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(1) 搅拌浸出法: 搅拌氰化是将矿石或精矿经细磨浓缩后在搅 拌浸出槽中进行氰化浸出。 工艺流程见图。 搅拌浸出优点:反应速度快、提取率高。 搅拌浸出工序:磨矿、浓缩、浸出。 通常粒度范围是-0.074mm,液固比(1.51): 1, 氰化物的质量分数为0.010.1%或 0.020.05%, CaO质量分数0.010.03%,充气 下搅拌24小时以上, 金溶解率大于95%. 洗水 浸出设备主要有三种类型 : 机械搅拌浸出槽 采用螺旋桨、叶轮 和涡轮搅拌装置搅拌 。优点:搅拌均匀而 强烈,缺点:动力消 耗大。 空气搅拌浸出槽 利用压缩空气搅拌矿 浆,在槽内装有各种 类型的空气提升装置 。优点:设备构造简 单、费用低、便于操 作、适于连续工作。 缺点:附加空气压缩 设备。 空气机械联合搅拌浸出槽 装有空气提升器和机械耙。优点:动力 消耗少、容积大,用于大型氰化厂。 (2)固液分离 浸出后的矿浆由含金溶液(贵液)和固 体残渣组成,实现固液分离用倾析法和 过滤法。 倾析法在浓缩机中进行;过滤法在 真空过滤机中进行。 堆浸与就地浸出 堆浸与 就地浸 出 5.3.1.3 金的回收 从氰化物溶液中回收金的方法有活性炭 吸附、锌置换、离子交换树脂吸附、电 沉积和萃取法。 (1)活性炭吸附法 活性炭吸附法采用活性炭作吸附剂。密实的 含碳物质,如煤、椰壳、果核等在适宜的氧化气氛及8001000下煅烧 活化制得。具有很大比表面积、多孔结构的吸附剂 。 按浸出与吸附的组合方式不同分为炭浆 法和炭浸法。炭浆法是先氰化后吸附而 炭浸法是浸出与吸附同时进行。 炭浆工艺由预筛、氰化浸出、吸附、解 析、电解(或电积)和炭再生作业组成 。 炭浆法与锌置换法相比,炭浆法取消了 固液分离与加锌分离,直接用炭吸附氰 化浸出液。 碳 循 环 金走向 A 预筛。目的是除去矿浆中的杂质,通常 筛上是木屑。 B 吸附。来自浸出的矿浆连续经过几个串 联的吸附槽,用活性炭吸附矿浆中的金 。影响吸附效率的因素有:每吨矿浆中 炭的浓度、吸附槽数目、炭移动的相对 速度、矿浆在吸附段的停留时间和炭的 载金量等。 通常每升矿浆加炭40克,吸附槽47个, 吸附率99%以上。 C、解析。 常压解析法:在85的常压下,用 NaCl和 NaOH各1%的溶液从载金炭上解析金,适用小 规模生产。1952年美国扎德拉发明的著名方法。 酒精解析法:在80 和常压下,用NaCN0.1% 和 NaOH1%溶液,再加入体积分数为20%的 酒精作解析液。美国矿务局的海宁发明的方法 高压解析法:用NaCN1% 和 NaOH 1%溶液, 在160 和0.35MPa的压力下,解析29小时。 美国矿务局的波特发明 南非英美公司法(A.R.R.L法) :在解吸柱中采用0.51 个炭体积的热(93110)10 NaOH溶液(或5NaCN2NaOH 溶液)接触26小时,然后用5 7个炭体积的热水洗脱,洗脱液流速为每 小时三个炭体积,总的解吸时间为920小时,其优点类似于高压解吸法 ,但需多路液流设备,增加了系统的复杂性。 金走向 E、炭再生。 酸洗和加热活化。 酸洗法是采用稀盐酸或稀硝酸(浓 度一般为5)在室温下洗涤解 吸炭,作业常在单独的搅拌槽中 进行,此时可除去碳酸钙和大部 分贱金属络合物,酸洗后的炭须 用碱液中和及用清水洗涤,然后 才能将其送去进行热活化再生。 热活化再生是为了较彻底地除去不 能被解吸和酸洗除去的被吸附的 无机物及有机物杂质,多数金选 厂是定期地将酸洗、碱中和及水 洗涤后的解吸炭送入间接加热的 回转窑中在隔绝空气的条件下加 热至650,恒温30分钟,然后 在空气中冷却或用水进行骤冷。 贵液提金的方法 (1)电解。解析液是 一种纯净的金、银氰 化物溶液。金的质量 浓度300 600g/m3, 解析液通过若干个装 有数对阴、阳极的电 解槽,电流密度 815A/ m2,槽压 2.53.5V, 金的沉积 99%以上。 (2)锌置换法 在氰化物溶液中,锌的标准电位为 -1.2V而金为-0.68V,反应式为: 2Au(CN)2- + Zn = 2Au + Zn(CN)42- K = 1.0 1023 A、锌置换操作。 锌丝置换法:把锌丝放在沉淀箱中,让含金液 流经沉淀箱,发生置换反应。每产生1克金消 耗锌420克。 锌粉置换法: 锌粉比表面积大,效率比锌丝高得 多。 B、金泥处理。火法工艺处理:酸溶、焙 烧、熔炼。 5.3.2 非氰浸金方法 氰化法缺点:污染环境、浸出速度慢、对 含铜、砷和锑的金矿用氰化法很困难。 主要方法:硫脲法、硫代硫酸钠法、水 氯化法、溴化物法。 5.4 生物法处理难处理金矿 难处理金矿的概念: 用常规方法难以达到有效提取的金矿石。 5.4.1 难处理金矿的基本特征 难处理金矿的类型 矿石种类 难处理的原因 微粒浸染状金矿石 金呈微粒分布在石英脉石或硫化物中,磨矿困难,难于使金充分暴露而氰化 含铜金矿 氰化物消耗高,在金粒表面形成二次膜,阻碍溶解,氰化物溶液疲劳快 含锑金矿 在金粒表面生成致密的薄膜,明显减慢金的溶解速度 碳质金矿 已经溶解的金被碳吸附,提取不出来 黏土质金矿 氰化浸出的矿浆过滤性差,已经溶解的金及氰化物明显地被泥质矿物吸附 含铁金矿 金粒表面生成氢氧化铁膜,使金溶解难以进行 金矿难处理程度分类 浸出率/% 难处理程度 95100 易浸 8095 轻度难浸 5080 中度难浸 050 高度难浸 5.4.2 细菌氧化-氰化浸出 处理硫化物包裹金矿 在矿浆中加入微生物,这种含有酶的微生物是 氧化过程的生物催化剂。它分解黄铁矿和砷黄 铁矿,用反应式表示为: 2FeS2+7O2+2H2O= 2FeSO4 +2H2SO4 2FeSO4 +2H2SO4+O2 = 2Fe2(SO4)3 + 2H2O 2FeAsS +3H2O +6.5O2=2H3AsO4 + 2FeSO4 (1)细菌种类 高铁硫杆菌。可生长在高酸度、高铁离子、35 的无营养环境中,它具有强烈分解硫化物矿 的能力。 兼性嗜热菌。在50 下氧化铁和金属硫化物。 枝嗜热菌。在50 下氧化分解硫化矿物。 其中高铁硫杆菌效果最好,将黄铁矿、砷黄铁矿 中的硫化物、硫酸亚铁和硫磺氧化成硫酸高铁 和硫酸,并依赖氧化过程中释放出来的能量将 空气中的二氧化碳用作碳源来合成菌体进行繁 殖。 (2)细菌氧化机理 A、细菌催化氧化 B、复合酶氧化 铁硫杆菌在生产过程中,复合酶( 铁氧化酶和硫氧化酶)能够催化矿物晶 格中的离子的氧化反应,使晶格受到破 坏,生成硫酸高铁。硫酸高铁Fe3+本身是 一种强氧化剂,它会强化硫化矿分解, 于是形成了连续的矿物分解过程。 C、硫代硫酸钠氧化。 (3)实例 高砷精金矿:Au48.3%, Fe28.8%, As12.31%, S24.09%, SiO213.13%. 菌种为铁硫杆菌。矿净化液固比为9:1 ,反应时间6天,pH值降至1.31.4, 砷质 量分数降至1%,脱砷率为94%.金氰化浸 出率为95%. 5.4.3 细菌浸金 用细菌的新陈代谢产物直接浸金, 称 为细菌浸金. 代谢产物中有大量氨基酸, 如天门冬氨 酸, 丝氨酸, 组氨酸等. 这些氨基酸能 对金起络合作用. 细菌从矿石中溶金可分为以下阶段: (1)潜伏阶段. 35个星期. (2)溶解阶段. (3)溶解度阶段. (4)最终阶段. 5.5 金的熔炼 熔炼设备: 中频感应炉 熔剂: 造渣剂:硼石、石英、碳酸钠、萤石 氧化剂:硝石、二氧化锰 还原剂:铁屑、焦炭粉 熔炼温度:12001300 。 5.6 我国红花沟金矿碳浆厂 规模:150吨/天. 矿石性质 属于含金黄铁矿石英脉型. 工艺流程及技术条件 碳浆厂采用CIL流程. CIL回路: 1段预浸、5段浸吸, 矿浆浓度 4045%, 磨矿细度85%-200目, PH值1011 。,氰化钠浓度0.030.04%, 浸出时间16小时, 吸附时间13.5小时, 炭密度15克/L, 提炭量 250kg/d, 载金炭品位4000g/t. 解吸电积回路:解吸液成分NaCN 2% + NaOH1%, 解吸压力为常压,解吸温度95 , 解吸时间40小时。 电积槽电压 33.5V, 电流密度610A/m2, 电积温度80 , 电积时间40小时。 酸洗与热再生:采用5%盐酸进行酸洗, 浸泡时间0.51.0小时, 热再生采用卧式电 加热回转窑, 再生温度650700 , 炭在窑 中停留时间30分. 工艺指标 原矿品位:12.05g/t 尾渣品位:0.44 g/t 载金炭品位:7800 g/t 解吸炭品位: 266 g/t 总回收率:94.02% 浸出率96.35% 吸附率98.57% 解吸率96.61%, 电积率98.65%, 冶炼回收率99.0% 5.7 含氰废水处理 氰化物为剧毒物质. 口服0.1gNaCN 、0.12gKCN、 0.05mg HCN可致人死亡。 氰化物的毒害作用 氰化法生产金的过程中, 氰中毒主要来 自氰化液在充气、加热和酸作业时放出 的HCN气体、氰化物粉尘和含氰废液。 我国政府规定含氰废水中氰的排放浓度 要小于0.5mg/L,HCN气体在车间空气中 的最高允许含量为 0.3mg / m3。世界卫生 组织制定的饮水 标准0.2mg/L. 氰化厂产出的大量脱金贫液,称为含氰 废水。 处理方法: (1)直接返回有关作业循环使用 (2)含氰废水净化 净化方法:酸化法、漂白粉法、液氯法、 电解法、生物处理法。 液氯法: 在碱性条件下, 通入氯气氧化分解氰化 物, 反应如下: CN- + Cl2 + 2OH- = CNO- + 2Cl-+H2O CNO- +Cl2 = 2CO2 + N2 +6Cl -+2 H2O 3Cl2+6FeSO4 = 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3 (3)氰化物的再生回收 含氰废水中的氰根可采用硫酸硫化回收。 原理是:用硫酸或二氧化硫将含氰废水酸 化至PH=23,污水中的氰根转化为HCN。 HCN在高于其沸点26.5 和空气流作用下, 呈气体逸出, 经碱吸收,可使氰化物的质量 分数达到2030%. 再生处理设备有:混合塔淋洗塔气水分离 器吸收塔. 黄金精炼 黄金精炼主要有高温氯化精炼法、化学 还原精炼法和电解精炼法 高温氯化精练 适于处理杂质含量较高的粗金(Au60%为宜)。 原理:利用杂质金属能够被氯气氯化,而金基本不被氯 化的特点使杂质与金分离。 过程:将含大量Ag及 Cu、Zn、Pb、Bi等贱金属杂质 的粗金,在有排烟吸收装置的电炉或坩埚炉中,用黏 土坩埚(外套石墨坩埚)熔化,表面覆盖一薄层低熔 点硼砂,控制温度在1250左右,用刚玉管插入熔融 的金中,然后通入氯气,使贱金属氯化生成低熔、沸 点的氯化物而挥发(Cu、Pb、Zn、Bi氯化物的沸点均 低于1250),氯化银的沸点越为1564,浮在金熔 体表面,精炼完成后可很方便地将其倒出而与金分离 。 经氯化精炼的金用硝酸/氨水洗涤后熔化、注锭,品位 一般为99.6%,含银小于0.35%,其它贱金属小于 0.05%。 化学精炼法 化学精炼法包括硫酸浸煮、硝酸分银法、王水分金法 和化学还原法。 硫酸浸煮法主要用于金含量小于33、铅含量小于 0.25的金银合金。浸煮前先将合金熔淬成粒或铸( 碾压)成薄片,置于铸铁锅内,分次加入浓硫酸,在 100180下搅拌浸煮46小时以上,银及铜等转入 浸液中。浸煮料浆冷却后倾入衬铅槽中,加23倍水 稀释后过滤。滤渣用热水洗涤,然后
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