含铜金精矿选择性浸金研究
2019-02-20 10:04:42
一、导言
关于金以非包裹方式存在的含铜金矿石,直接化浸出能够到达较高的金浸出率,可是因为铜的存在,使耗量大大增加,从而使直接化办法变得不经济。金的高浸出率与金收回经济性是此类金矿石浸出研讨上应处理的要点问题。挑选性浸金办法,因为其保证金有较高浸出率的一起,又下降了铜对浸出的搅扰,值得深化研讨。
针对不同的意图,挑选性浸金的办法较多,除了传统的分步浸出外,浸出、硫代硫酸盐和法得到了深化研讨和使用。和硫代硫酸盐作为的代替品,从“无毒提金”视点,在近几十年现已得到广泛研讨。在酸性溶液中,以Fe3+为氧化剂,因其较快的浸出动力学速度(比化快5倍)而倍受青睐[1,2]。硫代硫酸盐办法除了无毒外,取得最大的成功是对碳质金矿石的浸出,成功处理了“劫金”的难题[3~5]。一起,很多学者在研讨中发现浸金和硫代硫酸盐浸金办法还能够下降金矿石中铜、砷、锌和镍等金属杂质的搅扰,可是,很显着这并不是和硫代硫酸盐浸金办法研讨的要点内容。法自从20世纪90年代被提出,至今也未对浸出机理、Cu+和的效果构成共同的观念。这反映了该系统固有的杂乱性。关于含铜金矿石,与化法比较,系统浸金的一切研讨成果都标明,该办法能有用下降耗量,进步或坚持较高的金浸出率[6,7]。笔者用4种挑选性浸金办法,即法、硫代硫酸盐法、分步浸取法和法,对山西某地含铜金精矿进行了浸出实验,并对效果较好的法进行了中试,开始断定了该金精矿的浸取工艺。
二、矿石性质
实验精矿样品取自山西某金矿的浮选厂。该矿床属中温热液金矿床,矿石类型为原生矿石。矿石中金属矿藏首要为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿,脉石矿藏首要为石英、长石和方解石。矿石中金矿藏有天然金和银金矿。金矿藏粒径呈次显微金,形状杂乱多样,有粒状、片状、树枝状和细脉状等,首要以裂隙金和晶隙金的方式产于黄铁矿、黄铜矿和石英中。试样的光谱分析成果见表1,首要元素分析成果见表2。试样的天然粒级为:大于200目占20%,200~320目占26.5%,小于320目占53.5%。
表1试样的光谱分析成果表2精矿中首要元素含量试样的直接化浸出实验成果标明,金的浸出率较高,但耗量高达130kg/t。该成果与矿石性质共同,即金以裂隙金或晶隙金的方式存在使精矿具有杰出的化可浸性,但较高的含铜量,形成高的耗费。直接化浸金的实验条件及成果见表3。
表3直接化实验条件及成果三、实验室实验
(一)实验办法
针对该金精矿具有较高化浸出率和较高的耗这一特征,对浸金的工艺计划进行了实验挑选,包含浸出、硫代硫酸盐浸出、分步浸出和法浸出等4种计划。
国内外很多学者对浸出、硫代硫酸盐浸出和法浸出的影响要素现已进行过深化的研讨。
浸出中,影响金浸出率的首要要素为浸出时刻、浓度、Fe3+浓度和硫酸浓度[1,2,8~11]:用量8~12kg/t(质量分数1%左右)、硫酸质量浓度20g/L(0.15mol/L)、Fe3+质量分数为0.3%~0.4%时,金的浸出率较高;浸出时刻在4h今后,金的浸出率不再持续升高。
硫代硫酸盐浸出中首要影响要素是温度、pH、S2O2
浓度、Cu2+浓度、NH3浓度。浸出温度的最佳规划是35~50℃。其实对温度的要求,首要考虑办法的经济性和工艺的可行性问题。很多研讨者对工艺可到达的温度规划进行实验研讨。该办法浸出的pH规划极窄,仅在pH9~10之间。在硫代硫酸盐浸出系统中,Cu2+和NH3对金的溶解有显着的加快效果。别的,在SO2-4存在的条件下,SO2-3适量增加能够显着地下降S2O2-3的耗费量,起到安稳S2O2-3的效果。视矿石性质不同,硫代硫酸盐浸出的最佳条件一般为[3~5,12~15]:温度40~50℃,pH9~10,S2O2-3浓度0.4~018mol/L,SO2-3浓度0.25~0.5mol/L,SO2-4浓度011~0.2mol/L,Cu2+浓度0.01~0.04mol/L,浓度0.5~1.0mol/L。
法浸出中最首要的影响要素是比。不同学者研讨时选用的不同最佳比,表现了系统浸金机理所固有的杂乱性,比的规划从1∶1~4∶1。的浓度应视浸出系统中铜的溶解状况而定[6~7,16]:一般来讲,为了使和铜以安稳的Cu(NH3)2+4方式存在,NH3与Cu2+抱负的配比是4∶1;能够使Cu(NH3)2+4安稳的pH规划为8~10.5,该pH规划也是浸出系统中最佳的pH规划。
综上所述,结合本次实验样品的性质,首要进行了浸出、硫代硫酸盐浸出和法浸出的条件实验。对浸出,进行了质量分数(0.5%和1.0%)、Fe3+质量分数(0.3%和0.5%)等4组条件实验。对硫代硫酸盐浸出,进行了温度(23℃、40℃和60℃)、pH(pH8、pH8.5和pH9)、S2O2-3浓度(0.25mol/L、0.5mol/L和1.0mol/L)、Cu2+浓度(0.02mol/L和0.04mol/L)、SO2-4浓度(0.05mol/L和0.1mol/L)等12组条件实验。对法浸出,进行了比(2∶1和3∶1)、加铜与不加铜、参加类型(NH4HCO3,NH3·H2O,NH4Cl)、浸出时刻(12h、24h和48h)、矿石粒度(原粒度和95%小于320目)等14组条件实验。以金的浸出率为优化标准,断定的浸出、硫代硫酸盐浸出和法的最佳浸出条件实验成果见表4、表5、表6。
表4浸出条件表5硫代硫酸盐浸出条件表6 系统浸出条件分步浸取选用了焙烧—硫酸浸铜—化浸金的实验计划。在马弗炉中通过600℃的焙烧,用20g/L的硫酸进行了浸铜预处理,浸铜渣进行了惯例拌和化浸金。
一切浸出实验选用可调式电动拌和器,在1L烧杯中拌和浸出。拌和实验样品质量均为100g,液固比为3∶1。除硫代硫酸盐浸金在40℃的水浴中进行外,其他均在室温下进行。拌和浸出完毕后,将矿浆过滤,对滤渣和浸出液进行相关分析测定。
(二)分析办法
实验触及的首要分析办法如下:Au,Ag,Cu分析选用原子吸收法。CS(CN2)2分析用氧化复原滴定法。CN-分析用二硫腙滴定法。pH值用pH试纸和pH计测定。氧化复原电位用电位仪测定。
室内实验中基准试剂用基准纯,NaCN为工业品(含量98%),其他试剂均用分析纯。扩展实验中浸出试剂均为工业品。
四、果与评论
(一)浸出系统中金的浸出效果
在、硫代硫酸盐、分步浸出和法浸出中金的浸出率见表7。
表7 不同挑选性浸出计划中的金浸出率从优化的浸出条件和浸出成果能够看出:浸金中,浸出时刻短,速度快,但浸出目标低,金的浸出率仅为77%左右,并且耗量大,使该工艺在经济上不可行,别的,酸性的浸出环境给工艺带来困难;硫代硫酸盐浸金进程中需求Cu2+,而铜金矿、浸出时能够供给部分的Cu2+,并且浸金速度快,只需5h就能够到达较高的浸出率,但该办法有较高的温度要求,浸出条件严苛(pH规划及试剂增加量要求严厉),浸出系统杂乱,试剂耗费量大;在分步浸取中,试样通过焙烧后,硫酸浸铜能够预先除掉48%左右的铜,使化浸金的耗量大大下降,仅为6kg/t,但焙烧使原本
易浸的天然金包裹,变得难浸,金的浸出率仅为8154%;系统对金的浸出有较好的挑选性,在耗为14.7kg/t时,金的浸出率达90.23%,并且试剂廉价,而同在耗为14.7kg/t时,直接化金的浸出率为49.33%,法比直接化金的浸出率进步了40%左右。
(二不同浸出系统的影响
直接化中,铜的溶解率到达55.84%,因而单一的化对铜没有挑选性。
浸出中,铜的溶解率为6.0%,这对系统浸金没有直接影响,从理论上也是如此。别的,从理论上分析,铜的浸出对溶液中Fe3+有必定的耗费,但对转化进程(氧化为二硫甲脒)不会有影响,这从铜、铁和在酸性溶中标准电极电位能够看出(见表8)。因而,铜对系统浸出的影响较小。
表8 酸性溶液中有关电对的标准电极电位(298.15K)铜对硫代硫酸盐浸出的影响非常杂乱。在实验条件下(参加Cu2+量0.02mol/L),试样中的铜有4.4%的溶解(相当在溶液中弥补了0.005mol/L的Cu2+)。假如参加Cu2+浓度为0.04mol/L,则会呈现铜的沉积(相对试样中的铜含量沉积了4.57%,即相关于下降溶液中Cu2+浓度0.017mol/L)。因而,在最佳实验条件下铜的浓度应为0.025mol/L左右,铜比为1∶32,显着铜比并不是理论上的1∶4,而是小得多。硫代硫酸盐浸出中,Cu2+参加了浸金反响,起到使S2O2-3安稳的效果。因为铜在硫代硫酸盐浸出中是浸出剂,因而,该办法对铜的挑选性表现在对含铜矿石中铜的使用。
在系统中,通过条件实验不需求参加铜就能够完成金的浸出(成果未列出)。这首要是因为在浸出进程中试样中有8.8%的铜溶解(相当于溶液中增加了Cu2+0.01mol/L),现已满意了浸出系统的需求。假如别的参加Cu2+,金的浸出率反而会下降。许多研讨标明,在系统中铜比在1∶4~1∶6为宜,以便使Cu(NH3)2+4安稳的存在。但本次研讨中,铜比为1∶9,可能是过量的的存在并不阻碍系统的浸金功能,这值得进一步研讨。和硫代硫酸盐浸出具有相似性,在系统中,铜也是作为浸出剂被使用。
综上所述,在4种挑选性浸金办法中,法浸金不仅能到达抱负的浸出目标,完成挑选性浸金,并且工艺简略,经济合理。
五、扩展实验
根据室内实验成果,对法浸出进行了扩展实验。扩展实验在机械浸出槽中进行,浸出槽体积1.5m3,试样质量365kg。浸出矿浆用压滤机固液别离后,浸出液中的金选用活性炭吸附收回。实验条件及成果见表9。
表9 扩展实验的条件和成果扩展实验的成果与实验室实验成果根本挨近,说明晰浸出条件的合理性。之后进行了5t精矿规划的连续生产,金浸出率安稳在90%左右。
六、结语
关于金以非包裹方式存在的含铜金矿石而言,与法、硫代硫酸盐法、分步浸取法等挑选性浸金办法比较,法具有浸出率高、试剂廉价、工艺简略等显着的长处。其与直接化比较,下降了耗量,进步了金的浸出率,是含铜金矿石收回金的有用办法。
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作者单位:
长安大学环境科学与工程学院(程东会)
中国地质大学(北京)动力学院(李国斌)
陕西省地矿局堆浸技能中心(张小燕、王立群、赵芳玲)