黄金的冶炼过程一般为:
预处理 ——浸取 —— 回收 —— 精炼
1.4.1矿石预处理方法
矿石的预处理方法包括焙烧、化学氧化、微生物氧化等预处理方法。
1.烘烤方法
焙烧是砷和锑硫化物的分解,暴露出金颗粒并使含碳物质失活。这是处理难处理金矿最经典的方法之一。焙烧法的优点是工艺简单,操作简便,适用性强,缺点是环境污染严重。
2.化学氧化法
化学氧化主要包括常压化学氧化和加压化学氧化。
常压化学氧化是一种处理碳质金矿石的方法。常温常压下加入化学试剂进行氧化,比如常压下加碱。在碱性条件下,黄铁矿被氧化成Fe2(SO )3,砷被氧化成As(OH)3和As203,后者进一步生成砷酸盐,可以去除。
加压氧化法具有金回收率高(90%-98%)、环境污染小、适用范围广等优点。它在处理大多数含砷、硫的难处理金矿石或精矿时,都能取得满意的效果。加压氧化包括高压氧化、低压氧化和高温加压氧化。如加压硝酸氧化法,用硝酸将砷和硫氧化成亚砷酸和硫酸,使包裹的金充分解离,金的浸出率达95%以上,具有耗酸高的缺点。
3.微生物氧化法
微生物氧化又称细菌氧化,是利用细菌氧化矿石中包裹金的硫化物和砷化物,使金暴露出来的一种预处理方法。目前,细菌浸出可用于处理矿石和精矿。一般精矿采用搅拌浸出,低品位矿石采用堆浸。
4.其他预处理方法
一种石灰压缩空气体预处理方法可代替焙烧法处理含黄铁矿和毒砂的金矿石,可使砷形成惰性组分残留在渣中。
碳浸出和碳氯浸出是处理含碳难处理金矿石的直接方法。碳浸出是在活性炭存在下对矿石的浸出。氯气法是在浆料中同时加入氯气和活性炭,金溶解转化为金氯络合物,再在碳粒表面还原为金属金。浸出后,从矿浆中筛选出载金炭并回收金,金回收率为90%。
沥滤
金的化学性质非常稳定,通常不与酸和碱反应,但与混合酸和一些特殊试剂反应形成可溶性络合物。从含金矿石中提取金的方法很多,具体选择哪种方法取决于矿石的化学成分、矿物组成、金的赋存状态和产品要求。
1.物理方法
物理方法分为混汞法、重力分离法和浮选法。
(1)混汞法:混汞法是回收粗单体金的有效方法。方法是将含金矿石用汞研磨,金溶于汞形成金汞齐,再将汞蒸发得到粗金。汞齐法提金的产率为50% & mdash;60%之间。该方法适用于处理高品位金矿石,但不适用于碲金矿石和砷锑金矿石。
(2)重选:重选是人们利用金与脉石的密度差从金矿中回收金的最古老的方法。重选主要用于回收脉金矿石选矿或提取过程中磨矿回路中的粗粒单体金。这种方法在从砂矿提取黄金中占主导地位。粗选后,砂矿必须用重选、磁选、电选或这些方法的组合工艺进行精选。最后通过火法冶炼获得纯度为85%-92%的成品金。
(3)浮选:浮选是富集金属矿石的重要而有效的方法。这种方法非常适合于回收0.84毫米的金颗粒。该方法常用于冶炼低品位金矿和金尾矿,也适用于含金、铜、铅、锌的硫化矿。浮选的关键在于捕收剂的选择。
2.化学方法
化学法分为氰化法(氰化浸出法和堆浸法)和非氰化法(硫脲法、硫代硫酸盐法、多硫化物法、氯化法、石硫合剂法、硫氰酸盐法、溴化法、碘化法及其他无氰提金法)。
(1)氰化浸出工艺:氰化浸出工艺主要有富氧浸出和液体氧化剂浸出,如加入过氧化氢或高锰酸钾、氰胺浸出、加热加压浸出、加入Pb(NO3)2浸出等。
(2)堆浸工艺:通常矿石平均品位低,堆浸浸出率低(50% ~ 70%)。但是,由于堆浸是大规模生产,因此可以改进造粒和喷雾方法,加强微生物作用,并添加强化试剂和纯氧。此外,浸出设备的改进也可以提高浸出率。堆浸工艺成熟,工艺简单,成本低,但对矿石适应性差,浸出速度慢,周期长,氰化物消耗高,废液严重污染环境,易受铜、铁、铅、锌、硫、砷等杂质干扰。
(3)硫脲法:硫脲提金的方法很多,如硫脲铁浆法、硫脲碳浆法、离子交换树脂法、锌粉(铝粉、铅粉)置换法、电沉积法、溶剂萃取法等。工业上广泛采用硫脲铁浆法和锌粉(铝粉)置换法。用硫脲提金,溶金速度快,比氰化法快4-mdash;可避免浸出过程中的钝化;对某些难浸矿石具有高选择性和高浸出率。缺点是不适合处理含碱性脉石较多的矿石,价格较贵,所以从你的液体中回收黄金的技术不成熟。
(4)硫代硫酸盐法:硫代硫酸盐浸出法是基于金在碱性条件下能与硫代硫酸盐形成稳定的络合物Au(S2O3)23-。为了防止S2O32-的分解,通常加入SO2或亚硫酸盐作为稳定剂。结果表明,在Cu2+的催化作用下,金的溶出速率可提高17 ~ 19倍。该方法特别适用于处理含铜、锰和砷的难处理金矿石和碳质金矿石。这种方法速度快,无毒,对杂质不敏感,金浸出率高,但硫代硫酸盐用量大且不稳定,至今未推广应用。
(5)多硫化物法:使用含有多硫化物螯合离子S22-、S23-、S24-、S25-的多硫化物和合适的氧化剂,通过多硫化物离子本身的歧化作用与金反应,形成络合物。该方法适用于处理含砷、锑的含金硫化矿精矿。多硫化物具有选择性强、浸出速度快、浸出周期短的特点,金浸出率高达80% ~ 99%。这种方法的缺点是热稳定性差,分解产生硫化氢和氨气,污染环境,对设备密封性要求高。
(6)氯化:氯化利用氯的强氧化性。在金-氯-水体系中,金被氯化氧化,随氯离子进入溶液,故又称为水氯化法。氯化有多种形式,如空气体氧化-氯化浸金法,可处理含砷碳质金矿石,金浸出率可达94%。通过焙烧和氯化浸出,金的浸出率达到98%,比直接氯化浸出提高了4个百分点。碳浸金法可使矿石预处理、浸出和回收在同一系统中进行;闪速氯化法,改进了传统的水溶液氯化法,使通入的氯气高度分散,可提高金的提取率6%,降低氯气消耗25%;电化学氧化法,在矿浆中加入氯化钠后通电,利用电解产生的次氯酸盐氧化碳质矿石。
(7)石硫合剂法:石硫合剂法的原理是电化学-催化原理。它可以浸出含碳、砷、铜、锑、铅等难浸矿石。
(8)硫氰酸盐法:硫氰酸盐具有溶解金的能力。在酸性条件下,以MnO2为氧化剂,SCN-为络合剂,SCN-可被MnO2氧化成水溶性(SCN)2,再被SCN-氧化成可溶性配位离子。该方法金浸出率高,反应速度快,无环境污染。
(9)溴化法和碘化法
溴化物沥滤类似于氯化物沥滤。溴化法的特点是浸出快,金回收率高,试剂无毒,试剂成本与氯化法相差无几。
(10)其他无氰提金方法
其他非氰化物试剂浸金法包括生物有机试剂法,如氨基酸、类氰化物、腐殖酸等。氨基酸分子可以利用其分子中的氮氧配位原子,在合适的氧化剂如高锰酸钾的作用下,与金形成有利的可溶性螯合物,使金溶解。
1.4.3溶解金的回收方法
锌置换和碳吸附常用于溶解金的回收,树脂吸附技术也已用于工业生产。分为锌置换沉淀法、碳吸附法、离子交换法和其他回收方法。
1.锌置换沉淀法
锌置换沉淀法又称美林& mdash克罗法。金的回收率一般在97.5%以上,且反应速度快,金的滞留量小。
2.碳吸附法
包括炭吸附法(CIP)和炭浸出法(CIL)。CIP是将活性炭浸出后加入到专用的吸附罐中。从矿浆中吸附金的时间约为浸出时间的1/5;CIL在浸提罐中加入碳来吸附黄金。
3.离子交换法
阳离子交换树脂一般制成强碱性、弱碱性或两者混合的树脂。
4.其他恢复方法
与固体离子交换剂相比,溶剂萃取具有速度快、选择性好、抗中毒等优点。
1.4.4精炼方法
主要有全湿法,包括电解法、王水法、液氯法、氯化法、还原火法、湿火结合法。