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多硫化物法提金工艺技术

2019-03-05   
众所周知,元素硫具有强的负电性,它易与碱金属和碱土金属生成多硫化物。金银等贵金属又与硫有较强的亲合力,而易生成硫化物。且鉴于多硫化物是可溶的。这就为它们溶解金银供给了条件和理论依据。
文献报导中已研讨过的多硫化物浸金溶剂有:(NH4)2S5、Na2S5和CaS5等。这些试剂都是无毒的,实验成果也是令人满意的。且大多数金矿石或金精矿都含有必定量的铜,在浸出作业中可起催化氧化和消除游离S2-的效果。且多硫化物在溶液中能安稳存在的离于为S42-和S52-,它和O2相同具有氧化性。如S42-在参加氧化后,则取得6个电子而还原为S2-。
多硫化物浸出金的热力学研讨是И.А.卡可夫斯基1962年宣布的。尔后,南非约翰内斯堡联合投资公司(J.C.I.)实验室又对多硫化铵从含砷锑金矿中浸取金的工艺进行了体系的研讨,并在格拉夫洛特工厂建立了5t∕d的实验工厂,从含Sb31.5%、As4.5%、Au60g∕t的浮选精矿中浸出收回金和锑。
多硫化物用于浸出金,具有选择性浸出率高,无污染等长处。用于浸出硫化矿中的金,还可运用矿藏中所含的硫与参加药剂(Na2S、CaS、(NH4)2S)反响生成多硫化物,并可从浸液中收回元素硫。且浸液能屡次循环运用,试剂的再生和制作办法也简略。
南非选用多硫化铵法的条件是在25℃和常压下,多硫化铵的用量为理论量的2~3倍,即浸液中含(NH4)2Sr约40%,浸出时刻8h。因为反响进程中会生成NH3和H2S,设备应密封。
格拉夫洛特工厂是世界上辉锑矿首要出产供应商之一,该厂辉锑矿产量约占西方国家总产值的60%。该厂选用多硫化铵浸出,进程中金的浸出率约80%,锑浸出率90%。精矿中虽含砷4.5%,但浸出率只0.6%,绝大部分砷留于渣中,可完成选择性别离。浸出的金用活性炭吸附收回后,再通蒸汽加热使锑呈Sb2S5沉积,并使其转化为Sb2S3产品。Sb2S5沉积时逸出NH3和H2S经冷凝收回,再参加分化产出的元素硫制成多硫化铵回来再用于浸出。试剂的再生率可达90%。因为所建5t∕d的精矿浸出实验厂目标安稳,后又将它改建为150t∕d的精矿出产工厂。改建后年产金约93kg,并产出含Sb71.6%、As0.7%的锑精矿。
中南工业大学对湿法炼铅硫化浸渣和湿法炼锑的含砷硫化浸渣进行多硫化铵和多浸金实验,是向矿浆中加(NH4)2S和Na2S,运用浸渣中的硫使之生成多硫化物。实验是在恒温水浴的500mL三颈烧瓶中进行。当选用多硫化铵法时,每批参加湿法炼铅渣60~100g,在最佳条件:温度50~70℃,(NH4)2S 250mL、30mL以上,浸出时刻6~9h,金的浸出率大于90%。实验中还曾增加克己的多硫化铵(每升(NH4)2S加元素硫200g制造)30~50ml。因为浸渣中含S达51.07%,经过多项条件实验,S的浸出率均大于98%,浸出的S2-已能满意生成多硫化铵的要求有余,故另增加的多硫化铵对金的浸出率无明显影响。但因为多硫化铵的热安稳性差,浸液温度上升至70℃时会发作元素硫的分出。进程中还会逸出NH3和H2S。
选用多从湿法炼锑的含砷硫化渣中浸出金是运用上述相同的办法,其条件为:温度90℃、固液比1∶7、NaOH 0.5mol/L、Na2S、116g∕L、浸出时刻6h,金的浸出率约85%。增加Na2S浓度和改动温度、固液比、NaOH参加量和浸出时刻等条件,对金的浸出率只略有影响。这可能与天然金在浸渣中首要呈显微和次显微粒级未解离有关。
浸出液中的金运用活性炭吸附或用TBP萃取,收回率均选97%以上。
鉴于浸出矿藏中的硫能与增加的碱金属和碱土金属硫化物生成多硫化物。以此类推:矿藏中所含的可溶碱金属和碱土金属也能与矿藏中的硫反响生成多硫化物以浸出金。若能创造条件(如增加某些助剂等)使它们本身之间完成这种反响,在处理含有这些元素的矿石时则不用增加任何溶剂。
多硫化钙溶解金的小型探索性实验是西安冶金建筑学院进行的。它是用石灰(或消石灰)、及增加剂,选用湿法或火法制成石硫合剂(LSSS)。因为制备进程的化学反响是极杂乱的,产出的LSSS其化学组分也难以测定,但从终究降解物质看,首要组分是CaS5和CaS2O3,故推知其制备反响可能是:
2CaO+8S+H2O CaS5+CaS2O3+H2S(湿法)
3CaO+12S 2CaS5+CaS2O3(火法)
以CaS5而论,它溶解金的首要反响可能是:在无氧化剂时,S52-兼有氧化和配位两层效果:
Au+2S52- AuS5-+S42-+S2-+e
在有氧化剂时,S52-只起配位效果:
Au+S52- AuS5-+e
而CaS2O3也可在氧化催化剂的效果下浸出金:
2Au+4S2O32-+H2O+ O2 2Au(S2O3)23-+2OH-
实验运用的矿藏质料首要组分为:Au60g∕t、Ag112g∕t、Cu3.7%、Pb11%、S33%、Fe28%。实验证明,不管是否另加氧化剂,LSSS都可溶解金银,且将原液稀释3倍,金银的溶解率也好。若向此浸液中别离增加Cu(NH4)22+0.02mol、NH3·H2O0.55mol、Na2S2O30.2mol,都可进步金银的浸出率。
运用LSSS的性液浸出秦岭某金银精矿时,在温度40℃、pH14、固液比1∶3,参加精矿30g,LSSS 90mL,配以NH3·H2O0.55mol,经拌和浸出10h,金银的浸出率别离为98.00%和80.07%。
中南工业大学在对含硫23.77%、砷4.78%、锑2.85%、Au50g∕t的难处理精矿加石灰焙烧固硫砷实验中,虽焙砂固砷率达99%以上,固硫率也达94.62%,但焙砂中还有5.38%的其他硫化物。经X线衍射分析,这些硫化物首要以硫化钙状况存在。因硫化钙在水中具有必定的溶解度,若选用化法浸出有必要预先脱除CaS,不然进程中会分化出硫,对化发作晦气影响。若选用多硫化物法浸出,则不用脱除CaS,它的存在还可成为浸出金的溶剂。
对上述固硫、砷焙砂的多硫化物浸出,经实验选定的条件为:Na2S浓度136g∕L,并参加元素硫(Na2S∶S0的分子比1∶3~4)使浸液呈赤色,在温度80~90℃,拌和浸出2h,金的浸出率可达80%左右。但随着浸出时刻的延伸,浸出率即呈现下降,这可能是温度过高,使多硫化物发作分化所造成的。为进行比照,将此焙砂直接在NaCN 0.1%、pH10~11、固液比1∶5的常温下拌和化24h,金的浸出率只58.0%;将此焙砂进行空气氧化预先脱除CaS后再化,金的浸出率进步至80.83%;浸渣再次进行两段化,金的浸出率也只到达85.39%。