CN1176231C - 浸金液吸附解吸电解一体化装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明实现了在矿山直接进行吸附解吸电解一体化生产黄金的目的，免去了活性炭在吸附塔和解吸塔之间的反复装卸和长途运输，减少了载金炭的损失和粉化，节省了运费，由于活性炭在塔内连续使用，减少了积压和周转量，提高了使用率，减少了生产流动资金，电解贫液可直接返回堆浸作业使用，充分回收电解贫液中残留的金、氰化钠和氢氧化钠，提高了金的回收率，降低了生产成本。本发明吸附率在99%以上，解吸率在98%以上，电解率在99%以上，解吸电解时间仅需10-12小时，适合推广。

Description

说明书 浸金液吸附解吸电解一体化装置及工艺

技术领域

本发明涉及一种对浸金液进行吸附、解吸、电解的一体化装置及所用工艺方法。

背景技术

低品位金矿堆浸技术自70年代初在美国问世以来，目前已成为世界上黄金生产的主要手段之一。我国从80年代开始研究并逐步推广应用，堆浸规模已由千吨级发展10万吨级。堆浸技术的开发应用，对我国低品位金矿资源的开发利用起到巨大的推动作用。但是，直到目前在黄金堆浸生产中，主要是用活性炭在吸附塔中吸附，及在解吸塔中对载金炭解吸两套独立的装置分段式作业，从矿堆浸出的含金富液经吸附塔中的活性炭吸附，待载金炭吸附达到饱和后，从吸附塔中卸出载金炭，运送到离矿山较远的专门解吸厂(解吸厂一般都建在离矿区较远的城镇附近)，装入解吸塔进行解吸，解吸出的含金贵液经过滤后送入电解槽中进行电解，在阴极上得到金泥，取下金泥处理后熔炼成金锭，由于吸附作业足是矿山吸附塔中进行，而解吸作业是在离矿区较远的解吸厂中的解吸塔中完成，吸附与解吸两套装置完全独立，这种分段式工艺作业，会不可避免地产生下述问题：

(1)活性炭从吸附塔中卸出、运输、再装入解吸塔；解吸后又从解吸塔卸出，再运回到堆浸场装入吸附塔进行吸附。在这反复循环中，活性炭因反复装卸和运输而造成炭的散落损失，尤其是载金炭的散落会造成金的损失。在运输途中载金炭受到挤压、摩擦又造成炭的粉化。根据活性炭的吸附原理知道，炭表面(尤其是棱角处)对金的吸附量最大，而在受到挤压和摩擦时，炭表面和棱角又最易粉化，其后果不仅是降低了活性炭的吸附活性和使用寿命，而且在解吸过程中，这些次生炭粉还未得到很好的解吸就已经随溶液流入电解槽，不仅造成了金的无谓损失，而且污染电解液、影响电解效果，严重时会因炭粉过多引起电极短路造成电解停止。

为了消除炭粉的影响和回收炭粉减少金的损失，有的矿山在解吸前增设了一道筛分清洗工序，清洗出的炭粉经过沉淀过滤能回收大部分，但仍有部分微细的漂浮炭粉难以全部回收，同时由于增设了一道工序又增加了生产成本。

(2)由于载金炭运到解吸车间经过解吸后才能返回使用，而矿山堆浸吸附是连续进行的，这就迫使矿山不得不准备大量的活性炭来进行周转。有的矿山由于没有设立解吸车间，其载金炭须委托外加工解吸，炭的返回时间就更长，甚至当年根本就没有脱金炭能返回使用，一个年处理矿石10000吨的堆浸矿山一般需准备5吨活性炭，生产流动资金积压，严重增加了生产资金的投入量。

(3)由于载金炭不能得到及时的解吸，矿山生产的黄金也就不能及时变为现金，至使生产期间的资金周转迟缓。对于那些委托外加工解吸的矿山来说，当年生产的黄金往往是在生产快结束时才能变成现金，这就导致生产期间所需的资金全部靠矿山筹集现金来维持生产、流动资金周转率极低。

(4)电解贫液的排放对解吸电解厂来说，始终是一个老大难问题。首先，为了回收电解贫液中的金，解吸厂必须设立贫液再吸附作业，经过吸附后的贫液若要回收溶液中的氰化物，还得再增加设备；若直接排放也得经过净化处理。

(5)委托外加工解吸，在载金炭混匀取样时又会造成一次破损和粉化损失，而往往在载金炭品位和水分测定上易出现分歧和争议，这是甲、乙双方都感到头痛的一件事情，既费时费神、又费钱。同时对委托方来说，加工费用也是一笔不小的数目，一般占直接生产成本的15-20％。

(6)现行的解吸电解工艺都是在常压下进行，所以只能用于低海拔地区矿山。虽然我国已有高压解吸设备问世，但是由于价格昂贵，一般的堆浸矿山难以承受。

发明内容

本发明的目的在于：解决上述黄金堆浸生产中出现的问题，为矿山提供一种能有效地减少黄金损失，降低生产成本，加快资金周转，提高企业经济效益，集吸附、解吸、电解功能于一体的浸金液吸附解吸电解一体化装置及生产工艺，该套装置及工艺直接用于矿山，可以边吸附，边解吸，边电解连续作业，达到在矿山就能直接生产出电解金粉的目的。

本发明的目的是通过实施如下技术方案来实现的：

浸金液吸附解吸电解一体化装置，由吸附解吸塔、加热器、电解槽、过滤汽水分离器、冷却塔、蒸馏贮罐、贮液槽以及连接这些设备部件的吸附系统管道及解吸电解系统管道构成。

吸附解吸塔：作为吸附解吸两用塔，可以在一个塔内实现吸附与解吸两种功能。该塔由塔体、顶盖和底座组成。顶盖通过法兰盘固定在塔体顶部，底座通过法兰盘固定在塔体底部，从而连接形成一整体。顶盖上设置有贫液出管和解吸液出管，并装有压力表，底座下部设置有富液进管和解吸液进管，在塔体与顶盖间的两法兰盘之间，以及塔体与底座间的两法盘之间设置筛网，塔体上装置温度计，塔体上部设置活性炭进料口，塔体底部在法兰上边部位设置活性炭出料口，并在塔体外围包装有保温层。本发明设有多级完全相同的吸附解吸两用塔。

加热器：为了结合矿山生产现场实际情况，本发明可采用三种加热方式的加热器，一种为电加热，采用电加热管为加热源给解吸液加热，达到解吸所需的温度：第二种为柴油加热，这种加热方式是让柴油通过燃烧机来加热导热油，导热油被加热后再给解吸液加热，达到解吸需要的温度，第三种方式为用煤燃烧来给导热油加热，再让导热油加热解吸液，达到解吸所需的温度，生产矿山可根据当地能源情况来选择这三种加热方式的一种。

电解槽：由于进入电解槽的解吸液温度较高，一般在90-100℃普通塑料耐热度不高，所以本装中的电解槽外壳采用能耐120℃的PP塑板作成。电解槽中的阳极板为不锈钢板，阴极为具有头发丝般细的不锈钢毛，该钢毛装在阴极盒内，中间插以不锈钢的阴极棒。

过滤汽水分离器：材料为碳钢，分内、外两层，内层上设置有100目的过滤孔，在过滤汽水分离器上端设置有100目不锈钢网罩，网罩以上为填料式分馏塔。

本发明的管路系统包括有吸附系统管道和解吸系统管道。

吸附系统管道由富液主管，连接各自塔的富液进管和富液主管间的富液开关管、贫液主管、连接各自塔的贫液出管和贫液主管间的贫液支管，连接本级塔的贫液支管和下级塔的富液开关管间的吸附开关管构成。

解吸电解系统管道由解吸进液主管、连接本级塔的解吸液进管和解吸进液主管间的解吸开关管、解吸出液主管、连接本级塔的解吸液出管和解吸出液主管间的解吸出液开关管，连接尾塔处的解吸出液主管与过滤汽水分离器入口间的过滤开关管、过滤汽水分离器液体出口与电解槽入口间的贵液输送管、电解槽出口与贮液槽间的电解贫液输出管、连接贮液槽的解吸液出口并通过阀门和管道泵与加热器的解吸液入口相连接的解吸液输送管，与加热器解吸液出口和解吸进液主管相连接的加热解吸液输出管，连接过滤汽水分离器与冷却塔间的蒸馏管、连接冷却塔液体出口与蒸馏贮罐间的蒸馏冷却液输出管，以及连接蒸馏贮罐出口与贮液槽间的配液管道构成。

本装置完成的吸附解吸电解工艺过程如下：

1、堆浸：将粉碎后的含金矿料用0.1-0.05％的氰化钠(NaCN)堆浸，并用氢氧化钠(NaOH)调整浸出液的PH值，使浸出液PH值应保持在10-11范围。

2、装塔：将6-16目的活性炭，依次装入各级塔，每塔中的活性炭一般占塔体的70-80％。

3、吸附：堆浸含金富液由富液池进入富液主管，通过首塔富液开关管进入首塔，让活性炭吸附金之后，由首塔顶的贫液出管进入贫液支管，然后再经二级塔的吸附开关管和富液开关管进入二级塔内，活性炭再次吸附金之后，由二级塔顶的贫液出管进入贫液支管，再经三级塔的吸附开关管和富液开关管进入三级塔，以此类推，含金液依次通过串连的各级塔，由活性炭吸附金，最后由尾塔的贫液出管经贫液支管流入贫液主管，再流进堆浸场的贫液池中，补加药剂又返回矿堆浸出金。待首塔吸附金达到饱和后，通过它的富液开关管阀门断开富液进管，关闭二级塔的吸附开关管，打开二级塔的富液开关管，让富液主管中的富液经二级塔的富液开关管进入二级塔，这时二级塔成为吸附系统的首塔，进行上述的吸附循环过程。

4、解吸电解：将首塔与富液主管断开，关断贫液支管，打开与解吸进液主管相连的解吸开关管和与解吸出液主管相连的解吸出液开关管，解吸进液主管中已加热到解吸温度的解吸液进入首塔进行解吸，塔中解吸应满足解吸条件：解吸液中NaCN含量为2％，NaOH含量为1-2％，解吸液温度100℃-120℃，塔内压力0.08-0.12MPa，塔内经解吸后的液体经解吸出液开关管进入解吸出液主管，然后经过滤开关管进入过滤汽水分离器，过滤后的含金贵液经贵液输送管进入电解槽进行电解，金粉沉积到阴极的钢毛上，电解后的贫液经电解贫液输出管进入贮液槽，贮液槽中的电解贫液经管道泵泵入解吸液输送管进入加热器中，加热到所需的解吸温度，然后由加热解吸液输出管进入解吸进液主管，再经解吸开关管进入塔内解吸，如此往复循环到解吸结束。解吸结束后该塔通过管道系统又作为吸附系统的末塔进入吸附系统，如此循环下去，达到整套装置边吸附，边解吸，边电解，在矿山堆浸生产现场直接生产电解金粉的目的。

与由吸附塔、解吸塔两套独立的装置所组成的工相分离的吸附系统与解吸系统以及分段式生产工艺相比，本发明的一种浸金吸附、解吸、电解一体化装置，包括有集吸附和解吸为一体的两用塔，与各两用塔配接的富液进入及贫液流出的吸附管路，解吸液进入及流出的解吸管路，以及与解吸出液主管连接的包括由电解槽、解吸液贮液槽、加热器及相应管路组成的集电解和电解后解吸液循环使用的设备系统，其特征在于：

a、所述集吸附和解吸为一体的两用塔，是指在该塔的底座上装有富液进管和解吸液进管，在塔顶盖上装有贫液出管和解吸液出管，并在同一时间或作吸附或作解吸使用的两用塔；

b、与解吸出液主管连接的、集电解和电解后解吸液循环使用的设备系统，还包括有与前级解吸出液主管直接连接、与后级电解槽连接的过滤汽水分离器。

本发明的附加技术特征：

①所述的电解槽，其槽中的阴极，由阴极盒、装于阴极盒中的钢毛、插入阴极盒钢毛中的阴极棒构成；电解槽中的阳极板，由马夹式阳极和丁字式阳极构成；阴极置于马夹式阳极与丁字式阳极之间，其顺序为：第一个阳极为马夹式，其后为阴极，阴极之后为丁字式阳极，其后又为阴极，阴极之后又为马夹式阳极，以此类推，最后一个阴极之后为马夹式阳极。

一种浸金吸附、解吸、电解的工艺方法，由在“两用塔”中分别进行地吸附或解吸的工艺过程，以及在电解槽中对解吸富液电解的工艺过程组成，其特征在于：在“两用塔”中进行地解吸工艺过程，是一种高温高压解吸过程，要求确保进入塔内的解吸液温度达到100℃-120℃，在塔内的解吸液压力达到0.08-0.12Mpa；完成了解吸工艺过程的含金高温高压解吸富液，通过上述“一体化装置”中的过滤汽水分离器，降压变成高温常压的含金解吸富液后，再进入电解槽中完成高温电解的工艺过程。

本发明具有如下性能：

(1)吸附率在99％以上，解吸率在98％以，上，电解率在99％以上。

(2)解吸电解时间短，仅需10-12小时，而使用常规的分段式工艺则需48-60小时。

(3)本发明可在各种海拔高度下，实现边吸附、边解吸、边电解，就地产出电解金粉。

本发明的优点在于：

(1)免去了活性炭在吸附塔和解吸塔之间的反复装卸和长途运输，减少了载金炭的损失和粉化，节省了运输费用。

(2)由于活性炭在塔内连续使用，减少了活性炭的积压和周转量，降低了生产流动资金占用率。

(3)配上炼金炉可直接在现场产出合格质量的金锭，及时上交当地银行，加快了资金周转，减少了现金投入量。

(4)电解贫液可直接返回堆浸作业使用，充分回收利用贫液中的金，氰化纳，氢氧化钠，进一步提高金的回收率和降低了生产成本。

(5)解吸电解成本低，不到委托外加工费的四分之一。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为浸金液吸附解吸电解一体化装置结构示意图；

图2为吸附解吸两用塔结构示意图；

图3为电加热器结构示意图；

图4为过滤汽水分离器结构示意图；

图5为电解槽结构示意图，上为纵剖正视图，右为侧视图，下为俯视图；

图6为电解槽中阳极与阴极结构图，左侧上、下为两种形状阳极，中上为阴极盒侧视图，中下为阴极盒俯视图，右上为阴极盒正视图，右下为阴极棒；

图7、8、9、10为本装置管道及阀门标记图。

图中标记：1为吸附解吸两用塔，2为富液主管，3为贫液主管，4为解吸进液主管，5为解吸出液主管，6为加热器，7为管道泵，8为过滤汽水分离器，9为冷却塔，10为电解槽，11为蒸镏贮罐，12为贮液槽，13为吸附解吸两用塔塔体，14为塔顶盖，15为塔底座，16为富液进管，17为贫液出管，18为解吸液进管，19为解吸液出管，20为上法兰，21为下法兰，22为筛网，23为筛网，24为活性炭进料口，25为活性炭出料口，26为塔体保温层，27为加热器壳体，28为加热管(电热管)，29为加热器法兰顶盖，30为加热器加热液体出口，31为加热液体入口，32为加热器支架，33为过滤汽水分离器外壁，34为内层过滤管，35为过滤筛网，36为支架，37为过滤汽水分离器出口，38为填料式分馏塔，39为蒸汽出口，40为过滤汽水分离器入口，41为PP塑料电解槽壁，42为马夹式阳极，43为丁字式阳极，44为阴极，45为电解槽电解液入口，46为电解槽电解液出口，47为电解槽下出口，48为绝缘隔板，49为阴极盒，50为阴极棒，51为首塔富液开关管，52为富液开关管阀门，53为吸附开关管，54为吸附开关管阀门，55为解吸开关管，56为解吸开关管阀门，57为贫液支管，58为贫液支管阀门，59为二级塔吸附开关管，60为吸附开关管阀门，61为富液开关管，62为富液开关管阀门，63为解吸开关管，6 4为解吸开关管阀门，65为贫液支管，66为贫液支管阀门，67为三级塔吸附开关管，68为吸附开关管阀门，69为富液开关管，70为富液开关管阀门，71为解吸开关管，72为解吸开关管阀门，73为贫液支管，74为贫液支管阀门，75为四级塔吸附开关管，76为吸附开关管阀门，77为富液开关管，78为富液开关管阀门，79为解吸开关管，80解吸开关管阀门，81为贫液支管，82为贫液支管阀门，83为五级塔吸附开关管，84为吸附开关管阀门，85为富液开关管，86为富液开关管阀门，87为解吸开关管，88为解吸开关管阀门，89为贫液支管，90为贫液支管阀门，91、93、95、97、99分别为首塔、二级塔、三级、四级、五级塔的解吸出液开关管，92、94、96、98、100分别为各级塔的解吸出液开关管阀门，101为过滤开关管，102为贵液输送管，103为电解贫液输出管，104为解吸液输送管，105为加热解吸液输出管，106为蒸镏管，107为蒸馏冷却液输出管，108为配液管。

具体实施方式

下面结合附图实施例进一步说明本发明的生产工艺过程：

本发明的浸金液吸附解吸电解一体化装置，其吸附解吸两用塔共串连5个相同的塔。塔内的筛网为30目，每塔各装6-16目活性炭100kg，塔体包有玻璃纤维保温层，解吸电解系统中的泵其扬程为20米，流量为2.8-4米³/小时，电解槽中阳极有18个，阴极盒17个，内装钢毛和阴极棒。

吸附工艺流程如下：

一级塔(首塔)：关闭吸附开关阀门54，吸附开关管53关闭；关闭解吸开关阀门56，解吸开关管55关闭；关闭各级塔的解吸出液开关阀门92、94、96、98、100，各级塔的解吸出液开关管91、93、95、97、99关闭，关闭贫液支管阀门58，打开富液开关阀门52，富液开关管51打开，与富液主管2接通，富液进入首塔。

二级塔：打开吸附开关阀门60，吸附开关管59打开，关闭富液开关阀门62，富液开关管61关闭，关闭解吸开关阀门64，解吸开关管63关闭，关闭贫液支管阀门66。

三级塔：打开吸附开关阀门68，吸附开关管67打开，关闭富液开关阀门70，富液开关管69关闭，关闭解吸开关阀门72，解吸开关管71关闭，关闭贫液支管阀门74。

四级塔(末塔)：打开吸附开关阀门76，吸附开关管75打开，关闭富液开关阀门78，富液开关管77关闭，关闭解吸开关阀门80，解吸开关管79关闭，打开贫液支管阀门82，贫液支管81与贫液主管3接通。

五级塔：关闭该塔所有阀门(即84、86、88、90)。

在首塔内，富液中金被活性炭吸附一部分，之后含金液由贫液支管57经二级塔的吸附开关管59，富液开关管61进入二级塔内，金被二级塔内的活性炭吸附一部，液体由其贫液支管65，经三级塔的吸附开关管67，富液开关管69进入三级塔内，溶液中的金再次被活性炭吸附，液体由贫液支管73经四级塔的吸附开关管75、富液开关管77进入四级塔，溶液中的金最后一次被吸附，吸附后的贫液由贫液支管81流入贫液主管3，被送入贫液池，补加药后再被送入矿堆进行堆浸。

当首塔内的活性炭吸附金已达饱和时，关闭首塔富液开关阀门52，富液开关管51与富液主管2关断，打开解吸开关阀门56，解吸开关管55打开与解吸进液主管4接通，打开解吸出液开关阀门92，解吸出液开关管91即与解吸出液主管5接通，解吸液在塔内温度100℃-120℃，压力0.08-0.12MPa，及含NaCN2％，含NaOH1-2％条件下，活性炭吸附的金被解吸下来进入解吸液中，该液体经解吸出液开关管91进入解吸出液主管5中，又经过滤开关管101进入过滤汽水分离器8中，经过滤和汽液分离后由贵液输送管102将贵液送入电解槽10中，在电极电压2-4伏，直流电解电流300-400安培条件下，在阴极钢毛上沉积金粉，电解后的的贫液由电解贫液输出管103送入贮液槽12中，通过扬程为20米，流量为2.8-4米³/小时的管道泵，将解吸液经解吸液输送管104泵入加热器6中加热，使使达到100□-120□的解吸温度，然后通过加热解吸液输出管105，将解吸液送入解吸进液主管4，再经解吸开关管55进入首塔继续解吸，如此循环直到解吸完成。

在过滤汽水分离器8中分馏出的蒸汽，经蒸馏管106进入冷却塔9中冷却，冷却液由蒸馏冷却液输出管107送入蒸馏贮罐11中，该液体含有70-80％的酒精，作为配科由配液管108送入贮液槽12中，槽中的电解贫液经加热送入塔内解吸。

在首塔解吸进行过程中，关闭二级塔吸附开关阀门60，吸附开关管59关闭，打开富液开关阀门62，富液开关管61打开与富液主管2接通，富液进入二级塔内，经贫液支管65，三级塔吸附开关管67，富液开关管69进入三级塔内，又从贫液支管73，四级塔吸附开关管75，富液开关管77进入四级塔，再进入贫液支管81，经五级塔的吸附开关管83和吸附开关管阀门84，同时关闭82阀门使溶液进入五级塔，活性炭吸附金后，贫液由贫液支管89进入贫液主管3返回矿堆贫液池。此时，处于吸附状态的原二级塔成为首塔，原三级塔成为二级塔，原四级塔成为三级塔，原五级塔成为尾塔。当原二级塔(此时为首塔)吸附达到饱和后又将其从吸附系统中隔离出来，进行解吸电解。而原一级塔通过打开阀门54、关闭阀门56、90，让原五级塔(之前为尾塔)流出的贫液通过贫液支管89，吸附开关管53和阀门54进入该塔进行吸附，吸附后的贫液通过贫液支管57，阀门58和贫液主管3返回矿堆贫液池。此时，原三级塔又成为吸附系统首塔，原四级塔成为二级塔，原五级塔成为三级塔，原一级塔成为尾塔。如此循环操作，可以达到边吸附、边解吸、边电解，在矿山生产现场直接生产出电解金粉。

Claims (3)

1、一种浸金吸附、解吸、电解一体化装置，包括有集吸附和解吸为一体的两用塔，与各两用塔配接的富液进入及贫液流出的吸附管路，解吸液进入及流出的解吸管路，以及与解吸出液主管(5)连接的包括由电解槽(10)、解吸液贮液槽(12)、加热器(6)及相应管路组成的集电解和电解后解吸液循环使用的设备系统，其特征在于：

a、所述集吸附和解吸为一体的两用塔，是指在该塔的底座(15)上装有富液进管(16)和解吸液进管(18)，在塔顶盖(14)上装有贫液出管(17)和解吸液出管(19)，并在同一时间或作吸附或作解吸使用的两用塔；

b、与解吸出液主管(5)连接的、集电解和电解后解吸液循环使用的设备系统，还包括有与前级解吸出液主管(5)直接连接、与后级电解槽(10)连接的过滤汽水分离器(8)。

2、按照权利要求1所述的浸金吸附、解吸、电解一体化装置，其特征在于：所述的电解槽(10)，其槽中的阴极(44)，由阴极盒(49)、装于阴极盒(49)中的钢毛、插入阴极盒(49)钢毛中的阴极棒(50)构成；电解槽(10)中的阳极板，由马夹式阳极(42)和丁字式阳极(43)构成；阴极(44)置于马夹式阳极(42)与丁字式阳极(43)之间，其顺序为：第一个阳极为马夹式，其后为阴极，阴极之后为丁字式阳极，其后又为阴极，阴极之后又为马夹式阳极，以此类推，最后一个阴极之后为马夹式阳极。

3、一种利用权利要求1或2的装置进行浸金吸附、解吸、电解的工艺方法，由在“两用塔”中分别进行地吸附或解吸的工艺过程，以及在电解槽(10)中对解吸富液电解的工艺过程组成，其特征在于：在“两用塔”中进行的吸附工艺过程，是浸金富液通过吸附管路从“两用塔”底部进入向上流动，中经活性炭层吸附，从该塔顶流出贫液的工艺过程；在“两用塔”中进行地解吸工艺过程，是解吸液自“两用塔”底入塔上流，中经载金活性炭层的一种高温高压解吸过程，要求确保进入塔内的解吸液温度达到100℃-120℃，在塔内的解吸液压力达到0.08-0.12Mpa；完成了解吸工艺过程的含金高温高压解吸富液，通过上述“一体化装置”中的过滤汽水分离器(8)，降压变成高温常压的含金解吸富液后，再进入电解槽(10)中完成高温电解的工艺过程。

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