Bản dịch tóm tắt đăng ký sáng chế "PHƯƠNG PHÁP LÀM GIÀU VÀNG BẰNG CHIẾT TÁCH NÓNG CHẢY TỪ SẮT GIÀU VÀNG"

Cục Sở hữu Trí tuệ Nhà nước Trung Quốc
ĐƠN ĐĂNG KÝ SÁNG CHẾ

Số công bố: CN 108823426 A
Ngày công bố: 16.11.2018

Số đơn: 201810769194.X
Ngày nộp đơn: 13.07.2018

Người nộp đơn:
Đại học Trung Nam
Địa chỉ: Số 932, Đường Lushan Nam, Nhạc Lộc, Trường Sa, Hồ Nam 410083

Tác giả sáng chế:
Lưu Vĩ Phong, Lưu Hảo Nam, Trương Khôn Khôn, Trương Đỗ Siêu, Trần Lâm, Dương Thiên Túc

Phân loại quốc tế:
C22B 11/02 (2006.01)
Phương pháp làm giàu vàng bằng chiết tách nóng chảy từ sắt giàu vàng. Sắt giàu vàng được nấu chảy ở nhiệt độ cao, sau đó bổ sung kim loại đặc trưng. Trong quá trình nóng chảy và lắng của kim loại đặc trưng, vàng trong sắt giàu vàng được chiết tách nóng chảy, cuối cùng chuyển vào hợp kim giàu vàng. Hợp kim giàu vàng dùng để thu hồi vàng; sắt nghèo vàng được hoàn nguyên tái sử dụng. Bản chất sáng chế là sử dụng khả năng bắt giữ vàng mạnh của kim loại đặc trưng để làm giàu vàng vào hợp kim giàu vàng thông qua chiết tách nóng chảy ở nhiệt độ cao. Ưu điểm: quy trình ngắn, tỷ lệ thu hồi vàng cao, vận hành đơn giản, chi phí sản xuất thấp.
 

1. Phương pháp làm giàu vàng bằng chiết tách nóng chảy từ sắt giàu vàng, đặc trưng bởi:

   • Sắt giàu vàng được nấu chảy ở 1050–1250°C.

   • Thêm kim loại đặc trưng với tỷ lệ 10–100% khối lượng sắt giàu vàng.

   • Duy trì nhiệt độ, phản ứng tiếp 30–120 phút.

   • Sau khi phân tách hai pha, hợp kim giàu vàng lắng xuống đáy sắt nghèo vàng.

   • Hợp kim giàu vàng dùng để thu hồi vàng; sắt nghèo vàng hoàn nguyên tái sử dụng.

   • Kim loại đặc trưng: antimon (Sb) hoặc bitmut (Bi) hoặc hỗn hợp cả hai.

2. Phương pháp theo yêu cầu 1, trong đó thành phần chính của sắt giàu vàng (% khối lượng):

   • Fe: 50–75%, Si: 5–35%, Au: 10–1000 g/tấn.

Phương pháp theo yêu cầu 1, trong đó antimon/bitmut là loại công nghiệp.
Công nghệ nền
Vàng là kim loại chiến lược khan hiếm, ứng dụng trong trang sức, dự trữ và công nghệ cao. Quặng vàng khó xử lý (nan vàng) có tỷ lệ hòa tan vàng dưới 80% ngay sau khi nghiền mịn, bao gồm: quặng vàng bao vi thể, chứa đồng, asen, cacbon hoặc lưu huỳnh. Quặng chứa asen là loại phổ biến và khó xử lý nhất do vàng siêu mịn bị bao bọc trong pyrit (FeS₂), arsenopyrit (FeAsS) hoặc lẫn trong mạng tinh thể. Tỷ lệ hòa tan vàng thường dưới 50%. Do đó, cần tiền xử lý để giải phóng vàng.

Các phương pháp tiền xử lý phổ biến:

• Thiêu hai giai đoạn: As/S bị oxy hóa thành As₂O₃/SO₂ (bay hơi), tạo xỉ thiêu xốp. Ưu điểm: đơn giản, chi phí thấp. Tỷ lệ hòa tan vàng: 75–92%, hàm lượng vàng trong bã: 4.0–20.0 g/tấn. Nhược điểm: Hiện tượng bao bọc thứ cấp bởi Fe₂O₃ làm giảm hiệu suất.

• Oxy hóa áp suất cao: Phân hủy pyrit/arsenopyrit trong axit + O₂ ở nhiệt độ, áp suất cao. Ưu điểm: thời gian ngắn, tỷ lệ hòa tan vàng cao (95–97%), bã chứa 1.5–2.0 g/tấn vàng. Nhược điểm: đầu tư lớn, thu hồi Ag thấp, chi phí cao.

• Oxy hóa vi khuẩn: Phân hủy quặng nhờ vi khuẩn. Ưu điểm: đơn giản. Tỷ lệ hòa tan vàng: 92–95%, bã chứa 2.0–5.0 g/tấn vàng. Nhược điểm: chu kỳ dài, chi phí môi trường cao.

Trong luyện kim đồng/nikền/chì, vàng/bạc được bắt giữ trong matte hoặc pha kim loại, sau đó thu hồi từ bùn anốt → Chứng tỏ matte/kim loại có thể làm tác nhân bắt giữ kim loại quý.

Bằng sáng chế ZL200910020494.9: Xử lý quặng vàng nhiều asen đã thiêu trong hệ thống luyện đồng. Nhược điểm: Hàm lượng FeO/SiO₂ cao trong xỉ thiêu gây khó khăn khi dùng làm dung môi luyện đồng.

Bằng sáng chế 201410532819.2: Xử lý quặng vàng khó xử lý + bã thải chì bằng nấu luyện khử lưu huỳnh. Nhược điểm: Tạo ba pha (xỉ, sắt, chì thô) → Khó phân tách, gây thất thoát vàng.

Bằng sáng chế ZL201310181632.3: Nấu luyện trực tiếp quặng vàng chứa asen/crom để tập trung vàng vào pha sắt. Nhược điểm: Vàng phân tán vào xỉ/bụi khi thổi luyện.

Nội dung sáng chế
Mục tiêu: Khắc phục nhược điểm của phương pháp truyền thống, cung cấp phương pháp thủy luyện thu hồi vàng hiệu quả từ sắt giàu vàng với tỷ lệ cao, quy trình ngắn, chi phí thấp.

Giải pháp:

• Nấu chảy sắt giàu vàng ở nhiệt độ cao.

• Thêm kim loại đặc trưng (Sb/Bi).

• Vàng được chiết tách vào hợp kim giàu vàng trong quá trình nóng chảy/lắng.

• Hợp kim giàu vàng → thu hồi vàng; sắt nghèo vàng → tái sử dụng.
  Bản chất: Sử dụng Sb/Bi bắt giữ vàng mạnh ở nhiệt độ cao.

Quy trình chi tiết:

• Nấu chảy sắt giàu vàng ở 1050–1250°C.

• Thêm kim loại đặc trưng (10–80% khối lượng sắt).

• Phản ứng 30–120 phút ở nhiệt độ trên.

• Phân tách pha → Hợp kim giàu vàng lắng xuống đáy.

Thành phần sắt giàu vàng (% khối lượng): Fe: 50–75%, Si: 5–35%, Au: 10–1000 g/tấn.

Kim loại đặc trưng: Sb hoặc Bi hoặc hỗn hợp (công nghiệp).

Ưu điểm so với phương pháp truyền thống:

1. Quy trình ngắn, thu hồi vàng > 99.0%.

2. Tránh thất thoát vàng do phân tán khi thổi luyện; vận hành đơn giản, giảm chi phí.

Mô tả hình vẽ
Hình 1: Sơ đồ quy trình của sáng chế.

Ví dụ thực hiện
Ví dụ 1:

• Sắt giàu vàng: Fe: 73.54%, S: 23.64%, Au: 128 g/tấn.

• Kim loại đặc trưng: Bitmut công nghiệp (Bi ≥ 99.50%), tỷ lệ 40% khối lượng sắt.

• Quy trình: Nấu chảy ở 1100°C → Thêm Bi → Phản ứng 60 phút.

• Kết quả: Hợp kim giàu vàng chứa 318 g/tấn Au.

Ví dụ 2:

• Sắt giàu vàng: Thành phần như Ví dụ 1.

• Kim loại đặc trưng: Bitmut công nghiệp (Bi ≥ 99.99%), tỷ lệ 20% khối lượng sắt.

• Quy trình: Nấu chảy ở 1100°C → Thêm Bi → Phản ứng 60 phút.

• Kết quả: Hợp kim giàu vàng chứa 634 g/tấn Au.

Hình 1: Sơ đồ quy trình

Sắt giàu vàng  
    │  
    ▼  
Nấu chảy  
    │  
    ▼  
Kim loại đặc trưng → Chiết tách nóng chảy  
    │  
    ├──→ Hợp kim giàu vàng → Thu hồi vàng  
    │  
    └──→ Sắt nghèo vàng → Hoàn nguyên tái sử dụng  

Kết luận: Phương pháp nấu chảy phản ứng ở nhiệt độ cao này cung cấp một giải pháp hiệu quả và bền vững để thu hồi vàng từ quặng sắt vàng. Bằng cách sử dụng kim loại đặc tính và kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ, phương pháp này có thể đạt được tỷ lệ thu hồi vàng cao, giảm chi phí và đơn giản hóa quy trình sản xuất, đồng thời vượt trội hơn các phương pháp nấu chảy truyền thống thường gặp phải vấn đề thất thoát vàng cao trong xỉ.
Linkdowload full tiếng Trung quốc: https://drive.google.com/file/d/1CsTtPIDM4_rwAGvZ7EqwxdxI5IsY5ivJ/view?usp=sharing