых натриевых солей.

Таблица 1. Химический состав раствора реагента с концентрацией 20 г/л

* расчетное значение от содержания CO₂

Содержание WAD цианидов (токсичная форма), определенных по пиридин-барбитуровому методу и перегонкой с уксусной кислотой (методика принята во многих зарубежных странах), фактически совпадает, что позволяет сделать заключение о наличии цианидной токсичности реагента. При растворении реагента в воде он является опасным для окружающей среды, т.к. содержит токсичный цианид (CN--ион) в количестве ~10 %.

Проведены исследования по выщелачиванию золота и серебра из руд и продуктов обогащения, химический состав которых представлен в табл. 2.

Таблица 2. Результаты химического анализа исследованных проб

Таблица 3. Результаты определения концентрации NaCN в растворе Goldiх 570 методом аргентометрического титрования

Таблица 4. Результаты выщелачивания руды пробы 1

При проведении экспериментов остаточную концентрацию NaCN (свободный) в растворе определяли методом аргентометрического титрования при использовании в качестве индикатора йодида калия. При исходной концентрации реагента Goldix 570 от 0,5 до 100 г/л рН растворов возрастает с 10,6 до 11,83, концентрация NaCN равна примерно 20–25 % от приготовленной концентрации реагента (табл. 3).

Результаты выщелачивания золота из руды пробы 1 (табл. 4) в зависимости от концентрации растворителя не показали преимуществ использования реагента Goldiх 570 в сравнении с цианидом натрия: получено практически одинаковое извлечение золота из руды, но при более высоком (в 2–3 раза) расходе реагента.

Таблица 5. Результаты выщелачивания золота и серебра из пробы руды 2

Таблица 6. Результаты по выщелачиванию золота из руды пробы 3

Таблица 7. Результаты по выщелачиванию Au и Ag из промпродукта, полученного при обогащении руды пробы 3

Для золото-серебряной руды пробы 2 (табл. 5), при концентрации реагента 1 г/л (аналогично цианиду натрия), содержание золота в кеке цианирования составило 0,21 г/т (близко к содержанию золота в кеках цианирования 0,15 г/т). Однако данной концентрации реагента недостаточно для приемлемого извлечения серебра, которое на 45 % ниже, чем при использовании для выщелачивания раствора цианида натрия. Практически близкое содержание серебра в кеках выщелачивания, соответственно 13,6 и 17,7 г/т, получено при концентрации NaCN  — 1 г/л, GoldiX 570 — 7,5 г/л.

Руда пробы 3 обладает сорбционной активностью по отношению к цианистому комплексу золота. Сравнение сорбционной активности руды при использовании в качестве растворителя цианид натрия и реагент Goldix 570 показало, что сорбционная активность руды составила 28–29 %, независимо от применяемого растворителя. Установлено (табл. 6), что содержание золота в кеке цианирования при концентрации NaCN 0,3–0,5 г/л составило 0,2–0,27 г/т. Для реагента Goldiх 570 получить содержание золота в кеке 0,2 г/т не удалось даже при повышении концентрации реагента до 1,5 г/л.

Промпродукт гравитации, полученный при обогащении руды пробы 3, не обладает сорбционной активностью. Результаты по выщелачиванию золота и серебра из промпродукта с использованием цианида натрия (табл. 7) показали, что при концентрации NaCN 1 г/л извлечение золота из промпродукта равно 95,43 % (содержание Au в кеке 1,67 г/т). При этом извлечение серебра составило 81,4 % (содержание Ag в кеке 2,77 г/т). Расход цианида натрия — 1,5 кг/т.

При аналогичной концентрации реагента Goldiх 570 (1 г/л) содержание золота в кеках составило 19,6 г/т и серебра 11,9 г/т, что значительно выше содержания металлов в кеках цианирования.

Практически одинаковое содержание золота и серебра в кеках выщелачивания получено при концентрации реагента Goldix 570, равной 2 г/л, что в 2 раза выше, чем концентрация цианида натрия.

Проведены исследования по определению формы нахождения золота в растворе реагента. Золото присутствует в виде цианистого комплекса Au(CN)2-, что подтверждено ИК спектрами ионообменной смолы АМ-2Б, насыщенной из искусственного золотосодержащего раствора растворителя.

При использовании в качестве растворителя реагента Goldix 570 может быть реализована технология сорбционного выщелачивания при использовании в качестве сорбента активного угля или анионообменной смолы АМ-2Б.

По составу жидкие фазы хвостов, полученные при выщелачивании руды пробы 1 с использованием нового растворителя и цианида натрия, практически одинаковые. Хвосты, полученные при выщелачивании благородных металлов альтернативным растворителем золота, должны быть обезврежены по стандартной технологии хлорирования.

Принимая во внимание, что в образце содержатся цианиды, но при этом не в преобладающем количестве, исследованный образец можно отнести к умеренно опасным (III класс токсичности/опасности химических веществ).

Выводы

- Проведенные исследования показали, что в составе нового реагента для выщелачивания золота Goldix 570, который заявляется фирмой-производителем как нецианистый, содержится цианид натрия.

- По результатам проведенных исследований при растворении реагента Goldix 570 в воде образуются цианистые соединения, которые и являются растворителями золота. Несмотря на то, что Goldix 570 ориентировочно отнесен к 3 классу опасности (умеренно токсичный), при работе с реагентом должны быть использованы все меры предосторожности, как и при работе с циансодержащими реагентами и растворами.

- Химический анализ водного раствора реагента Goldix 570 показал, что он содержит токсичный цианид, что свидетельствует об его экологической опасности для окружающей среды. Хвосты выщелачивания руды должны быть подвергнуты обезвреживанию с использованием известных методов, например, хлорирования.

- По результатам технологических исследований золотосодержащих и золото-серебряных руд и промпродукта гравитационного обогащения реагент Goldix 570 не показал преимуществ в сравнении с цианидом натрия ни по показателям извлечения золота, ни по скорости выщелачивания.