难浸金矿常温常压强化碱浸预处理新工艺_孟宇群

1.2 砷硫选择性氧化
在常温常压下强化碱浸预处理过程中 , 对砷硫
的氧化转化是选择性进行的 。 充分利用砷矿物比黄
铁矿氧化快的热力学趋势 , 优先氧化砷矿物 , 将有害
氰化浸出的砷矿物绝大 部分氧化转化 , 如毒砂等 。
而其它硫化物 , 如黄铁矿等则被部分氧化 。 其结果
是使影响金浸出的砷 、硫被选择性氧化 , 不影响金浸
另一个100t规模的生产厂在筹划中11与压热氧化细菌氧化焙烧氧化工艺在产投资生产成本效益等特性方面的比较见表与其它预处理技术的特性对比tablecharacteristiccomparisonswitotherpretreatmentprocess预处理工艺焙烧氧化压热氧化细菌氧化常温常压强化碱浸国外工艺成熟程度最成熟成熟中小厂成熟实验室小规模试验国外原矿规模1000730070015001201200701350101000国内工艺成熟程度200t设备工艺落后不成熟停留在实验室100t以下在实践阶段建成世界首条10t在建工艺自主知识产权工艺控制要求较严格严格较严格简单砷硫是否选择性氧化8025102540原料砷含量要求工业副产品h2so4作工保健高浓度砷化物低浓度毒物低浓度毒物低浓度毒物环境控制技术复杂烟气处理系统或h2so4as2o3车间废气洗涤器砷中和渣多酸雾洗涤器砷中和渣多砷中和渣少氧与空气喷射系统流程复杂性复杂最复杂复杂简单安全性较安全高压高氧危险安全安全金的一般回收率89939693左右9396银回收率设备投资万元80020001000300提金工艺生产成本650800500750290555严重依赖硫酸市场一般较好难浸金矿常温常压强化碱浸预处理新工艺47c1refractorinesscertaingoldorescyanidationprobablecausespossiblesolutionsmineralprocessingextractivemetallurgyreviewg1recentadvancesrefractorygoldprocessingannualmeetingquebeccit20012062161995210208intensifiedalkilineleachingpretreatmentrefractorygoldoreambienttemperatureatmospherepressureminjieinstitutemetalresearchchineseacademyhenyang110016arsenic2containingrefractorygoldoreconcentratepretreatedchemicalsyn2theticseparationprocessfinegrindingleachingtowermill1ultrafineground9
60
97
85.5
山东龙口 金精粉 2.0 19.1
50
24
93
53.9
辽宁凤城1) 金精粉 3.55 24.8 54.7
52
93.6
43.1
广东高要 金精粉 10.3 27 112.3
36
95.3
48.1
N aOH 消耗 24h 金氰化浸出率/ % 提金工艺生产
+ 6NaOH
(8)
常温常压强化碱浸预处理 —氰化提金工艺流程
如图 2(a)和(b)所示 。
图 1 预处理过程中砷 、硫矿物选择性氧化示意
Fig.1 Scheme of arsenide and sulphide selecting oxidation during pretreatment
1.3 氰化炭吸附(或锌粉置换)提金(或非氰化提金) 预处理完成后 , 往矿浆中加入一定量的 CaO 进
关键词 :冶金技术 ;难浸金矿 ;预处理 ;强化碱浸 ;常温常压 中图分类号 :TF831 ;TF803.21;TF113.31 +1 文献标识码 :A 文章编号 :1001 -0211(2003)01 -0043 -05
随着世界上易浸金矿资源的日渐枯竭 , 金的提 取已逐步转向处理难浸矿石 , 这类金矿必须经过预 处理才能回收 。目前 , 国外已有焙烧 、压热酸浸 、压 热碱浸 、细菌氧化等预处理方法在工业上成功应用 。 焙烧法污染较大 , 除劫金类碳质金矿外 , 已很少新上 该类项目 。压热法技术要求高 , 设备需耐腐蚀 , 有高 压高氧危险 , 投资大 。 细菌氧化法预处理矿浆浓度 低 , 预氧化时间长 , 投资高 , 在菌种适用性上也受到 种种限制[ 1-3] 。
(2)在常温常压下 , 新工艺达到了压热酸浸和压
生产线 , 完成了 10t/ d 工业性试验及生产 , 证明这一 新技术可以高效地回收难处理金矿中的金 , 工艺具
热碱浸法在高温高压下的预处理提金效果 。但成本 低 、操作更简单 、管理更方便 。预处理完成后不需洗
有广泛 的普适性 。 金浸出 率从预 处理前 的 8 % ～ 涤 , 流程短 、易实施 、金回收率高 。
基金项目 :中国科学院“ 九五” 应用研究 与发展重 大项目(K Y 951 202 -03);国家东北高性能材料研究与发展基地创新基 金资助项目(CX 9906 -3);辽宁 省自然科学基 金资助项 目(2001101015)
收稿日期 :2001 -12 -13 作者简介 :孟宇群(1967 -), 男 , 辽宁义县人 , 高级工程师 , 博士
20 %, 提高到 93 %～ 98 %。按 30 ～ 50t/ d 计 , 预处理 成本 200 ～ 400 元/ t , 整个提金工艺生产成本 290 ～
(3)NaOH 耗 量小 , 一般 为理论耗量的 20 %～ 40 %。 而压 热碱 浸法 , 选 择性 差 , 硫 无为 转化 多 ,
555 元/ t 。 部分研究结果见表 1 。 预处理过程中 , 磨 矿细度一般在 91 %～ 99 %-35μm , 2#脱砷 引发剂 用量为 10-6 , 矿浆浓度 40 %, pH 控制在 11 左右 , 环
45
2 技术效果
3 技术特点与讨论
在完成了常温常压强化碱浸预处理提金工艺研 究的基础上 , 进行了强化预处理专利设备等生产技
(1)项目技术拥有自主知识产权 , 关键技术与创 新点体现在五个方面 :常温常压代替高温高压 ;高效
术的研发 。 利用这一新工艺 , 对我国十余种典型的 节能 、经济的超细磨技术 ;塔式磨浸机机械活化 、强
含砷难浸金矿进行预处理 , 分别开展了 2.5kg 级实 验室研究和 ～ 24kg/ d 实验室连续扩大试验研究 , 并
化碱浸技术 ;强烈搅拌活化 、强化碱浸技术 , 开发出 专有生产设备并首先在工业上应用 ;使金难提取的
在辽宁凤城建成了世界上第一条含砷难浸浮选金精 砷 、硫矿物选择性氧化技术 。
矿的常温常压强化碱浸预处理氰化提金新技术示范
1 工艺原理
针对我国难处理金矿资源的回收现状 , 中国科学
院金属 研究所研发 成功“ 含砷难浸 金矿 常温常 压强化 碱浸预处理提金新工艺”[ 4-8] 。其原理是采用物理与
化学综合分离的方法 , 利用边磨边浸工艺及其主体设
备 -塔式磨浸机 , 对含砷难浸金矿进行超细磨 , 然后
在常温常压下 , 利用首创的强化预处理搅拌槽进行强
我国难浸金矿资源储量大且分散 , 现已探明难 浸金的金属储量千余吨 , 潜在经济价值 800 余亿元 。 由于浸出率低且没有好的适合国情的回收方法而大 部分无法有效利用 。 在中国科学院“九五”应用研究 与发展重大项目资助下 , 研发成功具有我国自主知 识产权的含砷难浸金矿常温常压强化碱浸预处理提 金新工艺 。十余种我国典型的难处理金矿经过这种 方法预处理后 , 砷转化率 一般在 90 %以上 , 硫氧化 率 20 %～ 40 %左右 , 金浸出 率从 预处理 前的一 般 8 %～ 20 %, 提高到 93 %～ 98 %, 现已成功实现工业 化(详细数据将陆续发表)。新方法工艺简单 , 管理 方便 。预处理完成后不需洗涤 , 流程短 、易实施 、投 资小 、环境友好 , 为难处理金矿预处理提供了一条新 途径 。
Fig.2 F lowsheet of intensified alkaline leaching
at ambient tempera ture and atmosphere pressure -cyanide leaching
第 1 期 孟宇群等 :难浸金矿常温常压强化碱浸预处理新工艺
(6) 然后 可以 对矿 浆进 行压 滤(也可 直接 进入 氰 化), 滤液返回预处理 , 渣经再调浆后加入 NaCN , 进 行常规氰化浸出提金 。物料中的解离金或暴露金迅 速形成氰金络合物 , 进入溶液 。 氰化过程中可以进行炭吸附 , 载金贵炭经解吸
图 2 常温常压强化碱浸预处理 氰化提金工艺流程
(7)和(8)。废水达到国家颁布的《污水综合排放标准》
GB8978-88 规定的指标 , 即 pH =6 ～ 9 , 一类污染物砷
最高允许排放浓度 <0.5mg/ L 。 Fe2 (SO 4 )3 + 2N a3A sO 4 = 2F eA sO 4 ↑ +
3N a2SO4
(7)
3CaO + 2N a3AsO 4 +3H2O = Ca3(A sO4)2 ↑
第 55 卷 第 1 20 0 3 年 2
期 月
有 色 金 属
NO N FERRO U S M ETA LS
F ebVruoal. ry5 5 ,
No.1 2 0 03
难浸金矿常温常压强化碱浸预处理新工艺
孟宇群 , 吴敏杰 , 宿少玲 , 王隆保
(1)
FeA sS +FeS2 +3N aOH +3/ 4O2 +3/ 2H2O =
N a3A sS3 +2Fe(O H)3
(2)
FeS2 +2N aOH +3/2O 2 = N a2S2O 3 +Fe(OH)2
(3) 随后 , 在一定条件下 , N a2S2O 3 和 N a3A sS3 被进 一步氧化成 N a2SO4 和 N a3AsO4 。 Fe(O H)2 被氧化 成 Fe(OH)3 , Fe(OH)3 又分解成 Fe2O3 等 。其中反 应(3)发生的程度 , 取决于黄铁矿的活性 。
上述过程 , 实际上比较复杂 。预处理过程中 , 会 有 Fe2 +和 Fe3 +离子生成 。 已经转化入液相中的砷 ,
大部分又被转化的三价铁离子和矿石中的钙质所中
和 , 以稳定的 、且不影响 氰化浸出的 F eA sO 4 和 Ca3
(AsO4)2 混合物的形式 , 存在于矿渣中 , 见反应(4)
行调浆 , 去除溶液中的杂质离子 , 使耗氰离子 Me n + 沉淀 , 见反应(6), 溶液净化 , 使消耗 NaCN 的杂质含 量降低 。 部分 CaO 也参与和 N a2SO4 及 N a3A sO4 的 反应 , 生成 CaSO 4 和 Ca3(AsO 4)2 沉淀 , 对溶液也同 时具有除砷作用 。 Men + + nCaO + nH2O = Me(OH)n ↑ + nCaOH -
50.5
辽宁辽阳 金精粉 3.65 15.3 44.7
12
92.1
70.2
新疆阿希 金精粉 0.36 7.7 66.4
12
72.2
63.6
新疆拖里 金精粉 1.2 7.4 74.4
48
91 ～ 94
71.6
山东黄金
金精粉 2.1 20.8 56.1
48
84.8
42.3
集团公司
廖家坪 原矿 1.35 3.1 11.5
境温度 -4 ～ 35 ℃。
NaOH 耗量大 。强化碱浸预处理过程中 , pH 控制在 11 左右 , 与炭浆工艺 pH 一致 , 设备无需耐腐蚀处 理 , 使用普通碳钢制造即可 , 投资大幅降低 。
表 1 含砷难浸金矿部分研究结果
Fig.1 Some research results of refractory go ld ores
难浸金 矿石
成分
预处理
氧化率/ %
矿产地 种类 A s/ % S/ % A u/(g·t -1) 时间/ h
As
S
吉林珲春 金精粉 12.4 23
63
48 95.2 ～ 97.1 47.8
辽宁丹东 金精粉 4.1 21
62
48 92.6 ～ 95.5 47.6
辽宁凤城 金精粉 3.4 21
43
36
91.8
和(5), 少部分砷进入溶液 。
Fe3+
+A
sO
3 4
-
=
FeA
sO
4
↑
(4)
44
有 色 金 属 第 = Ca3(A sO 4)2 ↑
(5)
预处理完成后 , 原来难浸的物料就转化为易浸
物料 , 再进入常规氰化浸出流程 , 进行高效提金 。
(中国科学院金属研究所 , 沈阳 110016)
摘 要 :采用物理与化学综合分离方法, 利用边磨边浸工艺及其主体设备 -塔式磨浸机 , 对含砷难浸金 矿进行超细磨 , 然 后 在常温常压下 , 利用强化预处理搅拌槽进行强化碱 浸预处理 , 从而脱砷 脱硫或使 金与硫化 物充分解 离 , 再进行 氰化 , 实 现高效 提 金 。 对我国十余种典型的含砷难浸金矿在矿浆浓度 40 %, 环境温度 -4 ～ 35 ℃条件 下进行预 处理 , 金的浸 出率从预 处理前的 8 % ～ 20 %, 提高到 93 %～ 98 %。 建成 10t/ d 规模的工业试验及生产厂 , 30t/ d 的预处理厂正在建设中 。
出的硫仍保持原物相 , NaOH 消耗小 。 选择性氧化
也使预处理前的物料颗粒的“骨架结构” 得以保持 ,
使预处理后粒度变化不 大 , 有利于 后续提金作业 。
砷硫矿物颗粒选择性氧化进程的描述如图 1 所示 。
后电解 , 冶炼金锭 。 预处理后矿浆也可采用氰化 -
锌粉置换或采用硫代硫酸盐等非氰化方法提金 。
化碱浸预处理 , 从而脱砷脱硫或使金与硫化物充分解
离 , 再进行氰化 , 达到高效提金的目的 。
1.1 强化碱浸脱砷脱硫
常温常压下 , 强化碱浸预处理过程中主要化学
反应如式(1)～ (3)所示 。
3FeAsS +9N aOH +4O2 = N a3AsS3 +2N a3A sO 4
+3Fe(O H)3
1.4 尾液除砷零排放
往提 金完 成后 的矿 浆中 再 加入 一 定量 的
Fe2(SO4)3 , 使溶液中的[ Fe] ∶[ As] 为 3∶1 ,pH =7 ～ 9 。如
pH 小于 7 ,可再加些 CaO , 经搅拌后压滤, 液返回氰化 ,
渣排放 。砷以稳定的 FeAsO4 和 Ca3(AsO4)2 混合物的 形式存在于矿渣中 , 对环境友好 , 不污染环境 , 见反应