自然界已知的含锰矿物约有150种，分别属于氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硫化物、硼酸盐、钨酸盐、磷酸盐等。但是高锰含量的锰矿很少。贫锰矿储量占全国锰矿总储量的93.6%，富锰矿(碳酸锰矿含量大于25%，氧化锰矿含量大于30%)仅占6.4%。这些丰富的锰矿中，有些仍需经过选矿或其他选矿方法才能用于工业。在我国，锰矿储量占很大比例，其中含有伴生(共)金属和高磷高铁锰矿。特别是低品位锰矿伴生有许多有价值的金属成分，如金、银、铁、铅、锌、铜、钴、镍、铋、硫、磷、硼、镓、铟、铊等。该锰矿杂质含量高、品位低、成分复杂、粒度细，工业加工性差。锰矿工艺矿物学研究结果表明，我国锰矿主产区湖南、贵州、广西、云南和福建的锰矿床大多属于细粒或微细粒浸染状，分选难度很大。因此，有必要加强对锰矿尤其是低品位锰矿中有价金属浸出工艺的研究，以提高锰矿的综合利用率，节约资源，保护环境，实现循环经济。
本文采用酸浸出两种矿石中的锰来处理低品位铁锰型金银矿石，锰的平均收率达到94.26%。同时，体系的氧化还原电位降低，矿石原有的矿物结构被破坏，使低品位锰矿中金、银的赋存状态得到明显改善。以硫脲为配体直接浸出金银，在优化条件下，金银浸出率分别达到98%和45%。浸出渣可作为铁精矿的选矿原料，真正做到了矿产资源的最大化利用，提高了矿山的经济效益，减少了炉渣对环境的污染，为低品位锰矿中有价金属的综合利用提供了可行的技术路线，实用性广，经济效益和社会效益显著。
一、实验材料和方法
(1)仪器和原材料
仪器:JM-3搅拌球磨机(长沙天创化工有限公司)、JJ-L电动搅拌器(江苏晓阳电子仪器厂)、PHT-P酸度计(上海叶巍仪器厂)。
原料:以湖南某矿区低品位氧化锰矿-铁锰型金银矿为实验矿石。该矿石为典型的低品位锰矿，含金银等有价金属，有价元素含量低，成分复杂。代表性矿石样品的多元素分析结果见表1。
表1矿石样品多元素分析结果(质量分数)/%1)单位为克/吨
实验用黄铁矿作还原剂，其成分为:Fe: 35.86%，S:35.7%；其他实验试剂是化学纯的。
(2)实验方法
首先将矿样用搅拌球磨机研磨至100目(0.15mm)。在搅拌和加热的条件下，将还原剂黄铁矿和浓硫酸加入1000mL烧杯中，浸出矿样中的锰。浸锰反应完成后，进行固液分离，所得滤液进行除杂处理。该溶液可以浓缩以生产硫酸锰或其他锰盐。提取锰的矿石直接用硫脲浸出。实验中用亚硫酸钠调节反应体系的氧化还原电位，用PHT-P酸度计检测体系电位，以获得最佳的金银浸出率。
二。结果和讨论
(1)锰的浸出实验
矿石样品为典型的低品位多金属氧化锰矿，含有金、银、铁等有价金属。这种低品位多金属氧化锰矿一般含锰7% ~ 10%，单独使用时无经济价值。通过对矿样的物相分析，发现矿物中有价金属银主要以微细分散状态存在，其主要载体为氧化锰矿。金主要以胶体吸附态存在于氧化锰矿等粘土矿物表面，其次为阳离子、络合阴离子态、不均匀微囊化和亚显微态。如果采用传统的金银浸出工艺，矿石中的金银主要被二氧化锰等矿物包裹，不仅导致成本高、浸出率低，而且浪费了大量的矿产资源。如直接用硫脲浸出矿样，金、银浸出率分别只有45.85%和18.77%，浸出效果差，成本高。这主要是因为铁锰矿物包裹着金银，不能与浸出载体硫脲直接反应。同时，反应体系为强氧化体系，大量硫脲被二氧化锰的硫酸体系氧化成二硫代甲脒，使硫脲失去与金银络合的能力，导致硫脲大量消耗。所以要先破坏矿物结构，释放出被包裹的金银。实验中采用两种矿石加酸的方法，即在黄铁矿作为还原剂的存在下，用浓硫酸浸出矿样中的锰，从而破坏矿物结构，释放出金银。锰浸出反应方程式如下:
采用正交实验法研究矿石样品中的锰。由于影响锰浸出的因素很多，根据以往两种矿石浸出软锰矿的实验结果，选取黄铁矿用量、硫酸用量和反应时间三个因素进行正交实验设计。同时，固定矿样量为200g，液固比为5∶1，反应温度为95℃。每个因素都有三个不同的层次。正交实验中各因素的水平设计和实验结果见表2。
表2正交试验因素水平
根据以上实验结果，在矿样用量200g、反应温度95℃、液固比5∶1、黄铁矿用量12g、硫酸用量20mL、反应时间4h的条件下，锰的平均浸出率为94.26%。结果表明，浸出锰后，金银在矿物中的赋存状态明显改善，体系的氧化还原电位由810mV降至580mV，为硫脲浸出金银创造了条件。
(2)硫衣法浸出金银实验
硫磺法提金是一种低毒、环保的提金工艺。硫脲的红外光谱分析证实其结构式为:
在酸性条件下，硫脲浸出金银是一个电化学腐蚀过程。根据硫脲的结构式，硫脲分子中S原子和C原子之间的π键与N原子上的孤对形成大π键。电子云分布是S原子带负电，N原子带正电。硫脲给金表面阳极提供空轨道，硫脲提供孤对电子。金原子与被吸附的硫脲分子之间发生电荷转移，形成Au [CS (NH2) 2]+，新形成的Au [然后，硫脲络合阳离子扩散到溶液中，完成浸出金银的过程。由金、银和硫脲形成的络合物的结构如下所示。
根据硫脲浸出金银的电化学原理，在固定试验参数:矿样200g、液固比3∶1、pH值1.5的条件下，对氧化还原电位、浸出时间和硫脲用量进行了试验。
1.氧化还原电位实验
根据硫脲浸金银的电化学原理，体系的氧化还原电位是影响金银浸出的关键因素。要加快金银的浸出速度，就必须提高系统电位。但如果体系电位过高，硫脲会被氧化生成二硫甲脒等高氧化态物质，使配体硫脲失去作用，导致硫脲用量增加，浸出率降低。亚硫酸钠作为还原剂调节体系的电位。当固定浸出时间为4h，硫脲用量为1.2g，调节体系电位时，金银的浸出率见表4。
表4氧化还原电位的实验结果
2、浸出时间实验
固定浸出体系电位为300MV，硫脲用量为1.2g，进行浸出时间实验，实验结果见表5。
表5浸出时间的实验结果
3.硫脲用量实验
硫脲是浸出金银的配体，其用量直接影响金银的浸出率，以及浸出成本。固定浸出体系的电位为300mV，浸出时间为4h。进行硫脲用量试验，试验结果如表6所示。
表6硫脲用量的实验结果
4.在优化的工艺条件下，金和银的浸出经过上述过程。
条件:低品位锰矿提锰后，硫脉浸出金银的最佳工艺条件为:矿样200g，液固比3∶1，pH值1.5，体系氧化还原电位300mV，浸出时间4h，硫脲用量1.2g，在此工艺条件下进行了三次重复实验，实验结果见表7。
表7优化工艺条件的实验结果
三。结论
(1)含金银等有价金属的低品位氧化锰矿。由于锰含量低，单独提取锰没有经济价值。采用传统工艺直接提取金银，提取率很低，造成资源浪费，没有经济价值。两种矿石加酸的方法，首先从这种矿石中提取出锰，同时达到破坏原生矿物结构，改善金银在矿物中的赋存状态的目的，对提高金银的浸出率效果显著。
(2)采用低毒环保的硫脲法浸出金银。最佳工艺条件为:液固比3∶1，体系pH 1.5，氧化还原电位300mV，浸出时间4h，硫脲用量6kg/t，金、银浸出率分别达到98%和45%。浸出渣可作为精铁矿选矿的原料。