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硫脲提金还原方法(硫代硫酸盐法提金技术)

硫脲提金还原方法(硫代硫酸盐法提金技术) 硫脲提金技术与工艺- SKW法(又称SO2还原法)

该方法由前西德和南德氰化钙公司(SKW)组织研究。在常规硫脲浸出方法的基础上,将还原剂SO2引入硫脉浸出系统。

这种方法是由于硫脲稳定性差,易氧化。在Fe3+存在的情况下。硫脲用量过高,因为在用硫脲和O2浸金时硫脲更容易被氧化。如果溶液中Fe3 ++的含量很高(3 ~ 6g ∕ L),硫脲会因以下反应而失效

SCN2H4 (SCN2H3)2+2H+

scn2h 4 ++亚磺酸盐2CNNH4+2S0

上述反应分两步进行。第一步是可逆反应。硫脲可被氧化生成二硫甲脒,在还原剂存在下生成的二硫甲脒可被还原成硫脲。第二步是不可逆反应,二硫代甲脒通过歧化反应部分还原成硫脲,生成一些成分未知的亚硫酸盐。第三步也是不可逆反应,最终分解成氨基氰和单质硫。氨基可以进一步分解成尿素。由于这种反应,硫脲在浸金过程中的氧化损失往往比溶金剂的纯耗高许多倍。而且最终分解产生的单质硫具有粘性,会覆盖在所有固体物质表面使其钝化,降低金的浸出率等。

为了克服这些困难,应该避免二硫代甲脒在上述反应中的不可逆分解。即防止溶液中二硫代甲脒的浓度过高,或者加入还原剂通过可逆反应将二硫代甲脒部分还原成硫脲。这一假设是SKW方法研究的基本指导思想。

二氧化硫是一种有效的还原剂。在硫脲浸金的特定条件下,研究人员发现,只要二硫甲脒存在,就不会还原其他氧化剂。

在0.2 ~ 0.7 mm银颗粒的硫脲浸出实验中,不加SO2时,银颗粒被一层暗膜覆盖,银的浸出率约为25%,这显然是Fe3++(0.5g∕L).初始浓度低的原因如果向浸液中通入过量的SO2,银颗粒表面会出现明亮的金属态,银的溶解率可达100%。当过程中SO2供应不足时,银的浸出率会再次下降。

当用同样的方法浸出金颗粒时,出现了意想不到的现象。即SO2供应不足时,金颗粒表面光亮,金的溶解率接近100%。然而,当供应过量的SO2时,金的溶解速率降低。但是,这种现象可以用化学动力学来解释。

通过实验证明;在硫脲浸金的实际应用中,将矿浆温度提高到40℃,加速硫脲氧化生成二硫甲脒。并以适当的速度向矿浆中通入SO2,以减少原矿浆中过量的二硫甲脒。通过控制SO2的加入量为矿浆中硫脲总量的50%,并保持二硫甲脒的氧化态,可以实现金银的快速浸出,降低硫脲的消耗。这项措施是SKW成功的关键。

下表显示了分别通过氰化法、常规硫脲法和SKW法对含有50%的铅、6.8%的锌、26.5%的铁、315 g/t的银和金10.6g∕t的难选氧化物矿石的对比试验结果。从表中可以看出,SKW法硫脲浸出矿浆中加入6.5 kg/t SO2,5.5h金银浸出率远高于氰化法和常规硫脲法,实现了金银的高速浸出。 并将硫脲的消耗寿命降低到0.57 kg ∕吨。由于SKW工艺中硫脲的消耗已降低到如此低的水平,浸出时间也大大缩短,因此不仅处理高品位金精矿,而且处理低品位金矿石也是经济的。

不同方法浸出难浸氧化矿的对比试验

指数

氰化法

常规硫脲法

SKW硫脲法

∕的毒品消费量

34.4

0.57

浸出时间∕h

24

24

5.5

∕消耗SO2 kg·t-1

6.5

金浸出率∕%

81.2

24.7

85.4

∕%银浸出率

38.6

1.0

54.8

浸出液中的金银可用活性炭、强酸性阳离子交换树脂或硫醇树脂吸附,再用热酸或硫脲溶液解吸。因为硫脲的量这么少,所以没必要考虑回收。

小规模SKW试验结果表明:

(1)提高操作温度至40℃可加速硫脲氧化成二硫甲脒;

(2)控制SO2的进料速度,通过SO2的还原将过量的二硫代甲脒还原为硫脲,使浆料中总硫脲的50%保持在二硫代甲脒状态,这样可以防止进料钝化,获得最高的金银溶解速度;

(3)补充适量的SO2,将过量的二硫代甲脒还原成硫脲,防止浆液中高浓度的二硫代甲脒造成不可逆的化学氧化降解损失,从而提高硫脲的再生利用率,降低硫脲的消耗。

根据中试的结果,R.G. Schoultze采用了图1所示的工艺试验流程。试验进料为1.1t(含水100kg),浸出用硫脲来自循环液,新增硫脲1.05kg加入硫脲洗涤工段,氧化剂为H2O2。操作过程中硫脲(tu,g∕L),Au(mg∕L)和溶液流速(l)的平衡值也显示在图中。操作技术要点和指标如下:

(1)原料为含水量为10%的湿料,无论是使用预先酸洗处理的硫化矿浮选精矿还是氧化矿浮选精矿,杂质去除较多,降低了矿石处理能力;

(2)浸出后每吨矿石消耗SO2总量为6.5kg,剩余的SO2通入矿浆中进一步将二硫甲脒还原为硫脲,氧化生成的硫完全沉淀,为后续操作提供稳定的溶液;

(3)通过用酸溶解原料中所含的铁并用H2O2氧化,得到用于浸出操作的氧化剂Fe3+;

(4)硫脲浸出后,矿浆过滤一次,送去吸附一次。用含硫尿素的15g∕L热(50℃)溶液短暂洗涤滤饼中所含的金和银,然后过滤两次。将滤液送去进行二次吸附,并用作二次洗涤液。滤渣用贫液洗涤三次,洗涤液送去吸附三次。最终滤饼和废液用石灰或碱性脉石中和后排入尾矿坝;

(5)试验给料1t干料中金的总量为35g,浸出液中金的回收率为88%,二次洗涤回收率为10%,总浸出回收率为98%。最终滤饼含渣金0.7g,含液金0.05g,总损失0.705g,损失率2%。其中在渣中损失较大。为再次提高回收率,可在过滤器II设备中加水洗涤最终滤饼,第四次吸附后排出(如图中虚线所示);

(6)对于贵都中金和银的回收,如果用活性炭吸附金,其容量可达100kg∕t,则可将其煅烧、熔化或解吸;如果用离子交换树脂吸附,虽然树脂的载金量比炭小,但少量的浓硫脲溶液可以解吸出来,生成富含金的贵重溶液,送去电解或置换回收。在本实验中,活性炭用于吸附。金的吸附回收率第一次为80%,第二次为16.37%,第三次为1.49%,总吸附回收率为97.86%。

图1 SKW提金工艺试验流程和物料平衡

经过上述1t规模的工艺试验,R.G. Schoultze给出的硫脲碳浆法工业化生产工艺如图2所示。这一过程与氰化炭浆法非常相似。但硫脲浸金的操作时间比氰化物短得多,所以采用不过滤碳浆法。其他条件与上述工艺试验流程条件相似。

图2 skw硫脲碳浆法工业流程

关键词TAG: 贵重金属 金 

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