黄金提取与环保(二)
三、无氰提金工艺研究与进展
随着世界各国对环境保护日趋严格的要求,大大促进无氰提金剂及工艺的研究与发展,其中包括:氯化法、硫脲法、硫代硫酸盐法、溴化法、石硫合剂法等。
(一)氯化法
氯化法是最早的化学提金方法之一。其优点是浸金速度快,能使吸附金的含碳物质失去活性,缺点是酸性含氯溶液腐蚀性强,对设备的防腐材料要求高。
早在16世纪曾采用食盐水溶液从矿石中提银。1880年澳大利亚、加拿大对焙烧后的金矿曾采用水溶液氯化法提金。1966年芬克尔斯坦等对南非梅雷尔(Merril)型泥矿采用过氯化法浸出金;美国对卡林型含碳金矿采用次氯酸盐预处理,可使金的浸出率从33%提高到90%以上。1988年美国钮蒙特(Newmont)公司进一步开发了闪速氯化提金技术,大大缩短了氯化时间,使氯气耗量降低25%,金浸出率提高了6%,并推出了FeCl3堆浸提金法。秘鲁和法国开发了食盐、硫酸、二氧化锰组合药剂的氯化浸出工艺。但到目前为止,采用水氯化法提金工艺进行工业生产的则只有南非等少数国家。
北京矿冶研究总院从1988年开展氯化法提金工艺研究至今,通过对多种矿石类型的研究,取得了较好的进展。对于贵州苗龙含碳的砷锑硫金矿,采用焙烧-水氯化法提金工艺,金的浸出率可达91.44%; 对于河北某金矿含Au 12.21 g/t、含As 0.67%的物料,采用氯化提金工艺,与氰化法比较,浸出时间缩短19 h、金浸出率提高1.69%、 银浸出率提高74.45%; 对于甘肃省某含金物料进行日处理1t的氯化提金的扩大试验表明:当磨矿细度为-0.074mm占50%时, 在物料含金4g/t的条件下,经6h氯化浸出,金浸出率可达85%~90%,氯气消耗为37~40 kg/t原矿。此外,湖南有色金属研究所对龙山浸锑渣采用FeCl3提金-电积工艺,金的浸出率达98%,电积率98%以上; 对平江金矿采用焙烧-水氯化法提金工艺,金的浸出率达97%。烟台大学对乳山三甲金精矿采用次氯酸盐浸出工艺,金浸出率达95%。昆明理工大学采用MnO2、 NaCl、 H2SO4以低温(280℃)氯化处理北衙含As、Sb的金矿,也取得了较好的结果和进展。
氯化法提金工艺是一种古老而具有潜力的方法,尽管国内在氯化提金方面做了许多研究工作,但目前仍处于工程化研究阶段。为使该工艺能早日用于生产,必须大力开发廉价和能再生的氯化剂,降低其消耗,解决好设备腐蚀等技术难题。
(二)硫脲法
硫脲法被认为是无氰提金一种有推广前景的方法。1941年前苏联学者普拉辛(Плaсии)等人首先研究了硫脲溶金技术,并经过了十几年的研究奠定了硫脲法从矿石中提金的基础。1968年罗马尼亚的科技工作者进一步研究了硫脲法提金工艺。1976年以后,南非、美国、澳大利亚、加拿大等国家相继开展了硫脲法提金的研究,其主攻方向是研究对矿石的适应性和对难处理金矿的可行性。早在1972年前苏联在列别基内金矿建立了第一座用硫脲法提金的工业性试验厂,试验发现该方法存在硫脲耗量过大和金表面钝化严重两大问题。随后,经过各国科技人员的不断研究发现,在采用硫脲法提金过程中通入SO2可大幅度降低硫脲耗量和明显减轻元素硫钝化金粒表面,从而加速了硫脲法提金的工业化进程。
国内硫脲法提金工艺研究开始于1972年,长春黄金研究院等单位先后进行过大量的研究工作。硫脲法浸出一般在酸性介质(pH<1.5)中进行,通常用Fe3+作氧化剂。对于我国某金矿的三种含砷的金硫浮选精矿,采用硫脲浸出和氰化浸出的比较试验结果(见表3)表明:采用硫脲法,金的浸出率均高于氰化法。日处理量为600 kg的扩大试验验证了小型试验结果,金的浸出率平均在92%以上。我国广西某金矿曾采用硫脲法提金工艺,经过多次工业试验投产后发现,硫脲法虽有浸金速度快、毒性小等优点,但硫脲价格昂贵、生产成本高、生产过程稳定性差,制约着它的推广和应用。0 kg/t原矿。此外,湖南有色金属研究所对龙山浸锑渣采用FeCl3提金-电积工艺,金的浸出率达98%,电积率98%以上; 对平江金矿采用焙烧-水氯化法提金工艺,金的浸出率达97%。烟台大学对乳山三甲金精矿采用次氯酸盐浸出工艺,金浸出率达95%。昆明理工大学采用MnO2、NaCl、H2SO4以低温(280℃)氯化处理北衙含As、Sb的金矿,也取得了较好的结果和进展。
(三)硫代硫酸盐法
在无氰提金研究中,由于硫代硫酸盐法是在碱性介质中浸出,从而使其优越于氯化法和硫脲法。早在1957年前苏联曾研究了纯金在氨性硫代硫酸盐溶液中的溶解热力学。1972年日本研究了Cu2+对S2O2-3溶金的催化作用及其影响因素。1981年美国对含铜、锰难处理金矿进行了S2O2-3浸出研究。1983年前苏联获得了用硫代硫酸盐处理含铜、锰等复杂金矿的专利。美国钮蒙特公司在卡林金矿建立了一个细菌预处理(含碳、砷)的硫代硫酸盐堆浸厂。
国内对硫代硫酸盐浸金的研究起步较晚,1984年以后沈阳黄金学院、沈阳矿冶所、东北大学、中国科学院化工冶金研究所、中南工业大学等单位分别进行了硫代硫酸盐提金方法的基础理论研究和技术开发工作。有关报导认为:硫代硫酸盐虽有浸出指标高的优点,但浸出条件要求苛刻,要求在50~60℃温度下浸出,浸出体系需要SO2或亚硫酸盐作稳定剂、Cu2+作催化剂等。采用硫代硫酸盐法处理山东某含铜金精矿的试验结果表明:对于含Au153.62 g/t、含Ag 443.5 g/t、含Cu 4.71%的金精矿,在常温常压条件下,与氰化法相比,采用硫代硫酸盐法,其浸出剂用量相当,但浸出时间缩短18h,金和银的浸出率分别提高8.22%和25.73%。目前,在国内硫代硫酸盐法提金工艺尚处在工程化研究阶段,需要进一步完善和推广应用。
(四)溴化法
与氯相似,溴是一种较强的浸金剂,早在1881年谢夫(Shaff)采用溴化法浸金曾获得美国专利。后由于氰化法提金工艺的广泛应用而中断研究,直至20世纪90年代,随着人们对环保的重视,溴化法又重新引起关注和研究。1990年美国推出了有机溴化物Geobrom系列药剂:3113、3400、5000,其中以含Br34%的Geobrom3400浸金效果最好。此外,澳大利亚采用无机溴化盐作浸金剂也取得了较好的结果。
近几年来,国内有关单位对含金32.5g/t的浮选金精矿进行过溴化法提金的研究,试验结果表明:浮选金精矿经600~650℃焙烧脱硫,在HCl介质中添加NaCl和溴水浸出12h,可使金浸出率达99%,但研究工作仍处于实验室阶段,而美国、澳大利亚的研究已步入工程化实用阶段。(中国选矿技术网)