Оценка возможности селективной десорбции золота и урана из насыщенных ионитов

Цель – разработка двухстадийного метода селективной десорбции золота и урана из сильноосновных анионитов, насыщенных в сернокислых тиоцианатных растворах, при поиске альтернативных цианированию способов переработки золотоурановых руд. В проведенных исследованиях использовался сильноосновной макропористый анионит марки «D201» (КНР). Смолу после каждой стадии десорбции анализировали на содержание золота, урана и железа. Для определения концентрации золота в растворах использовали атомно-абсорбционный метод; наличие железа и урана в растворе подтверждали атомно-эмиссионным методом с индуктивно-связанной плазмой и масс-спектрометрией с индуктивно-связанной плазмой соответственно. В работе впервые проведена экспериментальная оценка эффективности использования щелочных и кислых элюентов в двухстадийной схеме селективной десорбции золота и урана. На первой стадии применялся сернокислый элюент, обеспечивающий практически полное удаление урана, железа и тиоцианата из смолы (>99 %) без сопутствующей десорбции золота. На второй стадии исследованы два подхода к десорбции золота: щелочной тиоцианатный и кислый тиомочевинный. Установлено, что щелочной тиоцианатный элюент характеризует ся крайне низкой эффективностью (извлечение золота не превышает 1,7 %). Это обусловлено высокой устойчивостью комплексов Au–SCN на функциональных группах анионита. Показано, что использование сернокислого раствора тиомочевины обеспечивает практически полную десорбцию золота (>99 %) с формированием высококонцентрированного золотосодержащего элюата при отсутствии урана в растворе. Предложенный подход позволяет получать раздельные концентрированные элюаты золота и урана без применения цианидов, что открывает перспективы его внедрения в гидрометаллургические схемы переработки комплексных золотоурановых руд и различных техногенных растворов.

1. Voiloshnikov G.I., Voiloshnikova N.S., Grigorieva I.I., Byvaltsev A.V. Sorption of gold by activated carbons from non-cyanide lixiviants and desorption of gold from loaded carbon. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2010;7:138-143. (In Russ.). EDN: NCGKJT.

2. Dementiev V.E., Voiloshnikov G.I., Fedorov Yu.O. JSC Irgiredmet developments on valuable constituents recovery from technogenic raw materials. Proceedings of the Tula State University. Earth Sciences. 2020;(4):417-427. (In Russ.). EDN: VTZAYV.

3. Polulyakhova N.N. Study of sorption kinetics on a synthesized ion exchange resin. Vestnik of Saint Petersburg university. Physics and Chemistry. 2010;2:71-78. (In Russ.). EDN: MVUZIN.

4. Mansurov Z.A., Supiyeva Zh.A., Eleuov M.A., Taurbekov A.T., Pavlenko V.V., Smagulova G.T. Experimental study of gold (III) ion electrochemical sorption/desorption regularities. Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy. 2021;27(2):4-13. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2021-2-4-13⁠. (In Russ.). EDN: VZXGXZ.

5. Aliyev I.A., Azizov A.A., Yaqubova U.I., Sadikhov N.M. A new type polymer sorbent for gold sorption from acid solutions. Biological and Chemical Research. 2016;3:35-43.

6. Mineev G.G., Vasiliev A.A., Nikitenko A.G. Heap leaching of gold ores. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2017;21(4):147-156. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/1814-3520-2017-4-147-156.⁠EDN: YLJJKB.

7. Shumilova L.V., Khatkova A.N., Razmakhin K.K., Prostakishin M.F. Cyanide-free gold extraction technology using methods of intensification of the leaching process. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(10-1):328- 344. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_101_0_328.⁠ (In Russ.). EDN: ORCCLC.

8. Shneerson Ya.M., Naboichenko S.S. Autoclave hydrometallurgy of non-ferrous metals. Ekaterinburg: Ural State Technical University – UPI; 2008, vol. 1, 375 p. (In Russ.).

9. Balikov S.V., Dementiev V.E., Mineev G.G. Smelting of gold-bearing concentrates. Irkutsk: Irgiredmet; 2002, 368 p. (In Russ.).

10. Nesterov Yu.V. Ion exchangers and ion exchange. Sorption technology for uranium and other metals recovery by in-situ leaching. Moscow: OAO «Atomredmetzoloto»; 2007, 480 p. (In Russ.).

11. Epiforov A.V., Shipnigov A.A., Sobennikov R.M. Eluents for uranium desorption from ion exchangers. In: Development prospects of hydrocarbon and mineral resources processing technology: Proceedings of the 12th All-Russian scientific and practical conference with international participation. 20–21 April 2022, Irkutsk. Irkutsk: Irkutsk National Research Technical University; 2022, p. 84–86. (In Russ.). EDN: XUQWNH.

12. Kholmogorov A.G., Pashkov G.L., Kononova O.N., Kononov Yu.S., Plekhanov V.P. Non-cyanide solvents for gold recovery from gold-bearing products. Chemistry for Sustainable Development. 2001;9(3):293-298. (In Russ.).

13. Krinitsyn D.O., Kononova O.N., Maznyak N.V., Krylov A.S., Kholmogorov A.G. Recovery of gold (I)thiocyanate complexes by some anion-exchangers. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2008;82(3):513-518. (In Russ.). EDN: IJKQER.

14. Azizitorghabeh A., Wang J., Ghahreman A., Ramsay J.A. A review of thiocyanate gold leaching – chemistry, thermodynamics, kinetics and processing. Minerals Engineering. 2021;160:106689. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2020.106689. EDN: OYZHEB.

15. Shipnigov A.A., Musin E.D., Epiforov A.V. Method for extraction of gold and uranium from gold-uranium ores. Patent RF, no. 2791169; 2023. (In Russ.). EDN: PGUFCF.

16. Shipnigov A., Epiforov A., Sobennikov R. Combined recovery of gold and uranium from gold-uranium ores. In: Proceedings of 10th World Gold Conference. 4–7 September 2023, Shenyang. Shenyang; 2023, р. 783-791.

17. Azizitorghabeh A., Mahandra H., Ramsay Ju., Ghahreman A. Selective gold recovery from pregnant thiocyanate leach solutions using ion exchange resins. Hydrometallurgy. 2023;218:106055. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2023.106055. EDN: ANOZFL.

18. Sobennikov R.M., Epiforov A.V., Shipnigov A.A. Studying uranium and gold desorption from ion exchange resins loaded in sulfuric thiocyanate solutions. In: Scientific foundations and practice of processing ores and technogenic raw materials: Proceedings of the 22nd International scientific and technical conference, held within the framework of the 22nd Ural Mining Decade. 1–10 April 2024, Yekaterinburg. Yekaterinburg: Ural State Mining University; 2024, p. 197–201. (In Russ.). EDN: ACMAXV.

19. Ladeira A.C.Q., Morais C.A. Uranium recovery from industrial effluent by ion exchange – column experiments. Minerals Engineering. 2005;18(13):1337-1340. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2005.06.012.

20. Fleming C.A. A process for the simultaneous recovery of gold and uranium from South African ores GOLD 100. In: Proceedings of the International Conferences on Gold. Vol. 2: Extractive Metallurgy of Gold. Johannesburg: South African Institute of Mining and Metallurgy; 1986, p. 301-319.

21. Kononova O.N., Kholmogorov A.G., Kononov Yu.S. Sorption recovery of gold from solutions and pulps: Process chemistry, selectivity, technology. Krasnoyarsk: Siberian Federal University; 2011, 197 р. EDN: PZWTKX. (In Russ.).

22. Sobennikov R.M., Epiforov A.V., Shipnigov A.A. Studies on the sorption of gold and uranium from sulfuric acid solutions containing thiocyanate ion. In: Modern technologies for the production of non-ferrous metals: Proceedings of the International Scientific and Technical Conference dedicated to the 80th anniversary of S.S. Naboichenko. 24–25 March 2022, Yekaterinburg. Yekaterinburg: Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin; 2022, p. 98-104. (In Russ.). EDN: LOICNN.