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。
苏联学者B.B.罗捷希可夫对很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通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,在这种情况下选用电解法在经济上是不太适宜的。
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工艺相似。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,也会耗费很多硫脉。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,它会使金属离子很多生成硫化物堆积。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。
1)从辉锑矿精矿中浸出暴露金
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暴露金。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,故又在浮选时增加空气按捺剂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,暴露金得以浸出,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很多金,故又增加了毒砂浮选回路,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,Al2O31.75,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,通过滤、洗刷,洗液和滤液兼并,渣弃去。银的浸出率为98.50%。
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,结晶率只略有增加。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。
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通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。
通过实验证明: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
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,通过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:
2)碳泥质氧化矿的焙烧和铁装法浸出研讨
张家口金矿天然金首要赋存于褐铁矿、黄铁矿、白铅矿、方铅矿、黄铜矿和石英中,经浮选产出含碳、泥质和碱性矿藏较高的难处理金精矿。对与此相似的矿石,国内外在化前都采纳各种工艺办法来消除碳和有害杂质的影响,但化浸出率仍不高于85%-90%,而直接或在脱碳后进行浸置,金的浸出率也只80%左右,且每吨精矿耗硫酸135-180kg,大于5kg。为了进步此精矿的金浸出率,经实验后,预先对精矿进行氧化焙烧,完成了除碳、分化碳酸盐和驱除褐铁矿中结晶水的效果,再用铁浆法浸置,取得了比化法CCD工艺还好一些的经济技能目标。
图6是将含金100g/t左右的浮选精矿,在680℃左右的温度下焙烧20min左右,再经细磨至94%-0.043mm(-325目),经加硫酸调浆至pH=1.5-2后再增加,于六台浸出槽中进行接连铁浆法浸置。经3个批次44个班的实验标明,金的浸出率为95.07%~96.40%,均匀95.79%。铁板上金泥的金堆积收回率98.45%-99.69%,均匀为98.99%。总收回率均匀94.82%。每吨精矿耗硫酸70kg,1.5-2.2kg,首要材料耗费42.42-52.48元/t,比国内化CCD工艺处理同类矿石的本钱98.66元下降57%-47%。
本工艺矿浆不需过滤,设备和基建出资低,占地面积小,操作简洁,节约劳力,流程也短。它是我国法从难处理矿石中提金,从研讨走向工业运用的初次打破,早已成功运用于张家口金矿的工业生产。为铁浆法在我国的研讨和推广运用奠定了根底。
3)铁浆法的工业实验和推广运用
铁浆法的工业实验用的质料为硫金精矿,其间含有少数氧化矿藏。其首要矿藏为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、褐铁矿、孔雀石、天然金及脲石矿藏石英、绢云母、绿泥石、高岭土和碳酸盐类等。精矿组分(金、银为g/t,其他为%)为Au 80.77,Ag 50,Cu 0.71,Pb 0.6,Zn 0.18,Fe 25.09,S 26.55,As 0.046,Bi 0.0063,Ni 0.038,SiO2 22.44,CaO 4.08, MgO 11.80, Al2O3 3.60。天然金粒度-0.038mm(400目)占80%以上,其间0.0067-0.0033mm的约占50%。
实验选用接连浸置作业,规划为1.5t/d。给料办法一为机械接连给料,二为入工定量给料。浮选精矿经稠密机脱水后进行调浆,再入旋流器和分级机组成的闭路循环中磨矿,溢流送浸出。浸出金的收回是在槽中挂入铁板,在浸出的一起堆积金。
实验在七只槽中接连进行,磨矿粒度80%-85%-0.043mm(325目),固液比1:2初始质量分数为0.3%,pH 1-1.5,液温25℃,刺进铁板3m2·m3·槽-1,浸置时刻35-40h,并按每2h由天车守时吊出铁板主动刮洗金泥一次。
通过12d别离对两个计划进行比照实验标明:金的浸出率别离为94.50%和95.21%,堆积收回率99.35%和99.64%,总收回率93.89%和94.86%。金泥(一例)组分(%)为:Au 3.05,Ag 1.73,Cu 13.57,Fe 15.66,S 20.36,SiO2 19.42,CaO 0.33,MgO 0.35,A12O3 2.95。其间(Au+Ag)4.78%。为了进步金泥中的Au、Ag档次,曾在刮洗前先用高压水冲刷除掉铁板表面附着的黄铁矿和细粒矿泥,金泥含金可进步至5%。
以上工业实验标明:
①铁浆法与化逆流倾析洗刷工艺比较,各项经济技能目标适当或略好(如表3),首要是法所用精矿含金档次比化法低形成的。若铁浆法与化炭浆法比较,则法本钱要高些。
表3 法与化法经济技能目标比较
办法
质料含金/(g·t-1)
渣含金/(g·t-1)
浸出率/%
贫液含金/(g·m-3)
置换率/%
总收回率/%
精矿生费/(元·t)
化CCD工艺
101.15
4.06
95.1
0.07
99.56
93.53
165.13
法
机械给料
80.77
4.44
94.5
0.25
99.35
93.89
147.7
人工给料
75.5
3.62
95.21
0.13
99.64
94.86
②浸金的初始浸出速度很快,当矿浆在向槽加调浆后,金的溶解率已达50%以上,今后进入各浸出槽溶解速度逐步下降。表4是精矿在各槽中的浸出、置换作业目标。因为矿浆中金的浸出和铁的置换堆积是同步进行的,矿浆中金属离子浓度和Au溶解的电位都较安稳,因而,金的浸出率和置换率均呈稳步上升趋势。
表4 铁浆法的浸出和收回目标
项目
加酸槽
加硫
浸置槽
脲槽
1#
2#
3#
4#
5#
6#
7#
精矿含金/(g·t-1)
75.5
34.5
16.5
12.5
8.85
6.75