资源描述：
3 8 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 4 年第5 期 d o i l O ．3 9 6 9 ／j ．i 鹳n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 4 ．0 5 ．0 1 0 银精矿在[ B m i m ] H S 0 4 离子液体一硫脲 体系中的浸出行为 方夕辉1 ，钟名清1 ，尹艳芬2 ，张帅1 ，陈杜娟3 1 ．江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州3 4 1 0 0 0 ；2 ．江西理工大学经济管理学院，江西赣州3 4 1 0 0 0 ； 3 ．西北矿冶研究院，甘肃白银7 3 0 9 0 0 摘要用[ B m i m ] H S 0 。离子液体取代硫酸进行了硫脲浸取银精矿的浸出行为研究。考察了磨矿细度、 [ B m i m ] H S 0 t 浓度、硫脲浓度、F e 抖浓度、液固比、浸出时间等对银浸出率的影响。结果表明，在磨矿细 度一o ．0 4 3m m 占8 0 ％、硫脲浓度o ．1 8m o l ／L 、[ B m i m ] H s 0 4 浓度o ．3m 0 1 ／L 、F e 3 浓度7 ．5m m o l ／L 、液 固比3 1 、浸出时问1 8h 的最优条件下，银浸出率可达到7 3 ．9 6 ％。在[ B m i m ] H s 0 。一硫脲、H 。S 0 。一硫 脲和氰化体系中，[ B m i m ] H s 0 。～硫脲体系不但银浸出率最高，而且浸出时间最短。 关键词[ B m i m ] H S 0 ；；离子液体；浸出；硫脲；银精矿 中图分类号T F 8 3 2 文献标志码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 4 1 0 5 一0 0 3 8 一0 4 L e a c h i n gB e h a v i o r so fS i l v e rC o n c e n t r a t ei n [ B m i m ] H S 0 4 I o n i cL i q u i d sa n dT h i o u r e aS o l u t i o n F A N GX i h u i l ，Z H O N GM i n g q i n 9 1 ，Y I NY a n f e n 9 2 ，Z H A N GS h u a i l ，C H E ND l l j u a n 3 1 ．F a c u l t yo fR e s o u r c ea n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ，J i a n g x iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，G a n z h o u3 4 1 0 0 0 ，J i a n g x i ，C h i n a ； 2 ．F a c u l t yo fE c o n o m i c sa nM a n a g e m e n t ，J i a n g x iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o I o g y ，G a n z h o u3 4 1 0 0 0 ，J i a n g x i ，C h i n a ； 3 ．N o r t h w e s tR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B a i y i n7 3 0 9 0 0 ，G a n s u ，C h i n a A b s t r a c t T h el e a c h i n gb e h a v i o r so fs i l v e rc o n c e n t r a t ei n [ B m i m ] H s 0 4i o n i cl i q u i d sa n dt h i o u r e as o l u t i o n w e r es t u d i e d ．T h ee f f e c t so fg r i n d i n gf i n e n e s s ，[ B m i m ] H S 0 4c o n c e n t r a t i o n ，t h i o u r e aa n dF e 3 十c o n c e n t r a t i o n s ，r a t i oo fl i q u i dt os o l i d ，a n dl e a c h i n gt i m eo ns 订v e r1 e a c h i n gr a t ew e r ei n v e s t i g a t e d ．T h er e s u l t ss h o w t h a ts i l v e rl e a c h i n gr a t ei s7 3 ．9 6 ％u n d e rt h eo p t i m u mc o n d i t i o n si n c l u d i n gp a r t i c l es i z eo f8 0 ％一O ．0 4 3 m m ，t h i o u r e ac o n c e n t r a t i o no fO ．1 8m o l ／L ，[ B m i m ] H s 0 4c o n c e n t r a t i o no fo ．3m 0 1 ／L ，F e 3 十c o n c e n t r a t i o n o f7 ．5m m o l ／L ，r a t i oo fl i q u i dt os o l i do f3 1a n dl e a c h i n gt i m eo f1 8h ．I nc o m p a r i s o nw i t hc y a n i d i n g l e a c h i n ga n ds u l f u r i c a c i dt h i o u r e al e a c h i n g ， t h eh i g h e s ts i l v e rl e a c h i n gr a t ec a nb ea c h i e V e di n [ B m i m ] H S 0 4 t h i o u r e as o l u t i o nw i t ht h es h o r t e s tl e a c h i n gd u r a t i o n ． K e yw o r d s [ B m i m ] H s 0 4i o n i cl i q u i d ；1 e a c h i n g ；t h i o u r e a ；s 订v e rc o n c e n t r a t e 离子液体是指在室温条件下呈液态的离子化合 物阻2 。。已有的研究表明，离子液体在铝、镁、钛、镍 等金属的电沉积以及硫化铜的浸取等领域已获得应 用‘3 。5 1 ，若能将离子液体应用于金银的提取，再将浸 出的金银在离子液体中直接电解或者电沉积出来， 解决金银提取、尤其是银浸出率低和环境污染问题， 则有望开发成一套金银提取的绿色湿法冶金新技 术。1 一丁基一3 一甲基咪唑硫酸氢盐 简称[ B m i m ] 收稿日期2 0 1 3 1 0 一2 3 基金项目江西省科技支撑计划项目 2 0 1 1 B B G 7 0 0 0 2 1 ；江西省教育厅科技计划项目 G J 儿1 4 8 0 作者简介方夕辉 1 9 7 2 一 ，女，湖南宁乡人，副教授． 万方数据 2 0 1 4 年第5 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 3 9 H S O 。 是由咪唑阳离子和H S ；一阴离子组成的离 子液体L6 。。D o n g 等‘7 3 对[ B m i m ] H S 4 和K H S O 。 浓度与p H 的关系进行了研究，发现高浓度下 [ B m i m ] H S O 。释放氢离子能力比K H S O 。更强，能 替代H 。S O 。作为硫脲浸银的p H 调整剂。陈杜 娟[ 8 1 将[ B m i m ] H S O 。离子液体替代硫酸应用于硫 脲浸取硫化银，试验证明，以[ B m i m ] H S O 。替代硫 酸，银的浸出率更高，硫脲的消耗量也更小。 福建某银矿浮选银精矿含铜常常在4 ％以上， 氰化法银回收率仅4 0 ％左右，而且氰化物耗量也很 大。本文以[ B m i m ] H S O 。离子液体为p H 调整剂， 以硫脲为浸出剂，研究该浸取体系对银精矿的浸取 行为和规律。 1 试验原料和方法 试验用浮选银精矿取自福建某银矿，粒度 一O ．0 4 3m m 占6 3 ％，含A u1 6 ．5g ／t ，A g11 0 0g ／ t ，其他主要成分 ％ C u4 ．3 9 、s3 5 ．3 2 、F e4 5 ．5 6 、 P b1 ．6 6 、Z n3 ．0 6 、A s0 ．0 5 。主要矿物为黄铁矿 4 4 ．6 5 ％ ，其次是黄铜矿 1 4 ．7 ％ 和方铅矿 1 ．2 ％ ，银以辉银矿 4 7 ．7 1 ％ 和银金矿 3 7 ．6 2 ％ 为主，银矿物主要以包裹体形式存在于黄铜矿、黄铁 矿或脉石中，还有少量存在于方铅矿中。银矿物粒 径主要分布在o ．0 1 ～o ．0 6m m 。 按目前市场价格，该银精矿金银价值相当，但由 于银对浸取剂浓度、浸出时间等浸出条件的要求比 金苛刻。此外银精矿中铜品位高达4 ．3 9 ％，无论是 氰化法还是硫脲法，如此高的铜含量都对会银浸出 率产生很大影响[ 9 ] 。 主要试剂为分析纯硫脲、硫酸铁、氧化钙、 [ B m i m ] H S O 。，以及氰化钠 T P 。 在10 0 0m L 烧杯中，依次加入水、浸出剂、氧化 剂和p H 调整剂，然后按一定的液固比将浮选银精 矿加入烧杯中，将烧杯置于磁力搅拌器上搅拌，控制 温度为2 9 8K ，间隔一定时间从反应瓶中取5m L 浸 出液，过滤，用原子吸收光谱法测定浸出液中银的浓 度，并计算银浸出率。 2结果与讨论 2 ．1 磨矿细度对银浸出率的影响 浮选银精矿粒径为一o ．0 4 3m m 占6 3 ％，由于 银精矿中银矿物单体解离度仅为5 7 ．1 4 ％，需要再 磨才能使银矿物尤其是包裹体中的银获得充分单体 解离，因此在硫脲浓度为o ．1 5m o l ／L 、[ B m i m ] H s O 。浓度o ．2m o l ／L 、硫酸铁浓度7m m o l ／L 、搅 拌速度3 0 0r ／m i n 、液固比2 1 、浸出时间1 8h 的条 件下，考察磨矿细度对银浸出率的影响。当磨矿细 度一o ．0 4 3m m 所占比例分别为6 3 ％、6 5 ％、7 0 ％、 7 5 ％、8 0 ％、8 5 ％时，银浸出率分别为5 4 ．5 5 ％、 5 6 ．3 0 ％、6 0 ．2 1 ％、6 3 ．9 6 ％、6 5 ．8 9 ％、6 6 ．1 0 ％。 结果表明，提高磨矿细度有利于银的浸出，但当 磨矿细度大于一o ．0 4 3m m 占8 0 ％后，浸出率增幅 很小，因为在此磨矿细度条件下，银矿物已基本暴露 出来，磨矿细度过高反而使矿浆黏度增加，不利于浸 出剂的扩散，因此，选用一o ．0 4 3m m 占8 0 ％作为磨 矿细度条件。 2 ．2[ B m i m ] H s o 。浓度对银浸出率的影响 以[ B m i m ] H s ；作为p H 调整剂调节体系 p H ，探索[ B m i m ] H S 。浓度对银浸出率的影响。 试验条件硫脲浓度o ．1 5m o l ／L 、磨矿细度一o ．0 4 3r n Ⅱl 占8 0 ％、硫酸铁浓度7m m 0 1 ／L 、搅拌速度3 0 0r ／r n j n 、液 固比2 1 、浸出时间1 8h 。试验结果见图1 。 零 ＼ 爵 丑 蒯 瑶 图l [ B m i m ] H s O 。离子液体浓度 对银浸出率的影响 F i g ．1 E f f e c to f [ B m i m ] H s 0 4c o n c e n t r a t i o n o ns i I v e rl e a c h i n gr a t e 从图1 可看出，[ B m i m ] H S O 。具有很强的调 节矿浆p H 的能力，随[ B m i m ] H S O ；浓度增加，矿 浆p H 下降，矿浆呈强酸性。[ B m i m ] H S O 。浓度过 高或过低都不利于银的浸出，适合该浸出体系的最 佳[ B m i m ] H S O 。浓度为o ．3m o l ／L ，此时对应的矿 浆p H 为1 ．o 。与H S O ；一硫脲体系浸银的最佳 p H 范围相同0 I 。 2 ．3 硫脲浓度对银浸出率的影响 硫脲能与银矿物反应生成络合物 A g C S N H 。 。 进入溶液。在有氧化剂存在时，自 然银和辉银矿在硫脲溶液中的浸出反应[ 1 妇为 万方数据 4 0 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 4 年第5 期 A g 3 C S N 2 H 。一A g C S N 2 H 4 3 十 e A 9 2 S 6 C S N 2 H 。一2 A g C S N 2 H 4 3 十 S 2 e 试验条件[ B m i m ] H S O 。浓度o ．3m o l ／L 、硫酸 铁浓度7m m o l ／L 、搅拌速度3 0 0r ／m i n 、液固比 2 1 、浸出时间1 8h ，不同硫脲浓度下的银精矿浸 出试验结果见图2 。 硫脲浓度／ m 0 1 ．L 一1 4 图2 硫脲浓度对银浸出率的影响 F i g ．2 E f f e c tO ft h i O u r e ac o n c e n t r a t i o n O ns i l v e rl e a c h i n gr a t e 由图2 可看出，硫脲浓度对银浸出率影响较 大，当硫脲浓度从o ．0 9m o l ／L 增加到o ．1 5m 0 1 ／L 时，银浸出率从4 8 ．7 3 ％上升至6 4 ．5 5 ％。但硫脲浓 度大于o ．1 8m o l ／L 后，银浸出率增幅很小。这是因 为酸性体系下硫脲容易被溶解氧或矿浆中的F e 3 氧化生成二硫甲脒，二硫甲脒浓度越大，越易发生分 解生成不可逆的物质，故浸出矿浆中并不是硫脲浓 度越大越利于浸出率的提高，本试验选择适宜的硫 脲浓度为O ．1 8m o l ／L 。 2 ．4F e 3 浓度对银浸出率的影响 硫脲提取金银一般以三价铁盐和矿浆中的溶解 氧为氧化剂，试验中以F e 。 S o 。 。为氧化剂。F e 抖 浓度对银浸出率的影响很大，它能和溶解氧共同作 用氧化硫脲。但F e 3 当浓度过高时，矿浆的氧化还 原电位过高，硫脲的分解加速，使浸液中硫脲的有效 浓度降低，反而会降低银的浸出[ 1 2 ’13 | 。试验条件磨 矿细度一o ．0 4 3m m 占8 0 ％、硫脲浓度0 ．1 8 m o l ／L 、[ B m i m ] H S O 。浓度o ．3m o l ／L 、搅拌速度 3 0 0r ／m i n 、液固比2 1 、浸出时间1 8h ，F e 3 浓度 对银浸出率的影响结果如图3 所示。 从图3 可知，银浸出率随F e 3 浓度的增大先增 大，当F e 抖浓度超过7 ．5m m 0 1 ／L 后，浸出率反而开 始下降。此时，体系的氧化还原电位既有利于银的 溶解，也不至于加快硫脲自身的氧化分解。因此选 择F e 3 浓度为7 ．5m m o l ／L 。 冰 、 哥 丑 剿 磷 F e “浓度／ m m 0 1 ．L ．1 图3F e 3 浓度对银浸出率的影响 F i g ．3 E f f e c to fF e 3 c o Ⅱc e n t r a t i o n o ns i l V e rl e a c h i n gr a t e 2 ．5 液固比对银浸出率的影响 试验条件磨矿细度一0 ．0 4 3m m 占8 0 ％、硫脲 浓度o ．1 8m o l ／L 、[ B m i m ] H S 0 。浓度o ．3m o l ／L 、 F e 3 浓度7 ．5m m 0 1 ／L 、搅拌速度3 0 0r ／m i n 、浸出 时间1 8h ，当液固比分别为1 ．0 、1 ．5 、2 ．0 、2 ．5 、3 ．o 、 3 ．5 、4 ．o 时，银浸出率分别为 ％ 6 3 ．6 5 、6 6 ．3 4 、 6 8 ．7 8 、6 9 ．8 9 、7 1 ．2 5 、7 1 ．7 8 、7 2 ．1 5 。结果表明，浸出 率随液固比的增大而增大，当液固比增大到4 1 后，银浸出率的上升幅度很小。因为提高液固比能 改善扩散和传质过程，有助于提高浸出率，但也会增 加药剂消耗量。综合考虑，合适的液固比为3 1 。 3 氰化法和[ B m i m ] H S 0 4 一硫脲法与 H 2 S 0 4 一硫脲法浸银的比较 以[ B m i m ] H S O 。取代H 。S O 。是否有明显的优 势，与氰化法相比其浸出时间、银浸出率等指标如 何，有待于通过试验检验。试验条件分列如下， [ B m i m ] H S O 。一硫脲体系磨矿细度一o ．0 4 3m m 占8 0 ％、搅拌速率3 0 0r ／m i n 、液固比3 1 、硫脲浓 度o ．1 8m 0 1 ／L 、[ B m i m ] H S o 。浓度o ．3m o l ／L 、 F e 3 浓度7 ．5m m o l ／L ；H 2 S O 。一硫脲浸银体系磨 矿细度一o ．0 4 3m m 占8 0 ％、搅拌速率3 0 0r ／m i n 、 液固比3 1 、H S O 。调节矿浆p H 等于1 、硫脲浓度 o ．3 0m o l ／L ；氰化浸银体系磨矿细度一o ．0 4 3m m 占8 0 ％、搅拌速率3 0 0r ／m i n 、液固比3 1 、氰化钠 浓度4g ／L 、加氧化钙调节p H 至1 0 ．5 。3 种浸银体 系浸银试验结果见图4 。 1 无论是[ B m i m ] H S O 。一硫脲体系还是 H S O 。一硫脲体系，银的浸出速率都比氰化体系快， 当浸出时间为2 4h 时，[ B m i m ] H s O 。一硫脲法银的 浸出率为7 3 ．9 6 ％，此时氰化体系中银浸出率只有 万方数据 2 0 1 4 年第5 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 母 、 碍 弭 嬲 聪 浸出时间m 系 图4 不同浸出体系浸出时间对浸出率的影响 F i g ．4 E f f e c to f l e a c h i n gd u r a t i 仰o ns i l V e r I e 扯h i n gr a t ea td i f f e r e n tI e 舵h i n gs y s t e l m 4 6 ．7 6 ％左右，浸出4 8h 时浸出率才达最大值。硫脲 浸银的浸出时间比氰化法缩短了一半； 2 银矿物在[ B m i m ] H S O 。一硫脲体系中的浸 出率要比H 。S O 。一硫脲体系高得多，虽然前者硫脲 用量仅为后者的6 0 ％，但二者的最大浸出率分别为 7 3 ．9 6 ％和5 1 ．6 8 ％，表明[ B m i m ] H S O 。在银精矿的 浸出过程中不仅作为p H 调整剂，更为重要的是它 强化了银的浸出； 3 与氰化法相比，[ B m i m ] H S O 。一硫脲法银浸 出率比氰化法高了1 1 ．1 1 个百分点。 4结论 1 福建某银矿浮选银精矿中的银主要以自然银 和辉银矿的形式被包裹于黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿等 矿物中或与之连生，银矿物单体解离度仅有 5 7 ．3 ％，银精矿中铜、铅、锌、硫含量较高，尤其是铜 含量达4 ．3 6 ％，因此银精矿复杂难浸。 2 以[ B m i m ] H S O 。一硫脲体系浸取该浮选银 精矿，最佳工艺条件为磨矿细度一o 。0 4 3m m 占 8 0 ％、硫脲浓度o ．1 8m o l ／L 、[ B m i m ] H S 0 。浓度 0 ．3m 0 1 ／L 、F e 3 浓度7 ．5m m o l ／L 、搅拌速度3 0 0 r ／m i n 、液固比3 1 、浸出时问1 8h ，此时银的浸出 率可达到7 3 ．9 6 ％。 3 [ B m i m ] H S 0 4 一硫脲体系、H 。S O 。一硫脲体 系及氰化体系三者相比，[ B m i m ] H S 0 4 一硫脲体系 的银浸出率最高，浸出时间最短。 参考文献 [ 1 ] E a r l e ，M a r t y nJ ， K e n n e t hRS e d d o n ．I o n i cl i q u i d s ． G r e e ns o l v e n t sf o rt h ef u t u r e [ J ] ． P u r ea n dA p p l i e d C h e m i s t r y ，2 0 0 0 ，7 2 7 1 3 9 1 1 3 9 8 ． [ 2 ] R o g 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a t i o no ft h i o u r e ac o n s u m p t i o nf o r g o l de x t r a c t i o nf r o mc o m p l e xa n dr e f r a c t o r yg o l do r e s [ c ] ／／w a r r e nGw ，E P Dc o n g r e s s1 9 9 6 ，P r o c e e d i n g s o fS e s s i o n sa n dS y m p o s i aS p o n s o r e db yt h eE x t r a c t i o n a n dP r o c e s s i n gD i v i s i o n ，A n a h e i m ，C a l i f o r n i a E P D C o n g r e s so fT M S ，1 9 9 6 4 4 3 4 6 0 ． 万方数据
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