CN114058867A - 一种在矿浆中制备浸出剂的二氧化氯浸金方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法，包括：在金矿石矿浆中分别加入制备二氧化氯的发生剂和活化剂，反应生成浸金剂二氧化氯；待生成的二氧化氯溶于矿浆后与金矿物发生化学反应，金溶解并生成稳定的金氯络离子进入溶液，得到金浸出液，回收目标产物金即得。本发明通过二氧化氯发生剂和活化剂在矿浆中直接反应制备二氧化氯，以二氧化氯完全替代传统的剧毒氰化物，大幅简化浸金操流程的同时实现环保无氰浸金，且二氧化氯是以固体药剂在矿浆中反应制得，浸出过程中不产生有毒废气废水和有毒副产物，方法简单环保，易于控制和工业化。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种在矿浆中制备浸出剂的二氧化氯浸金方法。
背景技术
黄金通常以湿法冶金的方式从矿石或含金废料中提取，氰化浸出法因具有操作简单、回收率高，生产成本低等突出优势，在黄金生产中得到广泛应用，但是氰化物浸金速度慢，对含碳、砷、锑及铜等元素的金矿石浸出效果较差，并且具有剧毒性，无法满足黄金工业的可持续发展需要。近年来，选矿工作者对非氰浸金工艺和浸出药剂进行深入研究，提出多种新的浸金方法，有些方法已经达到工业应用水平，并取得显著效果，其中非氰浸金技术成为金提取的重要手段。
二氧化氯是一种强氧化剂，其标准电极电势为1.511V，可与硫化物、氰化物等发生氧化还原反应，可用于难浸金矿石的氧化预处理及含氰浸金废水处理。二氧化氯有强大的环保优势，氧化消毒过程不产生有害废弃物和副产物，作为安全、高效、广谱的杀菌、保鲜和除臭剂已经得到广泛应用，是氯制剂最理想的替代品。世界卫生组织(WHO)也已经将二氧化氯列为A1级安全高效消毒剂，为控制饮用水中致畸、致癌、致突变的产生，欧美国家已广泛推广应用二氧化氯替代氯气进行饮用水的消毒。美国、加拿大、日本、西欧等已经批准和推荐二氧化氯用于食品、食品加工业、制药业、医院、公共环境等领域的消毒、除臭、防霉以及食品防腐保鲜等。
二氧化氯在酸性条件下氧化还原电位高于金的溶解电位，金可以被其浸出并以金氯络合物的形式稳定存在，是一种很有潜力的高效、无毒、非氰浸金剂。现有的二氧化氯浸金方法均以向矿浆中通入高纯二氧化氯气体或加入高浓度二氧化氯溶液的方式实现，存在二氧化氯利用效率低、气体和溶液保存困难、高纯气体存在***风险等缺点，无法实现大规模工业应用。在常温常压下向矿浆中加入固体药剂定量且平稳地控制二氧化氯生成量，实现金的直接浸出方法还未见文献报道。专利申请CN95105351.5公开了一种溴化物浸出液提金工艺，由矿石粉碎、配料、焙烧浸出、调浆和固液分离、金的回收等工序组成，采用溴化物-硫酸-二氧化氯组成的浸金体系和分段浸出工艺，使提金速度加快，减少了试剂用量并提高了浸出速度和浸出率，但该方法存在毒性溴化物挥发及需要制备二氧化氯气体等缺点，工业应用存在很大困难；专利申请CN201510027146.X公开了一种超声强化氯化氧化协同浸出难浸金矿中金的方法，将矿粉、氢氧化钠、次氯酸钠和水充分混合得矿浆，在矿浆中通入空气，在搅拌条件下进行超声波强化浸出，在强化浸出过程中周期性地加入双氧水，利用超声强化及双氧水和氢氧化钠的协同作用实现非氰浸出，但该方法药剂制度复杂，浸出过程需要超声强化辅助，浸出成本高。
针对以上现状，本发明提供一种在矿浆中高效便捷制备二氧化氯浸出剂的金矿石非氰浸出方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全高效且环保易行的金矿石二氧化氯浸出方法，以提高浸金的可操作性，实现金的高效无氰浸出。
为实现上述目的，本发明采用如下技术效果：
本发明提供一种矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法，包括以下步骤：
(1)在金矿石矿浆中分别加入制备浸金剂二氧化氯的发生剂和活化剂，反应生成二氧化氯；
(2)待上述生成的二氧化氯溶于矿浆后与金矿物发生化学反应，其中金溶解并生成稳定的金氯络离子进入溶液，得到金浸出液，回收其中目标物金，即得。
本发明的上述方法中，所述发生剂为亚氯酸盐，且亚氯酸盐与所述活化剂可电离出的氢离子的物质的量之比为5：4。
本发明的上述方法中，所述金矿石的矿浆液固比以保证二氧化氯的溶解度为准；根据所述金矿石中硫化矿物及金含量的不同，矿浆的液固比可相应调整，优选液固质量比为4：1。
本发明的上述方法中，当所述金矿石中含有碳酸盐或硫、砷、锑有害组分时，用硫酸调整矿浆酸度至pH为1–2，较强的溶液酸度有利于抑制FeAsO4、PbSO4、Cu(OH)2等沉淀物的发生，有助于改善浸出效果。
本发明的上述方法中，当所述金矿石中含有辉锑矿时，采用酒石酸或柠檬酸作为制备二氧化氯的活化剂，以使锑在矿浆中稳定存在，减少对金矿物的包裹作用。
本发明的上述方法中，根据金矿石中金的含量和组成可选择20–60℃内实行浸金工艺；在室温条件下可以实现金矿石中金的浸出，适当提高反应温度有助于提高浸金速度，然而过高的矿浆温度会使矿浆中二氧化氯的溶解度降低。
本发明的上述方法中，二氧化氯浸金过程采用机械搅拌，且搅拌速度为400–1000r/min。
本发明的上述方法中，二氧化氯浸金周期不大于5h，可以根据金矿石中金的含量和组成以及实施浸出时的温度条件适当延长或缩短反应时间。
本发明的上述方法中，所述金矿石矿浆通过金矿石原矿破碎至5–15mm，再磨矿至粒度不大于0.074mm的颗粒含量占80％以上得到。
本发明的上述方法中，根据矿石性质将细磨后的金矿石预氧化或直接转入浸金槽，加入二氧化氯活化剂和氯化钠后调浆，调节并固定搅拌速度，同时调节矿浆酸度和温度，待保持稳定后加入二氧化氯发生剂开始计时，到达预定浸出反应时间后停止搅拌，用炭浆法回收浸出液中金。
矿浆中发生的二氧化氯制备及金浸出反应式如下：
5ClO- 2+4H+＝4ClO2+Cl-+2H2O
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过二氧化氯发生剂和活化剂在矿浆中直接反应制备二氧化氯，以新型无毒浸出剂二氧化氯完全替代传统的剧毒氰化物，可大幅简化浸金操作流程，实现环保无氰浸金。另外，高效浸金剂二氧化氯是以固体药剂在矿浆中反应制得，并非以气体形式通入，浸出过程中不产生有毒废气废水和有毒副产物，产生显著经济效益并排除使用高浓度二氧化氯气体和溶液的危险性。
(2)本发明浸出含低硫难选金矿石时无需进行氧化预处理，可大幅提升直接浸出率。
(3)本发明可通过添加络合剂或调节酸度值的方式使金矿石中伴生的有回收价值金属如铜、铅、锌、锑等进入溶液，与金矿物分离并回收利用从而实现矿物的综合回收利用，最大限度地实现经济效益。
(4)本发明在低温常压下进行，常规金矿石无需控制浸出进程的酸度，方法简单易于控制和工业化。
附图说明
图1为实施例中从矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中从金矿石矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法为：在矿浆中分别加入二氧化氯发生剂和活化剂，二者生成的二氧化氯溶于矿浆后与金矿物发生化学反应，使金溶解并生成稳定的金氯络离子进入溶液，实现浸出金的目的。
发生剂选择亚氯酸盐时，亚氯酸盐与活化剂可电离出的氢离子物质的量之比为5：4，实际用量可根据生产实际做适当调整。
根据金矿石中硫化矿物及金含量的不同，矿浆的液固比可相应调整，硫化矿物及金含量高的金矿的液固比以保证二氧化氯的溶解度。
当金矿石中含有碳酸盐或硫、砷、锑等有害组分时，使用硫酸调整矿浆酸度至pH为1–2，较强的溶液酸度有利于抑制FeAsO4、PbSO4、Cu(OH)2等沉淀物的发生，有助于改善浸出效果；当金矿石中含有辉锑矿时，采用酒石酸或柠檬酸作为制备二氧化氯的活化剂，以使锑在矿浆中稳定存在，减少对金矿物的包裹作用。
上述方法在室温条件下即可以实现金矿石中金的浸出，适当提高反应温度有助于提高浸金速度，然而过高的矿浆温度会使矿浆中二氧化氯的溶解度降低，根据金矿石中金的含量和组成可选择在20–60℃范围内实施浸金工艺。
上述方法在5h内可完成金的浸出，可以根据金矿石中金的含量和组成以及实施浸出时的温度条件适当延长和缩短反应时间。
一些实施方案中，将金矿石原矿破碎至5–15mm，再磨矿至粒度不大于0.074mm的颗粒含量占80％以上。根据矿石性质将细磨后的金矿石预氧化或直接转入浸金槽，加入二氧化氯活化剂和氯化钠后调浆，调节并固定搅拌速度。调节矿浆酸度和温度，待保持稳定后加入二氧化氯发生剂并开始计时，到达预定浸出反应时间后停止搅拌，用炭浆法回收浸出液中金。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例使用的矿样为甘肃某卡林型金矿。该类型金矿石以黄铁矿、辉锑矿、毒砂为主的金属硫化物呈星散状浸染于矿石中，金通常呈细粒或次显微颗粒包裹于硫化矿物中，金直接氰化浸出率为39％，属于难处理矿石，其化学成分如表1所示。
表1：原矿多元素分析结果(％，*g/t)
将上述金矿石细磨至粒度不大于0.074mm的颗粒占90％，加入硫酸浓度为0.625mol/L、酒石酸浓度为0.20mol/L、氯化钠浓度为0.05mol/L、亚氯酸钠浓度为0.30mol/L，液固质量比为4:1，在搅拌速度为900r/min和浸出温度30℃的条件下机械搅拌浸出5h，金的浸出率可达到91.02％。
实施例2
本实施例使用的矿样类型为炭质难浸金矿石，其化学成分如表2所示。由于有机炭的截金效应，该矿石直接氰化浸出率只有9.29％，属难浸金矿石。
表2：某炭质金矿石多元素分析结果(％，*g/t)
将待浸金矿石于700℃富氧环境下焙烧1h，以脱去截金炭。焙烧渣细磨后调浆，在矿浆中分别加入二氧化氯发生剂(亚氯酸钠NaClO2，浓度0.12mol/L)和活化剂(柠檬酸C6H8O7，浓度0.10mol/L)，生成的二氧化氯溶于矿浆后，立即与金矿物发生化学反应，实现浸金。具体过程如下：将500g焙烧渣细磨至粒度在0.074mm以下占90wt％，加入二氧化氯活化剂和金络合剂后按液固质量比4:1的比例调浆，调节并固定搅拌速度为900r/min。待搅拌稳定后加入二氧化氯发生剂并开始计时，于30℃条件下浸出5h。到达预定反应时间后停止搅拌，固液分离后提取浸出液中的金。在最佳的试验条件下金的浸出率可达90％以上。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。
Claims (10)
1.一种矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在金矿石矿浆中分别加入制备二氧化氯的发生剂和活化剂，反应生成浸金剂二氧化氯；
(2)待步骤(1)中生成的二氧化氯溶于矿浆后，与金矿物发生化学反应，其中金溶解并生成稳定的金氯络离子进入溶液，得到金浸出液，回收其中目标产物金，即得。
2.根据权利要求1所述的矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法，其特征在于，所述发生剂为亚氯酸盐，且亚氯酸盐与所述活化剂可电离出的氢离子的物质的量之比为5：4。
3.根据权利要求1所述的矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法，其特征在于，所述金矿石矿浆的液固质量比为4：1。
4.根据权利要求1所述的矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法，其特征在于，当所述金矿石中含有碳酸盐或硫、砷、锑有害组分时，用硫酸调整矿浆酸度至pH为1–2。
5.根据权利要求1所述的矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法，其特征在于，当所述金矿石中含有辉锑矿时，采用酒石酸或柠檬酸作为制备二氧化氯的活化剂，使锑在矿浆中稳定存在。
6.根据权利要求1所述的矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法，其特征在于，步骤(2)中根据金矿石中金的含量和组成选择浸金温度为20–60℃。
7.根据权利要求1所述的矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法，其特征在于，所述二氧化氯浸金周期不大于5h。
8.根据权利要求1所述的矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法，其特征在于，二氧化氯浸金过程采用机械搅拌，且搅拌速度为400–1000r/min。
9.根据权利要求1所述的矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法，其特征在于，采用炭浆法从所述金浸出液中提取目标产物金。
10.根据权利要求1至9任一项所述的矿浆中制备浸金剂的二氧化氯浸金方法，其特征在于，所述金矿石矿浆通过金矿石原矿破碎至5–15mm，再磨矿至粒度不大于0.074mm的颗粒含量占80％以上得到。
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