CN106399712A - 一种低毒环保型黄金选矿剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低毒环保型黄金选矿剂，采用尿素、碳酸钠、亚铁盐、催化剂、氰酸钠和碳酸氢钠为主要原料，选择性的加入柠檬酸钠、硫脲和硫代硫酸钠。经过一定步骤的反应后得到成品。本发明中，不使用具有剧毒危害的氰化钠，工艺过程中通过使用铁、镍、炭系催化剂进行催化反应，反应时间降低；通过过滤措施，除去产生的不融杂质，避免杂质对金提取造成影响；产品配方中复配了多种选矿成分以及针对矿石有害杂质的抑制剂、分解剂等，对难处理矿石具有明显的浸出效果；特殊的二次加料方式，提高了产品的回收率。
Description
技术领域
本发明属于黄金提炼制剂改进技术领域，尤其是一种低毒环保型黄金选矿剂及其制备方法。
背景技术
黄金是化学元素金Au的单质形式，是一种软的，金黄色的，抗腐蚀的贵金属，是最稀有、最珍贵和最被人看重的金属之一，金的化学性质稳定，具有很强的抗腐蚀性，可以作为贵金属进行交易，还可以用于高精度设备以及武器制造等处，总之，黄金广泛的应用于人们的生活中。
目前，全世界80％的黄金是通过氰化法进行提炼，主要过程是：将经过细磨的矿粒用氰化钠溶液浸泡，使贵金属进入溶液，再用锌粉还原沉淀，或用其他方法从溶液中析出金属，该方法已经使用了一个世纪，具有稳定性好，对易处理矿浸出率高，成本低等优点，但是氰化钠为剧毒物质，在生产、运输、使用过程中都存在巨大的安全隐患，由以上过程引发的事故不计其数，而且使用氰化钠产生的所有尾矿中全部含氰化物和重金属，属危险废物，尾渣的堆存占用大量土地，并对环境造成不同的影响，同时氰化钠对于含砷、炭等难处理矿浸出效果差，金回收率只有10～30％。
鉴于上述问题，很多厂家经过研究，开发出多种环保的方法，目前已有的环保型黄金提取剂或提取工艺主要有硫脲法、硫代硫酸盐法、卤素法、石硫合剂法、硫氰酸盐法等，这些工艺虽然能在某些特定的条件下对金矿进行有效浸出，但这些方法具有相似的弊端，浸出选择性差、浸出率低、成本高、工艺条件复杂、对设备要求过高等，导致以上方法无法广泛应用，目前还处于实验研究阶段。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供对高砷、高炭等难处理矿的浸出具有明显效果、制备工艺简单、生产过程无三废排放、产品有害杂质含量低、回收率高、成本低的一种低毒环保型黄金选矿剂。
本发明采取的技术方案是：
一种低毒环保型黄金选矿剂，其特征在于：所述原料包括按重量份数比混合的以下组分：
而且，所述亚铁盐为硫酸亚铁铵、亚铁氰化钠、硫酸亚铁中的任意一种、任意两种的混合物或三种的混合物。
而且，所述催化剂为活性炭催化剂、镍触媒、铁触媒中的任意一种、任意两种的混合物或三种的混合物。
本发明的另一个目的是提供一种低毒环保型黄金选矿剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
⑴按计量称取各组分，将30～50份尿素、20～40份碳酸钠、5～10份亚铁盐、1～5份催化剂和0～30份氰酸钠混合后加入反应容器；
⑵升温至反应容器中的物料全部熔融，反应一段时间后，加入5～10份氰酸钠，继续保持温度使全部物料熔融；
⑶将步骤⑵的产物滤去杂质，导入接料盘后降温冷却；
⑷将步骤⑶的产物粉碎，加入1～10份碳酸氢钠、0～10份柠檬酸钠、0～10份硫脲和0～10份硫代硫酸钠，混合均匀后制得成品。
而且，步骤⑴和⑵所述反应容器为高温熔融反应容器。
而且，步骤⑵所述升温和继续保持温度时的温度取值均为700～850摄氏度，反应时间为3～5小时。
而且，步骤⑶所述的滤去杂质采用多次自然沉降法后获得清澈熔浆或使用致密的耐高温耐腐蚀过滤网过滤后得到清澈熔浆，所述接料盘为不锈钢接料盘。
而且，步骤⑴所述的亚铁盐为硫酸亚铁铵、亚铁氰化钠、硫酸亚铁中的任意一种、任意两种的混合物或三种的混合物，所述催化剂为活性炭催化剂、镍触媒、铁触媒中的任意一种、任意两种的混合物或三种的混合物。
本发明的另一个目的是提供一种低毒环保型黄金选矿剂的使用方法，其特征在于：所述选矿剂适用于氧化矿、原生矿、硫化矿、金精矿粉的提炼；
在堆浸工艺中每吨矿石加入50～200克选矿剂，或者在全泥炭浆工艺中每吨矿石加入700～1500克选矿剂，或者在金精粉搅拌浸出工艺中每吨矿石加入3000～5000克选矿剂。
本发明的优点和积极效果是：
本发明中，不使用具有剧毒危害的氰化钠，而是采用尿素、碳酸钠、亚铁盐、催化剂、氰酸钠和碳酸氢钠为主要原料，选择性的加入柠檬酸钠、硫脲和硫代硫酸钠。经过一定步骤的反应后得到成品。工艺过程中，通过使用铁、镍、炭系催化剂进行催化反应，反应时间降低；通过过滤措施，除去产生的不融杂质，避免杂质对金提取造成影响；产品配方中复配了多种选矿成分以及针对矿石有害杂质的抑制剂、分解剂等，对难处理矿石具有明显的浸出效果；特殊的二次加料方式，提高了产品的回收率。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种低毒环保型黄金选矿剂，本发明的创新在于：所述原料包括按重量份数比混合的以下组分：
其中，所述亚铁盐为硫酸亚铁铵、亚铁氰化钠、硫酸亚铁中的任意一种、任意两种的混合物或三种的混合物。所述催化剂为活性炭催化剂、镍触媒、铁触媒中的任意一种、任意两种的混合物或三种的混合物。
上述低毒环保型黄金选矿剂的制备方法包括以下步骤：
⑴按计量称取各组分，将30～50份尿素、20～40份碳酸钠、5～10份亚铁盐、1～5份催化剂和0～30份氰酸钠混合后加入高温熔融反应容器；
⑵升温至700～850摄氏度，使高温熔融反应容器中的物料全部熔融，反应3～5小时后，加入5～10份氰酸钠，继续保持700～850摄氏度得温度使全部物料熔融；
⑶将步骤⑵的产物滤去杂质，具体可采用采用多次自然沉降法后获得清澈熔浆或采用致密的耐高温耐腐蚀过滤网过滤后得到清澈熔浆，然后将清澈熔浆导入不锈钢接料盘内，采用风冷方式进行降温冷却；
⑷将步骤⑶的产物粉碎，加入1～10份碳酸氢钠、0～10份柠檬酸钠、0～10份硫脲和0～10份硫代硫酸钠，混合均匀后制得成品。
上述低毒环保型黄金选矿剂适用的矿石种类包括氧化矿、原生矿、硫化矿和金精矿粉。适用的工艺为：堆浸、全泥炭浆、池浸，适用的金冶炼方法为：炭吸附解析、树脂吸附解析、锌置换。使用方法为：在堆浸工艺中每吨矿石加入50～200克选矿剂，或者在全泥炭浆工艺中每吨矿石加入700～1500克选矿剂，或者在金精粉搅拌浸出工艺中每吨矿石加入3000～5000克选矿剂，其他工艺条件与氰化法一致。
实施例1
将500Kg尿素、400Kg碳酸钠、50Kg亚铁氰化钠、镍触媒催化剂10Kg、氰酸钠200Kg混合均匀，投入熔融反应器内，加热至800℃，全部融化后保温3h，然后向反应器内加入80Kg氰酸钠，全部融化后，将熔融状料液倒入沉降池内进行杂质分离，10min后将上层清澈液体分流至接料盘，冷却后破碎，与20Kg碳酸氢钠、5Kg柠檬酸钠、5Kg硫代硫酸钠混合，装袋后得到环保型黄金选矿剂成品，产品收率87％。
全泥炭浆工艺
取1000g海南山金抱伦金矿提供的石英脉型贫硫金矿粉，矿粉细度-200目78％，放入3L的搅拌浸出槽内，加入1.5L水，调节矿浆pH11～12，加入环保型黄金选矿剂1.0g，搅拌浸出24h，过滤并洗涤滤饼。
通过火试金法测得的原矿品位4.72g/t，尾矿品位0.21g/t，金浸出率95.6％，相同方法使用氰化钠的浸出率为94.6％。
实施例2
将500Kg尿素、400Kg碳酸钠、30Kg硫酸亚铁铵、30kg亚铁氰化钠、镍触媒催化剂20Kg、氰酸钠200Kg混合均匀，投入熔融反应器内，加热至800℃，全部融化后保温5h，然后向反应器内加入80Kg氰酸钠，全部融化后，将熔融状料液倒入沉降池内进行杂质分离，10min后将上层清澈液体分流至接料盘，冷却后破碎，与20Kg碳酸氢钠、10Kg硫脲混合均匀，装袋后得到环保型黄金选矿剂成品，产品收率88％。
由山东黄金集团莱州精炼厂进行的本方法制备的环保选矿剂与氰化钠的对比浸出实验，金精矿品位10.18g/t，细度-200目88％，取1000g矿样，加入1.5L水，调节矿浆pH11～12。环保型黄金选矿剂和氰化钠加入量均为5g，进行搅拌浸出24h、48h的试验，过滤并洗涤滤饼。
金的浸出率分别为：24h实验：环保型选矿剂为94.2％，氰化钠为93.91％；48h实验：环保型选矿剂为93.02％，氰化钠为93.22％。
实施例3
将500Kg尿素、400Kg碳酸钠、80Kg硫酸亚铁铵、镍触媒催化剂20Kg、氰酸钠200Kg混合均匀，投入熔融反应器内，加热至800℃，全部融化后保温5h，然后向反应器内加入80Kg氰酸钠，全部融化后，将熔融状料液倒入沉降池内进行杂质分离，10min后将上层清澈液体分流至接料盘，冷却后破碎，与10Kg硫代硫酸钠混合均匀，装袋后得到环保型黄金选矿剂成品，产品收率86％。
该方案制备的产品用于山东黄金集团海南山金抱伦金矿全泥炭浆工艺，具体工艺参数如下：石英脉型贫硫金矿，采用重选-全泥氰化-炭吸附解析工艺，日处理量500t，磨矿细度-200目80％，矿浆浓度40％。
使用本方法制备的环保选矿剂，不改变原有任何工艺条件，直接代替氰化钠。经过3个月的生产实践，与原使用氰化钠情况进行对比见表1和表2：
| 原矿品位 | 浸原品位 | 浸渣品位 | 贫液品位 | 浸出率 | 总回收率 |
| 5.92g/t | 4.57g/t | 0.21g/t | 0.018g/m3 | 95.37％ | 96.31％ |
表1：本发明选矿剂的使用结果
| 原矿品位 | 浸原品位 | 浸渣品位 | 贫液品位 | 浸出率 | 总回收率 |
| 5.58g/t | 3.95g/t | 0.21g/t | 0.017g/m3 | 94.72％ | 94.91％ |
表2：传统氰化钠的使用结果
使用本发明后，金浸出率提高0.65％，按照年产1吨来黄金计算，每年可多回收14公斤黄金，而且环保效果明显，体系氰总含量与原使用氰化钠降低了92％，能有效减少对操作环境的危害，保护职工身心健康。
制得的成品经过上海化工研究院检测中心检测的大鼠经口急性毒性试验，本发明半数致死量LD50＝430mg/Kg，而传统选矿剂中的氰化钠的半数致死量LD50＝10mg/Kg，从该数据分析，氰化钠毒性为环保选矿剂的43倍。
在一定条件下能与金形成稳定络合物的物质有很多，比如氰化物、硫氰酸盐、氰酸盐、卤素化合物、硫脲、硫代硫酸盐、多硫化物等，此外还有氨基酸、腐殖酸、有机腈等有机化合物。
络合能力从大到小为：CN->I>Br>Cl>S2O3 2->SX2->CS(NH2)2>SCN->OCN-。以上除了氰化钠，其他均为低毒化学品，虽然这些低毒化合物络合能力不如氰化钠，但是在适合的条件下，同样能对金进行有效的浸出，同时对于某些难选矿石，他们的浸出效果往往是氰化钠无法达到了，而本发明是多组分联合浸出，协同作用效果好，产生优势互补，在该浸出体系中，浸出能力更强。
根据矿石中有害杂质的种类及含量，对产品各组分比例进行调整，使其更具有针对性。针对含砷、炭的氧化矿石进行的浸出试验，实验数据如下表：
| 杂质元素含量 | 矿石种类 | 原矿品位 | 浸出工艺 | 金浸出率 |
| 7.1％砷 | 氧化矿 | 6.31g/t | 全泥炭浆 | 77.8％ |
| 2.1％炭 | 氧化矿 | 5.23g/t | 全泥炭浆 | 62.2％ |
表3：本发明浸出试验的浸出率
而相同的矿石采用氰化钠浸出时的金浸出率分别为52.4％、43.5％，可见该结果远远低于本发明使用后的数值。
本发明使用时的工艺简单，从工艺过程可见，仅包括一步重要反应，其余均为简单的物理操作过程。本发明制备过程中无三废，不使用液体，产物全部为成品，产生少量气体使用气体吸收装置进行回收即可。本发明中有害杂质含量低，使用过滤系统，将反应过程中产生的碳化物进行分离，得到纯度更高的产品。
本发明中，不使用具有剧毒危害的氰化钠，而是采用尿素、碳酸钠、亚铁盐、催化剂、氰酸钠和碳酸氢钠为主要原料，选择性的加入柠檬酸钠、硫脲和硫代硫酸钠。经过一定步骤的反应后得到成品。工艺过程中，通过使用铁、镍、炭系催化剂进行催化反应，反应时间降低；通过过滤措施，除去产生的不融杂质，避免杂质对金提取造成影响；产品配方中复配了多种选矿成分以及针对矿石有害杂质的抑制剂、分解剂等，对难处理矿石具有明显的浸出效果；特殊的二次加料方式，提高了产品的回收率。
Claims (9)
1.一种低毒环保型黄金选矿剂，其特征在于：所述原料包括按重量份数比混合的以下组分：
2.根据权利要求1所述的一种低毒环保型黄金选矿剂，其特征在于：所述亚铁盐为硫酸亚铁铵、亚铁氰化钠、硫酸亚铁中的任意一种、任意两种的混合物或三种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种低毒环保型黄金选矿剂，其特征在于：所述催化剂为活性炭催化剂、镍触媒、铁触媒中的任意一种、任意两种的混合物或三种的混合物。
4.一种低毒环保型黄金选矿剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
⑴按计量称取各组分，将30～50份尿素、20～40份碳酸钠、5～10份亚铁盐、1～5份催化剂和0～30份氰酸钠混合后加入反应容器；
⑵升温至反应容器中的物料全部熔融，反应一段时间后，加入5～10份氰酸钠，继续保持温度使全部物料熔融；
⑶将步骤⑵的产物滤去杂质，导入接料盘后降温冷却；
⑷将步骤⑶的产物粉碎，加入1～10份碳酸氢钠、0～10份柠檬酸钠、0～10份硫脲和0～10份硫代硫酸钠，混合均匀后制得成品。
5.根据权利要求4所述的一种低毒环保型黄金选矿剂的制备方法，其特征在于：步骤⑴和⑵所述反应容器为高温熔融反应容器。
6.根据权利要求4所述的一种低毒环保型黄金选矿剂的制备方法，其特征在于：步骤⑵所述升温和继续保持温度时的温度取值均为700～850摄氏度，反应时间为3～5小时。
7.根据权利要求4所述的一种低毒环保型黄金选矿剂的制备方法，其特征在于：步骤⑶所述的滤去杂质采用多次自然沉降法后获得清澈熔浆或使用致密的耐高温耐腐蚀过滤网过滤后得到清澈熔浆，所述接料盘为不锈钢接料盘。
8.根据权利要求4或5或6或7所述的一种低毒环保型黄金选矿剂的制备方法，其特征在于：步骤⑴所述的亚铁盐为硫酸亚铁铵、亚铁氰化钠、硫酸亚铁中的任意一种、任意两种的混合物或三种的混合物，所述催化剂为活性炭催化剂、镍触媒、铁触媒中的任意一种、任意两种的混合物或三种的混合物。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种低毒环保型黄金选矿剂的使用方法，其特征在于：所述选矿剂适用于氧化矿、原生矿、硫化矿、金精矿粉的提炼；
在堆浸工艺中每吨矿石加入50～200克选矿剂，或者在全泥炭浆工艺中每吨矿石加入700～1500克选矿剂，或者在金精粉搅拌浸出工艺中每吨矿石加入3000～5000克选矿剂。
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