CN102560126A - 从硫酸烧渣中提取金和/或银的方法 - Google Patents

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王帅
赵刚
文彦龙
曹占芳
刘广义
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Abstract

一种从硫酸烧渣中提取金和/或银的方法，将含有金、银的硫酸烧渣用酸性硫脲溶液进行多级逆流浸出，浸出液经酯基硫脲树脂柱吸附，再采用稀酸洗脱后，用铁置换还原得到含金、银的贵泥。本发明中的吸附液、置换液可分别返回上级作业作为浸出剂和洗脱剂使用，操作过程中无废水、废渣排放，具有显著的环境与经济效益。

Description

从硫酸烧渣中提取金和/或银的方法
技术领域
本发明属于贵金属湿法冶金领域，主要涉及一种从硫酸烧渣中提取金和/或银的方法。
背景技术
硫酸生产过程中产生的硫酸烧渣，是化学工业产生的主要固体废物之一，每年有大量的硫酸烧渣产生，对硫酸烧渣的堆填处理，不仅严重污染环境，而且挤占土地，对资源也是一种浪费。硫酸烧渣作为一种非常有价值的二次资源，如果能把它合理地利用起来，可以大大缓解铁矿石的供应不足，不仅可以保护环境，也避免了资源的浪费，为相关企业赢得可观的利润。还有许多硫酸烧渣中含有贵金属，对贵金属的提取也是一个技术难题，但是其中贵金属的价值不容忽视，可以明显提高企业的经济效益。
目前对硫酸烧渣中金的提取技术主要有几种：一是氰化物浸出法，该法是金矿物提取的传统方法，但是由于氰化物具有高毒性，对环境的破坏较大；二是以硫代硫酸盐为浸出剂，该法的缺点是浸出率较低，造成硫酸烧渣中金、银的浪费；三是近年来研究较多的硫脲浸金法。专利CN1502709A公开了一种化学浸洗法处理黄铁矿烧渣的工艺，该法以王水为浸出剂，对黄铁矿烧渣进行浸出处理。专利CN1283707A提出了一种提高焙烧-氰化浸金工艺中银的回收率的技术方法，该法是在含铜金精矿中加入一定量的SD溶液，于630℃下进行焙烧，采用稀硫酸浸取铜，制得的硫酸浸渣，以氰化法提取金、银。
目前尚未见关于采用酸性硫脲逆流浸出-酯基硫脲树脂吸附-稀酸溶液脱附-铁还原剂置换工艺流程提取硫酸烧渣中金、银的报道。
发明内容
本发明的目的是对硫酸烧渣中的低含量的金和/或银进行提取，简单环保，选择性高且有利于工艺中药剂循环重复利用的综合工艺方法。
本发明的技术方案是：
将含有金和/或银的硫酸烧渣用酸性硫脲溶液为浸出剂进行多级逆流浸出，浸出液经酯基硫脲树脂柱吸附，再采用含硫酸的洗脱剂对酯基硫脲树脂洗脱后，所得的洗脱液用铁置换还原得到含金和/或银的贵泥；所述的浸出剂中硫脲浓度为2～10g/L，硫酸质量百分比浓度为2％～15％。
本发明适于金、银品位大于0.5g/t的硫酸烧渣的处理，尤其适用于金、银品位1～20g/t的硫酸烧渣。
本发明的浸出过程为多级逆流浸出过程，浸出级数一般为2～5级；浸出时间为6～10h，浸出温度为20～60℃，液固质量比为1∶1～4∶1。
所述的洗脱剂采用的是硫酸的水溶液，其质量百分比浓度为10％～20％。所述的洗脱剂中还加入有硫脲，其质量百分比浓度不超过洗脱剂的10％。
本发明的技术方案的诸多工艺优势在于，
本发明的方法采用酸性硫脲溶液浸出金过程中所需要的氧化剂可以充分利用硫酸烧渣中自身的Fe2O3为氧化剂，其原理是：
Au+2CS(NH2)2+Fe3+＝Au[CS(NH2)2]2 ++Fe2+
且由于采用硫脲为浸出剂具有浸出剂无毒，选择性高，浸出速度快等显著优点。本发明所使用的酯基硫脲树脂可在强酸性条件下吸附金、银，相对于离子交换树脂，浸出液无需调整酸度即可用于吸附，吸附后的溶液可返回浸出过程使用。另外，本发明工艺中还特别使用铁为还原剂，未引入其它金属离子，还原后的置换溶液可作为洗脱液重复使用。本发明的硫酸烧渣浸出后，仅有少量的铁损失，不改变原料的性质，可继续作为钢铁冶炼原料使用。
本发明的工艺可将铁置换还原后所得到的置换液返回加入至洗脱过程中。经酯基硫脲树脂柱吸附后所得的吸附后溶液返回至浸出过程中。这种吸附液、置换液的循环利用，既节省了药剂用量，也使本发明无废水排放，具有明显的保护环境的作用。
所述的酯基硫脲树脂为聚酯基硫脲树脂或聚苯乙烯改性羰基硫脲树脂。它们结构式可以是式I～式III所示，对应的树脂分别称为PTU-1(I)，PTU-2(II)，PTU-3(III)；其制备可参见发明专利ZL200510031358.1，文献Wang Shuai et al.Advanced Materials Research，Vols.311-313(2011)pp 1077-1080和Wang Shuai et al.Advanced Materials Research，Vols.239-242(2011)pp 781-785。
Figure BDA0000138575640000031
吸附试验在吸附柱中进行，吸附剂为酯基硫脲树脂。发明人还研发了适合本发明方法吸附和洗脱控制条件，即吸附剂流速为10～30BV/h，及流出液穿透点，取吸附流出液测定金和/或银的浓度为初始浓度的0.05～0.1倍时为穿透点。吸附过程达到穿透点时开始进行洗脱，洗脱剂中硫酸的质量百分比浓度为10％～20％。洗脱流速为10～30BV/h。
吸附过程和脱附过程可采用多柱并联或串联操作，一般在常温常压下进行。
置换还原反应所用的铁还原剂包括铁粉、铁屑或铁丝，温度一般为室温，反应时间为0.5～1h。
附图说明
图1为实施例1的工艺流程图
图2为实施例2和实施例3的工艺流程图
图3为硫酸烧渣的粒度分布图
图4为浸出后硫酸烧渣的粒度分布图
图5为硫酸烧渣的XRD分析结果
图6为浸出后硫酸烧渣的XRD分析结果
具体实施方式
本发明由下列实施例进一步说明，但不受这些实施例的限制。实施例中所有份数除另有规定外均指质量。
实施例1
工艺流程如图1所示。取江西某硫酸厂的硫酸烧渣100份加入浸出槽1，另取100份硫酸烧渣加入浸出槽2中，分别往两个浸出槽中加入水300份、硫脲4.5份、浓硫酸55份，控制温度为50℃浸出8h，过滤后得到浸出液；将浸出槽2的浸出渣移入浸出槽1，浸出槽1的浸出液移入浸出槽2，往浸出槽1中加入水300份、硫脲4.5份、浓硫酸55份，浸出槽2中加入硫酸烧渣100份，控制温度为50℃浸出8h，过滤后得到浸出液；将浸出槽2的浸出液以6BV/h的速度通过PTU-1树脂吸附柱，吸附温度为18℃，吸附结束后，将由30份水、11份硫酸和0.75份硫脲组成的洗脱剂以相同的速率过柱，洗脱结束后，在洗脱液中加入2份铁粉还原剂置换金、银，金和银的总回收率分别为：82.6％和57.3％。
实施例2
工艺流程如图2所示。取江西某硫酸厂的硫酸烧渣100份加入浸出槽1，另取100份硫酸烧渣加入浸出槽2中，分别往两个浸出槽中加入水300份、硫脲4份、浓硫酸50份，控制温度为50℃浸出8h，过滤后得到浸出液；将浸出槽2的浸出渣移入浸出槽1，浸出槽1的浸出液移入浸出槽2，往浸出槽1中加入水300份、硫脲1份、浓硫酸15份，浸出槽2中加入硫酸烧渣100份，控制温度为50℃浸出8h，过滤后得到浸出液；将浸出槽2中的浸出液以6BV/h的速度通过PTU-2树脂吸附柱，吸附温度为18℃，吸附结束后，将吸附液返回浸槽1，其余浸出操作与上步操作相同；将由水30份、硫酸11份和硫脲0.75份组成的洗脱剂以6BV/h的速率过柱，洗脱结束后，在洗脱液中加入0.5份铁粉还原剂置换金、银，置换液返回用作脱附剂。循环以上操作中除第1次浸出外的其余操作步骤3次，循环操作过程中，浸出槽1的浸出剂来自吸附后溶液，洗脱剂来自置换液。金和银的回收率分别为79.8和57.0％。
实施例3
按实施例2的操作步骤进行实验，循环实验中，浸出槽2加入的浸出剂为水300份、硫脲2份、硫酸15份，吸附过程所用的吸附剂为PTU-3树脂，其余操作均与实施2相同。金和银的总回收率分别为81.7％和70.7％。浸出前后硫酸烧渣的粒度分布和XRD图分别如图3～6所示。从图中可以看出，浸出前后硫酸烧渣的粒度分布和XRD衍射峰基本不变，说明浸出过程对硫酸烧渣的粒度和晶型没有发生改变，不影响对它的进一步冶炼。

Claims (9)

1.一种从硫酸烧渣中提取金和/或银的方法，将含有金和/或银的硫酸烧渣用酸性硫脲溶液为浸出剂进行多级逆流浸出，浸出液经酯基硫脲树脂柱吸附，再采用含硫酸的洗脱剂对酯基硫脲树脂洗脱后，所得的洗脱液用铁置换还原得到含金和/或银的贵泥；所述的浸出剂中硫脲浓度为2～10g/L，硫酸质量百分比浓度为2％～15％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的酯基硫脲树脂为聚酯基硫脲树脂或聚苯乙烯改性羰基硫脲树脂。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，浸出级数为2～5级；浸出时间为6～10h，浸出温度为20～60℃，液固比为1∶1～4∶1。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，吸附过程中的流速为10～30BV/h，取流出液测出金和/或银的浓度为初始浓度的0.05～0.1倍时为穿透点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的铁包括铁粉、铁屑或铁丝，置换还原反应温度10～30℃，反应时间为0.5～1h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的洗脱剂采用的是硫酸水溶液，其质量百分比浓度为10％～20％。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：洗脱流速为10～30BV/h。
8.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于：由铁置换还原后所得到的置换液返回加入至洗脱过程中。
9.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于：经酯基硫脲树脂柱吸附后所得的吸附后溶液返回至浸出过程中。
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