CN105624420B - 一种钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的新方法。其采用钴、氨催化取代传统的铜、氨催化，即在硫代硫酸盐浸金矿浆中加入硫酸钴以取代硫酸铜的加入。由于硫代硫酸盐法具有在碱性介质中浸金、浸出剂无毒且价格便宜等优点，被广泛认为是最有潜力的非氰化浸金方法。然而目前硫代硫酸盐法浸金存在浸出剂耗量大的问题，严重阻碍其工业应用。本发明方法消除了Cu(NH3)4 2+对S2O3 2‑的氧化分解作用，能显著降低硫代硫酸盐的消耗，且其浸金率与铜、氨催化相当。该发明有助于推动硫代硫酸盐法浸金的工业应用。

Description

一种钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，具体地说是一种钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法。
背景技术
氰化法因工艺成熟、流程简单等优点长期在黄金提取工业中占有统治地位。但其存在三个重大缺陷：(1)氰化物剧毒；(2)对难处理金矿的浸金效果差，而我国金矿资源三分之一以上为难处理矿；(3)浸金速度慢。因此，非氰化浸金技术的开发意义重大。非氰化技术中硫代硫酸盐法具有浸出剂无毒且价格便宜、浸金速率快、在碱性介质中浸金对设备腐蚀小等优点，因此被广泛认为是最有潜力的非氰化方法。随着全球范围内对环境保护的愈加重视，人们对硫代硫酸盐法浸金工业应用的期待日益迫切。
硫代硫酸盐法浸金研究在上世纪七十年代末开始盛行，经过长期的研究发现其工业应用存在的最主要障碍是硫代硫酸盐耗量大。该障碍是由于铜、氨催化体系的特殊性造成的。硫代硫酸盐浸金的总反应如式(1)所示。该反应的本质是阳极金的氧化和阴极氧气的还原。在没有催化剂存在的条件下，该反应进行得非常缓慢，当体系引入Cu2+、NH3后，浸金速率提高18-20倍。铜、氨催化S2O3 2-浸金的机理如图1所示，[Cu(NH3)4]2+在阴极催化O2的还原，NH3主要起在碱性条件下稳定Cu2+及在阳极催化Au+与S2O3 2-配位的作用。但S2O3 2-是亚稳态的，同时又容易被[Cu(NH3)4]2+氧化分解为SxO6 2-(连多硫酸根)、SO3 2-、SO4 2-、S2-、S0等。部分S2O3 2-分解产物将吸附、沉积在金的表面使之钝化而难于被浸出。
4Au+8S2O3 2-+O2+2H2O→4[Au(S2O3)2]3-+4OH- (1)
针对硫代硫酸盐法浸金浸出剂耗量大的问题，国内外的研究主要集中在二价铜和溶解氧浓度等反应条件的控制、添加剂的使用和铜、氨催化的取代这几个方面。浸出液中二价铜和溶解氧浓度在浸金过程中是动态值，很难将它们控制在适宜的范围。添加剂对矿石种类的适用性差，它们的使用存在很大的局限性。铁、草酸和铁、EDTA取代铜、氨催化，可显著降低S2O3 2-消耗，但还需要加入可能致癌的物质—硫脲以提高浸金速率，且当矿石中含黄铁矿、磁黄铁矿时浸金效果不理想。综上所述，目前的研究暂还不能解决硫代硫酸盐浸金浸出剂耗量大的问题。
钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的机理如图2所示。NH3同样起在阳极催化Au+与S2O3 2-配位的作用。NH3还能与溶液中的Co2+离子发生配位反应生成配离子[Co(NH3)5]2+，然后[Co(NH3)5]2+被溶液中的O2氧化为[Co(NH3)6]3+。生成的[Co(NH3)6]3+进而可使金被氧化溶解为[Au(S2O3)2]3-，而[Co(NH3)6]3+自身被还原为[Co(NH3)5]2+。可见[Co(NH3)5]2+在阴极催化了O2的还原。钴、氨催化的氧化还原电对[Co(NH3)6]3+/[Co(NH3)5]2+的电位要明显低于铜、氨催化电对[Cu(NH3)4]2+/[Cu(S2O3)3]5-的电位，故其可以显著降低S2O3 2-的氧化分解。
为解决目前硫代硫酸盐法浸金存在的浸出剂耗量大问题，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种浸出剂耗量低的硫代硫酸盐浸金新方法。
一种钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，在硫代硫酸盐浸金体系中加入硫酸钴、氨水进行催化浸金。
所述的钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，浸金体系中硫酸钴的初始浓度为0.01～0.05mol/dm3。
所述的钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，浸金体系中氨水的初始浓度为0.3～1.0mol/dm3。
所述的钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，硫代硫酸盐包括硫代硫酸钠或硫代硫酸铵中的一种或两种，浸金体系中硫代硫酸盐的初始浓度为0.10～1.0mol/dm3。
所述的钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法：首先将含金原料湿磨，之后调节矿浆质量浓度；然后往矿浆中依次加入硫代硫酸盐、硫酸钴、氨水，并调节矿浆pH；最后搅拌浸出。
上述方法具体是首先将含金原料湿磨至-74μm大于90％。之后调节矿浆质量浓度为15～35％。用氢氧化钠调节矿浆pH至9.0～11.0。
最后在空气气氛、0～45℃条件下搅拌浸出4～12h。搅拌浸出过程的搅拌速率控制在100～300r/min。
本发明可在硫代硫酸盐浸金过程中产生如下有益效果：
1.显著降低硫代硫酸盐耗量。钴、氨取代铜、氨催化可有效避免Cu(NH3)4 2+对S2O3 2-的氧化，从而使得浸出过程中S2O3 2-分解量大幅降低。铜、氨催化时硫代硫酸盐的消耗通常高达20～40kg/t原料，而采用本发明的方法耗量可降至8kg/t原料以下。
2.有利于浸金液中金的回收及浸出液的循环使用。由于S2O3 2-的氧化分解量大幅降低，浸出液中S2O3 2-的分解产物如SxO6 2-、SO3 2-等的浓度亦显著减少，使浸出液的成分变得简单；另外还由于溶液中不存在[Cu(S2O3)3]5-(其结构与目标离子[Au(S2O3)2]3-接近，严重干扰金的回收)，故金的回收变得相对容易。浸出液成分变得简单也有利于其循环使用。
附图说明
图1为硫代硫酸盐浸金的铜、氨催化机理示意图；
图2为硫代硫酸盐浸金的钴、氨催化机理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，而非限制本发明。
原料条件一：原料为某石英脉型金矿石，其金品位为5.60g/t，铁、硫、铜、铅的含量分别为5.33％、0.03％、0.03％、0.01％，其主要的脉石为石英。表1为该金矿石的金化学物相分析结果。
表1石英脉型金矿中金的化学物相分析结果
对照例1：先将矿石破碎、湿式球磨至-45μm占90％，并调节矿浆至质量浓度为25％。之后向该矿浆中依次加入硫酸铜、氨水、硫代硫酸钠至分别为0.03mol/L、1.0mol/L、0.30mol/L。然后用氢氧化钠调节矿浆pH为10.0，在空气气氛和25℃条件下，以200r/min的搅拌速度浸出6.0h，金的浸出率为88.2％，硫代硫酸钠的消耗量为36.53kg/t原料。
实施例1：向如对照例1所述的矿浆中，依次加入硫酸钴、氨水、硫代硫酸钠分别至0.01mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，之后用氢氧化钠调节矿浆pH为9.0，在其他浸出条件与对照例1相同的条件下浸出4.0h，金的浸出率为89.1％，硫代硫酸钠的耗量为5.26kg/t原料。
实施例2：向如对照例1所述的矿浆中，依次加入硫酸钴、氨水、硫代硫酸钠分别至0.03mol/L、0.7mol/L、0.5mol/L，之后用氢氧化钠调节矿浆pH为10.0，在其他浸出条件与对照例1相同的条件下浸出8.0h，金的浸出率为90.9％，硫代硫酸钠的耗量为5.76kg/t原料。
实施例3：向如对照例1所述的矿浆中，依次加入硫酸钴、氨水、硫代硫酸铵分别至0.05mol/L、1.0mol/L、1.0mol/L，之后用氢氧化钠调节矿浆pH为11.0，在其他浸出条件与对照例1相同的条件下浸出12.0h，金的浸出率为91.8％，硫代硫酸铵的耗量为7.24kg/t原料。
原料条件二：原料为某高硫高砷金精矿经氧化焙烧处理所得的焙砂，其金品位为84.27g/t，铁、硫、砷、锑、铅、铜含量分别为31.25％、1.03％、0.55％、0.25％、0.24％、0.09％。其矿物组成主要为赤铁矿和石英。表2为该焙砂的金化学物相分析结果。
表2焙砂中金的化学物相分析结果
对照例2：先将矿石破碎、湿式球磨至-45μm占90％，并调节矿浆至质量浓度为33％。之后向该矿浆中依次加入硫酸铜、氨水、硫代硫酸钠至分别为0.03mol/L、1.0mol/L、0.50mol/L，然后用氢氧化钠调节矿浆pH为10.0，在空气气氛和25℃条件下，以200r/min的搅拌速度浸出12.0h，金的浸出率为85.1％，硫代硫酸钠的消耗量为37.67kg/t原料。
实施例4：向如对照例2所述的矿浆中，依次加入硫酸钴、氨水、硫代硫酸钠分别至0.01mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，之后用氢氧化钠调节矿浆pH为9.0，在其他浸出条件与对照例2相同的条件下浸出4.0h，金的浸出率为85.9％，硫代硫酸钠的耗量为5.68kg/t原料。
实施例5：向如对照例2所述的矿浆中，依次加入硫酸钴、氨水、硫代硫酸钠分别至0.03mol/L、0.7mol/L、0.5mol/L，之后用氢氧化钠调节矿浆pH为10.0，在其他浸出条件与对照例2相同的条件下浸出8.0h，金的浸出率为86.3％，硫代硫酸钠的耗量为6.43kg/t原料。
实施例6：向如对照例2所述的矿浆中，依次加入硫酸钴、氨水、硫代硫酸铵分别至0.05mol/L、1.0mol/L、1.0mol/L，之后用氢氧化钠调节矿浆pH为11.0，在其他浸出条件与对照例2相同的条件下浸出12.0h，金的浸出率为87.7％，硫代硫酸铵的耗量为7.71kg/t原料。

Claims (9)

1.一种钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，其特征在于，在硫代硫酸盐浸金体系中加入硫酸钴、氨水进行催化浸金；硫代硫酸盐包括硫代硫酸钠或硫代硫酸铵中的一种或两种，浸金体系中硫代硫酸盐的初始浓度为0.10～1.0mol/dm3。
2.根据权利要求1所述的钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，其特征在于，浸金体系中硫酸钴的初始浓度为0.01～0.05mol/dm3。
3.根据权利要求1所述的钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，其特征在于，浸金体系中氨水的初始浓度为0.3～1.0mol/dm3。
4.根据权利要求1所述的钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，其特征在于，首先将含金原料湿磨，之后调节矿浆质量浓度；然后往矿浆中依次加入硫代硫酸盐、硫酸钴、氨水，并调节矿浆pH；最后搅拌浸出。
5.根据权利要求4所述的钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，其特征在于，首先将含金原料湿磨至-74μm大于90％。
6.根据权利要求4所述的钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，其特征在于，之后调节矿浆质量浓度为15～35％。
7.根据权利要求4所述的钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，其特征在于，用氢氧化钠调节矿浆pH至9.0～11.0。
8.根据权利要求4所述的钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，其特征在于，最后在空气气氛、0～45℃条件下搅拌浸出4～12h。
9.根据权利要求4所述的钴、氨催化硫代硫酸盐浸金的方法，其特征在于，搅拌浸出过程的搅拌速率控制在100～300r/min。
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