CN110205499A - 一种复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合硫酸盐催化柠檬酸‑硫代硫酸盐浸金工艺,其步骤包括:将金矿原料进行磨矿处理,然后调节矿浆浓度至10‑40%;将复合硫酸盐、柠檬酸或/和柠檬酸钠、硫代硫酸盐依次加入到矿浆中,调节矿浆的pH值在7.0‑12.0,然后搅拌,在20‑90℃的温度对金矿浸出,浸出时间为3.0‑14.0小时。本发明提供的一种复合硫酸盐催化柠檬酸‑硫代硫酸盐浸金工艺,在不降低浸金率甚至增大了浸金率的前提下,能够显著降低硫代硫酸盐的消耗量,是一种完全高效清洁、应用性强的浸金工艺。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域,特别涉及一种复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺。
背景技术
氰化法因具有工艺简单、技术成熟、成本较低等优点,已成为黄金工业中应用最广泛的提金方法。近年来,随着各国环保力度的不断加大和人们环保意识的不断提升,在黄金工业中使用剧毒试剂氰化物所引起的一系列环保、成本和安全等问题日益突出。加上氰化法不能经济有效地处理一些难处理金矿,使得非氰化浸金工艺得到了迅速发展。在众多的非氰化试剂中,硫代硫酸盐因具有价格便宜、无毒和良好的浸金特性等优点,成为替代氰化物试剂的非氰化浸金试剂之一。
硫代硫酸盐本身具有不稳定性,易氧化分解,且在传统的铜氨硫代硫酸盐浸金工艺中,二价铜离子及其氨的络合物还会与硫代硫酸根发生复杂的氧化还原反应,从而引发硫代硫酸盐的大量分解,最终形成连三硫酸根、连四硫酸根、硫酸根和元素硫等一系列分解产物。这不仅造成了硫代硫酸盐试剂的大量消耗,造成生产成本升高,而且其部分分解产物(如硫元素)还会覆盖在金的表面,形成钝化层,阻碍金的浸出并降低金的浸出率。同时,氨的使用也会对人体造成一定危害,且无论以气体或液体形式排放都会对自然环境造成严重污染。这些问题都严重地制约了硫代硫酸盐浸金工艺的应用与发展。
在传统的铜氨硫代硫酸盐浸金工艺中,金的溶解反应式如式(1)和式(2)所示。提高浸出温度能加快金的溶解速率,但同时也会加快溶液中的氨的挥发。氨的挥发将减少溶液中Cu(NH3)4 2+络合物的数量并增加游离的Cu2+数量,这将促进Cu2+与S2O3 2-的氧化还原反应,从而引起硫代硫酸盐的大量消耗并最终使浸金率急剧下降。因此,传统的铜氨硫代硫酸盐浸金工艺一般在低于50℃的温度条件下进行。此外,由于Cu(NH3)4 2+络合物仅能稳定存在于弱碱性溶液中,降低或升高浸出pH值将大大减少浸出液中Cu(NH3)4 2+络合物的含量,致使浸金率大幅减小。因此,传统的铜氨硫代硫酸盐浸金工艺的浸出pH值仅限于在9.0-11.0附近。浸金率对于浸出温度和pH值的高敏感性进一步地阻碍了硫代硫酸盐浸金工艺的大规模工业化应用。
Au+5S2O3 2-+Cu(NH3)4 2+=Au(S2O3)2 3-+Cu(S2O3)3 5-+4NH3 (1)
2Cu(S2O3)3 5-+8NH3+0.5O2+H2O=2Cu(NH3)4 2++2OH-+6S2O3 2- (2)
专利号为CN104789792A的中国专利,公开了一种镍柠檬酸根催化硫代硫酸盐浸金的工艺,该工艺可降低浸出过程中的硫代硫酸盐的消耗,取消了氨水的使用,避免了氨对环境的威胁。但Ni2+的使用对人体健康和自然环境的危害是不容忽视的。研究发现镍可诱发一系列人体疾病,如白血病、哮喘、尿结石、神经衰弱和癌症等。值得注意的是,Ni2+对人体具有很强的致癌性且镍的排放会造成水体、土壤和大气的污染。此外,该工艺没有改善传统铜氨硫代硫酸盐浸出工艺中浸金率对浸出温度和pH值高敏感性的缺点。
因此,解决传统的硫代硫酸盐浸金工艺中存在的硫代硫酸盐消耗量大、氨的毒性和污染大以及浸金率对浸出温度和pH值的高敏感性等问题,是当前湿法冶金行业亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种完全高效清洁、应用性强的复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,包括如下步骤:
将金矿原料进行磨矿处理,然后调节矿浆浓度至10-40%;
将复合硫酸盐、柠檬酸或/和柠檬酸钠、硫代硫酸盐依次加入到矿浆中,调节矿浆的pH值在7.0-12.0,然后搅拌,在20-90℃的温度对金矿浸出,浸出时间为3.0-14.0小时。
进一步地,所述金矿原料的磨矿处理是将金矿原料磨至金矿原料中粒度小于0.074mm的部分占整体比例的90wt%以上,
进一步地,所述复合硫酸盐在矿浆中的初始浓度为0.001-0.2mol/dm3。
进一步地,所述复合硫酸盐为硫酸铜和硫酸铁的混合物。
进一步地,所述柠檬酸或/和柠檬酸钠在矿浆中的初始浓度为0.002-0.4mol/dm3。
进一步地,所述硫代硫酸盐在矿浆中的初始浓度为0.01-1.0mol/dm3。
进一步地,所述硫代硫酸盐为硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙和硫代硫酸铵中的一种或几种。
进一步地,所述的调节矿浆的pH值是用氢氧化钠调节。
进一步地,所述搅拌在空气气氛下以100-400r/min的搅拌速度。
本发明提供的一种复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,与现有硫代硫酸盐浸金工艺相比,具有如下特点:
(1)能够显著降低硫代硫酸盐试剂的消耗量:以铜柠檬酸根络合物、铁柠檬酸根络合物取代传统的铜氨络合物Cu(NH3)4 2+。与铜氨络合物Cu(NH3)4 2+相比,柠檬酸根配体对金属离子的多齿螯合作用提高了金属络合物的稳定性,使金属络合物与硫代硫酸根的反应活性远降低,从而减弱了金属络合物与硫代硫酸盐间的反应,使硫代硫酸盐的消耗量大幅度降低。通常传统的铜氨硫代硫酸盐浸金工艺中硫代硫酸盐的消耗量可达30kg/t金矿以上,而采用本发明的工艺后,硫代硫酸盐的消耗量可降低至5kg/t金矿以下,这将有利于浸出液的循环使用。
(2)现有的硫代硫酸盐浸金工艺中,浸出温度通常低于50℃且浸出pH值需维持在弱碱性范围(9.0-11.0),升高浸出温度或改变浸出pH值可使浸金率急剧减小。而本发明的浸出工艺可在不影响浸金率的前提下,将浸出pH值范围扩大到7.0-12.0,浸出温度增大到90℃。从而解决了浸金率对浸出温度和pH值的敏感性问题,增强了硫代硫酸盐浸金工艺的实际应用性。
(3)因为柠檬酸或/和柠檬酸钠因对人体安全无害,现已广泛应用于食品和医药行业。本工艺中以柠檬酸根代替了氨水的使用,彻底地解决了氨水的毒性问题和对环境的污染问题。
(4)本工艺中以复合硫酸盐代替单一的硫酸铜或硫酸镍,不仅消除了镍的使用所带来的人体致病性与环境污染问题,还能在一定程度上降低硫酸盐的添加使用量。
具体实施方式
本发明实施例提供的一种复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,包括如下步骤:
将金矿原料进行磨矿处理,然后调节矿浆浓度至10-40%;
将复合硫酸盐、柠檬酸或/和柠檬酸钠、硫代硫酸盐依次加入到矿浆中,调节矿浆的pH值在7.0-12.0,然后搅拌,在20-90℃的温度对金矿浸出,浸出时间为3.0-14.0小时。
其中,所述金矿原料的磨矿处理是将金矿原料磨至金矿原料中粒度小于0.074mm的部分占整体比例的90wt%以上,
其中,所述复合硫酸盐在矿浆中的初始浓度为0.001-0.2mol/dm3。
其中,所述复合硫酸盐为硫酸铜和硫酸铁的混合物。
其中,所述柠檬酸或/和柠檬酸钠在矿浆中的初始浓度为0.002-0.4mol/dm3。
其中,所述硫代硫酸盐在矿浆中的初始浓度为0.01-1.0mol/dm3。
其中,所述硫代硫酸盐为硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙和硫代硫酸铵中的一种或几种。
其中,所述的调节矿浆的pH值是用氢氧化钠调节。
其中,所述搅拌在空气气氛下以100-400r/min的搅拌速度
下面以实施例对本发明作进一步说明,但本发明并不局限于这些实施例。
金矿原料:该金矿为典型的氧化型金矿,金品位为8.0g/t,硫含量为0.05%,主要脉石成分为SiO2,占金矿组成的71.2%。
对照例1
将金矿原料进行磨矿处理,至金矿原料中粒度小于0.074mm的部分占90wt%,调节矿浆浓度至25%,向矿浆中加入硫酸铜浓度至0.01mol/dm3,氨水浓度至0.5mol/dm3,硫代硫酸钠至0.2mol/dm3,并调节矿浆pH值为10.5,搅拌速度为300r/min,矿浆温度至50℃,浸出时间为9小时,浸出结果为:金的浸出率76.5%,硫代硫酸钠的消耗量29.8kg/t金矿。
对照例2
将金矿原料进行磨矿处理,至金矿原料中粒度小于0.074mm的部分占90wt%,调节矿浆浓度至35%,向矿浆中加入硫酸铜浓度至0.05mol/dm3,氨水浓度至2.0mol/dm3,硫代硫酸钠至0.2mol/dm3,并调节矿浆pH值为10.5,搅拌速度为300r/min,矿浆温度至50℃,浸出时间为9小时,浸出结果为:金的浸出率85.7%,硫代硫酸钠的消耗量38.2kg/t金矿。
实施例1
将金矿原料进行磨矿处理,至金矿原料中粒度小于0.074mm的部分占90wt%,调节矿浆浓度至25%,向矿浆中加入硫酸铜和硫酸铁形成的复合硫酸盐浓度至0.001mol/dm3,柠檬酸浓度至0.002mol/dm3,硫代硫酸钠至0.2mol/dm3,并调节矿浆pH值为7.0,搅拌速度为300r/min,矿浆温度至20℃,浸出时间为14小时。浸出结果为:金的浸出率82.4%,硫代硫酸钠的消耗量0.9kg/t金矿。
实施例2:将金矿原料进行磨矿处理,至金矿原料中粒度小于0.074mm的部分占90wt%,调节矿浆浓度至35%,向矿浆中加入硫酸铜和硫酸铁形成的复合硫酸盐浓度至0.01mol/dm3,柠檬酸钠浓度至0.05mol/dm3,硫代硫酸钾至0.2mol/dm3,并调节矿浆pH值为8.0,浸出温度为70℃,搅拌速度为400r/min,浸出时间为13小时。浸出结果为:金的浸出率91.5%,硫代硫酸钠的消耗量2.2kg/t金矿。
实施例3:将金矿原料进行磨矿处理,至金矿原料中粒度小于0.074mm的部分占90wt%,调节矿浆浓度至40%,向矿浆中加入硫酸铜和硫酸铁形成的复合硫酸盐浓度至0.05mol/dm3,柠檬酸浓度至0.1mol/dm3,硫代硫酸铵至0.2mol/dm3,并调节矿浆pH值为10.0,浸出温度为80℃,搅拌速度为400r/min,浸出时间为8小时。浸出结果为:金的浸出率94.4%,硫代硫酸钠的消耗量3.1kg/t金矿。
实施例4:将金矿原料进行磨矿处理,至金矿原料中粒度小于0.074mm的部分占90wt%,调节矿浆浓度至10%,向矿浆中加入硫酸铜和硫酸铁形成的复合硫酸盐浓度至0.1mol/dm3,柠檬酸钠浓度至0.2mol/dm3,硫代硫酸钙至0.2mol/dm3,并调节矿浆pH值为11.0,浸出温度为90℃,搅拌速度为100r/min,浸出时间为6小时。浸出结果为:金的浸出率96.5%,硫代硫酸钠的消耗量4.2kg/t金矿。
实施例5
将金矿原料进行磨矿处理,至金矿原料中粒度小于0.074mm的部分占90wt%,调节矿浆浓度至15%,向矿浆中加入硫酸铜和硫酸铁形成的复合硫酸盐浓度至0.2mol/dm3,柠檬酸和柠檬酸钠浓度至0.4mol/dm3,硫代硫酸铵和硫代硫酸钙至0.2mol/dm3,并调节矿浆pH值为12.0,浸出温度为70℃,搅拌速度为200r/min,浸出时间为13小时。浸出结果为:金的浸出率85.1%,硫代硫酸钠的消耗量4.7kg/t金矿。
从实施例与对比例的对比可以看出,本发明实施例提供的一种复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,使用硫酸铜和硫酸铁混合物形成的复合硫酸盐、硫代硫酸盐、柠檬酸或/和柠檬酸钠构成浸出溶液,对磨矿后的金矿进行浸出,与现有的硫代硫酸盐浸金工艺相比,本发明中的工艺不仅显著降低了硫代硫酸盐的消耗量,还避免了氨水的使用,从而解决了氨的毒性与环境污染等问题。此外,该工艺可在不降低浸金率甚至增大了浸金率的前提下,将浸出温度范围增大到90℃,将浸出pH值范围扩大到7.0-12.0,从而克服了传统硫代硫酸盐浸金体系中浸金率对温度和pH的敏感性等问题,是一种完全高效清洁、应用性强的浸金工艺。
最后所应说明的是,以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照实例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,其特征在于,包括如下步骤:
将金矿原料进行磨矿处理,然后调节矿浆浓度至10-40%;
将复合硫酸盐、柠檬酸或/和柠檬酸钠、硫代硫酸盐依次加入到矿浆中,调节矿浆的pH值在7.0-12.0,然后搅拌,在20-90℃的温度对金矿浸出,浸出时间为3.0-14.0小时。
2.根据权利要求1所述的复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,其特征在于:所述金矿原料的磨矿处理是将金矿原料磨至金矿原料中粒度小于0.074mm的部分占整体比例的90wt%以上。
3.根据权利要求1所述的复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,其特征在于:所述复合硫酸盐在矿浆中的初始浓度为0.001-0.2mol/dm3。
4.根据权利要求3所述的复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,其特征在于:所述复合硫酸盐为硫酸铜和硫酸铁的混合物。
5.根据权利要求1所述的复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,其特征在于:所述柠檬酸或/和柠檬酸钠在矿浆中的初始浓度为0.002-0.4mol/dm3。
6.根据权利要求1所述的复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,其特征在于:所述硫代硫酸盐在矿浆中的初始浓度为0.01-1.0mol/dm3。
7.根据权利要求5所述的复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,其特征在于:所述硫代硫酸盐为硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸钙和硫代硫酸铵中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,其特征在于:所述的调节矿浆的pH值是用氢氧化钠调节。
9.根据权利要求1所述的复合硫酸盐催化柠檬酸-硫代硫酸盐浸金工艺,其特征在于:所述搅拌在空气气氛下以100-400r/min的搅拌速度。
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