加布拉对法和氛化法做了比照实验,两种办法同是处理含碳砷黄铁矿金精矿500g,在25℃、液固比为2时,选用空气作氧化剂(1L/min)且各取其最佳浸出参数:法用1000mL含质量浓度为0.175moVL H2SO4,0.197mL/L(15g/L)的TU溶液;化法用1000mL去离子水加4g NaCN,并加Ca(OH)2坚持pH=l0。图1标明,法浸出30min后金收回率近90%,此刻化法金的收回率仅35%,欲达94%的提取率,化法需24h,而只须1h。
哥罗尼沃尔德对未经预处理的或酸洗的矿石用硫酸-溶液作浸出金的研讨,当溶液含浓度为1.0mol/L的H2SO4,1.2mol/L的和0.1mol/L的过氧化氢时,溶金速度很快,经1h便可收回98.5%的金,的耗费是1.4 kg/t矿石。 陈登文从难处理的含碳泥质矿石中浸出金,经焙烧和硫酸预处理后的矿石,酸性浸出金收回率达95%,与硫酸耗费别离为每吨矿石1.5-2 kg和70 kg。 就地浸出有限责任公司(Insitu Inc.)1981年在澳大利亚维多利亚进行了就地浸出实验。据报道,、硫代硫酸盐和铁的混合物溶液初次被用于“压入-抽出(push-pull)”实验,借以从一种深掩盖的冲积型矿床中提取金。 依据实验室核算,1000kg干料和100kg湿料(含金35g),在加H2SO4 5kg、SO2 0.5kg、H2O2(30%)0.75kg、1.05kg的条件下,金的提取率可达98%(其间浸出段提取80%,洗刷段提取10%),经3段炭吸附,金的收回率为97.86%(3段别离为80%、16.37%和1.49%),金的总收回率在95%以上。 总归,近年来国外对法提取金表现出极大的爱好,但又持较慎重的情绪。较普遍地以为与化法比较,法具有减轻环境污染,加快溶金速度、下降铜、锌、砷、锑搅扰程度,工艺流程短、出资省、操作较简洁等长处;但药剂耗费高,设备费用较多等触及经济效益的问题还有待进一步处理。[next] 苏联学者B.B.罗捷希可夫对许多的理论和实验研讨工作进行归纳分析后,拟定出了以浸出为根底的湿法处理金矿石的准则工艺流程,该流程包含以下四个首要工序: ①选用再生的、净化除杂后的酸性溶液进行金的拌和浸出。 ②含金的浸出液与浸渣经过稠密过滤的办法进行别离。 ③从溶液中收回金,以取得相应的契合精粹厂要求的产品。 ④收回金后的溶液作进一步处理,以再生和除掉溶液中的杂质。 关于从溶液中收回金,可选用下述几种办法:金属(锌、铅、铝)置换堆积,碱液(NaOH等)损坏络合物,电解堆积,吸附在活性炭和阳离子交换树脂上。 收回办法的挑选,首要取决于溶液中的金属含量。①关于金和银含量较高、质量浓度大于500 mg/L的溶液,宜选用电解法,它能一起使得到再生;②对金质量浓度小于50mg/L、银质量浓度在200-400 mg/L的溶液,吸附法最有出路,而且贵金属既能够吸附在活性炭上,又能够吸附在阳离子交换树脂上;③对金质量浓度大于50 mg/L、银质量浓度大于20 mg/L的溶液,当运用吸附法不太有用,即金属的富集程度较低时,可用金属置换堆积法,在这种状况下选用电解法在经济上是不太适合的。 现在研讨过的提金工艺首要有:惯例浸出法、向浸出液中通入SO2的SKW法、加金属铁板进行浸置的铁浆法、加活性炭或阳离子交换树脂进行吸附的炭浆或树脂浆法,以及向浸出槽中刺进阴、阳极板进行电解的电积法等。 如今供法提金的质料大多运用含金高的金精矿或焙砂,作业技能简直与用压缩空气进行拌和浸出的化法相同,仅仅需求选用耐酸设备。从浸出矿浆中收回金的办法多选用铁浆法和炭浆法等。 1.惯例漫出法 此法是向硫酸酸性(pH1.5-2.5)硫脉矿浆中鼓风拌和进行金、银浸出的惯例办法。矿浆中的已溶金一般选用过滤和屡次洗刷,并从滤液和洗液顶用置换、吸附或电解法收回金。它与化法的CCD工艺类似。但因为矿浆是强酸性硫脉介质,铜、铅、锌、铁等贱金属会和金、银一道溶解生成硫头绪离子,它不光使矿浆中的离子浓度过高,也会耗费许多硫脉。特别是用来处理硫精矿时,硫进入溶液会生成H2S、S、SO42-、HSO4-等硫化物。它们的彼此转化又可使矿浆中H2S(液)的平衡浓度约达0.1mol,它会使金属离子许多生成硫化物堆积。其间特别是金、银被硫化而堆积于矿浆中,或许硫粘附于矿粒表面而发作钝化,都会下降金、银的浸出率,使硫脉浸出作业结尾过早出现,浸渣中含金过高而形成丢失。但因为硫脉对银的浸出率比化法高得多,故1982年以来墨西哥科罗拉多金银矿山就选用硫脉法替代化法从含银尾矿中浸出银,取得了很好的效果。[next] 1)从辉锑矿精矿中浸出露出金 澳大利亚新南威尔士的希尔格罗夫(Hillgrove)锑矿是一个前期挖掘的矿床,现存锑矿带均匀宽300-400m。1969年,新东澳大利亚矿业公司(NEAM)又在这儿运营一个小矿山和选厂。 该矿为石英脉型含金辉锑矿床,首要共生矿藏为黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、白钨矿和绿泥石等,矿石含Sb 4.5%、Au 9g/t。采出的矿石经磨矿、重选和浮选,产出锑精矿售给冶炼厂。精矿中含金30-40g/t、冶炼厂不交给任何酬劳。为了提取其间的金,选厂曾用化法实验,效果欠好,后在实验其他溶剂时,发现能快速地浸出精矿中的露出金。而于1982年3月树立一座1t/h的小型分批作业浸出车间。 该车间处理锑精矿仅仅收回其间的单体解离金,并不希求更高的金收回率。故选用较高的和Fe3+浓度,并将浸液与精矿预先混合制浆,可使每批精矿的纯浸出时刻缩短至巧min以内。浸出贵液中的金用活性炭吸附,产出含金6-8kg/t的载金炭直接出售。吸附金后的液加H2O2调整氧化复原电位后回来浸出进程循环运用。 选用浸出的开始几个月,曾出现已溶金堆积丢失,经查明,它是由金吸附在精矿中的绿泥石矿藏表面而形成的,故又在浮选时添加空气按捺剂633以按捺绿泥石,并在浸出前向矿浆中参加少数柴油。采纳这些办法后,露出金得以浸出,精矿中金收回率达50%-80%,耗费一般在2 kg/t以下。 该公司还发现,浮选尾矿中的毒砂含有许多金,故又添加了毒砂浮选回路,产出的砷精矿含As15%~20%,Sb 5%,Au 150-200g/t,尾矿中金的收回率为70%。为此,又于1983年建成一座600 t/d的前期尾矿再处理工厂,可从每吨尾矿中收回金1-2.5g。 2)含银质料制取纯银 为了探究用含银质料制取纯银的新工艺,张箭等进行了含银质料的浸出、络合物结晶和灼烧结晶体制取纯银的新工艺研讨。实验成果,银的收回率91%以上,产品银纯度达99.84%。 实验所用质料组分为(%):Ag 0.91,AgCl 0.29,SiO2 61.00,CaO 15.76,MgO 0.78,Fe2O3 1.81,Al2O3 1.75,K2O3 1.16,Na2O 0.47,H2O 3.30,挥发物11.05,其他1.72。 小型实验将质料磨细至-2mm,称样100g置于500mL烧杯中,参加二次蒸馏水和试剂纯药剂制造的浸出液300mL进行各条件单因子实验,并依据单因子实验成果进行归纳条件实验,选定的最佳条件为:SCN2 HQ的物质的量浓度为0.52mol/L, H2SO4为1.18mol/L,Fe2(SO4)3为0.004mol/L、温度60℃、拌和速度700r/min,浸出时刻2.5h,经过滤、洗刷,洗液和滤液兼并,渣弃去。银的浸出率为98.50%。[next] 扩展实验在上述条件下,改用自来水和工业纯药剂进行扩展10倍的实验。成果,银的浸出率别离为97.23%-98.91%,重现了运用二次蒸馏水和试剂纯药剂小试的成果。 浸出液中银呈Ag(SCN2H4)3+络离子状况。络合物的结晶经单因子实验成果显现:温度由15℃降至2℃,结晶率由70%上升至95%以上;pH在0.5-3之间,结晶率都在80%以上,pH上升,结晶率只略有添加。当pH>3.5时则出现黑色堆积。溶液含银质量浓度为0.6~3.6g/L时,结晶率都略高于80%。跟着银浓度的升高,结晶率略有下降趋势,但无显着影响。在此根底上选定的结晶条件为温度2℃、pH=3、原液含银质量浓度为0.78g/L,银的结晶率达93%。在三要素中,经方差分析标明,影响结晶率的首要要素是温度。 产出的结晶于100℃左右枯燥后,升温至1100℃灼烧产出99.84%的纯银。若将母液中别离的结晶用低温水洗刷除掉可溶杂质,产品纯度还可进步。别离结晶后的母液,可回来再用于浸出银。 本实验虽为0.1-1.0kg规划小型探究性实验,但生产流程短、工艺简略、设备出资少、产品纯度高,且可用来处理不纯金属银、氯化银、硫化银、辉银矿、角银矿及其混合质料,具有工业运用远景。 2.SKW法(又称SO2复原法) 此法是前联帮德国南德意志公司(SKW)安排研讨的,在惯例浸出法根底上向浸金系统中通入复原剂SO2的办法。 此法是鉴于安稳功能差,易于氧化,在含Fe3+较高(质量浓度3~6g/L)的溶液中,会因为下列反响而失效:
以上反响是分三步进行的。第一步是可逆反响,能氧化生成二硫甲脒,在有复原剂时生成的二硫甲脒又可复原为。第二步是不行逆反响,二硫甲脒受歧化效果部分复原为,部分生成组分不明的亚磺化物。第三步也是不行逆反响,它们被终究分化为基和单质硫。基还可进一步分化为尿素。因为这一反响,使在浸金进程中的氧化损耗量常高于作为溶金药剂的纯耗费量许多倍。且终究分化生成的单质硫具有粘性,它会掩盖在所有固态物料的表面使它们发作钝化,使金等的浸出率下降。[next] 为战胜这些困难,应避免上述反响中二硫甲脒的不行逆分化,即避免二硫甲脒在溶液中浓度过高,或许加人复原剂使二硫甲脒经过可逆反响部分复原成。这个想象就是SKW法研讨的根本指导思想。 二氧化硫是一种高效的复原剂,在浸金的特定条件下,研讨者发现只需有二硫甲脒存在,它就不会去复原其他氧化剂。 在用0.2-0.7mm银粒进行浸出实验中,当不加SO2时银粒表面掩盖有一层暗色膜,银的浸出率约25%,这显然是Fe3+的存在和开始浓度较低(0.5g/L)的原因。若向浸液中供入过量SO2,银粒表面出现亮堂的金属状况,银的溶解率可达100%。当进程中SO2供入量缺乏,银的浸出率又会下降。 当选用相同的办法浸出金粒时,则发作了料想不到的现象,即当SO2供入量缺乏时,金粒表面亮堂,金的溶解率几近100%;而供入过量SO2时,金的溶解速度反而下降。虽如此,但这种现象是可用化学动力学解说的。 经过实验证明:在浸金的实践运用中,将矿浆温度进步至40℃,以加快氧化生成二硫甲脒;并以恰当速度向矿浆中供入SO2来复原矿浆中过量的二硫甲脒。操控SO2的供入速度以使矿浆中总量的50%坚持二硫甲脒的氧化状况,就能完成金、银的高速浸出和下降耗费。这一办法就是SKW法成功的要害。 表1是对含Pb 50%、Zn6.8%、Fe 26.5%、Ag 315g/t, Au 10.6g/t的一种难处理氧化矿,别离选用化法、惯例法和SKW法进行比照实验的成果。从表中看出,SKW法往浸出矿浆中供入SO2 6.5kg/t,在5.5h内金、银的浸出率比化法和惯例法高得多,完成了金、银的高速浸出,并可使的耗费量降至0.57kg/t。因为SKW法的耗费已降至如此低的水平,且浸出时刻大大缩短,它不光用来处理高档次的金精矿是经济的,就是用来处理低档次的金矿石也可能是经济有用的。
表1 不同办法对难处理氧化矿的浸出比照实验
目标
化法
惯例法
SKW法
药剂耗费/(kg·t-1)
7
34.4
0.57
浸出时刻/h
24
24
5.5
SO2耗费量/(kg·t-1)
6.5
金浸出率/%
81.2
24.7
85.4
银浸出率/%
38.6
1
54.8[next]
浸出液中的金、银能够选用活性炭、强酸性阳离子交换树脂或硫醇树脂吸附,再用热酸或液进行解吸。因为用量如此之少,可不必考虑再收回它。 SKW法小试成果标明: ①进步作业温度至40℃,可加快氧化生成二硫甲脒; ②操控SO2的供入速度,经过SO2的复原效果将过量的二硫甲脒复原为,使矿浆中总量的50%坚持二硫甲脒状况,可避免给料的钝化,以取得最高的金、银溶解速度; ③供入适量SO2,使过量的二硫甲脒复原为,避免矿浆中二硫甲脒浓度过高而发作不行逆化学氧化降解丢失,以进步的再生和运用,下降耗费。 依据小试成果,R.G.舒尔策选用图2的工艺实验流程。实验给料1.1t(其间含水100kg),浸出用来自再循环液,新添1.05kg参加洗刷段,氧化剂运用H2O2。作业进程中TU(g/L)和Au(mg/L)的质量浓度和溶液流量(L)的平衡数值亦示于图中,其作业技能关键和目标为:
①供入质料为含水10%的湿料,不管选用硫化矿的浮选精矿或经预先酸洗处理的氧化矿,都脱除了较多的杂质,减少了矿石处理量; ②每吨矿SO2总耗为6.5kg,浸出后将剩下SO2通入矿浆中,使二硫甲脒进一步复原为,并使氧化生成的硫彻底堆积,为后继作业供给功能安稳的溶液; ③浸出作业用的氧化剂Fe3+,由质料本身所含铁经酸溶解和H2O2氧化而得; ④浸出后的矿浆,经一次过滤后贵液送一次吸附。滤饼中所含的Au、Ag运用含质量浓度为15g/L的热(50℃)溶液进行简略洗刷后进行二次过滤,滤液送二次吸赞同作二次洗液用。滤渣再用贫液进行三次洗刷,洗液送三次吸附。终究滤饼和废液加石灰或碱性研石中和后排入尾矿坝;[next] ⑤实验给料的1t干猜中含金总量为35g,浸出液中金的收回率88%,两次洗刷收回率10%,总浸出收回率98%。终究滤饼中渣含金0.7g,液含金0.05g,算计丢失金0.705g,丢失率2%。其间渣中丢失较大。若要再进步收回率,可在过滤设备B中加水再洗刷终究滤饼一次,并进行第四次吸附(如图中虚线所示)后排放; ⑥贵液中Au、Ag的收回,若选用活性炭吸附,载金容量高达100kg/t,可经缎烧后熔炼或进行解吸处理;若选用离子交换树脂吸附,树脂的载金容量虽比炭小,但可用少数浓液解吸产出富金贵液,送电解或置换收回。本实验运用活性炭吸附,金的吸附收回率第一次为80%,第2次16.37%,第三次1.49%,总吸附收回率97.86%。 经上述1t规划的工艺实验后,R.G.舒尔策给出的炭浆法工业生产流程如图3。此工艺与化炭浆法工艺流程极为类似。但因为浸出金的作业时刻比化法短得多,故选用先浸出后吸附的无过滤炭浆法。其他条件则与上述的工艺实验流程条件附近。
3.铁浆法(“浸-置”一步法) 铁浆法是在浸出金时向浸出槽的矿浆中刺进必定面积(实验中常为3m2·m3·槽-1)的铁板,使已溶金、银及铜、铅等电位比铁正的金属离子呈微米粒级硫化物牢固地堆积于铁板上。因为堆积速度较快,一般每2h要提出铁板刮洗一次金泥,然后再刺进槽中持续运用。 此法归于无过滤作业,设备和操作都较简略,金的堆积收回率也可安稳在99%或以上。它已在我国的一些矿山推广运用。[next] 金泥的堆积仍属负电性金属置换领域。即矿浆中的H2S会吸附在铁板表面,并跟着铁的溶解而电离出H+,故铁板上H2S的电离速度远大于矿浆中H2S的天然离解,因而使铁板表面S2-浓度远高于矿浆内部,因而已溶金等金属离子在铁板表面发作硫化反响并堆积的速度也远大于矿浆内部,在较短时刻内就能在铁板表面掩盖一厚层硫化堆积物。只需铁的溶解不发作钝化,金、银、铜、铅等金属离子的硫化堆积就能正常地快速进行。故产出的“金泥”中,含金档次首要决定于质猜中电位比铁高的各种金属的溶解量。在一般状况下,产出的金泥含金只要1%-5%。且金、银等硫化物在铁表面的堆积是以铁的溶解进行置换的,故铁浆法运用的铁板溶蚀很快(每吨精矿耗费普通钢板15kg或低碳钢板5kg),硫酸耗费量也很大,需经常向矿浆中补加酸,以坚持介质处于适合的酸性状况。 1)铁浆法工艺实验 在前期的实验中,因为浸出硫精矿的金的浸出目标远低于化法,故多年来许多研讨者以为:法只适用于处理组分简略的质料。自从长春黄金研讨院和北京有色冶金规划研讨总院等向浸出系统中引人固相铁(钢板)进行“铁浸置”后,大幅度地进步了金的浸出率和收回率,而成为提金的一项严重办法。在适合的条件下,它可取得与化法处理同类质料相同的浸出目标,且浸出时刻比化法短。 在含有氧化剂的酸性液中,不单金、银会溶解,铜、铅、锌等贱金属氧化物和硫化物也会发作溶解: MeO+2H+→Me2++H2O MeS+2H+→Me2++H2S 硫化物溶解生成的H2S在氧化剂和酸的效果下还可发作一系列反响生成S, S2-,HSO4-, SO42-等。它们在不同电位和pH条件下还可相互转化。在酸性条件下又可经过可逆反响再生成H2S,使溶液中的硫化物之间完成平衡。此刻H2S的平衡浓度约0.1mol/L,这些H2S在溶液中可与已溶的Au+、Ag+、Cu2+、Pb2+、Zn2+等反响而生成硫化物堆积。 这种状况,在不向矿浆中加固相铁的浸出金前期,因为矿浆中离子浓度小,H2S的生成量也很少,且精矿表面露出的金粒数量多面积大,的浓度也大,在氧化剂的效果下,金的浸出率较快,已溶金含量不断上升。但跟着浸出时刻的延伸,矿浆中金属离子浓度不断增高,一起H2S浓度也随之上升,游离浓度不断下降。H2S的浓度升高则天然解离出更多的S2-,并与已溶金(和其他金属)离子反响生成硫化物堆积。跟着硫化物堆积效果的加强,浸出液中金含量上升速度递减,并逐渐发展到金的浸出与硫化物堆积两者之间发作平衡而到达“结尾”。这一结尾比质猜中金的实在浸出结尾早许多,故金的浸出率只90%多一点,比化法约低6%(见图4)。当向矿浆中加人固相铁后,已溶金及其他高电位金属离子便敏捷地在铁板上与S2-反响生成硫化物堆积而得到收回。图中金的浸出堆积率,随铁板加人时刻的迟早而呈直线上升,当在矿浆浸出作业的一起加铁时,金的浸出堆积收回率根本与化浸出率相同。如峪耳崖硫金精矿,化法浸出率为96.10%,铁浆法浸出率为96.06%;金洞岔硫金精矿,化法浸出率为89.63%,铁浆法浸出率为87.49%。二者的目标适当挨近。金等金属离子在铁板上敏捷发作硫化堆积,不光下降了矿浆中的离子浓度,避免它们的浓度过高而硫化沉入渣中形成金的丢失,还因络阳离子中金属离子的离解而释放出许多,使矿浆中游离浓度添加。[next] 图5是法与化法在不同浸出时刻金浸出率的比照曲线。从图中看出,不加铁的法因为金的硫化堆积,经浸出16h金的浸出率最高只达52%左右,跟着时刻延伸因为金的硫化堆积加强还略有下降。而在浸出一起加铁的法,金的浸出率随时刻的延伸不断上升,终究的浸出率与化法适当挨近。表2是铁浆法浸出硫金精矿质料的首要组分和浸出、收回目标一例。
表2 铁浆法作业目标
组分
精矿档次/%
浸渣档次/%
浸出率/%
金泥中收回率/%
Au
32.625g/t
0.28g/t
87.77
99.65
Cu
0.4
0.28
45
98.67
Pb
2.18
1.73
36.7
89
Zn
2.03
1.84
27.59
23.5
Fe
34.78
34.91
19.9
9.26
注:①表中Fe的添加是刺进铁板溶解生成的;②档次除Au为g/t外,其他为%
哥罗尼沃尔德对未经预处理的或酸洗的矿石用硫酸-溶液作浸出金的研讨,当溶液含浓度为1.0mol/L的H2SO4,1.2mol/L的和0.1mol/L的过氧化氢时,溶金速度很快,经1h便可收回98.5%的金,的耗费是1.4 kg/t矿石。 陈登文从难处理的含碳泥质矿石中浸出金,经焙烧和硫酸预处理后的矿石,酸性浸出金收回率达95%,与硫酸耗费别离为每吨矿石1.5-2 kg和70 kg。 就地浸出有限责任公司(Insitu Inc.)1981年在澳大利亚维多利亚进行了就地浸出实验。据报道,、硫代硫酸盐和铁的混合物溶液初次被用于“压入-抽出(push-pull)”实验,借以从一种深掩盖的冲积型矿床中提取金。 依据实验室核算,1000kg干料和100kg湿料(含金35g),在加H2SO4 5kg、SO2 0.5kg、H2O2(30%)0.75kg、1.05kg的条件下,金的提取率可达98%(其间浸出段提取80%,洗刷段提取10%),经3段炭吸附,金的收回率为97.86%(3段别离为80%、16.37%和1.49%),金的总收回率在95%以上。 总归,近年来国外对法提取金表现出极大的爱好,但又持较慎重的情绪。较普遍地以为与化法比较,法具有减轻环境污染,加快溶金速度、下降铜、锌、砷、锑搅扰程度,工艺流程短、出资省、操作较简洁等长处;但药剂耗费高,设备费用较多等触及经济效益的问题还有待进一步处理。[next] 苏联学者B.B.罗捷希可夫对许多的理论和实验研讨工作进行归纳分析后,拟定出了以浸出为根底的湿法处理金矿石的准则工艺流程,该流程包含以下四个首要工序: ①选用再生的、净化除杂后的酸性溶液进行金的拌和浸出。 ②含金的浸出液与浸渣经过稠密过滤的办法进行别离。 ③从溶液中收回金,以取得相应的契合精粹厂要求的产品。 ④收回金后的溶液作进一步处理,以再生和除掉溶液中的杂质。 关于从溶液中收回金,可选用下述几种办法:金属(锌、铅、铝)置换堆积,碱液(NaOH等)损坏络合物,电解堆积,吸附在活性炭和阳离子交换树脂上。 收回办法的挑选,首要取决于溶液中的金属含量。①关于金和银含量较高、质量浓度大于500 mg/L的溶液,宜选用电解法,它能一起使得到再生;②对金质量浓度小于50mg/L、银质量浓度在200-400 mg/L的溶液,吸附法最有出路,而且贵金属既能够吸附在活性炭上,又能够吸附在阳离子交换树脂上;③对金质量浓度大于50 mg/L、银质量浓度大于20 mg/L的溶液,当运用吸附法不太有用,即金属的富集程度较低时,可用金属置换堆积法,在这种状况下选用电解法在经济上是不太适合的。 现在研讨过的提金工艺首要有:惯例浸出法、向浸出液中通入SO2的SKW法、加金属铁板进行浸置的铁浆法、加活性炭或阳离子交换树脂进行吸附的炭浆或树脂浆法,以及向浸出槽中刺进阴、阳极板进行电解的电积法等。 如今供法提金的质料大多运用含金高的金精矿或焙砂,作业技能简直与用压缩空气进行拌和浸出的化法相同,仅仅需求选用耐酸设备。从浸出矿浆中收回金的办法多选用铁浆法和炭浆法等。 1.惯例漫出法 此法是向硫酸酸性(pH1.5-2.5)硫脉矿浆中鼓风拌和进行金、银浸出的惯例办法。矿浆中的已溶金一般选用过滤和屡次洗刷,并从滤液和洗液顶用置换、吸附或电解法收回金。它与化法的CCD工艺类似。但因为矿浆是强酸性硫脉介质,铜、铅、锌、铁等贱金属会和金、银一道溶解生成硫头绪离子,它不光使矿浆中的离子浓度过高,也会耗费许多硫脉。特别是用来处理硫精矿时,硫进入溶液会生成H2S、S、SO42-、HSO4-等硫化物。它们的彼此转化又可使矿浆中H2S(液)的平衡浓度约达0.1mol,它会使金属离子许多生成硫化物堆积。其间特别是金、银被硫化而堆积于矿浆中,或许硫粘附于矿粒表面而发作钝化,都会下降金、银的浸出率,使硫脉浸出作业结尾过早出现,浸渣中含金过高而形成丢失。但因为硫脉对银的浸出率比化法高得多,故1982年以来墨西哥科罗拉多金银矿山就选用硫脉法替代化法从含银尾矿中浸出银,取得了很好的效果。[next] 1)从辉锑矿精矿中浸出露出金 澳大利亚新南威尔士的希尔格罗夫(Hillgrove)锑矿是一个前期挖掘的矿床,现存锑矿带均匀宽300-400m。1969年,新东澳大利亚矿业公司(NEAM)又在这儿运营一个小矿山和选厂。 该矿为石英脉型含金辉锑矿床,首要共生矿藏为黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、白钨矿和绿泥石等,矿石含Sb 4.5%、Au 9g/t。采出的矿石经磨矿、重选和浮选,产出锑精矿售给冶炼厂。精矿中含金30-40g/t、冶炼厂不交给任何酬劳。为了提取其间的金,选厂曾用化法实验,效果欠好,后在实验其他溶剂时,发现能快速地浸出精矿中的露出金。而于1982年3月树立一座1t/h的小型分批作业浸出车间。 该车间处理锑精矿仅仅收回其间的单体解离金,并不希求更高的金收回率。故选用较高的和Fe3+浓度,并将浸液与精矿预先混合制浆,可使每批精矿的纯浸出时刻缩短至巧min以内。浸出贵液中的金用活性炭吸附,产出含金6-8kg/t的载金炭直接出售。吸附金后的液加H2O2调整氧化复原电位后回来浸出进程循环运用。 选用浸出的开始几个月,曾出现已溶金堆积丢失,经查明,它是由金吸附在精矿中的绿泥石矿藏表面而形成的,故又在浮选时添加空气按捺剂633以按捺绿泥石,并在浸出前向矿浆中参加少数柴油。采纳这些办法后,露出金得以浸出,精矿中金收回率达50%-80%,耗费一般在2 kg/t以下。 该公司还发现,浮选尾矿中的毒砂含有许多金,故又添加了毒砂浮选回路,产出的砷精矿含As15%~20%,Sb 5%,Au 150-200g/t,尾矿中金的收回率为70%。为此,又于1983年建成一座600 t/d的前期尾矿再处理工厂,可从每吨尾矿中收回金1-2.5g。 2)含银质料制取纯银 为了探究用含银质料制取纯银的新工艺,张箭等进行了含银质料的浸出、络合物结晶和灼烧结晶体制取纯银的新工艺研讨。实验成果,银的收回率91%以上,产品银纯度达99.84%。 实验所用质料组分为(%):Ag 0.91,AgCl 0.29,SiO2 61.00,CaO 15.76,MgO 0.78,Fe2O3 1.81,Al2O3 1.75,K2O3 1.16,Na2O 0.47,H2O 3.30,挥发物11.05,其他1.72。 小型实验将质料磨细至-2mm,称样100g置于500mL烧杯中,参加二次蒸馏水和试剂纯药剂制造的浸出液300mL进行各条件单因子实验,并依据单因子实验成果进行归纳条件实验,选定的最佳条件为:SCN2 HQ的物质的量浓度为0.52mol/L, H2SO4为1.18mol/L,Fe2(SO4)3为0.004mol/L、温度60℃、拌和速度700r/min,浸出时刻2.5h,经过滤、洗刷,洗液和滤液兼并,渣弃去。银的浸出率为98.50%。[next] 扩展实验在上述条件下,改用自来水和工业纯药剂进行扩展10倍的实验。成果,银的浸出率别离为97.23%-98.91%,重现了运用二次蒸馏水和试剂纯药剂小试的成果。 浸出液中银呈Ag(SCN2H4)3+络离子状况。络合物的结晶经单因子实验成果显现:温度由15℃降至2℃,结晶率由70%上升至95%以上;pH在0.5-3之间,结晶率都在80%以上,pH上升,结晶率只略有添加。当pH>3.5时则出现黑色堆积。溶液含银质量浓度为0.6~3.6g/L时,结晶率都略高于80%。跟着银浓度的升高,结晶率略有下降趋势,但无显着影响。在此根底上选定的结晶条件为温度2℃、pH=3、原液含银质量浓度为0.78g/L,银的结晶率达93%。在三要素中,经方差分析标明,影响结晶率的首要要素是温度。 产出的结晶于100℃左右枯燥后,升温至1100℃灼烧产出99.84%的纯银。若将母液中别离的结晶用低温水洗刷除掉可溶杂质,产品纯度还可进步。别离结晶后的母液,可回来再用于浸出银。 本实验虽为0.1-1.0kg规划小型探究性实验,但生产流程短、工艺简略、设备出资少、产品纯度高,且可用来处理不纯金属银、氯化银、硫化银、辉银矿、角银矿及其混合质料,具有工业运用远景。 2.SKW法(又称SO2复原法) 此法是前联帮德国南德意志公司(SKW)安排研讨的,在惯例浸出法根底上向浸金系统中通入复原剂SO2的办法。 此法是鉴于安稳功能差,易于氧化,在含Fe3+较高(质量浓度3~6g/L)的溶液中,会因为下列反响而失效:
以上反响是分三步进行的。第一步是可逆反响,能氧化生成二硫甲脒,在有复原剂时生成的二硫甲脒又可复原为。第二步是不行逆反响,二硫甲脒受歧化效果部分复原为,部分生成组分不明的亚磺化物。第三步也是不行逆反响,它们被终究分化为基和单质硫。基还可进一步分化为尿素。因为这一反响,使在浸金进程中的氧化损耗量常高于作为溶金药剂的纯耗费量许多倍。且终究分化生成的单质硫具有粘性,它会掩盖在所有固态物料的表面使它们发作钝化,使金等的浸出率下降。[next] 为战胜这些困难,应避免上述反响中二硫甲脒的不行逆分化,即避免二硫甲脒在溶液中浓度过高,或许加人复原剂使二硫甲脒经过可逆反响部分复原成。这个想象就是SKW法研讨的根本指导思想。 二氧化硫是一种高效的复原剂,在浸金的特定条件下,研讨者发现只需有二硫甲脒存在,它就不会去复原其他氧化剂。 在用0.2-0.7mm银粒进行浸出实验中,当不加SO2时银粒表面掩盖有一层暗色膜,银的浸出率约25%,这显然是Fe3+的存在和开始浓度较低(0.5g/L)的原因。若向浸液中供入过量SO2,银粒表面出现亮堂的金属状况,银的溶解率可达100%。当进程中SO2供入量缺乏,银的浸出率又会下降。 当选用相同的办法浸出金粒时,则发作了料想不到的现象,即当SO2供入量缺乏时,金粒表面亮堂,金的溶解率几近100%;而供入过量SO2时,金的溶解速度反而下降。虽如此,但这种现象是可用化学动力学解说的。 经过实验证明:在浸金的实践运用中,将矿浆温度进步至40℃,以加快氧化生成二硫甲脒;并以恰当速度向矿浆中供入SO2来复原矿浆中过量的二硫甲脒。操控SO2的供入速度以使矿浆中总量的50%坚持二硫甲脒的氧化状况,就能完成金、银的高速浸出和下降耗费。这一办法就是SKW法成功的要害。 表1是对含Pb 50%、Zn6.8%、Fe 26.5%、Ag 315g/t, Au 10.6g/t的一种难处理氧化矿,别离选用化法、惯例法和SKW法进行比照实验的成果。从表中看出,SKW法往浸出矿浆中供入SO2 6.5kg/t,在5.5h内金、银的浸出率比化法和惯例法高得多,完成了金、银的高速浸出,并可使的耗费量降至0.57kg/t。因为SKW法的耗费已降至如此低的水平,且浸出时刻大大缩短,它不光用来处理高档次的金精矿是经济的,就是用来处理低档次的金矿石也可能是经济有用的。
表1 不同办法对难处理氧化矿的浸出比照实验
目标
化法
惯例法
SKW法
药剂耗费/(kg·t-1)
7
34.4
0.57
浸出时刻/h
24
24
5.5
SO2耗费量/(kg·t-1)
6.5
金浸出率/%
81.2
24.7
85.4
银浸出率/%
38.6
1
54.8[next]
浸出液中的金、银能够选用活性炭、强酸性阳离子交换树脂或硫醇树脂吸附,再用热酸或液进行解吸。因为用量如此之少,可不必考虑再收回它。 SKW法小试成果标明: ①进步作业温度至40℃,可加快氧化生成二硫甲脒; ②操控SO2的供入速度,经过SO2的复原效果将过量的二硫甲脒复原为,使矿浆中总量的50%坚持二硫甲脒状况,可避免给料的钝化,以取得最高的金、银溶解速度; ③供入适量SO2,使过量的二硫甲脒复原为,避免矿浆中二硫甲脒浓度过高而发作不行逆化学氧化降解丢失,以进步的再生和运用,下降耗费。 依据小试成果,R.G.舒尔策选用图2的工艺实验流程。实验给料1.1t(其间含水100kg),浸出用来自再循环液,新添1.05kg参加洗刷段,氧化剂运用H2O2。作业进程中TU(g/L)和Au(mg/L)的质量浓度和溶液流量(L)的平衡数值亦示于图中,其作业技能关键和目标为:
①供入质料为含水10%的湿料,不管选用硫化矿的浮选精矿或经预先酸洗处理的氧化矿,都脱除了较多的杂质,减少了矿石处理量; ②每吨矿SO2总耗为6.5kg,浸出后将剩下SO2通入矿浆中,使二硫甲脒进一步复原为,并使氧化生成的硫彻底堆积,为后继作业供给功能安稳的溶液; ③浸出作业用的氧化剂Fe3+,由质料本身所含铁经酸溶解和H2O2氧化而得; ④浸出后的矿浆,经一次过滤后贵液送一次吸附。滤饼中所含的Au、Ag运用含质量浓度为15g/L的热(50℃)溶液进行简略洗刷后进行二次过滤,滤液送二次吸赞同作二次洗液用。滤渣再用贫液进行三次洗刷,洗液送三次吸附。终究滤饼和废液加石灰或碱性研石中和后排入尾矿坝;[next] ⑤实验给料的1t干猜中含金总量为35g,浸出液中金的收回率88%,两次洗刷收回率10%,总浸出收回率98%。终究滤饼中渣含金0.7g,液含金0.05g,算计丢失金0.705g,丢失率2%。其间渣中丢失较大。若要再进步收回率,可在过滤设备B中加水再洗刷终究滤饼一次,并进行第四次吸附(如图中虚线所示)后排放; ⑥贵液中Au、Ag的收回,若选用活性炭吸附,载金容量高达100kg/t,可经缎烧后熔炼或进行解吸处理;若选用离子交换树脂吸附,树脂的载金容量虽比炭小,但可用少数浓液解吸产出富金贵液,送电解或置换收回。本实验运用活性炭吸附,金的吸附收回率第一次为80%,第2次16.37%,第三次1.49%,总吸附收回率97.86%。 经上述1t规划的工艺实验后,R.G.舒尔策给出的炭浆法工业生产流程如图3。此工艺与化炭浆法工艺流程极为类似。但因为浸出金的作业时刻比化法短得多,故选用先浸出后吸附的无过滤炭浆法。其他条件则与上述的工艺实验流程条件附近。
3.铁浆法(“浸-置”一步法) 铁浆法是在浸出金时向浸出槽的矿浆中刺进必定面积(实验中常为3m2·m3·槽-1)的铁板,使已溶金、银及铜、铅等电位比铁正的金属离子呈微米粒级硫化物牢固地堆积于铁板上。因为堆积速度较快,一般每2h要提出铁板刮洗一次金泥,然后再刺进槽中持续运用。 此法归于无过滤作业,设备和操作都较简略,金的堆积收回率也可安稳在99%或以上。它已在我国的一些矿山推广运用。[next] 金泥的堆积仍属负电性金属置换领域。即矿浆中的H2S会吸附在铁板表面,并跟着铁的溶解而电离出H+,故铁板上H2S的电离速度远大于矿浆中H2S的天然离解,因而使铁板表面S2-浓度远高于矿浆内部,因而已溶金等金属离子在铁板表面发作硫化反响并堆积的速度也远大于矿浆内部,在较短时刻内就能在铁板表面掩盖一厚层硫化堆积物。只需铁的溶解不发作钝化,金、银、铜、铅等金属离子的硫化堆积就能正常地快速进行。故产出的“金泥”中,含金档次首要决定于质猜中电位比铁高的各种金属的溶解量。在一般状况下,产出的金泥含金只要1%-5%。且金、银等硫化物在铁表面的堆积是以铁的溶解进行置换的,故铁浆法运用的铁板溶蚀很快(每吨精矿耗费普通钢板15kg或低碳钢板5kg),硫酸耗费量也很大,需经常向矿浆中补加酸,以坚持介质处于适合的酸性状况。 1)铁浆法工艺实验 在前期的实验中,因为浸出硫精矿的金的浸出目标远低于化法,故多年来许多研讨者以为:法只适用于处理组分简略的质料。自从长春黄金研讨院和北京有色冶金规划研讨总院等向浸出系统中引人固相铁(钢板)进行“铁浸置”后,大幅度地进步了金的浸出率和收回率,而成为提金的一项严重办法。在适合的条件下,它可取得与化法处理同类质料相同的浸出目标,且浸出时刻比化法短。 在含有氧化剂的酸性液中,不单金、银会溶解,铜、铅、锌等贱金属氧化物和硫化物也会发作溶解: MeO+2H+→Me2++H2O MeS+2H+→Me2++H2S 硫化物溶解生成的H2S在氧化剂和酸的效果下还可发作一系列反响生成S, S2-,HSO4-, SO42-等。它们在不同电位和pH条件下还可相互转化。在酸性条件下又可经过可逆反响再生成H2S,使溶液中的硫化物之间完成平衡。此刻H2S的平衡浓度约0.1mol/L,这些H2S在溶液中可与已溶的Au+、Ag+、Cu2+、Pb2+、Zn2+等反响而生成硫化物堆积。 这种状况,在不向矿浆中加固相铁的浸出金前期,因为矿浆中离子浓度小,H2S的生成量也很少,且精矿表面露出的金粒数量多面积大,的浓度也大,在氧化剂的效果下,金的浸出率较快,已溶金含量不断上升。但跟着浸出时刻的延伸,矿浆中金属离子浓度不断增高,一起H2S浓度也随之上升,游离浓度不断下降。H2S的浓度升高则天然解离出更多的S2-,并与已溶金(和其他金属)离子反响生成硫化物堆积。跟着硫化物堆积效果的加强,浸出液中金含量上升速度递减,并逐渐发展到金的浸出与硫化物堆积两者之间发作平衡而到达“结尾”。这一结尾比质猜中金的实在浸出结尾早许多,故金的浸出率只90%多一点,比化法约低6%(见图4)。当向矿浆中加人固相铁后,已溶金及其他高电位金属离子便敏捷地在铁板上与S2-反响生成硫化物堆积而得到收回。图中金的浸出堆积率,随铁板加人时刻的迟早而呈直线上升,当在矿浆浸出作业的一起加铁时,金的浸出堆积收回率根本与化浸出率相同。如峪耳崖硫金精矿,化法浸出率为96.10%,铁浆法浸出率为96.06%;金洞岔硫金精矿,化法浸出率为89.63%,铁浆法浸出率为87.49%。二者的目标适当挨近。金等金属离子在铁板上敏捷发作硫化堆积,不光下降了矿浆中的离子浓度,避免它们的浓度过高而硫化沉入渣中形成金的丢失,还因络阳离子中金属离子的离解而释放出许多,使矿浆中游离浓度添加。[next] 图5是法与化法在不同浸出时刻金浸出率的比照曲线。从图中看出,不加铁的法因为金的硫化堆积,经浸出16h金的浸出率最高只达52%左右,跟着时刻延伸因为金的硫化堆积加强还略有下降。而在浸出一起加铁的法,金的浸出率随时刻的延伸不断上升,终究的浸出率与化法适当挨近。表2是铁浆法浸出硫金精矿质料的首要组分和浸出、收回目标一例。
表2 铁浆法作业目标
组分
精矿档次/%
浸渣档次/%
浸出率/%
金泥中收回率/%
Au
32.625g/t
0.28g/t
87.77
99.65
Cu
0.4
0.28
45
98.67
Pb
2.18
1.73
36.7
89
Zn
2.03
1.84
27.59
23.5
Fe
34.78
34.91
19.9
9.26
注:①表中Fe的添加是刺进铁板溶解生成的;②档次除Au为g/t外,其他为%