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载金树脂解吸和再生工艺流程

2019-03-05   
树脂吸附金的挑选性远低于活性炭。它在吸附金的一同,一般会吸附超越金量几倍乃至十几至几十倍的贱金属和其他杂质。且这许多离子和杂质的化学行为又各不相同,而使解吸再生工艺进程复杂化。为此,只需对载金树脂进行深度净化,除掉很多的杂质并解吸金,才干使树脂挨近康复初始特性,回来再用于吸附进程。据报道,已研讨过的载金树脂解吸办法主要有碱洗脱法等6种。
一、载金树脂解吸办法-碱冼脱法
弱碱性树脂不能直接用于高pH值的化浸出矿浆中与阴离子进行交流,而需求在运用前先进行酸处理完成叔胺基团的质子化。故从理论上讲,经质子化后的弱碱性载金树脂,只需选用碱溶液处理使树脂脱除质子化,树脂上吸附的金、银和许多杂质即可悉数解吸下来:
R'HAu(CN)2+OH- R'+Au(CN)2-+H2O
依照以上反响,C.A.弗莱明用0.1M NaOH溶液对载金树脂进行解吸实验,成果Au、Ni、Cu、Zn的解吸率都达99%,Co98%,只Fe较低为79%。后来他又发现,只需运用0.5M NaOH+0.2M NaCN溶液解吸,才干进步Ag、Fe、Ni的解吸率。而A.梅米特(Mehmet)的实验证明,运用pH=13的NaOH液虽可将树脂中的金及某些杂质解吸出来,但有些杂质可能会生成氢氧化物沉积仍留在树脂中,有必要再用5% H2SO4洗脱才干除掉。
二、载金树脂解吸办法-锌络合物解吸法
此法是南非提出用于强碱性树脂或含强碱基团的弱碱性双官能团树脂中解吸金的计划。它是先用含锌30~45g∕L的Zn(CN)42-络离子将树脂中的金及其他杂质交流出来,再用H2SO4和NaOH分步洗脱锌和H2SO4:
2RAu(CN)2+Zn(CN)42- R2Zn(CN)4+2Au(CN)2-
R2Zn(CN)4+3H2SO4 2RHSO4+ZnSO4+4HCN
2RHSO4+2OH- R2SO4+SO42-+2H2O
按榜首反响式,树脂经Zn(CN)42-离子交流后,各金属的解吸率别离为(%):Au97.8,Ag>94.0,Cu>99.8,Fe 90,Co 91,Ni 70,Ph 50,再经H2SO4洗脱,Zn的除掉率大于99.8%。
三、载金树脂解吸办法-硫酸铵解吸法
此法可用于强碱性树脂和含强碱性基团的弱碱性载金树脂中解吸金。它又可分为非挑选性解吸和分步挑选性解吸两个计划。
(一)分步挑选性解吸
此计划是А.П.瓦特科夫斯卡娅(Ватковская)提出的,解吸进程分为三步:①先用低浓度(10∕L)NH4CNS+10~2sg∕LNaOH液解吸贱金属杂质。在温度50℃作业,Cu、Zn解吸率~90%,Ag~60%;②后用高浓度(170~250g∕L)NH4CNS+0.1mol/L NaOH在50℃解吸金、银,解吸率为Au~75%、Ag~85%,Cu~100%,③用10~15g∕L NaOH液使树脂转变为OH-型,并除掉部分Zn、S、Si、Al、As等。解吸液中CNS-和CN-选用臭氧将其损坏。
(二)非挑选性解吸
此法是南非实验的计划。该计划是用150g∕L NH4CNS在pH7~8条件下解吸,Au、Ag解吸率~100%,Fe、Ni、Co解吸率58%~87%。再用1mol∕L Fe2(SO4)3使树脂再生。向解吸液中参加NaOH使Fe3+生成Fe(OH)3沉积并收回NaCNS。
我国东溪金矿选用NK 884阴离子交流树脂从矿浆中吸附金后,也用硫酸镀碱液解吸金。
银坊金矿运用353E树脂吸附金后,曾用酸性液解吸金。因为硫酸酸性液对设备腐蚀严峻,解吸温度高,且冬天易结晶而阻塞管道,后又改用硫酸铵(或硫酸钠)碱液进行解吸。经实验挑选的条件是:NH4CNS(或NaCNS)1.6~2mol∕L+NaOH 0.3~0.5mol/L,温度25℃,解吸液流量200mL∕h,经47h金的解吸率达99%以上。解吸峰值高且尖,曲线峰值都出现在开端后2h内。解吸液经开路或闭路电积,在电压2.2V、面积电流5.4A∕m2条件下,金的电积收回率达99%~99.1%。载金树脂经解吸、水洗、3%HCl酸洗(20h)、水洗、NaOH转型、水洗六个进程,就可回来吸附进程循环运用。
四、载金树脂解吸办法-酸性解吸法
酸性解吸金,是依据:①树脂能激烈地吸附分子(物理吸附);②被树脂吸附的能排代CN2并与金构成安稳的Au〔SC(NH2)2〕2+络阳离子而被解吸:
RAu(CN)2+2SC(NH2)2+2H2SO4 RHSO4+Au〔SC(NH2)2〕2HSO4+2HCN
Ag、Cu等也能与生成较安稳的络阳离子被解吸。Pb、Zn、Ni、Co、Fe等虽也能与反响生成络阳离子,但它们的安稳性差,故对它们的解吸率很低。如南非曾用1M SC(NH2)2+1MH2SO4混合液进行无挑选性解吸,成果解吸作用欠好,也很快发作分化。
为了除掉难以解吸的杂质金属和Ca、Si等,最大极限地康复树脂的初始吸附容量,各研讨者经过很多实验后,在酸性解吸进程中叠加了一些作业,使之成为分步挑选性解吸工艺。它包含:
(一)在解吸金前,先用无机酸解吸安稳性较差的杂质金属络合物。如对АП-2弱碱性载金树脂进行实验时,经过35树脂体积的0.2mol/L HNO3或0.4mol∕L H2SO4液,锌的解吸率近100%。而运用HCl液,锌的解吸率只近50%。当运用0.2mol∕L HCl渣解吸IRA-400强碱性载金树脂时,Ni的解吸率~100%,Zn~80%,Cu则不到10%。
(二)鉴于无机酸洗脱,Ag、Cu会在树脂上沉积(若用HCl,Ag会生成AgCl,Cu也会生成CuCl沉积,或生成CuCl2再被树脂吸附),Fe也易生成不溶的蓝色亚铁沉积。当在解吸前选用2mol/L NaCN预先处理IRA-400载金树脂时,Cu、Fe、Ag的预先洗脱率别离达95%、65%和35%。而1972年Б.Н.拉斯科林在解吸金前,选用浓(40g∕L)NaCN液预先处理AM-2B载金树脂,成果Fe、Cu的洗脱率近100%,并使Co>60%、Zn>40%、Ni~10%一同被洗脱除掉。
Б.Н.拉斯科林依据上述浓NaCN预先洗脱Cu、Zn的实验,并归纳各家的研讨成果,于1979年宣布了他的分步挑选性解吸法。该法分四步进行,即①先用40g∕L NaCN液解吸载金树脂中的Fe、Cu;②用20~30g∕L H2SO4液解吸Zn、Ni,并使载金树脂中的反离子CN-转变为SO42-型;③80~90g/L SC(NH2)2和20~30g∕L H2SO4混合液解吸Au;④用30g∕L NaOH液处理,使树脂中的SO42-转变为OH-础,并可一同除掉AsO43-、S2O32-、SiO32-及少数残留锌等阴离子。此法可使载金树脂中的金、银及贱金属杂质分步挑选性解吸除掉,而使树脂取得再生。此法曾运用于前苏联的工业出产进程中。
五、载金树脂解吸办法-酸性分步解吸法的改善
上述Б.Н.拉斯科林的四步“分步挑选性解吸法”,经过工业实验和出产运用发现再生树脂尚含有一些离子和杂质,树脂的净化深度不行,树脂的初始性质(主要是树脂的初始吸附容量)康复程度仍有较大距离,经过不断改善的工艺分为八道工序,即在原分步解吸基础上增加了洗矿泥、洗刷NaCN、洗刷、洗刷碱四步,并对药剂的运用浓度进行了适度调整。改善后的用于AM-2B载金树脂解吸再生工业流程示于图1。用它从含有很多贱金属矿石矿浆中收回的载金树脂,处理全进程约需259h,其间:洗泥4h,化30h,洗刷15h,酸处理30h,吸附30h,金解吸75h,洗刷30h,碱处理30h和洗刷碱15h。这些工序的作业分述如下:

图1  AM-2B载金树脂的解吸-再生工艺流程
(一)洗泥。卸出的载金树脂一般含有矿泥,有必要用清洁水洗刷并除掉木屑,因为泥粒与木屑会吸附溶剂和污染工业溶液,影响再生作业。洗泥是将树脂置于再生柱中(图2),由高位槽从柱底供应上升水流进行缓慢洗刷。但也有运用自来水管供水的,但这种办法是在几个大气压下供水,往往形成柱中整个树脂层上升,而会损坏进程的正常进行。洗刷作业一般要进行3~4h,每一体积树脂需耗费2~3体积的洗水。洗泥作业最好用热水,特别是处理浮选精矿吸附浸出进程卸出的树脂时,热水能够充沛洗去树脂表面的浮选药剂。洗泥质量以肉眼调查洗水中悬浮物的含量来操控。洗水回来化作业用。

图2  树脂再生柱结构示意图
1-排风管;2-液位计孔;3-空气进步器树脂排出口;
4-空气进步压缩空气管;5-加树脂和取样孔;
6-短圆柱筒体;7-排料设备;8-异径柱体;9-溢流管;
10-固定在作业渠道的支座;11-再生柱壳体;12-中心空气进步器;
13-装热电偶套管;14-树脂事端放空管;15-10~15mm孔径金属筛板;
16-异径柱段;17-蛇形管;18-0.4mm孔径聚筛面;19-洗脱液给入管
(二)化处理。树脂经洗泥后,运用4%~5%NaCN溶液进行净化处理,以CN-替代树脂中的铁、铜络合物而到达净化:
+CN- +Cu(CN)2-
+2CN- +〔Fe(CN)4〕2
但这种解吸液解吸铁、铜的功率不高,耗用5倍体积的解吸液处理30~36h,仅能除掉不到80%铜、50%~60%铁。且因为在处理进程中有15%的金和40%~50%的银被洗出,以及化作业有毒,故如今只是在铁、铜含量堆集到严峻影响树脂吸金的有用容量时,才进行一次化处理。
(三)洗刷。树脂经化处理后,树脂颗粒间残存的溶液约占再生柱总容积的50%。向再生柱中供应清洁水,先使残留的浓化液排出,然后开端从树脂表面洗去和CN-。洗刷一向进行到柱中排出洗液不含NaCN停止。洗刷的作业一般需求15~18h,1体积树脂约耗5体积水。洗液回来用于制造化液再供化处理用。
(四)酸处理。经洗刷除掉的树脂,运用0.5%~3%的稀硫酸液处理,以溶解锌和部分钴的络合物,并使和CN-呈HCN蒸发除掉:
+H2SO4= +Zn2++2HCN↑
+H2SO4= +2HCN↑
酸处理时刻为30~36h,1体积树脂耗用6体积酸液。酸处理排出的洗液,于贮槽中加“碱处理”的废碱渡中和后和尾矿一同抛弃。
(五)吸附宽和吸金。作为金的解吸剂,是它在解吸进程中与金结合生成安稳的络阳离子〔AuSC(NH2)2〕2+进入溶液,这种络阳离子不会被阴离子交流树脂所吸附。是一种优于、甲醇、乙醇等最有用的金、银解吸剂。在水中的溶解度约为90~100g∕L。制造液一般运用回来液和洗水。当用清水制造时,应先往水中参加2%~3%的硫酸,并加热溶液至50~60℃使溶解。从用解吸AM-2B树脂中金的解吸曲线(图3)看出:开端1.5~2.0体积的洗出液中简直不含金,也不含。为了获取富含金的贵液,往往将这部分洗出液与后边解吸了金的洗液分隔。在后来的出产实践中还往往将解吸金的洗液分红两部分,即金解吸后半部产出的贫金洗出液回来再作解吸液用,以便产出富金贵液。前半部产出的洗出液,因未受后半部贫液的减弱而成为含金富液。

图3  AM-2B饱满树脂金的解吸曲线(1)和金的收回率曲线(2)
金的解吸是离子交流树脂再生工艺流程中的要害工序,因为它影响到从载金树脂中解吸金的收回率以及再生树脂的质量。
因为金、银的解吸速度小,加上又要使金富集在最小体积的洗出液中,故金的解吸进程常需75~90h。最佳的解吸液含8%~9%和2.5%~3.0%硫酸。运用这种解吸液时,首要因为硫酸根离子的进入而损坏树脂相中的金络合物,然后生成带正电荷的络金离子,并从树脂相中转入溶液。与此一同还分出蒸发性的HCN:
+2H2SO4+2SC(NH2)2= +2〔AuSC(NH2)2〕SO4+4HCN↑从式中看出,在此进程中硫酸根离子进行交流起着重要作用,它使的耗费量只限制在机械损失和副反响上,并在解吸金后树脂彻底转化为硫酸根离子型。

金的解吸一般在串联的几个再生柱中逆流进行,这样能产出富含金的洗出液以及能进步金的收回率。
(六)洗刷。树脂经解吸金后,它的表面和树脂颗粒间都残留有,需用水洗刷除掉。洗出的溶液回来制造液再用于解吸。一般1体积树脂需不少于3体积的水来洗刷。树脂中的有必要洗净,因为含的树脂用于吸附进程时,会在树脂相中生成难溶的硫化物沉积,而下降树脂的交流容量。
(七)碱处理。经解吸并洗去的树脂,还要经过碱处理以除掉树脂相中的硅酸盐等不溶物,并使树脂由SO42-型转化为OH-型。碱处理运用含3%~4%的溶液。进程中约耗费4~5树脂体积的碱液。碱处理排出的溶液用于与上述酸处理排出的酸液中和后弃去。
(八)洗刷除碱。用清水洗去树脂颗粒间残存的碱液和树脂中过剩的碱。排出的洗水用于再次制造碱液用。
六、载金树脂解吸办法-饱满银树脂的解吸和再生
两段化一吸附法从富银和金、银矿石中收回银的作业中,产出两种饱满树脂:①主要为金饱满的树脂;②主要为银饱满的树脂。这两种树脂的再生作业略有不同,这是由树脂相中银离子的迁移率和洗脱速度引起的。
依据研讨和出产实践,饱满银的树脂再生需选用如下一些操作条件:
(一)再生进程中,当用6倍树脂体积的硫酸液进行酸处理时,除锌、镍被洗出外,还有35%~40%的银以AgCN胶体沉积的形状转入溶液中。故树脂中锌、镍含量不多时,为使银保留在树脂中,运用2~3倍树脂体积的酸液进行酸处理就够了。
(二)从图4的金、银、铜解吸曲线看到:银的解吸速度比金快,当经过1.5倍树脂体积的解吸液时,洗出液中的含银量就已达极大值。所以,在加进不久树脂还在吸附时,银就已敏捷从树脂中解吸出来,洗出液中银的均匀含量大于1000mg∕L。故此洗出液可进去电解提银。

图4  AM-2B饱满树脂中金、银、铜的解吸曲线
(三)运用含3%和2%硫酸的3.5~4倍树脂体积的解吸液,就满足把第二段化-吸附进程饱满树脂中的银解吸下来。这种解吸液的含量比金解吸液少得多,解吸液量也只相当于解吸金的三分之一,它使耗费量大为下降。
(四)因为银解吸速度快,所以解吸液在再生柱中的流量可达3倍树脂体积∕h,这就大大加快了再生进程。
下表列出了两段化-吸附工艺和再生进程中树脂产品的金属含量。表中数据标明,饱满树脂经酸处理后锌和镍就得到了充沛化吸,并有30%~40%的铜、铁杂质解吸进入溶液。银的解吸率在榜首段饱满树脂中比金高些,再生后树脂中银的残留量简直仅为金的二分之一。
表  两段吸赞同再生进程树脂产品中的金属含量(mg∕g)




树脂

Au

Ag

Cu

Fe

Zn

Ni


Ⅰ

Ⅱ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅰ

Ⅱ

Ⅰ

Ⅱ


饱满树脂

24.4

0.75

18.3

26.4

064

2.90

0.77

8.63

7.69

0.21

1.37

0.21


酸处理后树脂

24.0

0.78

14.1

20.8

0.32

1.81

0.62

5.80

0.14

0.09

0.12

0.10


再生后树脂

0.62

0.09

0.22

0.08

0.06

痕量

0.49

1.0

0.04

0.05

0.07

0.09