CN103243222B - 一种改性石硫合剂及其在浸金工艺中的应用 - Google Patents

一种改性石硫合剂及其在浸金工艺中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性石硫合剂及其在浸金工艺中的应用，该改性石硫合剂中包含稳定剂六偏磷酸钠；氧化剂过氧化钙和铁氰酸钾；添加剂硝酸铅和可溶性溴化物（如溴化钠、溴化钾、溴化钙等物质）。将该改性石硫合剂作为浸金药剂，从含金矿石、金精粉以及含金废料中高效回收金。本发明的特点是：该改性石硫合剂易于合成，且制备成本低，制备过程环保无毒，用制备的改性石硫合剂浸金时，浸金工艺流程简单，浸金速率快。且该改性石硫合剂的适用矿种比氰化浸金时更广。

Description

一种改性石硫合剂及其在浸金工艺中的应用
技术领域
本发明属于无机化学领域，具体涉及一种改性石硫合剂及其在浸金工艺中的应用。涉及一种由稳定剂、氧化剂以及增效剂组成的石硫合剂的高效浸金体系，以及用该体系从含金矿石、金精粉以及含金废料中提取金的高效回收金的方法。
背景技术
现今，工业上基本使用经典的氰化法从金矿石、金精粉以及含金废料中提取金。用氰化法提取金虽是一种相对成熟的工艺，但它需要使用具有剧毒的氰化物；且在提取金的过程中产生的氰化渣、氰化残液等废弃物对环境造成严重污染，倘若操作不慎也易发生人身中毒，另外，金在氰化液中的溶解速度也较慢。该工业过程复杂，生产周期长，生产效率低，且成本高。随着对黄金资源的不断开采及利用，在世界各国，难处理的矿石和金矿所占的比重愈益增大。其中，含砷、锑、毒砂、高硫、超细微金矿等已成为主要的处理对象。而如果用现有的工艺进行提取的，不是回收率太低，就是必须增加多项预处理作业，从而导致生产指标不太经济，并且会造成金资源的浪费。为了寻求无毒或低毒的非氰化物提金溶剂，许多化学和冶金方面的专家都致力于新试剂、新工艺的开发。
目前，非氰化提金方法有硫脲法、液氯化法、溴化法、碘化法、磁炭法、硫氰酸盐法、多硫化物法、硫代硫酸盐法等。但这些方法都存在一定的不足，有的工艺流程不够完善，有的则药剂耗量大，成本高，回收率低;有的因药剂不稳定，容易被氧化分解;有的则对矿石的适应性差等不能形成工业规模的应用。
本发明通过加入新的调整剂、氧化剂以及增效剂,制备出改性石硫合剂，克服了传统浸金工艺中石硫合剂用量大、浓度高、易于分解、浸出时间长，以及矿物及含金物料表面易于钝化等问题，极大程度上减少了浸金体系中对金浸出有害成分的影响。该法在较低的药剂浓度下，不仅浸出速度快，浸出率较高，而且有望用于大规模的工业生产。
发明内容
本发明的目的在于制备改性石硫合剂，在浸金体系中，这种改性石硫合剂稳定性高，使用低浓度的该改性石硫合剂就能高效率地提取出金。
一种改性石硫合剂，包含原有石硫合剂，其特征在于：包括稳定剂、氧化剂、添加剂；
所述稳定剂为六偏磷酸钠，其相对于原有石硫合剂的质量百分数为0.1%～30%；
所述氧化剂由过氧化钙和铁氰酸钾组成，其中：过氧化钙相对于原有石硫合剂的质量百分数为0.2%～40%，铁氰酸钾相对于原有石硫合剂的质量百分数为1%～30%；所述氧化剂用于调节浸出液的氧化电势，使浸金过程中生成相关金的络合物的顺利进行。
所述添加剂由硝酸铅和可溶性溴化物（如溴化钠、溴化钾、溴化钙等物质）组成，其中：硝酸铅相对于原有石硫合剂的质量百分数为0.5%～10%，溴化物相对于原有石硫合剂的质量百分数1%～40%。所述添加剂用于抑制硫，消除金表面的钝化作用，或增强药剂对矿石的渗透性。
本发明中石硫合剂的改性方法是：常温下，取原有石硫合剂，将其碾成粉末状，使其粒径小于或等于2mm，向其中依次添加稳定剂，氧化剂及添加剂，混合均匀，获得改性石硫合剂。
加入的稳定剂为六偏磷酸钠，其相对于原有石硫合剂的质量百分数为0.1%～30%；
加入的氧化剂为过氧化钙和铁氰酸钾，过氧化钙相对于原有石硫合剂的质量百分数为0.2%～40%，铁氰酸钾相对于原有石硫合剂的质量百分数为1%～30%；
添加剂为硝酸铅和可溶性溴化物（如溴化钠、溴化钾、溴化钙等物质），硝酸铅相对于原有石硫合剂的质量百分数为0.5%～10%，溴化物相对于原有石硫合剂的质量百分数1%～40%。
该改性石硫合剂在浸金工艺中的应用，该浸金的具体过程为：将改性石硫合剂配制成改性石硫合剂浸出液，即常温下，取1份改性石硫合剂溶于10～2000份水中（上述份数按质量比计算）。然后将该浸出液加入含金矿料中，加入生石灰调节，使其pH大于或等于10.5，在常压以及温度为0℃～40℃下反应。
在浸金过程中，金矿与改性石硫合剂浸出液的固液重量比为1：2～10，浸金时间为3小时以上。
所述的含金矿料包括含金氧化矿、原生矿、氰化尾矿、金银矿、高砷高铁矿、高硫矿、含毒砂金矿、超细微金矿。
含金矿料的制备：对含金矿料进行破碎，至破碎后的粒径小于或等于2mm后进行球磨，通过球磨使矿料粒度范围小于或等于0.074mm，以达到适合各种浸出的条件。
对一般类型难处理含金矿料（如含砷、锑等有害物质金矿），不进行预处理;对含硫、含碳较高，矿料中金嵌布粒度极细，与脉石互相包裹、难以解离的难浸类含金矿料，可以进行简单的焙烧等预处理。
本发明使用新的稳定剂、氧化剂以及增效剂制得改性石硫合剂。六偏磷酸钠的加入减缓了原石硫合剂中Sx 2-和S2O3 2-在浸出液中的氧化速度,氧化剂的加入有利于浸金过程所发生的下列方程式更好的进行：
2Au+2Sx 2-+H2O+1/2O2→2AuS-+2OH-+2(x-1)S△G0=-185.57kJ/mol
2Au+4S2O3 2-+H2O+1/2O2→2Au(S2O3)2 3-+2OH-△G0=-24.24kJ/mol
同时，硝酸铅的加入有利于缓解S单质的钝化作用；溴化物等可溶性化合物的加入有利于渗透到嵌布粒度极细，与脉石互相包裹的金表面，使药剂与金发生反应。
因此，改性石硫合剂在浸金体系中的用量大大减少，稳定性得以提高，有效抑制了浸金过程中的钝化作用。无论在环保的角度出发还是从经济效益的层面考虑，相比于传统的氰化浸金，改性后的石硫合剂能更加适合用于大规模的工业生产。本法对设备的损害小，工艺流程简单，选择性好，回收率高，适用的矿石种类较广，尤其对氰化物难以处理的含砷的有害物质的含金况料有更加显著的优势。
具体实施方式
实施例1：
常温下，取原有石硫合剂1份，碾成粉末状，使其粒径小于或等于2mm，向其中依次添加0.05份六偏磷酸钠，0.375份过氧化钙，0.05份铁氰酸钾，0.01份硝酸铅，0.25份溴化钠，混合均匀，获得改性石硫合剂（上述份数按质量比计算）。向获得的改性石硫合剂中加水配成改性石硫合剂浸出液。使改性石硫合剂中的原石硫合剂在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为0.4%，六偏磷酸钠在改性石硫合剂浸出液中的质量百分数为0.02%，过氧化钙在改性石硫合剂浸出液中的质量百分数为0.15%，铁氰酸钾在改性石硫合剂浸出液中的质量百分比为0.02%，硝酸铅在改性石硫合剂浸出液中的质量百分比为0.004%，溴化钠在改性石硫合剂浸出液中的质量百分数为0.1%。取500g含金2.56g/t，砷2.8%，硫3.5%，铅0.01%（上述均为质量百分数）的含砷原矿，球磨使矿料粒度范围小于或等于0.074mm。将改性石硫合剂浸出液加入上述球磨后原矿中，使加入的改性石硫合剂浸出液与原矿的液固重量比2.5︰1，在常压，25℃，pH=11.5下搅拌8小时，金的浸出率为86.4%。
实施例2：
常温下，取原有石硫合剂1份，碾成粉末状，使其粒径小于或等于2mm，向其中依次添加0.0438份六偏磷酸钠，0.4375份过氧化钙，0.1份铁氰酸钾，0.0375份硝酸铅，0.3125份溴化钾，混合均匀，获得改性石硫合剂（上述份数按质量比计算）；向获得的改性石硫合剂中加水配成改性石硫合剂浸出液。使改性石硫剂浸出液中原石硫合剂在改性石硫合剂浸出液中的质量分数0.8%，六偏磷酸钠在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为0.035%，过氧化钙在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为0.35%，铁氰酸钾在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为0.08%，硝酸铅在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为0.03%，溴化钾在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为0.25%。取500g含金5.66g/t，砷2.2%，硫6.4%（上述均为质量百分数）的氰化尾渣，球磨使矿料粒度范围小于或等于0.074mm。将改性石硫合剂浸出液加入上述球磨后氰化尾渣中，使加入的改性石硫合剂浸出液与原矿的液固重量比4︰1，在常压，20℃，pH=12下搅拌11小时，金的浸出率为90.4%。
实施例3：
常温下，取原有石硫合剂1份，碾成粉末状，使其粒径小于或等于2mm，向其中依次添加0.25份六偏磷酸钠，0.4份过氧化钙，0.3份铁氰酸钾，0.1份硝酸铅，0.4份溴化钙，混合均匀，获得改性石硫合剂（上述份数按质量比计算）；向获得的改性石硫合剂中加水配成改性石硫合剂浸出液。使改性石硫剂中原石硫合剂在改性石硫合剂浸出液中的质量分数10%，六偏磷酸钠在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为2.5%，过氧化钙在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为4%，铁氰酸钾在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为3%，硝酸铅在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为1%，溴化钙在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为4%，搅拌18小时，金浸出率为96.77%。取500g含金67.76g/t，砷0.5%，硫2.4%（上述均为质量百分数）的高品位金矿，球磨使矿料粒度范围小于或等于0.074mm。将改性石硫合剂浸出液加入上述球磨后金矿中，使加入的改性石硫合剂浸出液与原矿的液固重量比5︰1，在常压，32℃，pH=12.5下，搅拌18小时，金浸出率为96.77%。
实施例4：
常温下，取原有石硫合剂1份，碾成粉末状，使其粒径小于或等于2mm，向其中依次添加0.001份六偏磷酸钠，0.002份过氧化钙，0.01份铁氰酸钾，0.005份硝酸铅，0.01份溴化钠，混合均匀，获得改性石硫合剂（上述份数按质量比计算）；向获得的改性石硫合剂中加水配成改性石硫合剂浸出液。使改性石硫剂中原石硫合剂在在改性石硫合剂浸出液中的质量分数0.1～0.3%，六偏磷酸钠在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为0.0001～0.0003%，过氧化钙在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为0.0002～0.0006%，铁氰酸钾在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为0.001～0.003%，硝酸铅0.0005～0.0015%，溴化钠在改性石硫合剂浸出液中的质量分数为0.001～0.003%。现有含金2.4g/t，砷0.08%，硫0.19%，铅0.006%（上述均为质量百分数）的微细粒包裹状低品位金矿。取1吨该矿，将其粒径破碎至10cm以下加入上述改性石硫合剂浸出液进行就地堆浸。在常压，温度为22℃～35℃，pH=11～12.5下，将其堆浸1个月，最后，金的浸出率为88.5%。

Claims (6)

1.一种改性石硫合剂，包括原有石硫合剂，其特征在于：该改性石硫合剂中还   包括稳定剂、氧化剂、添加剂；其中:
所述稳定剂为六偏磷酸钠，其相对于原有石硫合剂的质量百分数为0.1%～30%；
所述氧化剂由过氧化钙和铁氰酸钾组成，其中：过氧化钙相对于原有石硫合剂的质量百分数为0.2%～40%，铁氰酸钾相对于原有石硫合剂的质量百分数为1%～30%；
所述添加剂由硝酸铅和可溶性溴化物组成，其中：硝酸铅相对于原有石硫合剂的质量百分数为0.5%～10%，溴化物相对于原有石硫合剂的质量百分数1%～40%。
2.根据权利要求1所述的一种改性石硫合剂，其改性过程为：常温下，取原有石硫合剂，将其碾成粉末状，使其粒径小于或等于2mm，向其中依次添加稳定剂，氧化剂及添加剂，混合均匀，获得改性石硫合剂。
3.根据权利要求2所述的一种改性石硫合剂，其特征在于：加入的稳定剂为六偏磷酸钠，其相对于原有石硫合剂的质量百分数为0.1%～30%；
加入的氧化剂为过氧化钙和铁氰酸钾，过氧化钙相对于原有石硫合剂的质量百分数为0.2%～40%，铁氰酸钾相对于原有石硫合剂的质量百分数为1%～30%；
添加剂为硝酸铅和可溶性溴化物，硝酸铅相对于原有石硫合剂的质量百分数为0.5%～10%，溴化物相对于原有石硫合剂的质量百分数1%～40%。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种改性石硫合剂在浸金工艺中的应用，是将改性石硫合剂配制成改性石硫合剂浸出液，然后将该浸出液加入含金矿料中，并加入生石灰使其pH大于或等于10.5，在常压以及温度为0℃～40℃下反应。
5.根据权利要求4所述的一种改性石硫合剂在浸金工艺中的应用，其特征在于：在浸金过程中，含金矿料与改性石硫合剂浸出液的固液重量比为1：2～10，浸金时间为3小时以上。
6.根据权利要求5所述的一种改性石硫合剂在浸金工艺中的应用，其特征在于：对含金矿料进行破碎，至其粒径小于或等于2mm后进行球磨，通过球磨使矿料粒度范围小于或等于0.074mm，以达到适合各种浸出的条件。
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