CN101418375A - 液膜提金-隔膜电解提金工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液膜提金－隔膜电解提金工艺，属于冶金化工类。它包括乳化液膜提金及含金富集液隔膜电解提金两部分，其中，乳化液膜提金包括乳化液膜的制取、乳化液膜提取过程及含金乳化液膜的破乳过程。优点在于：传质推动力大，所需分离级数少；试剂消耗量少；提高了生产效率，大大简化提金工艺流程；回收有用物质，又不会产生二次污染；达到能源的更有效利用；作为单元操作，运用灵活，操作方便，便于实现自动化控制。

Description

液膜提金-隔膜电解提金工艺

技术领域

本发明涉及冶金化工类，特别涉及一种液膜提金-隔膜电解提金工艺，尤指一种在低品位含金矿石资源的金矿山碱性含金贵液中金的液膜提取和电解工艺。

背景技术

众所周知，液膜作为一项分离技术始于上世纪60年代，目前已发展到乳状液膜、支撑体液膜、准液膜等。液膜技术打破了传统溶济萃取技术中固有的平衡限制，把溶济萃取中的萃取与反萃取两个过程合并为一步完成，因此它能有效地从稀溶液中回收富集各种金属离子，有机、无机离子或物质，同时也能从废水中把有害的物质去除或回收。现已在废水处理、湿法冶金、石油化工、海洋化工、有机合成、分析化学、医学解毒、仿生化学等许多领域内显示出极为广阔的应用前景。国内液膜技术已属国际先进水平，80年代末，在黄金行业和废水处理领域进行了大量的半工业试验，试验表明该技术对污水治理非常有效，另外对贵金属的贫矿，不能用常规提取工艺富集，加上有效的萃取剂很贵，此外对目前尚未找到理想萃取剂的萃取工艺，例如有机酸、氨基酸的萃取，用液膜法可实现，液膜法显然具有潜在的优势。液膜法在1968提出后，中科院大连物理化学研究所1988年和1990年先后在河北蓟县黄金花山金矿和山东莱洲仓上金矿建立规格为10吨/日处理液膜提金工艺和10～20m³/d的液膜法处理含氰废水装置，为以后液膜法处理含氰废水建立了良好的基础，但上述两项液膜处理应用实例均是在中性或偏酸性介质中完成的，因此在黄金行业如何实现在碱性介质中稳定有效的液膜处理是目前需解决的难题。

我国黄金生产工艺形成了炭浆法、锌粉置换法等传统的提金生产工艺。但这些工艺在我国黄金矿产资源的“三多三少”开发利用领域里体现不出它的优点，且存在着各自的问题与缺欠，例如：炭浆/炭浸工艺存在吸附率低，吸附饱和时间长，载金炭品位低，产生粉炭、积金、漂金而导致金流失以及氰化物耗量大且较难处理等问题；锌粉/锌丝置换工艺存在置换率低，锌粉用量大，冶炼药剂消耗高，产生的大量的酸气和氮氧化合物气体等有毒烟气较难治理，以及氰化物耗量大且较难处理等问题，急需加以改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液膜提金-隔膜电解提金工艺，解决了黄金行业现有提金工艺存在的工艺冗长、设备繁杂、电耗高、生产成本较高、综合回收率低以及尾矿污水的环保问题以及对低品位含金矿石资源的金矿山碱性含金贵液中有效的稳定提取金难题。

本发明的技术方案是：液膜技术是在传统液-液萃取的基础上发展过来的一种新的分离技术，本发明所提的液膜是以含表面活性和载体的有机溶剂为液膜油相，内包水溶性的反萃剂而形成含载体的油包水型乳液，在一定速度的搅拌下形成提金用的乳化液膜，其结构如附图1所示，它是由液膜层和内相反萃剂混合，并在高速搅拌下形成的乳化液膜，其中液膜层是由膜溶剂、流动载体、表面活性剂、膜增强剂及改性剂组成，将上述原料按一定配方制作成乳化液膜层，再将乳化液膜层与内相反萃剂按1：1混合并高速搅拌形成提金用的乳化液膜；乳化液膜提金原理如附图2所示，A为溶质、B为载体、C为结合物、D为反萃取剂、E为解络产物；

乳化液膜提金原理是将乳化液膜分散在含金(络合离子)的水溶液中，形成无数多重乳液小球，外相中的络合阴离子Au(CN)₂ ^-与外表面的载体反应生成结合物C，通过膜相传递扩散到内侧表面与内相反萃取剂反应，载体结合物C即发生缔解，于是解络产物E就进入内相而被富集，载体B又从内侧表面返回到膜外侧，继续循环上述过程，萃取浓缩过程结束后，用沉降方法或其它方法将乳液与外水相分开，再设法破乳，得到高浓度的含金溶液，可以直接用隔膜电解法获得高纯度金；液膜油相可以循环使用；液膜提取过程打破了传统溶剂萃取技术中固有的平衡限制，把溶剂萃取中的萃取与反萃取两个过程合并为一步完成，所以，液膜提取过程中一种非平衡传质过程，与传统的溶剂萃取相比，液膜传质具有如下优点：1、传质推动力大、所需分离级数少；2、试剂消耗量少，膜载体的“渡船”功能表现为溶质的膜渗透率与膜载体浓度不成比例；3、“上坡”效应，溶质从液膜低浓度侧向高浓度侧传递的效应，液膜的这一特性使其在从稀溶液中提取与浓缩溶质方面具有优势；

富集液隔膜电解部分是将含金乳化液膜与含金溶液分离后，在高压下进行破乳，将反萃内相含金富集液与乳化液膜膜层组分分离，含金富集液导入特定的隔膜电解槽中进行隔膜电解，将富集液中所含的金以金单质方式沉积提出。富集液的隔膜电解提金原理如附图3所示，隔膜法是指在阳极与阴极之间设置隔膜，把阴、阳极产物隔开；隔膜是一种多孔渗透性隔层，它不妨碍离子的迁移和电流通过并使它们以一定的速度流向阴极，但可以组织OH^-向阳极扩散，防止阴、阳极产物间的机械混合从而大大减少了电解过程中产生的氧对溶液中CN^-离子的破坏；通过隔膜电解处理，不仅可以防止杂质对产品电解沉积金的污染，得到高纯度产品金，而且可以减少在电解过程中对富集液中CN^-离子的破坏，为尽可能多的CN^-重复利用创造了条件。

隔膜电解过程主要电极区反应如下：

阴极区主要反应：

Au(CN)₂ ^-+e→Au↓+2CN^-

2H₂O+2e→H₂↑+2OH^-

阳极区主要反应：

4OH^--4e→O²↑+2H₂O

CN^-+2OH^--2e→CNO^-+H₂O

2CNO^-+4OH^--6e→2CO²↑+N²↑+2H₂O

本发明的具体步骤如下：

一、乳化液膜提金：

1、乳化液膜的制取：

将特定配比的膜溶剂、流动载体、表面活性剂、膜增强剂、改性剂组成液膜层和同量的内相反萃剂在自制的CGYZ液膜制取器中混合，并在4000rpm的高速搅拌10分钟，制成提金用乳化液膜；

2、乳化液膜提取过程：

将制成的提金用乳化液膜与黄金企业氰化浸出工段产生的含金溶液以1：20～30的比例在自制的CGYT型液膜提金塔中进行多级液膜提取，这个过程连续进行使得含金溶液中的金含量不断降低，而同时乳化液膜内相中的金含量不断增加，从而使含金液中的金被富集提取到乳化液膜中；

3、含金乳化液膜的破乳过程：

将乳化液膜提取过程产生的载金乳化液膜以一定流量导入自制的CGYP型液膜连续破乳器中，使载金乳化液膜在频变高压下进行破乳，将乳化液膜中的含金内相与膜相分离，含金内相作为含金富集液进入下一步的隔膜电解，膜相回用于乳化液膜的制取工序；

二、含金富集液隔膜电解提金：

将破乳后分离出的含金内相按一定流量导入自制的CGYD型隔膜电解槽中，在3V的电解电压下进行隔膜电解，含金内相中的金以金泥的形式在阴极上沉淀析出；电解后阴极区残液回用于企业氰化浸出工段。

本发明的优点在于：传质推动力大，所需分离级数少；试剂消耗量少；提高了生产效率，大大简化提金工艺流程；回收有用物质，又不会产生二次污染；达到能源的更有效利用；作为单元操作，运用灵活，操作方便，便于实现自动化控制。

附图说明：

图1为本发明的乳化液膜结构示意图；

图2为本发明的液膜提金原理过程示意图；

图3为本发明的隔膜电解提金原理示意图；

图4为本发明的工艺流程图。

具体实施方式：

如附图1至附图3所示，本发明的具体步骤如下：

一、乳化液膜提金：

1、乳化液膜的制取：

将特定配比膜溶剂、流动载体、表面活性剂、膜增强剂、改性剂组成液膜层和同量的内相反萃剂在自制的CGYZ液膜制取器中混合，并在4000rpm的高速搅拌10分钟，制成提金用乳化液膜；

2、乳化液膜提取过程：

将制成的提金用乳化液膜试剂与黄金企业氰化浸出工段产生的含金溶液以1：20～30的比例在自制的CGYT型液膜提金塔中进行多级液膜提取，这个过程连续进行使得含金溶液中的金含量不断降低，而同时乳化液膜内相中的金含量不断增加，从而使含金液中的金被富集提取到乳化液膜中；

3、含金乳化液膜的破乳过程：

将乳化液膜提取过程产生的载金乳化液膜以一定流量导入自制的CGYP型液膜连续破乳器中，使载金乳化液膜在频变高压下进行破乳，将乳化液膜中的含金内相与膜相分离，含金内相作为含金富集液进入下一步的隔膜电解，膜相回用于乳化液膜的制取工序；

二、含金富集液隔膜电解提金：

将破乳后分离出的含金内相导入隔膜电解槽中，在3V的电解电压下进行隔膜电解，含金内相中的金以金泥的形式在阴极上沉淀析出；电解后阴极区残液回用于企业氰化浸出工段。

实施例1：

辽宁白云金矿实际生产过程中产生的氰化浸出含金贵液按本发明的工艺步骤进行液膜提取及隔膜电解试验，试验结果见表1、表2：

表1 液膜提金试验结果

表2 含金内相隔膜电解试验结果

 

电解电压(V)	电解槽进口浓度(mg/l)	电解槽出口浓度(mg/l)	电解率(％)
				3	21.5	1.2	94.4
3.2	17.8	0.6	96.6

通过上述试验结果可以看出，使用本发明的乳化液膜提金-隔膜电解工艺能在高pH值条件下对黄金矿山实际含金溶液中的金进行有效的提取。

实施例2：

本发明的实施例是采用辽宁天利矿业公司实际生产过程中产生的氰化浸出含金贵液按本发明工艺步骤进行不同pH条件下的乳化液膜提取及隔膜电解试验，试验结果见表3、表4：

表3 液膜提金试验结果

表4 含金内相隔膜电解试验结果

 

电解电压(V)	电解槽进口浓度(mg/l)	电解槽出口浓度(mg/l)	电解率(％)
				3.0	14.5	0.8	94.5
3.2	18.2	0.7	96.2
				2.8	21.8	1.4	93.6
3.0	16.9	0.5	97.0

通过上述试验结果可以看出，使用本发明的乳化液膜提金-隔膜电解工艺能在高pH值条件下对黄金矿山实际含金溶液中的金进行有效的提取，同时含金内相中的金也能在隔膜电解槽中得到较好的电沉积。

实施例3：

本发明实施例3是采用辽宁金凤金矿堆浸场实际生产过程中产生的氰化浸出含金贵液在pH＝8的情况下按本发明工艺步骤进行液膜提金及隔膜电解试验，并对电解液中Au及CN^-变化情况进行跟踪分析，结果见表5、表6：

表5 液膜提金试验结果

 

原液	残液	提取率	PH
				2.05	0.12	94.1	8
1.94	0.18	90.7	8
				2.12	0.21	90.1	8
2.16	0.15	96.1	8
				1.97	0.14	92.9	8
1.83	0.15	91.8	8
				2.08	0.18	91.3	8
2.11	0.23	89.1	8
				2.21	0.22	90.0	8

表6 含金内相隔膜电解试验结果

通过上述试验结果可以看出，使用本发明的乳化液膜提金-隔膜电解提金工艺，能在高pH值条件下对黄金矿山实际含金溶液中的金进行有效的提取，含金内相中的金也能在隔膜电解槽中得到较好的电沉积，同时能保证含金内相中的CN^-在电解过程中的低损失率。

Claims (3)

1、一种液膜提金-隔膜电解提金工艺，其特征在于：步骤如下：

一、乳化液膜提金：

1、乳化液膜的制取：

将特定配比膜溶剂、流动载体、表面活性剂、膜增强剂、改性剂组成液膜层和同量的内相反萃剂在自制的CGYZ液膜制取器中混合，并在4000rpm的高速搅拌10分钟，制成提金用乳化液膜；

2、乳化液膜提取过程：

将制成的提金用乳化液膜与黄金企业氰化浸出工段产生的含金溶液以1：20～30的比例在自制的CGYT型液膜提金塔中进行多级液膜提取；

3、含金乳化液膜的破乳过程：

将乳化液膜提取过程产生的载金乳化液膜以一定流量导入自制的CGYP型液膜连续破乳器中，使载金乳化液膜在频变高压下进行破乳，将乳化液膜中的含金内相与膜相分离，含金内相作为含金富集液进入隔膜电解，膜相回用于乳化液膜的制取工序；

二、含金富集液隔膜电解提金：

将破乳后分离出的含金内相导入隔膜电解槽中，在3V的电解电压下进行隔膜电解，含金内相中的金以金泥的形式在阴极上沉淀析出，电解后阴极区残液回用于企业氰化浸出工段。

Images