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金矿样品焙烧若干问题的探讨

2019-02-25   
金矿试样的焙烧,常是湿法提取和湿法测定金的重要进程。国内外都进行了一些研讨,跟着实践的深化和开展,就其某些首要问题进行愈加体系、深化地研讨和知道,也是必要和有利的。
一、焙烧的含义
1、焙烧有利于金的彻底浸出和溶解,
直接浸出或溶解矿石中金尽管较为省劲,但它一般只适合于氧化程度高、不含有机炭的试样,然而在大多数情况下,试样中常含有硫化物、砷化物、蹄化物和有机物,有的金样品中有机炭高达7%,一些有机物(炭、腐殖酸等)、硫化物(黄铁矿、黄铜矿、.黑坳铜矿、辉铋矿、方铅矿等),砷化物(毒砂等)常是金的载体矿藏。当这些矿藏很多存在时,如用含氧化剂的混合溶剂处理,其有用性、经济性、安全性及操作的简便性,远不及焙烧法。这是因为混合溶剂常不能将硫、砷化物都氧化至高价,有的硫仅被氧化呈单质状况,它们也不能将有机物悉数、彻底去除,有的有机物改变成单质炭或硝基衍生物。因为这些物质具有较强的复原性、吸附性、包裹性或络合性,致使金不能
彻底进入溶液,浸出率显着偏低。而焙烧可彻底除掉有机物,硫、砷化物,有利于金的浸出和溶解。此外,焙烧还能使某些含水矿藏失掉结晶水,在矿粒中构成许多空泛和通道,使试样构成多孔状,此表面大大添加。焙烧还能使某些包裹体决裂,使溶剂能更好地与金触摸,亦有利于金的浸出和溶解。
2、焙烧何消除或削减一部分搅扰物的影响
焙烧还可除掉、、碲等对某些办法测金的搅扰,能使银生成难溶于酸的硅酸银,削减银的于犹。
3、焙烧可削减熔剂的耗量
因为焙烧除掉了贱价硫、砷及有机物,并将金属铁(制样时引进)、贱价铁、贱价铜等氧化至高价,因而可节约很多氧化剂用量,一起还能缩短金的浸出周期。
二、焙烧是个杂乱进程
因为试样的取样量大,一起处理的样品数多,供氧有限,因而,在空气中焙烧的初始阶段,虽有某些矿藏被氧化,但就整个炉内而言,复原气氛占主导地位,这时硫化物、砷化物、有机物等将以热解为主:
黄铜矿CuFeS2=CuS+FeS
2CuFeS2=Cu2S+2FeS十S↑
黄铁矿FeS2=FeS+S↑
7FeS2=Fe7S8+6S↑
斑铜矿Cu5FeS4=CuS+2Cu2S+FeS
2Cu5FeS4=5Cu2S+2FeS+S↑
磁黄铁矿FenSn+3=nFeS十S↑
铜兰6CuS=3Cu2S+3S↑
黑坳铜矿4Cu2S.Sb2S=4Cu2S+Sb2S3
车轮矿3PbS·Sb2S3=3PbS+Sb2S3
毒砂FeAsS=FeS+As↑
有机物则变为化学性质比较稳定,对金具有复原性和吸附性的活性炭:
CX(H2O)y=xC+yH2O↑
此外,某些高价化合物或许被复原:
BaSO4+2C=BaS+2CO2↑
CaSO4+2C=CaS+2CO2↑
某些热解产品将从头化合:
As+S=AsS
跟着复原物质的不断分化除掉和炉内不断供氧及增温,炉内逐步转为氧化气氛,这时,硫化物、砷化物、有机物等逐步被氧化:
铜兰2CuS+O2 = Cu2S + SO2↑
辉铜矿2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑
Cu2S+2O2=Cu2O+5SO2↑
4Cu2S+10O2=4CuSO4+4CuO
金属铜 4Cu+O2=2Cu2O
赤铜矿2Cu2O+O2=2Cu2O
金属铁2Fe+O2=2FeO
氧化亚铁4FeO+O2=2Fe2O3
辉银矿Ag2S+O2=2Ag+SO2↑
辰砂HgS+O2=Hg↑+SO2↑
硫化铁3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2↑
单质砷4As+3O2=2As2O3↑
辉锑矿2Sb2S3+9O2=2Sb2O3+6SO2↑
活性炭C+O2=CO2↑
雄黄AsS+O2=As↑+SO2↑
雌黄As2S3+3O2=2As↑+3SO2↑ 2As2S3+9O2=2As2O3+6SO2↑
某些未彻底热解的矿藏,亦被逐步氧化:
黄铁矿3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2↑
4FeS2+11O2=Fe2O3+8SO2↑
磁黄铁矿FenSn+3+O2=nFeS+SO2↑
毒砂FeAsS+3O2=FeAsO4+SO2↑
某些矿藏将与某些反响产品相互作用,如黄铁矿与三氧化二铁、二氧化硫及炭相互作用;
FeS2+16Fe2O3=11Fe3O4+2SO2↑
3FeS2+2SO2=Fe3O4+8S↑
3FeSO2+12C+14O2=Fe3O4+12CO2↑+6S↑
试样中某些矿藏亦可相互作用:
2Ag2S+2SiO2+3O2=2Ag2SiO3+2SO2↑
2CaF2+SiO2=SiF4↑+2CaO
CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑
某些反响产品亦将从头化合:
4Fe3O4+6As2O3+7O2=12FeAsO4
FeS+10Fe2O3=7Fe3O4+SO2↑
综上所述,试样在焙烧进程中,其间一些矿藏将进行热解、脱水、氧化(复原)、蒸发、重结晶、从头化合,焙烧确是一个极端杂乱的进程。因而,操控适宜的条件,完成焙烧的最佳化,是很值得研讨的问题。
三、焙烧温度与升温速度
试验标明,尽管某些有机物、硫化物、砷化物开端热解氧化的温度一般在200~550℃,但焙烧温度低于600℃,有机物不易除掉,硫化物残留量也较多,如焙烧温度大于700℃,尽管有利于有机物、硫化物热解氧化,特别能够加快热稳性高的硫化物(方铅矿、闪锌矿等)的分化,但常引起某些矿藏晶形的改变和体积的缩短,引起某些物质的熔融(若干物质的溶点见表1),并加重某些矿藏间的反响,这些不只会引起样品的烧结,还使可溶性硅酸急增,搅扰测定。当烧结不严峻时,可将样品从头破坏,再进行分析,如样品严峻烧结,甚致在瓷舟壁成釉,即便将样品从头破坏,测得成果仍严峻偏低。此外,焙烧温度过高易使砷呈盐留在焙砂中,影响金的测定和砷的收回。很多实践标明,关于分析样品焙烧温度,一般以600~650℃为宜,关于化冶样品,因为其粒度较粗,试验用样量大,焙烧温度可略高些。但一般不宜超越750℃。
试样的入炉温度,一股应操控在200℃以下,升温速度以小于500℃/h为宜。若入炉时温度过高,升温速度太快,砷金易构成低沸点的合金蒸发丢失,易使矿藏体积缩短,比表面减小,还下降除炭、砷、硫的作用特别是有低熔点矿藏时。高温使它们熔融将炭、硫、砷等粘结包裹,使焙烧难以彻底,并影响金的浸出和溶解。很多试验表
明,选用低温、长期的缓慢焙烧,较高温、短时的快速焙烧更为有用,即便某些热稳定性高的矿藏,经长期的焙烧,也将逐步a氧化分化。
若干物质的熔点 表1




物质称号


分子式


熔点℃


补白




金属铅


Pb


327.5


 




金属锡


Sn


231


 




金属锑


Sb


630.5


 




金属镉


Cd


321


 




金属锌


Zn


419.4


 




金属铋


Bi


271