CN113416983A

CN113416983A - 一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法

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Publication number: CN113416983A
Application number: CN202110622755.5A
Authority: CN
Inventors: 柯柏友
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2021-05-27
Publication date: 2021-09-21

Abstract

本发明公开了一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，涉及贵金属冶金领域。本发明针对贵金属硫化矿，采用磨机磨矿后经调浆加入矿浆电解槽的阳极区，矿浆电解槽用渗滤性隔膜将阴极区与阳极区分开，矿浆中加入电解质氯化物、载氯体浸出剂及过氧化剂。用酸调PH值保持在1～2，电解时调控槽电压10～15V电流密度30～120A/dm²，搅拌浸出2～4h。在阳极区贵金属硫化矿物被氧化成金属离子，金属离子或络合离子透过隔膜进入阴极区并在阴极板上析出，收集阴极泥用酸分解分离精炼即得到贵金属产品。本方法对含有硫砷碳等有害杂质的的难浸贵金属矿物都能取得超高的浸出率。且流程短能耗低成本小，对环境有好。社会效益和经济效益显著。

Description

一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法

技术领域

本发明公开了一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，涉及贵金属冶金领域。

背景技术

矿浆电解也是北京矿冶研究总院历经二十余年研究开发拥有我国自主知识产权的湿法冶金技术，自1978年开始，率先在国内进行了黄铜矿、方铅矿、多金属硫化矿、含金银的铜铝矿及废杂铜矿物的矿浆电解试验。对柿竹园硫化铋精矿用矿浆电解法进行了系列条件试验，取得了良好的工业试验指标，1997年已在柿竹园建成了一座年产100t的铋矿浆电解试验厂。对广东廉江银矿采用矿浆电解处理，开发了矿浆电解-氧化除铜-亚钠提银新工艺，并于1997年投产。同时对云南元阳金矿用矿浆电解法进行预处理取得了良好的效果。经过单槽扩大试验后，已于1999年12月投产并于2000年3 月通过验收与鉴定。在矿浆电解得到广泛应用的同时，北京矿冶研究总院的邱定蕃和昆明理工大学的杨显万等对矿浆电解的基础理论也做了大量的工作，但尚缺乏系统性和深入性，而且一些结论还有待商榷。

矿浆电解将湿法冶金通常包含的浸出、溶液净化、电积三个工序合而为一，利用电积过程阳极的氧化反应来浸出矿石，使通常电积过程中大量耗能的阳极反应转变为金属的有效浸出，并从矿浆中直接产出金属，不仅大大简化了流程，金属回收率高，而且节省了能源，经济效益明显。由于矿物中和金属结合的硫大都以元素硫的形式产出，从根本上消除了SO₂的产出，因而对环境保护好。由于生产规模灵活，很适宜于就地建厂进行“坑口冶炼”。多年的实践研究表明矿浆电解技术适合于处理多金属复杂矿及伴生矿如铅锌银混合矿、复杂锑铅矿、铜铋混合矿、含铅铜复杂金精矿、铜镍混合矿、大洋结合矿等，可以实现对某种金属的选择性提取，金属回收率高，有价元素综合利用好，是一种符合国家的矿产资源可持续发展利用战略的对环境友好的冶金新技术。

矿浆电解回收有价金属这方面，前面所述的科技工作者虽然做了很多有价值的科学研究，但只是对硫化矿中比较活泼的金属如：铋、锑、铜、铅、锌、钒、银等进行了电解回收，对硫砷通过电解氧化解离。而对活泼性较低的贵金属如：金、铂、钯、钌、铑等缺少通过电解直接回收的研究。而是让这些贵金属保留在电解尾渣里，需要再进一步浸出提取。这不能不说是一个缺撼。

如何把这些活性较低的贵金属也利用矿浆电解的技术优势，通过矿浆电解这项新述直接电解回收，必将给贵金属生产企业带来更好的经济效益，给社会带来更大财富。是业内科技工作者研究的方向。

发明内容

针对现有技术中存在的不足和问题，本发明公开了一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，涉及金属冶金领域

本发明公开了一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，涉及贵金属冶金领域。其特征在于：贵金属硫化矿石粉碎后进入磨机磨矿至200～400目。矿浆电解槽用渗滤性隔膜将阴极区与阳极区分开，阳极用石墨或钛合金板材，阴极用不锈钢板制作。矿浆按固液比1∶2～6调浆后加入矿浆电解槽的阳极区。矿浆中加入电解质氯化物、载氯体浸出剂及过氧化剂。加酸调PH值保持在1～2，电解时调控槽电压10～15V，电流密度30～120A/dm²，搅拌浸出2～4h。在阳极区贵金属元素矿物在电流和浸出剂的共同作用下，被氧化成金属离子，金属络合离子透过隔膜进入阴极区并在阴极板上析出，得到贵金属泥，经收集酸分解分离精炼提纯得到高纯度贵金属产品；电解过的矿浆经液固分离后，电解液返回矿浆电解槽，浸出渣则进尾矿库存放。

本发明一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，所述矿浆中加入电解质氯化物为NaCl，载氯体浸出剂为含有活性氯原子的化工产品，可以是三氯异氰尿酸、二氯异氰尿酸、二氯异氰尿酸钠、氯胺B、氯胺T、二氯胺B、二氯胺T中的至少一种，优选为三氯异氰尿酸。

本发明一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，所述过氧化剂可以是过氧尿素、过氧化硼、过氧化钡、高锰酸钾、高锰酸钠、过硫酸钠、过硫酸铵、过碳酸钠、过碳酸铵、过氧化钙、过氧化钠、双氧水中的至少一种，优选为过硫酸铵。

本发明一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，所述矿浆中加入电解质氯化物为氯化钠(NaCl)，氯化钠浓度为10～25％(W/W)，盐酸(HCI)浓度0.1～0.2mol/L，载氯体浸出剂的浓度0.05～0.3％ (W/W)，过浸出剂浓度0.05～0.4％(W/W)。

本发明一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，所述电解时的控制槽电压10～15V电流密度30～ 120A/dm^2，电流密度优先为90～110A/dm²。

本发明一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，所述搅拌浸出2～4h，搅拌速度是：400～ 500r/min。

凡利用化学湿法提取贵金属，如氰化浸金，目的是使原始赋存状态的金通过氧化还原反应离子化，形成离子状态的金游离出来，再与人工浸取剂离子或络离子结合，形成可溶性络(化)合物，进入溶液，再随浸液流动迁移带离矿石予以收集。其电解反应过程为：

阳极区反应式：Au→Au⁺+e^-

阴极区反应式：O₂+2H₂O+2e^-→H₂O₂+2OH^-

H₂O₂+2e^-→2OH^-

在化学提金过程中，如施加人工电场，理论上电场力可产生以下作用：

(1)迫使原始赋存状态的金加速电极极化，形成离子状态的金，其电离式为：Au→Au³⁺+3e^-。

(2)能驱使离子状态的金沿电场方向加速迁移，迅速扩散，尽快与浸取剂离子或络离子接触反应，生成可溶性络(化)合物进入溶液，再随溶液流动带走。

(3)在形成金络(化)合物的同时，降低了浸液中离子浓度，留下空间，因浓差作用，使金离子化得以继续朝所需方向进行得相对彻底。

(4)人工电场力在一定程度上削弱或破坏了不同载金矿物对金的各种形式的结合力，使原始赋存状态的金能更多形成离子状态的金。上述作用即可达到提高金浸出率和缩短浸出周期的目的。

本发明的浸出剂只所以不选用氰化钠，是因为氰化钠水溶液在直流电场的作用下，氰化物在石墨阳极上比较快的被氧化生成氰酸根离子(CN^-+2OH^--2e^-→CNO^-+H₂O)；氰酸根在电场中及不稳定，一部分水解生成铵与碳酸根离子

一部分继续被电解氧化为二氧化碳和氮气 (2CNO^-+4H⁺-6e^-→2CO₂↑+N2↑+2H₂O)。所以优选浸出剂为三氯异氰尿酸。

三氯异氰尿酸是一种极强的氧化剂的氯化剂，是氯代异氰尿酸系列产品之一，白色结晶性粉末或粒状固体，具有强烈的氯气刺激味，活性氯含量比漂白粉高2～3倍。含有效氯在90％以上，具有有效氯含量高，贮运稳定，成型和使用方便，在水中释放有效氯时间长，安全无毒等特点。因此它的开发与研究受到各国的重视。三氯异氰尿酸应用广泛，可以用作工业用水、游泳池水、医院、餐具等的杀菌剂，开发利用前景十分广阔。三氯异氰尿酸已广泛应用于工业循环水。是漂白粉、漂白精的更新换代产品，三废比漂白精大大降低，先进国家有用它替代漂白精的趋势。

氯化物本来就是很好的贵金属浸出剂，早在氰化钠浸金之前就使用氯化物浸金。氰化钠浸金被发明后，才漫漫退出。三氯异氰尿酸是优于其他氯化物浸金的浸金剂，对金矿物有更好的实应性，更强的氧化性和更强的络合能力。

附图说明

附图1所示贵金属硫化矿矿浆电解提取工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步理解本发明。

实施例1

湖南水口山某金矿金精矿。含硫34％，含砷2.9％，含金87g/T，精矿粉经立式磨机超细磨矿至-350 目达85％。矿浆固液比按1∶5调浆后加入矿浆电解槽的阳极区。矿浆电解槽用渗滤性隔膜将阴极区与阳极区分开，阴极区电解液除了没有矿浆外其他的与阳极区相同。阳极为石墨电极，阴极为不锈钢板电极。矿浆中加入15％(W/W)电解质氯化钠，加盐酸调PH值1～2，盐酸浓度0.15mol/L，加浸出剂三氯异氰尿酸的浓度0.2％(W/W)过氧化剂用过碳酸铵，浓度0.1％(W/W)；调槽电压10V左右，电流密度110A/dm²，控制搅拌速度是：450r/min。搅拌电解浸出2h。在阴极区得到金泥，经收集精炼提纯得到高纯度黄金，金的浸出率达99.3％。

实施例2

河南灵宝某黄金矿山，金精矿含硫32％，含砷1.1％，含金61g/T，矿粉经立式磨机磨矿至-350目达90％。矿浆固液比按1∶5调浆后加入矿浆电解槽的阳极区。矿浆电解槽用渗滤性隔膜将阴极区与阳极区分开，阴极区电解液除了没有矿粉外其他的与阳极区相同。阳极为石墨电极，阴极为不锈钢板电极。矿浆中电解质氯化钠加入浓度15％(W/W)，加盐酸调PH值1～2，盐酸浓度0.2mol/L，加浸出剂三氯异氰尿酸的浓度0.2％(W/W)，过氧化剂用过碳酸铵，浓度0.1％(W/W)；调槽电压12V左右，电流密度100A/dm²，控制搅拌速度是：400r/min。搅拌电解浸出2h。在阴极区得到金泥，经收集精炼提纯得到高纯度黄金，金的浸出率达99.1％。

实施例3

缅甸金精矿含硫35％，含砷1.8％，含金43g/T，含银160g/T，矿粉经立式磨机磨矿至-400目达 80％。矿浆固液比按1∶6调浆后加入矿浆电解槽的阳极区。矿浆电解槽用渗滤性隔膜将阴极区与阳极区分开，阴极区电解液除了没有矿粉外其他的与阳极区相同。阳极为石墨电极，阴极为不锈钢板电极。矿浆中电解质氯化钠加入浓度25％(W/W)，加盐酸调PH值1～2，盐酸浓度0.2mol/L，加浸出剂三氯异氰尿酸的浓度0.3％(W/W)过氧化剂用过碳酸铵，浓度0.15％(W/W)；调槽电压15V左右，电流密度120A/dm²，控制搅拌速度是：500r/min。搅拌电解浸出3h。在阴极区得到金银泥，经收集精炼提纯得到高纯度贵金属。经尾渣化验分析，金的浸出率达99.1％，银的浸出率达98.3％。

实施例4

云南某贵金属矿山精矿粉，含硫35％，含砷1.8％，含金43g/T，含银140g/T，含铂15g/T，含钯 23g/T，含铑11g/T。矿粉经立式磨机磨矿至-400目达90％。矿浆固液比按1∶6调浆后加入矿浆电解槽的阳极区。矿浆电解槽是用渗滤性隔膜将阴极区与阳极区分开的，阴极区电解液除了没有矿粉外其他的与阳极区相同，阳极为石墨电极，阴极为不锈钢板电极。矿浆中电解质氯化钠加入浓度25％(W/W)，加盐酸调PH值＜1，盐酸浓度0.2mol/L，加浸出剂三氯异氰尿酸的浓度0.5％(W/W)过氧化剂用过碳酸铵，浓度0.2％(W/W)；调槽电压15V左右，电流密度120A/dm²，控制搅拌速度是：500r/min。搅拌电解浸出4h。在阴极区得到贵金属混合泥，收集经酸分解分离精炼提纯得到高纯度贵金属产品。经尾渣化验分析，金的浸出率达99.4％，银的浸出率达98.8％，铂的浸出率达93.3％，钯的浸出率达94.5％，铑的浸出率达97.1％

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

1.本发明公开了一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，涉及贵金属冶金领域。其特征在于：包括如下步骤：

(1)贵金属硫化矿石粉碎后进入磨机磨矿至200～400目；

(2)矿浆按固液比1∶2～6调浆后加入矿浆电解槽的阳极区；

(3)矿浆电解槽用渗滤性隔膜将阴极区与阳极区分开，阳极用石墨或钛合金板材，阴极用不锈钢板制作；

(4)矿浆中加入电解质氯化物、载氯体浸出剂及过氧化剂。加酸调PH值保持在1～2，电解时的调槽电压10～15V，电流密度30～120A/dm²，搅拌浸出2～4h。

(5)在阳极区贵金属硫化矿物在电流和浸出剂的共同作用下，被氧化成金属离子，金属络合离子透过隔膜进入阴极区并在阴极板上析出，得到贵金属泥，经收集酸分解分离精炼提纯得到高纯度贵金属；

(6)电解过的矿浆经液固分离后，电解液返回矿浆电解槽，浸出渣则进尾矿库存放。

2.如权利要求1所述的一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，其特征在于：所述步骤(4)中矿浆中加入电解质氯化物为NaCl，载氯体浸出剂为含有活性氯原子的，可以是三氯异氰尿酸、二氯异氰尿酸、二氯异氰尿酸钠、氯胺B、氯胺T、二氯胺B、二氯胺T中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，其特征在于：所述步骤(4)中过氧化剂可以是过氧尿素、过氧化硼、过氧化钡、高锰酸钾、高锰酸钠、过硫酸钠、过硫酸铵、过碳酸钠、过碳酸铵、过氧化钙、过氧化钠、双氧水中的至少一种。

4.如权利要求1所述的一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，其特征在于：所述步骤(4)中矿浆中加入电解质氯化物为氯化钠(NaCl)，氯化钠浓度为10～25％(W/W)，盐酸(HCI)浓度0.1～0.2mol/L，载氯体氧化剂的浓度0.05～0.3％(W/W)，过氧化剂浓度0.05～0.4％(W/W)。

5.如权利要求1所述的一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，其特征在于：所述步骤(4)中电解时的调控槽电压10～15V电流密度30～120A/dm²。

6.如权利要求1所述的一种贵金属硫化矿矿浆电解提取的方法，其特征在于：其特征在于，所述步骤(4)中搅拌浸出2～4h，搅拌速度是：500～600r/min。