用氰化物溶液处理含铜、锰或铜、锰的金矿石时,由于铜、锰的存在,贵金属回收率严重降低,氰化物消耗增加,使提金的经济技术指标陷入困境。当从含有碳和有机化合物的矿石中提取金时,氰化厂也会遇到一些问题,即金矿石中碳质物质的存在使金难以从碳基体中释放出来。这是因为单价氰化金络合物首先被碳吸附,然后流失到尾矿中。本节将介绍用硫代硫酸盐法处理上述矿石和尾矿及低品位矿石的实例。
首先,从含铜金精矿中浸出金
国内某金精矿中,含金矿物为黄铜矿、黄铁矿和斑铜矿。主要化学成分:金50克/吨,铜3.19%,三氧化二铁28.9%,氧化锰0。048%,Co 0。042%,铅< 0.03%,锌0.10%,硫20.59%,二氧化硅37.75%,氧化铝5.75%,。将0.8~1.0 mol/L Na2S203、1.8~2.2 mol/L NH4OH、0.015 mol/L Cu2+和0.1 mol/L Na2S03的混合溶液氧化,搅拌浸出1.5 h,金浸出率约为95%。浸出渣中残留的金储存在铁矿物中。
用锌粉置换沉淀金,置换后的溶液作为浸金剂循环使用。经过7次循环后,金的浸出率提高到96.8%,硫代硫酸盐在循环浸出过程中基本没有损失。更换锌粉时,S2O32-增加,但在静置过程中,S2O32-损失。S2O32-的损失与溶液的组成和容器的密封条件有关。仔细控制后,硫代硫酸盐的氧化分解损失可以降到最低。
2.从含锰金矿石中浸出金
美国亚利桑那州圣克鲁斯的奥罗布兰科矿区含Au 3 g/t,Ag 113 g/t,Mn 02 7 g/t,矿石中的金以细粒嵌布在流纹岩和安山岩的角砾岩基质中,大部分银与Mn 02共生。80%的矿石被磨成-200目。在液固比为1.5:1、温度为50℃的条件下,当(NH4)2·S2 03浓度、NH3浓度为4.1 mol/L、Cu2+浓度为0.09 mol/L时,搅拌1h,金的浸出率为90%。搅拌3h后,银的浸出率为70%。
影响金银浸出的主要因素是温度、硫代硫酸盐浓度、铜离子浓度和氨浓度。浸出温度对金浸出的影响大于银浸出,如图1所示,而铜浓度和氨浓度对银浸出的影响大于金浸出,如图2和图3所示。银的浸出对铜离子浓度的变化很敏感,随着Cu2+浓度的增加,银的浸出率先增大后减小。金的浸出受二价铜离子的影响很小,但在没有Cu2+的情况下,金的浸出率只有14%,金银的浸出率随着S2O32-浓度的增加而增加。没有S2O32-,金和银很少浸出,如图4所示。氨溶液中的铜离子将硫代硫酸盐离子氧化成二硫代硫酸盐离子,从而消耗硫代硫酸盐。在室温和pH 9.5~10的条件下,浸出28小时后,硫代硫酸盐的消耗量约为初始浓度的一半。
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3.从低品位含金原生矿石中浸出金
中国西北有色地质研究院对自然金-黄铁矿-蚀变岩型含金原生矿进行了氨性硫代硫酸盐浸金试验。矿石中的金主要为自然金,金以包裹金、裂隙金、粒间金的状态存在于硫化矿物和脉石矿物中。自然金的粒度较小,主要分布在黄铁矿、褐铁矿、应时、长石等矿物中。
矿石中主要金属矿物为黄铁矿和自然金;非金属矿物主要有钾长石和应时,其次是斜长石、云母和粘土。此外,还有少量赤铁矿、磁铁矿、方铅矿、黄铜矿、重晶石、闪锌矿等。原矿的元素分析结果如表1所示。
表1含金原生矿石的成分(Au:4.57克/吨)
在浸出剂用量和浸出条件的筛选过程中,观察到:①na2so 3作为强氧化剂,随着浓度的增加,金浸出率变化不大,只要大于0.1 mol/L,就能增强浸出体系的稳定性;②金的浸出率随(NH4)2S203浓度的增加而大大增加,浸出液中(NH4) 2S203的浓度至少应保持在0.5mol/L;③浸出液中NH3浓度的增加有利于金浸出率的提高。3 mol/L最佳。④硫酸铜的浓度约为1.7g/L
本试验在原矿品位、磨矿细度和浸出液固比相同的条件下,采用不同的浸出方法,试验结果见表2。
表2氨性硫代硫酸盐法和常规氰化法浸出低品位原生金矿石的结果
从表2中不难看出,用氨性硫代硫酸盐法浸出低品位含金原生矿,具有浸出时间短、浸出温度低、金浸出率高的特点,是代替含氰浸出金的有前途的无氰浸出方法之一。
四。从碳质金矿石中浸出金
美国内华达州Freeport-McMoran Jerrit Canyon金矿的碳质金矿石(粉矿)用氰化物法难以处理。本文介绍了硫代硫酸铵溶液在高压釜中的试验结果。
为了进行高压釜浸提实验,首先将矿石粉碎至小于152.4毫米(6英寸),然后粉碎至-100目。分析了矿石样品的矿物组成、金品位和碳含量。该矿由暗黑色碎片、不纯石英岩以及少量细黄铁矿和一些白色方解石脉组成。分析表明,该矿物含有2.5%的有机碳和4.9%的总碳。黄金的平均品位为12.2克/吨。
①热压罐浸出。实验在500cm3不锈钢高压釜中进行。它由带有3.18厘米直径叶轮的搅拌器、冷却盘管和热电偶组成。搅拌器、冷却盘管和热电偶用螺栓固定在盖子上。当高压釜被加热时,其温度由电加热套控制。将高压釜预热至所需温度,将配制好的浸出剂和称量好的矿石加入高压釜中,压下高压釜盖,开始搅拌;向高压釜中通入氮气,排出空气体,然后压入氧气。操作温度范围为25℃至85℃,而氧分压通常保持在103 kPa,并在浸出前后测量溶液的pH值。
浸提后,溶液被滤出。用电化学检测流动注射法(FIA)分析滤液中硫代硫酸盐的浓度。固体炉渣干燥后,用火试金法和原子吸收光谱法分析炉渣中的金含量。使用的初始硫代硫酸盐样品的纯度也通过FIA方法测定。硫代硫酸盐消耗和金浸出率的实验结果如表3和表4所示。
表3硫代硫酸盐的消耗量
表4金的浸出率
[Au]f/(g·t-1) | 金浸出率/% | 1~12.45 12.45 2~11.99 11.65 3~13.76 12.085.90 6.35 3.94 3.43 3.43 3.43 3.49 | 52.6 49.0 67.1 70.6 73.1 71.1 |
注:I为初始金级;f是浸出渣的金品位。
②最佳浸出条件的选择。pH的影响:为了观察pH的影响,NH3浓度从0.03 mol/L变为4.5 mol/L,这相当于pH范围从8.5到10.5。由于缓冲溶液的形成,最大pH值被限制在约10.5。在这个pH范围内,硫代硫酸盐的消耗几乎是恒定的,平均约为15%;金的浸出率随着pH值的增加而增加。最适pH值为10.5。
温度的影响:25℃和85℃之间的实验结果如图5所示。浸出曲线在35℃和75℃时最大,在65℃时最小,最佳温度为35℃左右。硫代硫酸盐的消耗一般从25℃到55℃增加,从55℃到65℃减少,然后从65℃到85℃增加,这是硫代硫酸盐随温度变化的复杂平衡关系的结果。综合考虑金的浸出率、硫代硫酸盐的消耗和输入能量,最佳温度为35℃。
图5
硫代硫酸铵浓度的影响:实验在35℃,pH=10.5的条件下进行,硫代硫酸盐的浓度从0.09 mol/L变化到0.88 mol/L,随着硫代硫酸盐浓度的增加,金的浸出率只是略有增加,因为硫代硫酸盐的实际消耗量增加了。当硫代硫酸盐浓度为0.09 mol/L时,其消耗量为5.3 × 10 -2 mol/L(58.9%),当硫代硫酸盐浓度为0.88 mol/L时,其消耗量为9×10-2mol/L(10.2%),综合考虑金的浸出率和硫代硫酸盐的总用量,最佳硫代硫酸盐浓度为0.71mol/L。
亚硫酸盐浓度的影响:在浸出液中加入亚硫酸铵,稳定硫代硫酸盐,防止硫化物沉淀(6H++4S032-+2S2←→3S2032-+3H20)。在35℃,0.71 mol/L S2032-,pH = 10.5,0.15 mol/L CuSO4的条件下,亚硫酸盐浓度从0变化到0.6mol/L,浸出时间为2 h。显然,亚硫酸盐对金的浸出率影响不大。但随着亚硫酸盐浓度的增加,硫代硫酸盐的消耗量逐渐减少。考虑到亚硫酸盐的用量,认为亚硫酸盐浓度在0.1 ~ 0.22mol/L之间。
铜浓度的影响:在35`C、0.71 mol/L S2032-、0.22 mol/L S2032-和pH =10.5的条件下,当硫酸铜浓度从0.05 mol/L变化到0.2 mol/L时,金浸出率和硫代硫酸盐消耗没有显著影响。对于这个结果,有两种可能:第一,由于铜在浸出过程中起氧化还原催化剂的作用,当其浓度在一定值以上时,其浓度变化对反应没有影响。第二,也许更重要的是,矿里有铜,其量足以起到催化剂的作用。
时间的影响:在温度35℃,物质浓度0.71 mol/L(S2032-),0.22 mol/L(SO32),0.15 mol/L(CuSO4),pH 10.5,浸出时间0.5~4h的条件下,考察了时间对金浸出率和硫代硫酸盐消耗的影响。0.5 h时金的浸出率为69%,4 h后为71%。在这些条件下,金的浸出非常快。硫代硫酸盐的消耗随时间适度增加,0.5 h时消耗10%,4h后增加到20%。0.5小时至1小时的反应时间是足够的。
氧气压力的影响:将氧气压力从大气压改为206 kPa(表压)。氧压变化对金浸出率或硫代硫酸盐消耗影响不大。当氧气压力增加到206 kPa(表压)时,硫代硫酸盐的消耗略有减少,在206 kPa时从12%减少到8%。因此,如果浸漏液可以再循环,较高的氧压可能是有益的。
其他类型矿石的浸出:除了上述含碳矿石外,还研究了用硫代硫酸盐溶液从有代表性的氧化矿石和硫化矿石中浸出金。在研究这些矿山时,没有找到最佳条件,而是采用了碳质矿石的最佳条件,除了少数改变。如表5和表6中的结果所示,硫代硫酸盐浸提氧化矿石给出了与难处理含碳矿石一样好或更好的金浸出率。硫化矿的金浸出率低。与氰化法相比,硫代硫酸盐法从含碳矿石中浸金优于氰化法,而硫代硫酸盐法从氧化矿石中浸金不如氰化法。
表5用硫代硫酸盐法从不同类型的矿石中浸出金
10.6 10.5 10.5 10.5 10.5 | 68.9 60.6 56.8 18.1 77.2 | 30.0 34.4 27.2 29.2 32.8 |
注:p(O2)为103kPa(表压);时间为1h;温度35℃;搅拌速度为0.333米/秒;pH 10.5时,[NH3]为3.0mol/L;[S2O32-]为0.18mol/l;[Cu2+]为0.10mol/l;[SO32-]为0.01摩尔/升
表6硫化硫酸盐浸出含碳矿石和氧化矿石的比较
pH值 | 金浸出率/% | 碳质矿石、氧化矿石1、氧化矿石210.5 10.5 10.5 | 70.9 81.0 81.4 |
注:p(O2)为103kPa(表压);时间为2h;温度为35℃;搅拌速度为0.333m/s; pH为10.5时,[NH3]为3.0mol/L;[S2O32-]为0.712mol/L;[Cu2+]为0.15mol/L;[SO32-]为0.22mol/L。