CN1170043A

CN1170043A - 含金硫化矿活化溶浸方法及设备

Info

Publication number: CN1170043A
Application number: CN96118246A
Authority: CN
Inventors: 赵中伟; 李洪桂; 赵天从; 孙培梅; 李运姣; 苏鹏抟; 刘茂盛
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1996-07-05
Publication date: 1998-01-14
Anticipated expiration: 2016-07-05
Also published as: CN1044823C

Abstract

含金硫化矿活化溶浸方法及设备属于湿法冶金领域,本发明将矿物与酸性或碱性溶液一起置于所设计的活化反应器中,通过圆筒体的转动或振动、或螺旋搅拌装置中螺杆式曲轴的转动,磨细和活化矿物,同时控制20～100℃的反应温度,在氧分压为0.02～0.1MPa的条件下,通入氧气进行反应1～5小时,卸料过滤后滤渣氰化浸金;本发明工艺流程简单,设备易于操作,金属回收率高,酸碱用量少,减少了后处理工序。

Description

含金硫化矿活化溶浸方法及设备

本发明涉及黄金提取方法和设备，尤其是从含金硫化矿中湿化提金的方法和设备。

对于难处理的含金硫化矿，金通常以固溶体或次显微金的形态嵌布于矿物体或被包裹着，造成金的直接浸出率很低，即使将矿石磨得很细也难于使金解离。对于这类矿，通常是采用化学方法破坏包裹金的矿物，即在酸性或碱性介质中将含金硫化矿氧化解离。由于含金硫化矿化学性质十分稳定，在生产实践中尚需采用高温、高压和强氧化剂等苛刻手段。如酸性氧压煮法，需在170～225℃的高温、2.5～3.2MPa的总压力、0.35～0.7MPa氧分压的条件下分解1～3小时方能达到解离目的；若用浓度高达4mol/L的强氧化剂作催化剂，可在一定程度上改善工艺条件，却仍需在80～100℃的温度和0.4～0.8MPa氧压的条件下进行解离。而碱性氧压煮法，亦需100℃的温度和0.28～0.8MPa氧压的条件下进行作业。上述处理工艺，是在于从外部因素着手，通过强化分解的外部条件实现矿物的分解，因而其处理流程冗长、复杂，且需较高的温度和压力。

针对上述存在问题，本发明拟从矿物内部因素着手，将机械活化与浸出过程有机地结合起来，实现含金矿物的有效分离；同时设计了与工艺要求相适应的处理设备。

本发明是针对难处理含金硫化矿，包括含金黄铁矿(FeS₂)和毒砂(FeAsS)。将粒度小于1毫米的含金矿物与酸性或碱性溶液一起，置于所设计的活化反应器中，将机械活化作用与酸或碱的化学反应相结合，在常温、常压和富氧的条件下，将含金硫化矿分解，且能得到高的浸出率。若在酸性溶液中，其主要反应过程为：

若在碱性溶液中，其主要反应过程为：

将机械活化与化学反应相结合，既大大改善了分解过程的动力学与热力学条件，使反应加速，又可避免将机械活化与浸出过程两者分开作业中的钝化现象。因为经机械活化的矿物若存放一定时间将失去活性，全部被钝化。实践证明：经机械活化后的黄铁矿，在20分钟内钝化速度极快，在室温下存放5.5小时与存放20分钟相比，在HNO₃-H₂SO₄溶液中的浸出速度下降20％，即活化后在溶液中的浸出速度与时间成反比，故两者分开进行作业，其钝化现象是不可避免的。

本发明的实施方案，依据各自的条件，可从如下三个技术方案中任选一种方案组织实施。

其一为酸法处理工艺，将含金硫化矿和水按矿∶水＝1∶(1～10)、混合液中含0～0.5mol/L的HNO₃与0.35～0.8mol/L的H₂SO₄一起送入活化反应器中，控制20～100℃温度，在氧分压为0.02～0.1MPa的条件下，启动活化反应器并通入氧气进行反应1～5小时，然后卸料过滤，滤渣送往氰化工段进行氰化提取金，渣中的金氰化浸出率一般可达94～96％，较未处理的生矿金直接氰化浸出率7.17～16.27％提高了12～13倍。

其二为碱法处理工艺，基本操作和技术条件与酸法处理工艺大体相同，即先将矿和水按矿∶水＝1∶(1～10)，同时加入理论需要量的0.4～0.7倍的NaOH，通过加料口送入活化反应器，控制温度20～100℃、氧分压0.02～0.1MPa的条件下，启动活化反应器并通入氧气进行反应1～5小时，然后卸料过滤，滤渣送往氰化工段进行氰化提取金，渣中的金氰化浸出率一般可达87～95％，较未处理的生金矿直接氰化浸出率7.17～16.27％提高了6～12倍。

其三为先活化后氧化处理工艺，即把矿物活化与氧化反应分别在两个不同的设备中进行，先将矿和水按矿∶水＝1∶(1～10)、混合液中含0～0.5mol/L的HNO₃、0.35～0.8mol/L的H₂SO₄或加入理论需要量的0.4～0.7倍的NaOH一起送入活化反应器中，矿物首先进行活化1～2小时，然后将已活化的矿物浆液泵入已启动的常规搅拌器中并以0.02～0.1MPa氧分压通入氧气，控制20～100℃温度条件下继续进行氧化反应1～2小时，然后排料过滤，滤渣送往氰化工段进行氰化提取金，渣中的金氰化浸出率一般可达90～95％，较未处理的生矿金直接氰化浸出率7.17～16.27％提高了6～12倍。此法虽增加了搅拌设备，然而缩短了氧化时间，减少了氧的消耗量。

以上实施方案中，温度控制在40～60℃范围为最佳。

实施上述三种方法的活化反应器，是指所设计的筒式振动装置、筒式转动装置或筒式旋流搅拌装置的任一种。所列的活化反应器，皆由反应筒体1、活化介质2、加热装置3、测温装置4、供氧装置5以及传动系统的电机6和传动机构7等组成。其中筒式振动装置的电机6为多个振动电机，筒式旋流搅拌装置的筒体内侧刻有自下而上的、反时针方向的旋流槽8，其中心设有可旋转的螺杆式的曲轴9，以带动活化介质2由下而上的旋转运动。三种活化反应器通用部件的特点、作用、功能和运行方式综述如次：

1.反应筒体及活化介质部分：反应筒体1由高碳钢、锰钢或不锈钢制成圆筒体，上下或两端加盖密封，里衬耐酸胶或环氧树脂形成活化反应容器，由于在常温常压条件下进行作业，属于一般反应容器；该容器内装球状或棒形的活化介质，在容器内装入适量的活化介质，既能使矿物活化，又使矿物进一步磨细，通过圆筒体1的转动或振动，或螺旋搅拌装置中螺杆式曲轴9的转动，使活化介质2发生运动，由此撞击矿粒，给矿粒施加机械作用力，使矿物得到细磨和活化。容器内活化介质2的填充率为40～60％左右；活化反应器的传动部件除振动容器外，皆由一般电动机、减速装置和联动装置构成，它使筒体产生回转运动或振动。

2.加料与卸料装置：加料部分设计成密闭可控的螺旋进料器10，可连续或间歇性地进料；卸料部分设计成流量可控的装置11，在反应过程中可连续卸料或间歇卸料。加料与卸料装置安装的位置，依据三种活化反应器的不同而分别定位于10和11的指定部位。

3.供氧装置：由伸入筒内的供氧装置5将氧气按额定氧压输入活化反应器内，将硫化矿氧化。

4.加热方式：本发明方法可在常温至100℃范围内进行作业，故可采用通常的感应、电阻、蒸气或煤气任一种加热方式，用蒸气加热时，可采用直接或间接加热方式。

5.测温装置：可用热电偶或普通温度计用密封管4伸入活化反应器内进行测温和控温调节。

本发明优点是将矿物的机械活化(磨矿)作用与酸浸或碱浸紧密结合在一起，大大改善了矿物分解过程的动力学和热力学条件，加速了反应速率，使反应能在常温、常压的条件下快速进行，由此降低了对设备的要求；矿物分解率高，较生矿物直接氰化法分解率提高6～13倍；酸、碱用量少，减少后处理工序；工艺流程简单，设备易于操作，主要金属回收率高，因而是一项投资少、能耗省、成本低、效益高的新技术。

图1为振动式的活化反应器示意图；

图2为转动式的活化反应器示意图；

图3为旋流搅拌式的活化反应器示意图；

图4为旋流搅拌式的活化反应器筒体1的局部剖面图。

为了本发明的充分实施，现结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述；实施例中所列条件的额定值不一定是最佳值，然而均能实现本发明的技术方案。

实施例：

1.某精矿成分为：Au 75.6g/t，S 22.35％，As 18.87％，Fe 30.55％，直接氰化金浸出率为16.27％；按本发明的技术方案取上述精矿100g、水500g，控制混合液中含H₂SO₄ 0.37mol/L、HNO₃ 0.30mol/L，同时送入转动式的活化反应器中，启动活化反应器后，通入压力为0.03MPa的氧气，过程温度保持30℃，连续机械活化3小时后过滤，脱砷率达93.06％，滤渣送氰化工段处理，金氰化浸出率达95.41％。

2.取例1中的精矿100g、NaOH 50g、水300g同时送入振动式的活化反应器中，启动活化反应器后，通入压力为0.04MPa的氧气，过程温度保持25℃，连续机械活化3小时后过滤，滤渣送氰化工段处理，金氰化浸出率为89.54％。

3.取例1中的精矿50g，水250g，在旋流搅拌式的活化反应器中活化40分钟后，再加入HNO₃ 0.15mol/L、H₂SO₄0.8mol/L溶液各200ml，同时通入压力为0.05MPa的氧气，过程温度保持55℃，连续活化90分钟后过滤，滤渣送氰化工段处理，金氰化浸出率为91.6％。

4.某精矿含Au10.55g/t，Ag 3403g/t，As 15.85％，S 29.80％，Fe 30.18％，Sb 0.72％，直接氰化浸出率Au 7.17％，Ag 8.16％，按本发明技术方案，取精矿100g、NaOH 75g、水500g，同时加入振动式活化反应器中，过程温度保持30℃连续反应2小时，然后泵入常规的搅拌器中并通入压力为0.04MPa的氧气再反应60分钟后过滤，滤渣送氰化工段处理，金氰化浸出率为94.83％，银浸出率为63.15％。

5.取例4中的精矿100g、水600g，控制混合液中含HNO₃ 0.25mol/L、H₂SO₄ 0.5mol/L，同时加入转动式活化反应器中，过程温度保持25℃连续反应2小时，然后泵入常规的搅拌器中并通入压力为0.05MPa的氧气再反应50分钟后过滤，滤渣送氰化工段处理，金氰化浸出率为95.43％，银浸出率为64.18％。

Claims

1.一种含金硫化矿活化溶浸方法，包括物料的酸或碱富氧浸出、过滤，其特征是：按矿水比为1∶(1～10)、控制温度为20～100℃的条件下，在混合液中控制含0～0.5mol/L的HNO₃与0.35～0.8mol/L的H₂SO₄，或加入理论需要量0.4～0.7倍的NaOH，分别通入压力为0.02～0.1MPa的氧气，将其在活化反应器中反应1～5小时；或在物料中加入上述的酸或碱量，在活化反应器中反应1～2小时后再在搅拌器中通入上述压力量的氧进行氧化反应1～2小时，然后排料过滤，滤渣送往氰化工段进行氰化提取金。

2.根据权利要求1所述的溶浸方法，其特征是：过程反应温度为40～60℃。

3.一种实施权利要求1所述方法的活化反应器，包括电机(6)、传动机构(7)，其特征是：该活化反应器为筒式振动装置或筒式转动装置或筒式旋流搅拌装置，包括反应筒体(1)、活化介质(2)、加热装置(3)、测温装置(4)、供氧装置(5)，筒体上下或两端加盖密封，形成机械活化反应容器。

4.根据权利要求3所述的活化反应器，其特征是：筒式振动装置中电机(6)为多个振动电机。

5.根据权利要求3所述的活化反应器，其特征是：筒式旋流搅拌装置筒体(1)内侧刻有自下而上反时针方向的旋流槽(8)，其中心设有可旋转的螺杆式的曲轴(9)。

6.根据权利要求3所述的活化反应器，其特征是：由高碳钢、锰钢或不锈钢制成的圆筒体(1)里衬耐酸胶或环氧树脂。

7.根据权利要求3所述的活化反应器，其特征是：活化介质(2)形状为球状或棒形，筒体内活化介质(2)的填充率为40～60％。

8.根据权利要求3所述的活化反应器，其特征是：设有可连续或间歇进料的可控螺旋进料器(10)和可连续卸料或间歇卸料的可控装置(11)。