18000175800
行业资讯 当前位置:首页 > 新闻中心 > 行业资讯

环保提金剂的实用选矿方法

发布:lygxhhb 浏览:2324次

目前,生物氧化工艺主要有:难处理金精矿搅拌浸出,难处理原矿搅拌浸出和原矿堆浸3 种方式。金精矿搅拌浸出典型工艺为BIOX工艺和Bac Tech 工艺,其金回收率最高,浸出周期短,一般少于4~6 d,并且固定设备投资较少,主要能耗在精矿生成、搅拌和充气等环节。随着资源的日益贫化,原矿堆浸技术的经济性逐渐体现,具体工艺流程是:原矿破碎、筑堆、成团或不成团和接种细菌,其典型工艺有MINBAC工艺和Geobiotics 工艺。

生物氧化法主要具有环境友好,不会产生SO2和As2O3等有害气体,投资少,成本低,安全洁净以及操作简便等优点。但也存在对矿浆浓度、酸碱度和温度等条件要求比较苛刻以及氧化速度慢等缺点,故用该法处理小规模金矿更为合理可行。目前,国内外采用细菌氧化预处理难浸金矿的主要生产厂家情况详见表4。

化学氧化法

化学氧化法也称水溶液氧化法,是一种常压氧化预处理方法,主要适用于含碳质和非典型的黄铁矿金矿石。化学氧化法可以分为硝酸氧化法、次氯酸盐法、氯化法、碱性氧化和电化学氧化法。

(1)氯化法。氯化法处理碳质难浸金矿石较为有效,是一种利用氯气对难处理金矿进行氧化的预处理方法。经典实施案例是美国Carlin 金矿,采用氯化法处理碳质矿石,金的浸出率可由32%提高到90%。Newmont 公司研制的“闪速氯化”工艺,使氯气高度分散,氯气的利用率>90%,金浸出率由直接浸出的33%提高到84%,也在Carlin金矿成功应用。

(2)次氯酸盐法。次氯酸盐法所用药剂是NaClO和Ca(ClO)2。斐济的皇帝矿山采用Ca(ClO)2 法预处理的碲化物精矿,可使金的浸出率显著提高,同时,还可以生产合格的碲产品进行销售。

(3)碱性氧化法。碱性氧化法是指在氰化前,往碱性溶液中预先通入空气,使金矿物表面氧化形成砷酸盐和锑酸盐等化合物,从而消除干扰因素对氰化的消极影响,此方法适用于含毒砂或辉锑矿的难处理金矿。紫金矿业集团针对贵州水银洞微细浸染卡林型金矿,采用加温常压化学催化氧化预处理—炭浸提金工艺,成功解决了微细浸染型难选冶金矿开发利用这一国际难题。该技术具有两大明显优势:一是可以直接处理原矿,从而避免了选矿过程中有价金属的流失;二是消除了硫、砷以及有机碳等在金氰化浸出过程中的不良影响,使黄铁矿等包裹的硫化物能够在常压下被氧气(空气)快速氧化,使被包裹的微细金充分分解,从根本上解决了金的充分氰化浸出问题。紫金矿业集团已在贵州建成日处理矿石1 000 t 的碱法氧化处理厂,成为贵州省第一座年产黄金收入达5 亿元的黄金矿山企业。

(4)硝酸氧化法。硝酸在有氧条件下具有非常强的氧化性,在一定的温度和液固比下可将砷黄铁矿和黄铁矿迅速氧化。该法可细分为Arseno 法、HMC法、Redox 法和Nitrox 法。为了防止单质硫的产生,用硝酸处理含硫金矿通常需要加压氧化,但存在成本问题。现通过添加(NH4)2S 溶剂较好地解决了该问题,氰化浸出率由66%提高至85.8%。

Nitrox 法最早由加拿大Hydrochem 公司进行工业研发,并在安大略省布兰普顿建立一座100 t/d 难处理金矿的示范厂。Nitrox 法的不足之处在于其氧化过程中大半的硫转化为硫单质,进而严重影响氰化作业。同时,HNO3 高效回收利用也是尚待解决的难题。

Arseno 法与Nitrox 法工艺较为相似,氧化介质为HNO3、HNO3 和H2SO4 的混合酸。Arseno 法的不足之处在于相对较高的反应压力对反应设备的材料及操作要求较高,而且仍存在单质硫影响金氰化的问题。硝酸催化氧化处理难处理金矿的主要方法对比详见表5。

其他预处理方法

石灰—压缩空气预处理法可替代焙烧法,用于处理含黄铁矿和砷黄铁矿的难选冶金矿石,能使砷形成惰性组分留在残渣中。

加拿大Queen 大学研制的一步浸出工艺处理难选冶金矿即是在高压釜内加酸性次氯酸盐溶液直接浸出,可省去中和与氰化工序,金浸出率达97%。

昆明理工大学采用H2O2,Na2O2 和CaO2 等过氧化物作为难选冶金精矿的氧化剂,在内蒙某金矿进行了工业应用研究,金的浸出率最高可提升约10%,NaCN 用量有一定程度降低,经济效益显著。

2 难选冶精矿无氰浸出工艺进展

目前,比较有前途的无氰浸出工艺有硫代硫酸盐法、硫脲法和卤化法等,但是硫脲法和硫代硫酸盐法浸出剂用量大,生产成本高,而卤化法的选择性相对较差。无氰浸出工艺自身的种种局限性,致使其大多数还处于试验研究阶段,在工业上的应用相对较少。

卤化法

卤化法主要有氯化法和溴化法。氯化法提金起始于19 世纪中叶,然而由于氰化法的应用使得该方法没有得到较大的发展。氯可通过电解NaCl 溶液和浆液生成或者在HCl 中加入MnO2 生成,在低pH 值的情况下金能迅速被氯浸滤出来。氯在浸出过程中既作为氧化剂又作为络合剂,活性很高。与常规氰化法相比,氯化法浸金速率是氰化法的10 倍,浸出时间可大幅缩短,对碳质金矿、经酸预处理后的金矿石和含砷精矿等有较好的适应性。

溴化物体系的突出代表是美国印第安那州Great Lakes 化学公司的Geobrom3400,其特点是使Br2 以一种活性较高的化合物,如溴代缩二脲类有机物出现在浸出药剂中。溴化法浸金工艺具有浸出速度快、无毒,对pH 值变化的适应性强和环保设施费用低等优点。在处理难浸金矿时,可省去预先中和工序,在加压氧化后直接将溴加入矿浆中,在酸性介质中溶解金。尽管溴的循环使用可采用电化学氧化等办法改善,但制约该体系的最大因素仍是其成本较高。

石硫合剂法

石硫合剂法(LSSS)最早由国内学者提出,是利用石灰和硫磺合成的一种多硫化物浸金试剂。它易于合成、无毒、浸金速度快,对难浸金矿的适应性强,金浸出率高,介质为碱性并对设备材料要求不高。其主要成分为多硫化钙(CaSx)和硫代硫酸盐(CaS2O3)。石硫合剂法浸金机理一般是电化学—催化机理。在含铜氨的石硫合剂溶液中,NH4+在阳极催化了多硫根离子和硫代硫酸根离子与金离子的络合物反应,Cu(NH4)2+在阴极催化了氧的还原反应。在研究推广方面,陕西省地质矿产勘查开发局低品位金矿堆浸技术开发研究中心和南非都曾进行过工业性试验研究。

硫脲法

硫脲具有很强的络合能力,在强酸条件下可迅速与金生成络合物Au(H2NCSNH2)2 2+,其稳定性很高。在酸性介质及氧化剂存在的条件下,硫脲可大幅降低Au+/Au 电对的电极电势与金形成稳定的络合物。

硫脲法的工艺缺点也较为明显:硫脲易于分解,浸出过程药剂消耗大;比较昂贵,经济效益不如氰化法好;硫脲法不适合用于处理含碱性脉石较多的矿石;从贵液中回收金的工艺不如锌粉置换工艺成熟、简单;在酸性介质中浸金,容易腐蚀设备;硫脲可能致癌等等。

金提取与回收工艺

就现有工艺而言,从含金溶液中回收金的方法主要有吸附法、锌粉置换法、电积法和溶剂萃取法等。

锌粉置换法

锌粉置换法具有设备简单、易操作和不耗动力等优点。锌粉置换法中金的置换沉淀速度快、效率高、锌粉用量少。经过多年的发展,该法已经非常成熟,金回收率一般可达到97%以上,目前仍是广大黄金生产企业回收金的主要手段之一。

吸附法

吸附法不需要固液分离、洗涤及澄清工序,相比于锌粉置换法,可节省大量设备投资和生产运营费用,适合用于处理细粒级矿石和矿浆。常用于金富集回收的吸附剂有活性炭和离子交换树脂等。

(1)活性炭吸附法。活性炭吸附法提金工艺按照投入活性炭的阶段可分为“炭浆法”和“炭浸法”。炭浆法是在金被氰化浸出后向浸出矿浆中投入活性炭,而炭浸法是在金氰化浸出过程中加入活性炭。炭浸法吸附时间大约为浸出时间的1/5,可节省近20%的金回收时间,同时,可减少氰化槽投资和操作费用。其缺点是在浸出末端吸附效率较低,投炭量一般要比炭浆法高约25%。在实际工业生产中,通常是2种方法结合使用。活性炭吸附金效率与炭种类、吸附段数、炭浓度、炭的载金量及转移速度、停留时间、吸附温度和氰化钠浓度等诸多因素紧密关联。

(2)离子交换树脂吸附法。吸附法提金的另一种常用载体是离子交换树脂,即离子交换树脂提金法(RIP)。离子交换法从氰化矿浆中提取金有2 种方式:一是矿浆氰化后,再往吸附槽添加离子交换树脂吸附提金;二是类似于炭浸法,树脂与矿浆一起加入搅拌浸出槽,氰化与吸附同时进行。目前,用于提金工艺较为成熟的离子交换树脂主要有AM、Amberlite IRA-400C107,A$-17 等强碱性阴离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂(AH-18、704 等),其中,弱碱性阴离子树脂吸附选择性更好。国内工业应用的案例是新疆阿希金矿,离子交换树脂采用南开大学化工厂生产的D301G 大孔径弱碱性苯乙烯阴离子交换树脂。树脂的解吸采用两段酸洗和硫脲解吸电解工艺。

电积法

由于在稀溶液中电流效率很低,电积法提金主要适用于处理金浓度较高的含金贵液。近年来,电积法的主流工艺是钢毛电解法,我国以碳纤维作为阴极材料取代钢毛电解法,具有阴极使用寿命长、金泥提槽简便以及合质金成色高等特点。

溶剂萃取法

溶剂萃取法在金提取方面只有少数的间接应用,主要作为预富集手段应用于金的化学分析中。由于缺乏既能从碱性氰化液中萃取金,同时,萃取剂损失较小的高效金萃取剂,因此,大规模含金氰化贵液的溶剂萃取工业应用进展较为缓慢