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硫氰酸盐法提金工艺技术

2019-03-05   
一、硫酸盐的性质
硫酸盐浸出金可用NH4SCN或NaSCN。后者为焦化厂的副产品,价廉易得,且进程中不会释放出。运用硫酸盐法,可在常温下离解发作SCN-而与Au+、Ag+生成较安稳的络合物。在酸性(pH1~2)溶液中增加的氧化剂(MnO2等)又能使载金矿藏(FeS2等)分化而释出单体金,可加速金、银的浸出速度,进步浸出率。但跟着溶液pH值的增高,载体矿藏中的金不易解离,会使金的浸出率不断下降。浸出进程中,硫酸盐功能安稳,基本上不会污染环境。
文献报导,光照、pH、CuS、PbS、Fe3+、Fe2+等对硫酸铵的影响都不大,而可溶铜盐(如CuSO4)则影响较大,且随增加量的增加耗费量敏捷增大。当向pH1的100mL2.5%NH4SCN液中,别离参加CuSO4·5H2O 0.1~1.0g,经1h后取样测定,NH4SCN的耗费量为;0.1g为1%,0.4g为5.5%,0.6g为8%,1.0g为25.5%。MnO2对硫酸盐也有较大的影响,特别是在强酸性溶液中,它的耗费量随MnO2增加量的增大和时刻的延伸而加大。当向pHl的100ml 2.5%NH4SCN液中参加0.5gMnO2,经5hNH4SCN的耗费量约3%;当MnO2增加至2.0g经5h,耗费量增大至约8%。虽如此,但在酸性溶液中增加MnO2可氧化矿石或精矿中的FeS2使包裹金解离成单体,有利于进步金的浸出率。
二、硫酸盐溶解金、银的机理
硫酸盐对金、银的溶解归于电化学腐蚀进程。当选用硫酸盐浸出含黄铁矿的硫金精矿时,向体系中参加氧化助荆(MnO2等),可使FeS2分化为Fe2+,并进一步氧化为Fe3+。故金银溶解的电化学进程为:
阴极区发作Fe3++e Fe2+,而阳极区则发作Au+2SCN- Au(SCN)2-+e的反响生成络离子进入溶液。
实验者将制备的Au3+、Au+、Ag+、Fe3+、Fe+和NaSCN参加带夹套的五颈瓶中,在25℃恒温并通氮气维护的电磁拌和下,选用H2SO4和NaOH作pH调整剂,用UJ-25型电位差计别离测得了不同pH时各电对的电动势。图1是测定的有关电对pH-电位和计算出的MnO2∕Mn2+电对pH-电位曲线图。从图中看出:在pH<3的溶液中,Au(SCN)4∕Au电对电位约为0.41V,比Au++Au电对的标准电位1.68V低得多,有利于金的溶解。Ag(SCN)2-/Ag电对约为0.07V,比金线更低,对银的溶解有利。Fe3+∕Fe2+电对电位约0.67V,是金氧化浸出的杰出氧化剂。而MnO2∕Mn2+电对在强酸性液中的电位又高于Fe3+/Fe2+,故参加MnO2不光能有效地氧化FeS2,还可使Fe2+不断氧化为Fe3+。

图1  25℃时,Au(Ag)-SCN--H2O系pH-电位图
条件:Au(SCN)2-=Ag(SCN)2-=10-4mol/L
SCN-=0.4mol∕L
金的探索性浸出运用抡马金矿浮选的硫金精矿100g置于三颈瓶中,参加5%NaSCN液200mL和适量软锰矿,在室温文拌和下浸出,不一起刻的pH值、电位、铁含量和金溶出量列于表1。
表1  NaSCN+MnO2体系中金的浸出量和各项条件的改变





时刻

5min

15min

30min

1h

2h

3h

4h

5h


pH

0.9

0.95

1.1

1.1

1.2

1.0

1.0

1.1


电位∕V

0.6382

0.6422

0.6582

0.6582

0.6504

0.6512

0.6565

0.6577


全铁
∕g·L-1

0.26

0.68

0.91

0.94

1.06

1.35

1.40

1.67


亚铁
∕g·L-1

0.00

0.00

0.00

0.00

0.03

0.06

0.08

0.10


金溶出量

4.8×10-6

11.8×
10-6

14.1×
10-6

15.8×
10-6

17.4×
10-6

20.0×
10-6

20.1×
10-6

20.1×
10-6
从上表中看出,在不向体系中加铁离子条件下,浸液中铁含量的逐渐增高是MnO2氧化精矿中FeS2发作的,且生成的Fe2+又被MnO2氧化为Fe3+,它使MnO2的耗费过快。金的溶解则主要是Fe3+的氧化效果来完成的:
FeS2+MnO2+4H+ Fe2++Mn2++2H2O+2S0
2Fe2++MnO2+4H+ 2Fe3++Mn2++2H2O
Au+Fe3++2SCN- Au(SCN)2-+Fe2+
表中,当浸出时刻达3h后金的溶出量不再增加,或许是氧化助剂MnO2已耗尽所形成的。但在上述条件下,MnO2也或许不只起氧化助剂效果,在浸出前期Fe3+浓度尚低时,或许有部分MnO2直接作为氧化剂而溶解部分金:
Au+MnO2+2SCN-+4H+ Au(SCN)2-+Mn2++2H2O
银的溶解反响与金相同,能够写出相似的反响式。
某些研究者还指出:运用Fe3+和氧作氧化剂,金虽可溶于硫酸盐溶液中生成         Au(SCN)2-。但Fe2+也会与SCN-结组成亚铁硫酸盐而加大硫酸盐的耗费,特别是Fe3+浓度大时尤为显着。故氧化剂的增加应适量,或按总量分次参加。
Au+Fe3++4SCN- Au(SCN)2-+Fe(SCN)2

三、硫酸盐浸出金的小型实验
    硫酸盐浸出金的小型体系研究首先是用NH4SCN浸出含Au59.3g∕t、Ag144g∕t、Fe21.27%、Cu1.3%、Pb1.7%、S34.8%的不含As和Te浮选精矿。进行条件实验的规划为精矿10g,参加软锰矿(MnO224%)0.5g,5%NH4SCN20mL,在室温下振动3h不同pH条件下金、银的浸出率如表2。
表2  pH对金、银浸出的影响




pH值

1.3

2.2

2.5

3.0

4.1

5.0

5.5

6.5

7.5

9.2


金浸出率∕%

93.03

91.06

89.25

85.60

74.80

69.81

66.00

55.98

49.24

41.82


银浸出率∕%

90.05

89.07

87.00

86.80

86.60

75.90

73.80

71.94

64.86

50.69
从上表中看出:在pH1.3~2.2范围内,金、银的浸出均高于或近于90%。跟着pH值的升高、金、银的浸出率均逐级下降。虽然银的下降量比金小些,但下降趋势是共同的。在强酸性(pH1.3~2.2)条件下,金、银的浸出率均大于或近于90%,主要是MnO2在强酸液中能激烈氧化分化黄铁矿使金、银解离出来,黄铁矿分化生成的Fe2+又被MnO2氧化成Fe3+而成为溶金的氧化剂。但在弱酸和中、碱性溶液中,MnO2分化黄铁矿的效果则逐渐削弱,使金、银的浸出率逐渐下降。
经过10g矿样的条件实验后,扩展小试选用100g精矿,固液比1∶2,NH4SCN50g/L,H2SO4 0.5mol/L,参加软锰矿5g,在常温下拌和浸出3h,Au、Ag的浸出率别离为92.24%和84.58%;将拌和浸出时刻延伸至7h,Au、Ag的浸出率别离为94.97和84.50%。鉴于在强酸条件下软锰矿在溶液中的氧化耗费是很快的,扩展小试的浸出时刻能接连至7h,并获得Au浸出率94.97%的好成绩,或许是拌和作业带入空气中的氧不断将Fe2+氧化成Fe3+的成果。
扩展小试还一起进行了多种办法的比照实验,成果如表3所示。
表3  不同溶剂浸出金、银的比照实验成果




办法

硫酸铵法

化法

硫代硫酸钠法

法


时刻∕h

3

7

24

10

5


金浸出率∕%

92.24

94.97

94.96

63.23

26.85


银浸出率∕%

84.58

84.50

65.76

73.12

24.65
    四、硫酸盐浸出金、银的中间实验
中间实验是在上述小试基础上进行的。所用质料为抡马金矿的浮选硫金精矿,其主要组分为:Au 64.00~72.85g∕t、Cu 5.76~11.00%,Pb 1.93~2.00%,Fe≥30%,S≥35%。实验规划为每批次1t精矿,共进行9批次。浸出作业选用含NaSCN4%~5%的溶液。固液比1∶2。在接连拌和下参加精矿粉1t,软锰矿(含MnO235.98%)50kg,并加H2SO4使作业进程中的pH值保持在1~2,拌和浸出4h。停止后加NaHCO3调pH至4~5过滤,滤渣加水洗刷,洗液放入贮槽回来体系中运用。
浸出液加H2SO4或HCl调pH至挨近2,按每立方米加锌粉1kg拌和置换30min。经抽气过滤,滤液和洗液兼并补加NaSCN后供下批料浸出用。
锌置换产出的金泥经500~600℃煅烧,再用稀H2SO4或HCl浸出除Zn、Cu、Fe等杂质后,加溶解并用FeSO4复原金。产出的海绵金加硼砂于坩埚中在焦炭炉内熔炼,产出纯度93~97%的金锭。
实验成果:金的浸出率为89.88%~94.67%(均匀91.74%),NaSCN耗费3.26~9.00kg∕t(均匀5.60kg∕t)精矿,与小试成果相符。每置换1g金均匀耗费锌粉38.97g,金置换回收率97.12%~100%(均匀98.79%)。锌粉耗费如此高,主要是在强酸液中与酸反响生成ZnSO4或ZnCl形成的。浸渣经4次洗刷,金的总洗刷率为99.57%~100%。金泥中金的回收率93.51%~97.89%。
为查验中试成果,将上述精矿进行了化浸出比照实验。化浸出条件为pH≥10,NaCN耗费9.56kg∕t精矿,拌和浸出24h,金的浸出率为88.80%。二者比较,硫酸盐法具有许多长处。