CN104630466A - 一种超声强化氯化氧化协同浸出难浸金矿中金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种超声强化氯化氧化协同浸出难浸金矿中金的方法，属于湿法冶金领域。首先将金矿石破碎成矿粉，将矿粉、氢氧化钠、次氯酸钠和水充分混合，得矿浆，在矿浆中通入空气，在搅拌条件下进行超声波强化浸出。在强化浸出过程中周期性的加入双氧水。本发明在利用超声强化的同时，利用双氧水和氢氧化钠的协同作用，进行氧化还原反应，双氧水和氢氧化钠协同作用远远超过了二者单独的氧化效果。超声强化在缩短反应时间的同时，提高了金的浸出效果，既节省了试剂成本又可以提高金矿浸出效率，经过该发明方法浸出，浸出率即可达到98%以上；本发明利用次氯酸钠作为浸出剂，不会对环境造成压力；另外本发明一步法强化浸出金矿，缩短浸出工序。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声强化氯化氧化协同浸出难浸金矿中金的方法，属于冶金工业领域。
背景技术
黄金由于其优良的性能在现代高新技术产业中也得到了广泛应用，如电子、通讯、宇航、化工、医疗等技术领域。随着金矿矿产资源开采量的不断增加，高品位易处理金矿的储量日益枯竭，难浸金矿将成为今后黄金工业的重要资源。如何有效并持续性的开发利用难浸金矿，是我国黄金工业迫切需要解决的技术难题。
在我国已探明黄金地质储量中，约有1000t左右属于黄铁矿/砷黄铁矿包裹型难浸金矿，其是主要的难浸金矿之一。对于难浸出金矿的浸出，现在工业上绝大部分采用的是预处理后再氰化浸出的工艺。目前，工业上已应用的预处理方法有：焙烧法、高压氧化法、生物预氧化法、化学预氧化法等，但这些方法都存在一定的不足。例如，焙烧法容易造成过烧，形成结块，阻碍金进一步浸出，且随着环保要求的提高，废气治理成本提高，其应用范围受到限制；高压氧化法在高温高压下操作，设备材质要求高，投资费用大，且对含有机碳较高的物料处理效果不理想；细菌氧化法可选用的菌种有限，反应周期过长，要保证细菌生存和繁殖使得反应条件较为苛刻。数十年来，随着科技工作者的不断研究，化学预氧化处理方法先后出现了硝酸催化氧化法、氯化法以及采用过氧化物、高锰酸盐、重铬酸钾、高氯酸盐、次氯酸盐、臭氧等化学物质进行预氧化的方法，但这些方法由于设备、操作或成本等问题，基本停留在实验室研究阶段。
氰化法虽然工艺简单，成本低廉，但氰化物的毒性令人生畏；同时，在氰化浸出时，会对环境造成严重的污染；并且矿石中某些杂质（如铜、锑等）会影响氰化过程，阻碍了金的浸出。为了克服这一缺点，自氰化法诞生之日起，氰化法的研究就引起了人们的关注。近年来，国内外研究的主要非氰化法有硫脲法、硫代硫酸盐法、多硫化物法、有机氰法、溴化法。而这些方法都存在不同的缺陷。硫脲法药剂耗量大，价格高，低pH，设备腐蚀严重，硫脲可能还会致癌，并且机理认识不足。硫代硫酸盐法需要加热，温度范围窄，工艺控制要求严格，产生液体会膨胀。多硫化物法浸出剂稳定性差，需要有稳定剂存在，况且从浸出液中回收金的条件严格。有机氰法的缺陷是有机氰容挥发，并且有毒，从浸出液中回收金困难。溴化法试剂消耗偏高，用原子吸收和电感耦合等离子体发射谱分析时会产生干扰。
文献《超声波强化浸出（PUL法）银精矿中金银的研究》提出使用超声强化氰化浸出金银，虽然该方法在传统氰化法上有很大提高，提高了浸出率，缩短浸出时间，但是在浸出前必须进行预处理，将铁转化成氢氧化铁，则增加了浸出工序，并且氰物具有剧毒，造成环境严重污染。文献《次氯酸钠一步法浸金的原理与试验研究》提出的浸出方法虽然与传统浸出方法相比，缩短了浸出工序，但是缺少强化手段和强化氧化剂，使得浸出率偏低，不到90%，不能满足生产要求。文献《Fast and E ffective Gold Leaching from a Desulfurized
Gold Ore Using Acidic Sodium Chlorate Solution at Low Temperature》提出的浸出方法提高了金的浸出率，与传统方法相比具有优点，但是在浸出前必须进行焙烧，不仅产生废气污染环境，而且增加了工艺工序，延迟工艺时间。总的来说，虽然前人报道过的各种浸出方法都具有优点，但是也都存在各自的缺点，或是使用的浸出剂具有毒性，污染环境，或是缺少强化手段和强化氧化剂，使得浸出率偏低，亦或是工艺流程比较长。有研究者报道过使用超声波强化硫脲浸出金矿，但是该法浸出剂价格较高，用量较大，不经济，并且硫脲可能还会致癌，并且机理认识不足。
如何强化提金工艺，提高生产效率，缩短浸出时间，从而达到缩减基建规模、节约投资、降低生产成本、环境友好，已成为当前黄金科研工作的一个重大课题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种生产成本低廉，对环境无污染的难浸金矿超声强化浸出方法，具体包括以下步骤：
（1）将待提取的金矿石破碎成200目以下的矿粉；
（2）将矿粉、氢氧化钠、次氯酸钠和水充分混合后得矿浆，矿浆的液固比为2:1〜6:1，氧化钠的质量为矿粉质量的5〜20%，在矿浆中次氯酸钠的浓度为1mol/L〜3mol/L；
（3）搅拌矿浆（搅拌速度为300〜500rpm），并以100〜200L/h的速度通入空气辅助超声波强化，浸出时间为0.5〜4h，每隔半小时按1〜3L/t的量加入双氧水。
本发明步骤（2）中所述氢氧化钠为市售烧碱或工业级烧碱，氢氧化钠用量为金矿的5〜20% ，所用次氯酸钠的有效氯为10%，次氯酸钠在矿浆中的浓度为1mol/L〜3mol/L。
本发明步骤(3)所述的超声波声强1〜4.0 W/cm3，超声波装置采用间歇使用方式；超声强化浸出温度为室温，反应时间为0.5〜5h，且每隔半小时按1〜2L/t的量加入双氧水直至浸出结束。
本发明的原理为：利用超声波的空化作用，超声波在矿浆中产生空化现象，当空化泡崩溃时，在极短时间内和在空化泡周围极小的空间内，产生5000K以上的高温和大约5×107Pa的高压，温度变化率高达109K/s，并产生强烈的冲击波和（或）时速达400Km的射流；超声波的空化作用能够使包裹在矿石中的金裸露出来；射流又对矿浆产生强烈的搅拌作用，加速和促进了矿石中金的溶解；同时向超声波反应器中通入空气既可以提供浸出过程需要的氧气也保证了超声空化作用的持续有效。
本发明的最重要特点是在矿粉、氢氧化钠和水充分混合所得的矿浆中加入双氧水，利用双氧水和氢氧化钠的协同作用，进行氧化还原反应；双氧水和氢氧化钠协同氧化远远超过了二者单独的氧化效果；超声强化在缩短反应时间的基础上，提高了金的浸出率；金矿浸出在超声作用下被大大强化的现象，有可能使超声强化在黄金行业，特别那些品位高，储量不大，不适合于建传统的氰化厂的矿山首先采用。
本发明主要的化学反应式为：
2FeS2+4NaOH+3O2=2Na2S2O3+2Fe(OH)3
FeS2+7.5ClO-+4OH-=FeOOH+2SO4 2-+7.5Cl-+1.5H2O
Au+1.5ClO-+1.5H2O=Au(OH)3(aq)+1.5Cl-
Au(OH)3(aq)+ OH-=H2AuO3 -+
H2O
H2AuO3-+ OH-= HAuO3 2-+
H2O
本发明的有益效果：
（1）与传统不适用强化手段相比，本发明方法使用超声强化手段，缩短了浸出时间，在一定程度上提高了金的浸出率；
（2）本发明方法与现有超声强化氰化（或硫脲）浸金方法相比，使用了更加环境友好、廉价的浸出剂，次氯酸钠，保护环境，降低了生产成本；
（3）与传统浸出方法相比，本发明方法周期性的加入强化氧化剂双氧水，强化了氧化反应，进一步了缩短了浸出时间，提高了浸出率，在浸出1h时，浸出率即可达到98%以上；
（4）本发明方法与传统使用焙烧等预处理方法相比，本发明使用一步法进行强化浸出，无需进行焙烧等预处理手段，大大缩短了工艺工序，节省了工艺时间；
（5）本发明方法集超声强化、双氧水和空气强化、环境友好型且廉价的浸出剂次氯酸钠于一体，一步法浸出金矿，是个完整、高效的浸出体系；克服了以往各种单一体系有毒性，污染环境，缺少强化手段和强化氧化剂，使得浸出率偏低，工艺流程比较长和成本高等缺点；提出了一种浸出率高、浸出时间短、工艺流程短、操作简单、环境友好的浸出方法。
附图说明
图1是本实发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
本实施例以某矿山的浮选金矿为处理对象，其主要成分如表1所示。
表1 金矿主要成分分析
本实施例所述超声波强化浸出难浸金矿的方法（如图1所示）具体包括以下步骤：
（1）将原金矿磨至200目以下；
（2）将原金矿粉、氢氧化钠、次氯酸钠和水充分混合后得矿浆，矿浆的液固比为2:1，氧化钠的质量为矿粉质量的5%，在矿浆中次氯酸钠的浓度为1mol/L；
（3）搅拌矿浆（搅拌速度为300rpm），并以100L/h的速度通入空气，打开超声波控制其强度为1W/cm3，浸出时间为0.5h，每隔半小时按1L/t的量加入双氧水。
对本实施例浸出后的金矿进行分析检测，金的浸出率为97.8%，失重率为5%。
实施例2
本实施例以某矿山的浮选金矿为处理对象，其元素成分如表2。
表2金矿主要成分分析
（1）将原金矿磨至200目以下；
（2）将原金矿粉、氢氧化钠、次氯酸钠和水充分混合后得矿浆，矿浆的液固比为6:1，氧化钠的质量为矿粉质量的20%，在矿浆中次氯酸钠的浓度为3mol/L；
（3）搅拌矿浆（搅拌速度为500rpm），并以200L/h的速度通入空气，打开超声波控制其强度为1W/cm3，浸出时间为4h，每隔半小时按3L/t的量加入双氧水。
对本实施例浸出后的金矿进行分析检测，金的浸出率为98.6%，失重率为5.7%。
实施例3
本实施例以某矿山的浮选金矿为处理对象，其元素成分如表3。
表3 金矿主要成分分析
本实施例所述超声波强化浸出难浸金矿的方法（如图1所示）具体包括以下步骤：
（1）将原金矿磨至200目以下；
（2）将原金矿粉、氢氧化钠、次氯酸钠和水充分混合后得矿浆，矿浆的液固比为3:1，氧化钠的质量为矿粉质量的10%，在矿浆中次氯酸钠的浓度为2mol/L；
（3）搅拌矿浆（搅拌速度为350rpm），并以140L/h的速度通入空气，打开超声波控制其强度为2W/cm3，浸出时间为2h，每隔半小时按1.5L/t的量加入双氧水。
对本实施例浸出后的金矿进行分析检测，金的浸出率为98.23%，失重率为6.4%。
实施例4
本实施例以某矿山的浮选金矿为处理对象，其元素成分如表4。
表4 金矿主要成分分析
本实施例所述超声波强化浸出难浸金矿的方法（如图1所示）具体包括以下步骤：
（1）将原金矿磨至200目以下；
（2）将原金矿粉、氢氧化钠、次氯酸钠和水充分混合后得矿浆，矿浆的液固比为4:1，氧化钠的质量为矿粉质量的15%，在矿浆中次氯酸钠的浓度为2.5mol/L；
（3）搅拌矿浆（搅拌速度为400rpm），并以180L/h的速度通入空气，打开超声波控制其强度为3W/cm3，浸出时间为3h，每隔半小时按2.5L/t的量加入双氧水。
对本实施例浸出后的金矿进行分析检测，金的浸出率为98.80%，失重率为5.4%。
实施例5
本实施例以某矿山的浮选金矿为处理对象，其元素成分如表5。
表5 金矿主要成分分析
本实施例所述超声波强化浸出难浸金矿的方法（如图1所示）具体包括以下步骤：
（1）将原金矿磨至200目以下；
（2）将原金矿粉、氢氧化钠、次氯酸钠和水充分混合后得矿浆，矿浆的液固比为5:1，氧化钠的质量为矿粉质量的15%，在矿浆中次氯酸钠的浓度为1.5mol/L；
（3）搅拌矿浆（搅拌速度为450rpm），并以160L/h的速度通入空气，打开超声波控制其强度为1W/cm3，浸出时间为1h，每隔半小时按2L/t的量加入双氧水。
对本实施例浸出后的金矿进行分析检测，金的浸出率为98.45%，失重率为6.7%。
实施例6（对比实施例）
本实施例以某矿山的浮选金矿为处理对象，其元素成分如表6。
表6 金矿主要成分分析
本实施例所述超声波强化浸出难浸金矿的方法（如图1所示）具体包括以下步骤：
（1）将原金矿磨至200目以下；
（2）将原金矿粉、氢氧化钠、次氯酸钠和水充分混合后得矿浆，矿浆的液固比为4:1，氧化钠的质量为矿粉质量的12%，在矿浆中次氯酸钠的浓度为1.5mol/L；
（3）搅拌矿浆（搅拌速度为400rpm），并以160L/h的速度通入空气，浸出时间为2h，每隔半小时按2.5L/t的量加入双氧水。
对本实施例浸出后的金矿进行分析检测，金的浸出率为80.55%，失重率为3.7%。
实施例7（对比实施例）
本实施例以某矿山的浮选金矿为处理对象，其元素成分如表5。
表7 金矿主要成分分析
本实施例所述超声波强化浸出难浸金矿的方法（如图1所示）具体包括以下步骤：
（1）将原金矿磨至200目以下；
（2）将原金矿粉、氢氧化钠、次氯酸钠和水充分混合后得矿浆，矿浆的液固比为5:1，氧化钠的质量为矿粉质量的10%，在矿浆中次氯酸钠的浓度为2mol/L；
（3）搅拌矿浆（搅拌速度为350rpm），并以200L/h的速度通入空气，打开超声波控制其强度为2W/cm3，浸出时间为3h。
对本实施例浸出后的金矿进行分析检测，金的浸出率为90.15%，失重率为4.7%。
Claims (3)
1.一种超声强化氯化氧化协同浸出难浸金矿中金的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
（1）将待提取的金矿石破碎成200目以下的矿粉；
（2）将矿粉、氢氧化钠、次氯酸钠和水充分混合后得矿浆，矿浆的液固比为2:1〜6:1，氧化钠的质量为矿粉质量的5〜20%，在矿浆中次氯酸钠的浓度为1mol/L〜3mol/L；
（3）搅拌矿浆，并通入空气辅助超声波强化浸出0.5〜4h，每隔半小时按1〜3L/t的量加入双氧水。
2. 根据权利要求1所述的超声强化氯化氧化协同浸出难浸金矿中金的方法，其特征在于：所述步骤（3）中空气的通入速度为100〜200L/h，搅拌速度为300〜500rpm。
3.根据权利要求1所述的超声强化氯化氧化协同浸出难浸金矿中金的方法，其特征在于：所述步骤（3）的超声波声强1〜4.0W/cm3，超声强化预处理温度为室温。
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| CN201510027146.XA CN104630466A (zh) | 2015-01-20 | 2015-01-20 | 一种超声强化氯化氧化协同浸出难浸金矿中金的方法 |
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