一种新型无氰提金工艺.pdf

一种新型无氰提金工艺 * ? 周丹桂 1，宋旭俊1，宋 涛 2 ( 1 昆明有色冶金设计研究院股份公司，云南昆明650051; 2 昆明冶金研究院，云南昆明650031) 摘要:概述了一种非氰浸金剂即石硫合剂的配置和注意事项，探讨了石硫合剂的浸金原理，并结合某厂的 原料成分及实际情况，设计出一套石硫合剂浸金工艺流程，为顽固金矿或含金二次资源有效提取金提供有价 参考。 关键词:金;石硫合剂;无氰浸出;提金工艺 中图分类号:TF831文献标识码:A 文章编号:10060308 ( 2017)04004905 A New Process for Cyanidefree Gold Extraction Technology ZHOU Dangui1，SONG Xujun1，SONG Tao2 ( 1 Kunming Engineering esearch Institute of Nonferrous Metallurgy Co ， Ltd ，Kunming，Yunnan 650051，China; 2 Kunming Metallurgical esearch Institute，Kunming，Yunnan 650031，China) ABSTACT:The configuration and precautions of a kind of noncyanide leaching reagent the lime sulphur synthetic solution is summarized，the gold leaching principle of lime sulphur synthetic solution is discussed， and combining with the raw material composition and practical situation of one plant， a process flow for gold leaching by lime sulphur synthetic solution is designed， which supply the valuable ref- erence to the effective extraction of refractory gold or the goldbearing secondary resources KEY WODS:gdd;lime sulphur synthetic solution;noncyanide leaching;gold extraction 金是最稀有、最珍贵和最被人看重的金属之 一。黄金 ( Gold)是一种金黄色的，抗腐蚀的贵 金属，其化学元素符号为 Au。其用途非常广泛， 主要用于现代通讯行业、电子产品业、航天航空业 及首饰业等部门的重要材料，又可作为储备和投资 的特殊通货，流通于市场。 一般工业价值的金矿中金的品位在 2 3 g/t， 富矿有 5 50 g/t，特富矿 50 500 g/t，有的贫矿 却在 0. 1 1 g/t。金矿中金的品位在 0. 5 g/t 以上 选冶技术水平才有工业开采价值。 工业上常规提金工艺有氰化法和非氰化法。氰 化法中按回收方法不同含锌置换法 ( 锌丝与锌粉 置换) ;树脂交换法;碳吸附法 ( 碳浆法与碳浸 法) ;依照处理对象不同含全泥氰化、精矿氰化和 尾矿氰化。非氰化法包括硫脲法、水氯化法、生物 法、溴化物法等 1 。 金的提取工艺是随人类历史进程、资源变化与 技术进步而不断发展的。由于氰化工艺始终伴随着 以下缺点:剧毒性，矿山环保费用大，对生态环 境有害;浸金速度慢，由于铅、锌、铜、铁、 砷、硫、锑和碲等杂质的干扰，浸出过程速度较 慢;有些金矿石直接浸出效果较差，有些因金被 细粒包裹着，或者是高砷、 、高硫、含有机炭的难 处理矿，得经复杂的预处理工序后再采用氰化法或 94 2017 年 8 月 第 46 卷第 4 期 ( 总第 265 期) 云南冶金 YUNNAN METALLUGY Aug 2017 Vol. 46 No. 4 ( Sum265) *收稿日期:20170301 作者简介:周丹桂 ( 1983) ，女，江西九江人，工程师。主要从事有色金属冶炼工艺等设计。 复杂的强化浸出手段。因此，非氰化提金方法是近 年来黄金提取研究的重点方向。 非氰提金技术无毒无污染，故而研究者们不断 开发非氰工艺和应用非氰浸出剂。从目前的公开文 献来看，非氰浸出剂石硫合剂浸金方面相关研究报 道比较少。石硫合剂法浸金，具有试剂成本低、浸 出速度快、对设备腐蚀小、对顽固金矿有较高的浸 出率、环境污染少等优点，为促进石硫合剂浸金工 艺的研究与推广应用，本文作者根据石硫合剂法浸 金目前的研究现状，搜集了大量资料，并结合生产 实践，设计出一套新型无氰提金技术，为顽固金矿 或 IC 芯片及电子线路等含金二次资源有效提取金 金属提供参考。 1石硫合剂的配置和注意事项 石硫合剂 (LimeSulpherSyntheticSolution， LSSS)是以硫磺和生石灰合成的一种非氰浸金试 剂，有效浸金成分为硫代硫酸钙 (CaS2O3)和多 硫化钙 (CaSx) ，属于复杂的硫代硫酸盐与多硫化 物的混合体系 2 。 1. 1石硫合剂的配置 石硫合剂原液可溶于水，遇酸易分解，是酱油 色透明的液体，有臭蛋气味，呈强碱性，腐蚀性。 1. 1. 1原料和用具的选择 原料生石灰和硫磺粉质量的好坏决定了石硫合 剂原液质量的好坏，而其中生石灰质量对原液质量 影响最大。呈粉末状的消石灰及杂质过多的生石灰 不能采用，所采用的生石灰要白色、含杂质少、呈 块状、质轻而未吸湿风化。硫磺粉要细，如果是块 状硫磺则需要先加工成硫磺粉后方可使用，加工后 的硫磺粉最好能达到 350 目以上。用清洁的井水或 河水来溶解或配制石硫合剂原液是最好的，一定不 可用含铁锈的水，然而熬制时却最好用铁锅，不可 用铜、铝器皿。 1. 1. 2熬制方法 1. 1. 2. 1老方法 配料比为生石灰、硫磺粉、水的比例为 1 2 13 或 1 2 15。按此比例熬制时，可避免熬制过程中 不断加水的麻烦。具体步骤如下: 1)将称量好的优质生石灰放入锅内，加入少 量水便于石灰的消解，后再加足水量，快速升温烧 开后，滤出渣子; 2)用少量热水将硫磺粉调制成硫磺糊; 3)将硫磺糊自锅边缓缓倒入，同时进行搅 拌，并记录下水位线; 4)加火熬煮至沸腾，此时开始计时，约保持 沸腾45 60 min。注意熬煮时火力要猛而均匀，沸 腾后不再搅拌。熬煮过程中蒸发的水分要用热水补 充，在停火前 15 min 加够。 5)当锅中溶液呈酱油色或深红棕色、底渣呈 蓝绿色时，则可停止加热。 6)经过冷却过滤或沉淀后，清液即为石硫合 剂母液。 确定药液是否熬好，应根据色泽来判断，以药 液酱油色底渣黄色微绿为好，而熬制的时间只能作 为参考。熬制过程中如果煮的火力太旺或者时间过 长，这时药液颜色为深绿色，而药液中己经生成的 多硫化钙与空气中的氧发生反应，生成无效的硫代 硫酸钙，此时浓度虽大但有效成分低;熬制的火力 或时间不够时药液呈黄褐色，底渣也呈黄色，此时 浓度低有效成分也低。 1. 1. 2. 2新方法 配料比为生石灰、硫磺粉、水、石块的比例为 1 2 15 5，其中还得加入总用水量 0. 4% 的洗衣 粉，这种洗衣粉以呈中性为最佳。采用两锅相连方 式，炉膛要大而广。具体步骤如下: 1)根据配置的比例先将前锅中加好水，后锅 再加水，而后锅的水要多于前锅，盖上锅盖开始 加热; 2)烧好开水供给前锅备用，以保证前锅的水 量固定在一个比例; 3)将洗衣粉先化好以备用，等水温到达 60 时再将其倒进锅里进行搅拌，硫磺粉随后再慢慢地 均匀撒在锅里，边撒边搅拌，鉴于洗衣粉的存在， 硫磺粉很快就溶于水中; 4)等水温到达 80时立即把石灰块顺锅边放 到锅里，石头块也随后放到锅里起搅拌作用，盖上 锅盖进行熬制，此时开始计时; 5)熬制时，水会很快沸腾，硫磺和石灰开始 发生反应，此时炉膛里的火应均匀且大，使整个锅 沸腾，以便加快反应速度。( 计时到 15 min 时火候 应均匀而稳定，20 min 后火候要均匀而偏弱。升温 应掌握前大、中间稳、后小，始终保持整个锅 沸腾。 ) 6)熬制 25 min 时，应及时观察火候，因锅里 石块起到自动搅拌的作用，只要火候掌握得好，基 本不会跑锅溢出药液。当药液熬到酱油色、锅底渣 变为深绿色时马上停火出锅。 05 2017 年 8 月 第 46 卷第 4 期 ( 总第 265 期) 云南冶金 YUNNAN METALLUGY Aug 2017 Vol. 46 No. 4 ( Sum265) 若底渣呈黄绿色，表明火候不到，应继续加火 熬制;若底渣呈墨绿色，则说明火候已过，有效成 分开始分解。故而该方法熬制石硫合剂药液的关键 因素还在火候上。 新方法熬制出的石硫合剂药液多硫化钙的含量 高，结晶少，底渣少，质量好。采用两锅相连的方 式，锅内温度均衡适宜，且可防止硫磺蒸发，减轻 对作业环境及周边环境的污染。 熬制石硫合剂的方法有以上两种，在同样的原 材料条件下，新方法既省力又省工，还省燃料，可 使药液增加 30%，人工节省约 40%，燃料节省 50%以上，是主要的推荐方法。 1. 1. 3LSSS 提金溶剂 配比 (质量比)如:石灰 硫磺 水 氧化剂 还 原剂 =1 ( 2 3) ( 10 50) ( 0. 1 0. 25) ( 0. 1 0. 2)。按照配比将所用药剂混合后，加热均匀 搅拌 30 60 min ，过滤得到红棕色清液即为 LSSS 提金溶剂 3 。 1. 2石硫合剂的注意事项 1)熬制和贮存时，只可用铁质或陶瓷容器， 忌用铜、铝容器，因为石硫合剂属强碱性药剂。 2)尽量随配随用，长期贮存易产生沉淀，挥 发出硫化氢气体。 3)原液贮藏时应密闭隔氧。因为多硫化钙的 性质很不稳定，若石硫合剂原液处于敞开体系，其 极易被空气中的二氧化碳、氧分解，原液面结成一 层硬皮，底部产生沉淀。故需用小口容器或塑料桶 等密封，在液面滴加少许煤油，这样可做到与空气 隔绝，并延长贮藏期。如果密封做得好，一般可保 存半年。 2石硫合剂浸金原理 LSSS 体系中虽然复杂的动平衡反应不断发生， 但其中有效浸金成分为 CaS2O3和 CaSx，其主要离 子 S2O32 、Sx2 、S2 及 SO32 与 +1 价的 Au 均可 形成 稳 定 的 配 合 物。多 硫 离 子 如 同 过 氧 离 子 ( O22 ) ，具有氧化性，可把 0 价的 Au 氧化成 + 1 价的 Au，生成的 +1 价 Au 与溶液中 S2O32 、Sx2 等离子形成稳定的配合物，由于溶液中 + 1 价的 Au 浓度不断降低，就促使 0 价的 Au 不断的溶解。 溶金的关键不但要有氧化剂使 0 价的 Au 氧化成离 子态，最重要的是被氧化了的 + 1 价 Au 能与溶液 中的配体生成稳定的配合物4 。 溶金过程分别按硫代硫酸盐及多硫化物与金的 反应来讨论 5 。 2. 1硫代硫酸盐的溶金反应6 7 LSSS 体系中的 S2O32 与 Au 配位，生成稳定的 Au 络合物，反应如式 ( 1) : 4Au +8S2O32 +2H2O + O24 Au( S2O3) 2 3 +4OH ( 1) 在石硫合剂法 8 9 浸金过程中，体系往往要加 入 Cu2 +，以催化溶金反应。体系中 Cu2 + 主要以铜 铵络 离 子 形 式 存 在，即 当 体 系 中 存 在 Cu ( NH3) 4 2 + 时，可加速 Au 与 S2O32 的络合反应， 而自身则被还原成 Cu ( NH3) 2 + ，反应如式 ( 2) : Au +2S2O32 + Cu( NH3) 4 2 + Au( S2O3)2 3 + Cu( NH3) 2 + +2NH3( 2) 2. 2多硫化物的溶金反应10 多硫化物中的 S42 和