CN107385208A - 一种微波辅助强化浸金方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微波辅助强化浸金的方法，包括以下步骤：(1)将难处理金矿用破碎机破碎至小块颗粒，小块颗粒经卧式砂磨机研磨成粒度均匀的矿粉；(2)将矿粉、氯盐、酸溶液混合得矿浆，向矿浆中通入二氧化氯气体，同时开启冷凝、搅拌和微波反应器，进行浸金反应；(3)浸出完成后固液分离，获得浸金液和浸金渣，浸金液通过控电位还原，制得粗金粉。本发明的方法采用微波辅助、二氧化氯和双氧水协同氧化的酸性氯盐体系强化浸出难处理金矿，提供了一种工艺流程短，与环境友好，浸金效率高、浸出时间短的高效浸出方法。

Description

一种微波辅助强化浸金方法

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，尤其涉及一种微波辅助强化浸金方法。

背景技术

湿法冶金技术自问世以来，在黄金、重有色金属、贵金属等矿产资源的保护性开发、资源的充分利用和环境保护等方面发挥了巨大的作用，随着该技术的不断发展与应用完善，其前景十分广阔。利用氰化物溶解矿石中的贵金属已有100多年历史，氰化法浸出的成本较低、回收率高，但是氰化物是剧毒物，对人体健康和生态环境有害，逐渐被其他非氰试剂取代。研究较多的非氰试剂主要为硫脲、硫代硫酸盐、卤化物等。硫脲作为浸出试剂，与氰化剂相比，具有浸出速度快，回收率高等优点，硫脲在反应过程容易被氧化成二硫甲脒((SCN₂H₃)₂)使得试剂消耗量增多。硫代硫酸法浸出存在的主要问题是试剂消耗量较大，其次，硫代硫酸盐浸出反应速率较慢，浸出机理复杂；在卤化法研究中，只有氯化法有工业应用。

微波是指波长从1mm到1m左右的电磁波，其频率在300-300000MHz之间。作为一种能应用于加热、干燥、通信和医疗等多方面的能源，微波在矿冶领域中也具有潜在的重大作用，已引起人们的高度重视。专利号为CN104630466A的中国专利，公开了一种超声强化氯化氧化协同浸出难浸金矿中金的方法，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。该方法在浸出过程使用强化手段，有效的提高了浸金率，缩短了浸出时间，但使用碱性氯盐体系浸金，添加协同氧化剂双氧水，反应发生激烈，过程不易控制，后续浸金液还原过程需要消耗大量酸去调节酸度，不适于工业化应用。

专利号为CN102676838A的中国专利，公开了一种金氰化尾矿焙烧-超声波强化硫脲浸金-活性炭富集的提金方法，含金氰化尾矿经焙烧预处理后，用硫脲浸出金同时用超声波强化处理，用活性炭富集液相中所含金。该方法在传统氰化法上有很大提高，提高了浸出率，缩短了浸出时间，但是浸出前需添加焙烧预处理工序，增加了生产工艺流程，同时焙烧过程会产生有毒有害气体，增加了环保成本；选择硫脲作为浸金试剂，浸出过程试剂消耗量较大。

专利号为CN104862494A的中国专利，公开了一种从硫化物金矿中浸金的工艺，工艺分为氧压碱浸与硫代硫酸盐浸出两段。该方法具有不排放SO₂，也不使用氰化物，对环境友好，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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种高效清洁、经济环保的强化浸金方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种微波辅助强化浸金的方法，包括以下步骤：

(1)将难处理金矿用破碎机破碎至小块颗粒，小块颗粒经卧式砂磨机研磨成粒度均匀的矿粉；

(2)将矿粉、氯盐、酸溶液混合得矿浆，向矿浆中通入二氧化氯气体，同时开启冷凝、搅拌和微波反应器，进行浸金反应；

(3)浸出完成后固液分离，获得浸金液和浸金渣，浸金液通过控电位还原，制得粗金粉。

上述的方法，优选的，所述步骤(2)中添加双氧水作为协同氧化剂，其质量分数为10％-30％，用量为1-3L/t矿粉。一般选用低浓度的双氧水，这是因为浓度较高时，反应过程中会产生较多活性氧，达到溶解饱和度时会溢出体系外。

上述的方法，优选的，所述步骤(2)中微波功率为80-160W。反应过程辅助微波辐射，当微波快速加热矿物时，由于微波穿过金属矿物时，产生的热应力，致使矿物边缘出现微小裂缝，使矿物活性增强，进一步强化浸金过程，提高了浸出效率。

上述的方法，优选的，所述步骤(2)中二氧化氯气体为通过向氯酸钠和双氧水的混合溶液中滴加硫酸或盐酸溶液发生反应自行制备，发生的反应方程式为：2NaClO₃+H₂O₂+H₂SO₄＝2ClO₂+Na₂SO₄+O₂+2H₂O；反应后的溶液用于步骤(2)中和矿粉混合制备矿浆；反应后溶液与矿粉混合后，采用氯化钠或氯化钾调节氯浓度，硫酸或盐酸调节酸度，氯盐的添加量为为20-120g/L。

上述的方法，优选的，所述双氧水质量分数为30％，所述硫酸或盐酸溶液中H⁺浓度为6mol/L，滴加速度为6-12L/min。通过控制硫酸或盐酸溶液的滴加速度可以控制二氧化氯气体的产生流量。

二氧化氯气体是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂，易溶于水，是氯气在水溶液中溶解度的5倍，具有很强的氧化性，通过自制二氧化氯气体，并添加双氧水作为协同氧化剂促进浸金过程，不仅有利于提高浸金效率，同时减少了氯酸钠的使用量。

本发明的协同氧化浸出机理为：

5Au+3ClO₂+17Cl^-+12H⁺＝5AuCl₄ ^-+6H₂O；

2Au+3H₂O₂+8Cl^-+6H⁺＝2AuCl₄ ^-+6H₂O。

上述的方法，优选的，所述步骤(2)中酸溶液为硫酸或盐酸溶液，其H⁺浓度为2-4mol/L，与矿粉的液固比为5:1-10:1；此处液固比是指液体体积与固体质量的比。

上述的方法，优选的，所述步骤(2)中氯盐为氯化钠和/或氯化钾，氯盐的加入量为20-120g/L。理论上盐酸溶液中同时存在氢离子和氯离子，当酸溶液为盐酸时，无需加入氯盐等氯离子配位剂，但实际操作中，氯盐的加入可以使反应更加温和，在减少酸溶液浓度及用量的同时减少对设备的腐蚀，提升操作的安全性及可行性。

上述的方法，优选的，所述步骤(2)中反应温度为40-80℃，反应时间为60-180min，搅拌速度为100-400rpm。

上述的方法，优选的，所述步骤(1)中矿粉粒度为-100-200目。

上述的方法，优选的，所述步骤(3)中控电位还原过程的步骤为首先调节浸金液H⁺浓度1-3mol/L，然后加入70-90g/L亚硫酸钠溶液，在电位值450-650mV时将溶液过滤洗涤。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的方法使用微波辅助强化浸出，其优点是可以选择性加热物料、升温速率快、加热效率高，对冶金反应有促进作用，与传统不使用强化手段相比，能降低冶金反应的温度，缩短了浸出时间，提高了金的浸出率。

(2)本发明方法无需进行焙烧等预处理手段，缩短了工艺流程，无有毒有害气体产生；与现有强化氰化浸金方法相比，本发明使用了更加环境友好、廉价的浸出剂，降低了生产成本。

(3)本发明的方法采用微波辅助、二氧化氯和双氧水协同氧化的酸性氯盐体系强化浸出难处理金矿，提供了一种工艺流程短，与环境友好，浸金效率高、浸出时间短的高效浸出方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种本发明的微波辅助强化浸金的方法，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：

(1)将难处理金矿用破碎机破碎至小块颗粒，小块颗粒经卧式砂磨机研磨成粒度较均匀的矿粉，粉末粒度为-100目，成分如表1所示。

(2)配制浓度为6mol/L的盐酸溶液，将氯酸钠、质量分数为30％的双氧水溶液，加入密闭反应罐中，以6L/min的滴加速度向反应罐中加入盐酸溶液，自制二氧化氯气体。将原金矿粉、氯化钠、硫酸混合得矿浆，硫酸中H⁺浓度为2mol/L，硫酸与矿粉的体积质量比5:1，氯化钠的加入量为20g/L，室温条件下放入微波反应器中。设定微波反应器微波辐射功率为80W，反应时间为180min，反应温度为40℃。向矿浆通入自制的二氧化氯气体，并以恒定速度加入双氧水溶液，双氧水用量为3L/t矿粉，同时开启冷凝、搅拌和微波反应器，反应过程中控制恒定搅拌速度400rpm。经检测，微波辅助强化浸金过程浸出率为95.3％。

(3)浸金液通过控电位还原，过滤分离，制得粗金粉，其反应条件为：调节浸金液H⁺浓度为2mol/L，加入80g/L亚硫酸钠溶液，电位值在500mV时将溶液过滤洗涤。

表1 矿粉中主要元素含量(质量分数/％)

实施例2：

一种本发明的微波辅助强化浸金的方法，包括以下步骤：

(1)将难处理金矿用破碎机破碎至小块颗粒，小块颗粒经卧式砂磨机研磨成粒度较均匀的矿粉，粉末粒度为-150目，成分如表1所示。

(2)配制浓度为3mol/L的硫酸溶液，将氯酸钠、质量分数为30％的双氧水溶液，加入密闭反应罐中，以9L/min的滴加速度向反应罐中加入盐酸溶液，自制二氧化氯气体。将原金矿粉、氯化钠、盐酸混合得矿浆，盐酸中H⁺浓度为3mol/L，盐酸与矿粉的体积质量比7.5:1，氯化钠的加入量为70g/L，室温条件下放入微波反应器中。设定微波反应器微波辐射功率为120W，反应时间为120min，反应温度为60℃。向矿浆通入自制的二氧化氯气体，并以恒定速度加入双氧水溶液，双氧水用量为2L/t矿粉，同时开启冷凝、搅拌和微波反应器，反应过程中控制恒定搅拌速度400rpm。经检测，微波辅助强化浸金过程浸出率为96.7％。

(3)浸金液通过控电位还原，过滤分离，制得粗金粉，其反应条件为：调节浸金液H⁺浓度为2mol/L，加入80g/L亚硫酸钠溶液，电位值在500mV时将溶液过滤洗涤。

实施例3：

一种本发明的微波辅助强化浸金的方法，包括以下步骤：

(1)将难处理金矿用破碎机破碎至小块颗粒，小块颗粒经卧式砂磨机研磨成粒度较均匀的矿粉，粉末粒度为-200目，成分如表1所示。

(2)配制浓度为6mol/L的盐酸溶液，将氯酸钠、质量分数为30％的双氧水溶液，加入密闭反应罐中，以12L/min的滴加速度向反应罐中加入盐酸溶液，自制二氧化氯气体。将原金矿粉、氯化钠、硫酸混合得矿浆，硫酸中H⁺浓度为2mol/L，硫酸与矿粉的体积质量比10:1，氯化钠的加入量为120g/L，室温条件下放入微波反应器中。设定微波反应器微波辐射功率为160W，反应时间为60min，反应温度为80℃。向矿浆通入自制的二氧化氯气体，并以恒定速度加入双氧水溶液，双氧水用量为1L/t矿粉，同时开启冷凝、搅拌和微波反应器，反应过程中控制恒定搅拌速度400rpm。经检测，微波辅助强化浸金过程浸出率为97.5％。

(3)浸金液通过控电位还原，过滤分离，制得粗金粉，其反应条件为：调节浸金液H⁺浓度为2mol/L，加入80g/L亚硫酸钠溶液，电位值在500mV时将溶液过滤洗涤。

Claims (10)

1.一种微波辅助强化浸金的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将难处理金矿用破碎机破碎至小块颗粒，小块颗粒经卧式砂磨机研磨成粒度均匀的矿粉；

(2)将矿粉、氯盐、酸溶液混合得矿浆，向矿浆中通入二氧化氯气体，同时开启冷凝、搅拌和微波反应器，进行浸金反应；

(3)浸出完成后固液分离，获得浸金液和浸金渣，浸金液通过控电位还原，制得粗金粉。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中添加双氧水作为协同氧化剂，其质量分数为10％-30％，用量为1-3L/t矿粉。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中微波功率为80-160W。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中二氧化氯气体为通过向氯酸钠和双氧水的混合溶液中滴加硫酸或盐酸溶液发生反应自行制备，反应后的溶液用于步骤(2)中和矿粉混合制备矿浆。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述双氧水质量分数为10％-30％，所述硫酸或盐酸溶液中H⁺浓度为3-6mol/L，滴加速度为6-12L/min。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中酸溶液为硫酸或盐酸溶液，其H⁺浓度为2-4mol/L，与矿粉的液固比为5:1-10:1。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中氯盐为氯化钠和/或氯化钾，氯盐的加入量为20-120g/L。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中反应温度为40-80℃，反应时间为60-180min，搅拌速度为100-400rpm。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中矿粉粒度为-100-200目。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中控电位还原过程的步骤为首先调节浸金液H⁺浓度为1-3mol/L，然后加入70-90g/L亚硫酸钠溶液，在电位值450-650mV时将溶液过滤洗涤。