CN110343858B - 一种超声波辅助强化浸金方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其是一种超声波辅助强化浸金方法，经过在加入浸金助剂，加入硫代硫酸盐之后，再采用超声波处理一定时间后，搅拌浸出处理，极大程度的提高了金浸出率，降低了金浸出剂消耗量，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及湿法冶金技术领域，尤其是一种超声波辅助强化浸金方法。
背景技术
目前，氰化法在黄金提取工业中占有主导地位，其原因在于工艺条件成熟、操作流程简单，但是其存在着氰化物剧毒，难以有效浸出复杂金矿，容易受到杂质金属离子的干燥，浸金速度慢以及氰化物聚集在尾矿中致使环境受到污染等问题。促使了硫代硫酸盐法在浸金产业中得到了快速的发展，可是，传统的硫代硫酸盐法中，采用的是Cu(II)和NH3加入催化浸金，提高浸金效率，但与此同时，导致了硫代硫酸根的氧化分解，致使硫代硫酸盐消耗量较大，经常导致每吨金矿原料需要消耗20kg硫代硫酸盐，致使成本较高。
为了解决该技术问题，有研究者常识采用其他变价金属离子和相应配体组成的催化体系来取代铜氨体系，例如采用草酸铁、铁EDTA、镍氨催化法等；其中采用的草酸铁、铁EDTA体系法均能够显著的降低硫代硫酸盐的消耗，但在处理过程中，经常需要加入硫脲，以提高浸金速率，可是，硫脲在碱性的硫代硫酸盐浸出液中不稳定，导致催化体系难以控制，而且硫脲是一种致癌物质，容易造成环境污染。镍氨催化法，虽然也能够使得硫代硫酸盐消耗低于铜氨催化，但是氨的使用容易导致环境遭受污染，即就是空气中氨气的允许浓度14mg/L以下，否则是被列入与氰酸毒性相似的气体。
基于此，现有技术中出现了大量关于减少硫代硫酸盐用量的浸金操作方法的研究，例如专利号201510229799.6公开了采用镍柠檬酸根催化硫代硫酸盐浸金的工艺，使得硫代硫酸盐消耗量降低至3.1kg每吨原料，并且金浸出率达到88.3％；再例如专利号为201510223605.1公开了以聚乙烯醇磷酸铵为添加剂的硫代硫酸盐浸金方法，使得硫代硫酸盐消耗量降低至5.4kg每吨原料，并且金浸出率达到89.8％；再例如专利号为201611257286.7公开了催化硫代硫酸盐浸金的工艺，利用硫酸铁和黄基水杨酸或磺基水杨酸钠取代硫酸铜和氨水的加入，使得硫代硫酸盐消耗量能够最大化降低至4.89kg每吨原料，并且金浸出率达到90.2％左右；再例如专利号为201610924649.1公开了减少硫代硫酸盐用量的浸金方法，采用焦磷酸盐与硫酸锰在空气气氛中一起催化硫代硫酸盐浸金反应，调节矿浆pH7.0-10.0，使得硫代硫酸盐消耗量能够最大化降低至3.28kg每吨原料，并且金浸出率达到90.8％左右。
可是，在浸金工艺过程中，不仅浸金助剂加入将会对浸金率以及浸出剂消耗量等有所影响，而且对浸金处理过程的工艺条件控制，也将会严重影响浸金率和浸出剂消耗量量。为此，本研究者立足于对改善硫代硫酸盐消耗量的研究过程中，结合浸金助剂加入过程中处理工艺优化，发现：对于处理工艺中采用适当的超声波预先处理，再进行搅拌浸金，能够有效的改善浸金率和降低硫代硫酸盐消耗量，进而为金矿浸金处理过程提供了新思路。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种超声波辅助强化浸金方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
超声波辅助强化浸金方法，向金矿矿浆中依次加入浸金助剂、硫代硫酸盐之后，采用超声波处理，再搅拌浸金；其中浸金助剂由聚乙烯醇磷酸铵与硫酸锰、焦磷酸盐复合而成。
优选，所述的方法是在制备成矿浆之后，向矿浆中加入浸金助剂，加入硫代硫酸盐，调节矿浆pH值后，在20-30℃下，采用超声波20-50kHz下处理3-7min，再搅拌浸金。
优选，所述的矿浆，质量浓度为25-45％。
优选，所述的浸金助剂加入量使得硫酸锰初始浓度为0.0005-0.03mol/L。
优选，所述的浸金助剂加入量使得硫酸锰初始浓度为0.001-0.02mol/L。
优选，所述的硫代硫酸盐为硫代硫酸钾或者硫代硫酸钠中的一种或者两种混合。
优选，所述的焦磷酸盐为焦磷酸钾、焦磷酸钠中一种或者两者的混合物。
优选，所述的浸金助剂，硫酸锰占复合物总质量30-80％；所述的聚乙烯醇磷酸铵占硫酸锰质量1-40％。
优选，所述的浸金助剂，硫酸锰占复合物总质量40％或70％；所述的聚乙烯醇磷酸铵占硫酸锰质量20％。
优选，所述的方法是将含金原料研磨至颗粒度≤55μm的颗粒占95％以上，调节矿浆质量浓度为25-45％；向矿浆中加入浸金助剂，使得硫酸锰初始浓度为0.0005-0.03mol/L，加入硫代硫酸盐，用氢氧化钠或者氢氧化钾调节矿浆pH值，在20-30℃下，利用超声频率为20-50kHZ处理3-7min，再以100-150r/min搅拌浸金处理4-10h。
经过采用聚乙烯醇磷酸铵与硫酸锰、焦磷酸盐复合而成的浸金助剂加入到金矿矿浆中，有效减少了浸出过程的硫代硫酸根的氧化分解，同时也避免了浸出液中硫代硫酸根的氧化分解，降低硫离子等的浓度，实现了浸出液的循环使用；并且经过试验发现，在整个循环体系中，每吨原料所消耗的硫代硫酸盐的量可降低至4.25kg以下，并且极大程度的改变了矿浆的流变性，避免了金表面钝化膜的生成，促进了硫代硫酸盐浸出金，使得金浸出率达到了91.00％以上。并且，经过硫代硫酸盐浸出体系浸出金处理，避免了氨水加入，消除了氨水加入导致的环境污染威胁。
但是，经过试验研究，在上述技术效果实现的基础上，如果在工艺中不经过超声波处理，直接将其浸出搅拌浸金处理，结果显示：金浸出率维持在91.01～91.08％之间，而对于适当采用超声波处理之后，再将其浸金处理，其金浸出率能够达到91.11％以上，至少提高了0.03个百分点，大幅度改善金浸出率，降低了成本。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
试验：
选取某金矿中，Au品位为4.23g/t，铁含量为7.2％，硫含量为0.04％，主要成分为石英。经过扫描电镜、电子探针以及Au的化学物相分析方法，进行综合查明该金矿石中Au的化学物相状态，得出该金矿石中化学物相分析结果如下表1所示：
表1
将上述金矿按照以下方式进行处理：
实施例1：将金矿研磨至颗粒粒度为40μm的颗粒占95％，调节矿浆质量浓度为25％；向矿浆中加入浸金助剂，使得硫酸锰初始浓度为0.0005mol/L，然后加入硫代硫酸钠至0.1mol/L，调节矿浆pH值至9.0，在20℃下，利用超声频率为50kHZ处理7min，再以150r/min搅拌浸金处理10h。所述的调节矿浆pH值采用氢氧化钠调节。并且，浸金助剂是由聚乙烯醇磷酸铵与硫酸锰、焦磷酸钠复合而成，硫酸锰占复合物总质量30％，聚乙烯醇磷酸铵占硫酸锰质量40％。
实施例2：将金矿研磨至颗粒粒度为40μm的颗粒占95％，调节矿浆质量浓度为45％；向矿浆中加入浸金助剂，使得硫酸锰初始浓度为0.03mol/L，然后加入硫代硫酸钾至1mol/L，调节矿浆pH值至10.0，在30℃下，利用超声频率为50kHZ处理7min，再以150r/min搅拌浸金处理4h。所述的调节矿浆pH值采用氢氧化钠调节。并且，浸金助剂是由聚乙烯醇磷酸铵与硫酸锰、焦磷酸钾复合而成，硫酸锰占复合物总质量80％，聚乙烯醇磷酸铵占硫酸锰质量1％。
实施例3：将金矿研磨至颗粒粒度为40μm的颗粒占95％，调节矿浆质量浓度为35％；向矿浆中加入浸金助剂，使得硫酸锰初始浓度为0.008mol/L，然后加入硫代硫酸钠至0.5mol/L，调节矿浆pH值至9.8，在25℃下，利用超声频率为20kHZ处理3min，再以100r/min搅拌浸金处理6h。所述的调节矿浆pH值采用氢氧化钾调节。并且，浸金助剂是由聚乙烯醇磷酸铵与硫酸锰、焦磷酸钠与焦磷酸钾按照质量比为1:1混合而成的混合物复合而成，硫酸锰占复合物总质量50％，聚乙烯醇磷酸铵占硫酸锰质量20％。
实施例4：将金矿研磨至颗粒粒度为40μm的颗粒占95％，调节矿浆质量浓度为25％；向矿浆中加入浸金助剂，使得硫酸锰初始浓度为0.01mol/L，然后加入硫代硫酸钾至0.7mol/L，调节矿浆pH值至10.0，在20℃下，利用超声频率为30kHZ处理5min，再以130r/min搅拌浸金处理5h。所述的调节矿浆pH值采用氢氧化钠调节。并且，浸金助剂是由聚乙烯醇磷酸铵与硫酸锰、焦磷酸钠与焦磷酸钾按照质量比为1:2混合而成的混合物复合而成，硫酸锰占复合物总质量60％，聚乙烯醇磷酸铵占硫酸锰质量10％。
实施例5：在实施例1的基础上，对于浸金助剂中，不添加聚乙烯醇磷酸铵，其他均同实施例1。
实施例6：在实施例2基础上，对于浸金助剂中，不添加焦磷酸钾，其他均同实施例2。
并在试验过程中，对上述实施例1-6处理金矿的Au浸出率、硫代硫酸盐消耗量进行统计，其结果如下表2所示：
表2
由表2的数据显示可见，本发明创造的浸金助剂能够大幅度改善硫代硫酸盐浸金处理效果，降低硫代硫酸盐消耗量，提高金浸出率，降低成本。
更进一步的，本研究者在上述实施例1-6的基础上，对浸金工艺作出了以下调整：
实施例7：将金矿研磨至颗粒粒度为40μm的颗粒占95％，调节矿浆质量浓度为25％；向矿浆中加入浸金助剂，使得硫酸锰初始浓度为0.001mol/L，然后加入硫代硫酸钠至0.7mol/L，调节矿浆pH值至9.0，在20℃下，以150r/min搅拌浸金处理10h。所述的调节矿浆pH值采用氢氧化钠调节。并且，浸金助剂是由聚乙烯醇磷酸铵与硫酸锰、焦磷酸钠复合而成，硫酸锰占复合物总质量30％，聚乙烯醇磷酸铵占硫酸锰质量40％。
实施例8：将金矿研磨至颗粒粒度为40μm的颗粒占95％，调节矿浆质量浓度为45％；向矿浆中加入浸金助剂，使得硫酸锰初始浓度为0.02mol/L，然后加入硫代硫酸钾至1mol/L，调节矿浆pH值至10.0，在30℃下，以150r/min搅拌浸金处理4h。所述的调节矿浆pH值采用氢氧化钠调节。并且，浸金助剂是由聚乙烯醇磷酸铵与硫酸锰、焦磷酸钾复合而成，硫酸锰占复合物总质量70％，聚乙烯醇磷酸铵占硫酸锰质量20％。
实施例9：将金矿研磨至颗粒粒度为40μm的颗粒占95％，调节矿浆质量浓度为25％；向矿浆中加入浸金助剂，使得硫酸锰初始浓度为0.01mol/L，然后加入硫代硫酸钾至0.3mol/L，调节矿浆pH值至10.0，在20℃下，利用超声频率为30kHZ处理5min，再以130r/min搅拌浸金处理5h。所述的调节矿浆pH值采用氢氧化钠调节。并且，浸金助剂是由聚乙烯醇磷酸铵与硫酸锰、焦磷酸钠与焦磷酸钾按照质量比为1:2混合而成的混合物复合而成，硫酸锰占复合物总质量70％，聚乙烯醇磷酸铵占硫酸锰质量20％。
实施例10：在实施例7的基础上，浸金助剂是由聚乙烯醇磷酸铵与硫酸锰、焦磷酸钠复合而成，硫酸锰占复合物总质量40％，聚乙烯醇磷酸铵占硫酸锰质量20％，其他均同实施例7。
对上述实施例7-10处理金矿的Au浸出率、硫代硫酸盐消耗量进行统计，其结果如下表3所示：
表3
由表3的数据显示，对于在处理过程中，采用浸金助剂处理，将会有助于改善浸金率，降低硫代硫酸盐消耗量；同时，结合表2，表3数据来看，本发明创造经过采用超声波处理一定时间之后，再将其进行搅拌浸出处理，极大程度的改善了浸金率和降低了硫代硫酸盐的消耗量，降低浸金成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种超声波辅助强化浸金方法，其特征在于，向金矿矿浆中依次加入浸金助剂、硫代硫酸盐之后，采用超声波处理，再搅拌浸金；其中浸金助剂由聚乙烯醇磷酸铵与硫酸锰、焦磷酸盐复合而成；所述的浸金助剂，硫酸锰占复合物总质量30-80％；所述的聚乙烯醇磷酸铵占硫酸锰质量1-40％， 所述的方法是将含金原料研磨至颗粒度≤55μm的颗粒占95％以上，调节矿浆质量浓度为25-45％；向矿浆中加入浸金助剂，使得硫酸锰初始浓度为0.0005-0.03mol/L，加入硫代硫酸盐，用氢氧化钠或者氢氧化钾调节矿浆pH值，在20-30℃下，利用超声频率为20-50kHz 处理3-7min，再以100-150r/min搅拌浸金处理4-10h。
2.如权利要求1所述的超声波辅助强化浸金方法，其特征在于，所述的浸金助剂加入量使得硫酸锰初始浓度为0.001-0.02mol/L。
3.如权利要求1所述的超声波辅助强化浸金方法，其特征在于，所述的硫代硫酸盐为硫代硫酸钾或者硫代硫酸钠中的一种或者两种混合。
4.如权利要求1所述的超声波辅助强化浸金方法，其特征在于，所述的焦磷酸盐为焦磷酸钾、焦磷酸钠中一种或者两者的混合物。
5.如权利要求1所述的超声波辅助强化浸金方法，其特征在于，所述的浸金助剂，硫酸锰占复合物总质量40％或70％；所述的聚乙烯醇磷酸铵占硫酸锰质量20％。
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