[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Laugung von Gold und Silber aus Erzen, Erzkonzentraten
und Bergematerial aus früheren unvollständigen Laugungen durch Mahlen des zu laugenden
Materials in Gegenwart einer cyanidischen Laugungslösung, welche einen pH-Wert von
8 bis 13 aufweist und eine Peroxoverbindung enthält.
[0002] Die Laugung von Cyanokomplexe bildenden Edelmetallen, insbesondere Gold und Silber,
aus Erzen, Erzkonzentraten und anderen teilchenförmigen Materialien, wie beispielsweise
Bergematerial aus früheren unvollständigen Laugungen, unter Verwendung einer cyanidhaltigen
alkalischen Laugungslösung und eines Oxidationsmittels ist lange bekannt und wird
seit über hundert Jahren bereits im betriebstechnischen Maßstab angewandt.
[0003] Bei der sogenannten Haufenlaugung wird das auf 10 bis 50 mm vorgebrochene Erz aufgehaldet
und mit einer wäßrigen Cyanidlösung berieselt; als Oxidationsmittel dient üblicherweise
Luftsauerstoff, jedoch können auch Peroxoverbindungen dem Erzhaufen oder der Laugungslösung
zugesetzt werden - DE-PS 38 30 703, DE-Patentanmeldung P 40 17 899.4, GB-A 2219474.
[0004] Bei der sogenannten Rührlaugung wird feingemahlenes Erz in Tanks oder anderen Behältern
gelaugt. Die Goldausbringungsrate ist hier höher als bei der Haufenlaugung, allerdings
ist auch der Verfahrensaufwand bedeutend höher. Die Rührlaugung erfordert eine durchschnittliche
Aufmahlung des zu laugenden Erzes auf weniger als 100 µm; meist wird ein Mahlgrad
gefordert, wonach mindestens 80 % des Mahlguts kleiner 45 µm ist.
[0005] Zur Aufmahlung des Erzes werden bekannte diskontinuierlich und kontinuierlich arbeitende
Naßmühlen, insbesondere Kugelmühlen und Stabmühlen, verwendet. Die Aufmahlung erfolgt
in einer, meistens aber in zwei oder mehr Stufen, wobei das Überkorn jeweils rezykliert
wird. Die erhaltene Trübe aus dem aufgemahlenen Erz und im allgemeinen Wasser wird
mit Cyanid und ggf. weiteren Laugungschemikalien versetzt und dann den Laugungstanks
zugeführt.
[0006] Bei der Rührlaugung beträgt die Laugungsdauer bei Begasung mit Luft meist 15 bis
30 Stunden, sie konnte aber durch Verwendung von Peroxoverbindungen, wie Wasserstoffperoxid,
Calciumperoxid oder Peroxoboraten, anstelle oder in Ergänzung zur Luftbegasung wesentlich
verkürzt werden - DE-PS 36 37 082, DE-PS 38 30 703, DE-Patentanmeldung P 40 17 899.4.
[0007] Seit einiger Zeit verwenden einige Minen die sogenannte "Cyanidation-in-mill"-Technik.
Bei dieser Laugungsmethode wird das Cyanid vor oder während des Mahlens zugesetzt
und die Verweilzeit des Erzes in der Mühle verwendet, um die Laugungszeit in den Tanks
einer Rührlaugung zu verkürzen. Während bei völlig durchoxidierten Erzen passable
Laugungsergebnisse bereits in der Mühle erzielt werden können, eignete sich diese
Methode zunächst kaum zur Laugung sulfidischer Erze, weil hier in der Mühle reduktive
Bedingungen vorherrschen und kein oder zu wenig Sauerstoff für die Laugung verfügbar
ist. Um auch sulfidhaltige Erze der "Cyanidation-in-mill"-Technik besser zugänglich
zu machen, wurden von verschiedenen Minen auch Oxidationsmittel eingesetzt: Während
mit reinem Sauerstoff keine Verbesserung möglich war, konnte durch Verwendung von
Wasserstoffperoxid die Goldausbeute in der Mühle gesteigert und der NaCN-Verbrauch
reduziert werden -CA 102(14): 117216r (Smith, M.E. et. al. in Proc. SME Fall Meeting
1983, 41, 43-49, ed. Hiskey, J. Brent. Soc. Min. Eng. AIME : Littleton, Colo).
[0008] Aufgabe der Erfindung ist, die "Cyanidation-in-mill"-Technik dahingehend zu verbessern,
daß eine gegenüber der Verwendung von Wasserstoffperoxid noch höhere Goldausbeute
erzielt werden kann. Es sollte damit möglich werden, nicht nur die gesamte Laugungsdauer
- Zeitaufwand für die Mahlung und die nachfolgende Rührlaugung - bei hoher Goldausbeute
weiter zu verkürzen, sondern nach Möglichkeit sogar auf die Rührlaugung zu verzichten.
[0009] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Laugung von Gold und Silber aus Erzen,
Erzkonzentraten und Bergematerial durch Mahlen des zu laugenden Materials in Gegenwart
einer cyanidischen Laugungslösung, welche einen pH-Wert von 8 bis 13 aufweist und
eine Peroxoverbindung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß als Peroxoverbindung mindestens
eine Peroxoboratverbindung anwesend ist.
[0010] Für das erfindungsgemäße Verfahren ist wesentlich, daß eine wirksame Menge Peroxoborat
in gelöster und/oder feinst verteilter Form anwesend ist. Die erforderliche Gesamtmenge
an Peroxoborat kann bereits zu Beginn der Laugung in der Mühle anwesend sein, oder
das Peroxoborat wird während der Laugung in einer oder mehreren Portionen, beispielsweise
vor jeder Mahlstufe eines mehrstufigen Mahlverfahrens, zugesetzt oder aus einem zugesetzten
Borat und Wasserstoffperoxid in-situ gebildet. Die Zugabe eines Peroxoborats wird
gegenüber der in-situ-Bildung in der Laugungstrübe bevorzugt. Das Peroxoborat kann
pulverförmig, als wäßrige Lösung oder Suspension dem zu laugenden Material, der cyanidischen
Laugungslösungs oder der Laugungstrübe zugesetzt werden.
[0011] Die wirksame Menge Peroxoborat, welche stark von dem zu laugenden Material abhängt,
läßt sich anhand orientierender Versuche leicht ermitteln. Pro t des zu laugenden
Materials werden im allgemeinen 1 bis 100 Äquivalente Peroxoborat, berechnet als BO₃-,
ausreichend sein. Vorzugsweise liegt der Bedarf zwischen 10 und 60 Äquivalenten Peroxoborat.
Als Aktivsauerstoffverbindung spalten Peroxoborate bzw. das durch Hydrolyse entstehende
Wasserstoffperoxid Sauerstoff ab; der Sauerstoff, das Wasserstoffperoxid sowie das
Peroxoborat können als Oxidationsmittel in den Laugungsprozeß eingreifen.
[0012] Als Peroxoborate, hierunter werden auch deren Hydrate verstanden, kommen solche der
Alkali- und Erdalkalimetalle infrage, prinzipiell aber auch Peroxoborate von anderen
Metallen, wie z. B. Zink. Besonders vorteilhaft lassen sich die im Handel erhältlichen
Peroxoborate, nämlich das sogenannte Natriumperboratmono- und -tetrahydrat sowie Calciumperborat,
verwenden. Einsetzbar sind auch sogenannte superoxidierte Peroxoborate, wie sie aus
der DE-OS 28 11 554 und DE-OS 35 05 158 bekannt wurden.
[0013] Wie bei der Haufen- und Rührlaugung wird auch die Laugung in der Mühle bei einem
pH-Wert von 8 bis 13, vorzugsweise 9 bis 12, durchgeführt. Die pH-Einstellung erfolgt
in an sich bekannter Weise mittels Alkalien, wie insbesondere Kalkmilch und Natronlauge.
Während des Mahlprozesses kann es zweckmäßig sein, eine pH-Anpassung auf als optimal
erkannte Werte vorzunehmen.
[0014] Der Cyanidgehalt, berechnet als CN, in der Laugungslösung wird üblicherweise zwischen
0,005 und 2,5 Gew.-% liegen. Bevorzugt werden Cyanidgehalte zwischen 0,02 und 0,2
Gew.-%. Cyanid wird als Alkalicyanid, insbesondere Natriumcyanid, oder als Calciumcyanid,
etwa in Form der sogenannten "black cyanide" eingesetzt. Das Cyanid kann in fester
oder gelöster Form einer wäßrigen Trübe, welche das zu laugende Material enthält,
zugesetzt werden, oder eine cyanidhaltige Laugungslösung wird direkt zur Herstellung
der Laugungstrübe eingesetzt.
[0015] Zur erfindungsgemäßen Laugung kommen bekannte Naßmahlaggregate infrage; Kugelmühlen
und Stabmühlen werden bevorzugt. Die Mahldauer richtet sich nach dem zu laugenden
Material und gewünschten Extraktionsgrad. Üblicherweise wird zwischen 15 Minuten und
2 Stunden gemahlen. Die Feststoffkonzentration der Laugungstrübe während der Mahlung
kann sich in weiten Bereichen bewegen, üblicherweise zwischen 25 und 60 Gew.-%. Der
Mahlgrad bewegt sich im Bereich, wie er für die Rührlaugung üblich ist.
[0016] Nach beendeter Mahlung kann die Laugungstrübe, soweit erforderlich, einer Rührlaugung
oder Drucklaugung zugeführt werden, um den Extraktionsgrad weiter zu erhöhen. Ansonsten
werden die in der Laugungstrübe in gelöster Form vorliegenden Edelmetallcyanokomplexe
mittels bekannter Prozeßstufen - beispielhaft genannt seien der Carbon-in-Pulp (CIP)-
und Resin-in-Pulp (RIP)-Prozeß sowie der Merrill-Crowe-Prozeß - zur weiteren Edelmetallgewinnung
abgetrennt.
[0017] Während bei Verwendung von Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel bei der Laugung
in der Mühle eine ähnliche Extraktionskinetik wie bei der Rührlaugung gemäß DE-PS
36 37 082 beobachtet wurde, verläuft die Extraktion bei Verwendung der äquivalenten
Menge eines Peroxoborats überraschenderweise beschleunigt. Bei gegebener Laugungsdauer
wird dadurch die Goldausbeute gesteigert. Teilweise erübrigt sich damit eine sich
an die Laugung in der Mühle anschließende Rührlaugung. Aus der Verwendung von Peroxoborat
resultiert zudem eine Verminderung des Cyanidverbrauchs. Durch die genannten Faktoren
wird die Wirtschaftlichkeit der Laugung von Gold und Silber aus Erzen, Erzkonzentraten
und Bergematerial aus früheren unvollständigen Laugungen, etwa Haufenlaugungen, gesteigert.
[0018] Die Vorteile des Peroxoborats sind umso überraschender, als sich andere Peroxoverbindungen,
darunter Calciumperoxid, Natriumpercarbonat und Ammoniumperoxodisulfat, bezüglich
der Goldausbeute als gegenüber Wasserstoffperoxid weniger wirksam erwiesen.
[0019] Aus den nachfolgenden Beispielen folgt die überragende Wirkung von Peroxoboraten
bei der Laugung in der Mühle gegenüber anderen Peroxoverbindungen.
Beispiele
[0020] Eingesetzt wurde bei allen Versuchen ein sulfidhaltiges Erz, der sogenannte "mill
feed" der Vumbachikwe Mine, Zimbabwe. Mit diesem Erz kann das cyanidisch laugbare
Gold, 80 - 85 % des Goldgehalts, bei Anwendung von Wasserstoffperoxid gemäß DE-PS
36 37 082 in 4 bis 6 Stunden extrahiert werden.
[0021] Die Laugungsversuche mit der "Cyanidation-in-mill"-Technik wurden in einer Stabmühle
aus Edelstahl mit einem Gesamtvolumen von 4.5 1 durchgeführt. Als Mahlkörper wurden
12 Edelstahlstäbe (18.2 cm lang, 2,5 cm Durchmesser) verwendet, die damit 24 % des
Mühlenvolumens ausfüllten. Die Mahlungen wurden jeweils mit 400 g Erz und 600 g Wasser
(40 % Feststoff) durchgeführt. Das Volumen der entstehenden Erzaufschlämmung füllt
weitere 16 % der Mühle aus, so daß man auf eine Gesamtbefüllung der Mühle von 40 %
kommt.
[0022] Weitere Laugungsparameter sind:
NaCN-Zugabe: |
0,5 kg/t Erz |
CaO-Zugabe: |
1,25 kg/t Erz |
Mahldauer: |
1 h |
Mahlgeschwindigkeit: |
60 U/min. |
pH am Ende der Mahlung: |
11,5 - 12.0 |
[0023] Die verschiedenen Oxidationsmittel sowie der Kalk wurden zu Beginn der Mahlung in
die Mühle eingetragen. Nach Beendigung der Mahlung wurden die Goldausbeute - gelaugtes
Gold, bezogen auf den Gesamt-Au-Gehalt des Erzes -, der O₂-Gehalt (ppm) in der Laugungslösung
- bestimmt mittels einer O₂-Elektrode - und der Cyanidverbrauch (kg/t Erz) - eingesetztes
Cyanid abzüglich Restcyanid - bestimmt.
[0024] Die Ergebnisse der erfindungsgemäßen Beispiele E 1 bis E 5 sowie jene der Vergleichsbeispiele
V 1 bis V 7 sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen. Es zeigt sich hieraus die
überlegene Wirkung von zugesetzten Perboraten (E 1 bis E 4); in-situ gebildetes Natriumperborat
(E 5) führt zwar zur etwa gleichen Goldausbeute wie H₂O₂, jedoch konnte der NaCN-Verbrauch
abgesenkt werden.

1. Verfahren zur Laugung von Gold und Silber aus Erzen, Erzkonzentraten und Bergematerial
aus früheren unvollständigen Laugungen durch Mahlen des zu laugenden Materials in
Gegenwart einer cyanidischen Laugungslösung, welche einen pH-Wert von 8 bis 13 aufweist
und eine Peroxoverbindung enthält,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Peroxoverbindung mindestens eine Peroxoboratverbindung anwesend ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laugungslösung ein Alkali- und/oder Erdalkaliperoxoborat in gelöster und/oder
ungelöster Form enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß man zu Beginn und/oder während der Mahlung der Trübe aus dem zu laugenden Material
und der Laugungslösung ein pulverförmiges Peroxoborat in einer wirksamen Menge zugibt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß man pro t des zu laugenden Materials 1 bis 100, vorzugsweise 10 bis 60, Äquivalente
Peroxoborat, berechnet als BO₃-, einsetzt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Laugungslösung einen pH-Wert von 9 bis 12 aufweist und 0,02 bis 0,2 Gew.-%
Cyanid, berechnet als CN, enthält.