金精矿的含硫试剂浸出工艺研究.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年3 期 3 1 金精矿的含硫试剂浸出工艺研究 张秋利，兰新哲，宋永辉 西安建筑科技大学冶金工程学院，西安 7 1 0 0 5 5 摘要用硫脲、硫代硫酸盐、硫氰酸盐、石硫合剂及改性石硫合剂等含硫试剂对某金精矿进行浸出试验， 结果表明，石硫合剂和改性石硫合剂适于该金精矿的浸出，且在较优条件下浸出率可达8 5 ％以上。 关键词含硫试剂；浸出；金 中图分类号T F 8 3 1 ；T F 8 0 3 ．2文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 7 0 3 0 0 3 1 0 3 S t u d yo nP r o c e s so fL e a c h i n gG o l db yS u l f u r B e a r i n gR e a g e n t Z H A N GQ i u _ l i ，L A NX i n - z h e ，S O N GY o n g h u i I n s t i t u t eo fM e t a l l u r g yE n g i n e e r i n g 。X i a nU n i v e r s i t yo fA r c h i t e c t u r ea n d T e c h n o l o g y 。X i a n7 1 0 0 5 5 ，C h i n a A b s t r a c t T h ep r o c e s so fl e a c h i n gg o l db ys u l f u r b e a r i n gr e a g e n ti n c l u d i n gt h i o u r e a ，t h i o s u l f a t e ，t h i o c y a n a t e ，L i m e S u l f u r S y n t h e t i c - - S o l u t i o n L S S S a n dM o d i f i e dL S S S M L a r es t u d i e d ．T h er e s u l t ss h o w t h a tt h eL S S Sa n dM La r es u i t a b l et ot h ee n r i c h e dg o l do r e ．T h el e a c h i n gr a t ei sa b o v e8 5 ％u n d e rt h eo p t i m u mc o n d i t i o n s ． K e y w o r d s S u l f u r b e a r i n gr e a g e n t ；L e a c h i n g ；G o l d 目前广泛应用的提金方法是氰化法，特别是近 几十年来，炭浆法 包括炭浸法 、树脂矿浆法、堆浸 法、槽浸法等氰化工艺技术的相继开发和利用，而且 管道化加压氰化法、富氧氰化法等强化氰化提金工 艺也受到重视，使得氰化提金工艺继续保持其优先 地位。氰化法不仅工艺成熟，金回收率高，更重要的 是生产成本低，经济效益好，仍被国内外普遍采用。 然而，随着金银易处理矿的不断开采利用，金银易处 理矿资源日趋枯竭，而含有较多量砷、锑、铜、铅、泥 质及炭质矿等金矿原料，将成为主要处理对象，可是 氰化法对这类矿物处理因回收率低、试剂消耗大、浸 出速度慢、成本高，显示出极不适应的弱点。此外， 氰化物有剧毒，严重污染环境，这与现在日受重视的 环境保护与可持续发展相背离。 鉴于此，世界各国科学家作了大量的工作，研究 无毒非氰提金方法。其中含硫试剂成为主要的浸金 基金项目国家“九五”重点科技攻关项目 9 5 - - 5 2 1 - - 0 3 - 0 1 作者简介张秋利 1 9 7 3 一 ，男，河北晋州人，博士研究生 试剂，主要有硫脲、硫代硫酸盐、硫氰酸盐、石硫合 剂 L S S S 、改性石硫合剂 M L 等。本文针对某难 处理金矿，用以上试剂作了浸出工艺试验对比，得出 了适用的浸出方法。 1 试验原料和方法 1 ．1 原料 试验原料取自某浮选精矿。矿样含A u 9 5 ．8 1 9 ／t 、A g8 ．0 9 ／t ，其他主要元素分析结果 ％ F e2 3 ．6 4 、S3 2 ．8 2 、A s2 ．1 5 、Z n1 ．0 3 、C a O0 ．8 2 、 M g O0 ．5 6 、S i 0 24 3 ．8 0 、A I 0 38 ．3 。金精矿中，矿物 组成主要为黄铁矿、石英、伊利石、钠长石、绿泥石、 赤铁矿、白云石。金主要以自然金形式赋存于黄铁 矿、石英、毒砂等载金矿物中，由工艺矿物学研究可 知，该金精矿属于含砷微细粒黄铁矿包裹的难处理 精矿。 万方数据 3 2 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年3 期 1 ．2 试验方法 准确称取浸金试剂于烧杯中，加入其它试剂配 制好浸出液，再加入金精矿并置于恒温水浴中，搅拌 浸出一定时间后，过滤，洗涤渣，干燥，取样分析。配 制浸出液的试剂为分析纯，水为蒸馏水，用原子吸收 法分析浸渣及浸出液中的金，并计算浸出率。 2 结果与讨论 2 ．1 硫脲法 硫脲浸金‘1 3 是利用金在酸性条件下可与硫脲形 成可溶性络离子，即A u 与硫脲分子之间通过强协 同配位键结合成稳定的络合离子A u [ S C N H ] 2 。金在酸性硫脲溶液中易氧化溶解，当 以F e 3 作氧化剂，金在硫脲中的溶解反应为 A u 2S C N H 2 2 F e 3 一 A u [ - S C N H 2 2 ] 2 F e 2 硫脲浸金‘2 3 的主要特点有速度快、浸出时无毒， 有利于环保、干扰离子少。因此硫脲浸金技术成为 提金技术研究的一个热点。本论文采用此方法的较 优条件进行浸出试验研究，浸出温度3 0 3K ，浸出时 间4h ，其它条件及结果见表1 。 表1 硫脲法浸金试验结果 T a b l elT h et e s tr e s u l t sl e a c h e db yt h i o u r e a 编号侧S C N 口H 2 。， ／ 酬N a 2 小S O s1 p H ／ m 置1 鬻 O ．2 0 ．3 0 ．4 O ．Z 0 ．3 O ．3 0 ．21 ．50 ．0 27 0 ．3 0 ．21 ．50 ．0 47 6 ．0 0 ．3 1 ．80 ．0 27 8 ．2 0 ．31 ．80 ．0 46 8 ．2 0 ．2103 1 ．6 0 ．21 1 2 7 ．1 由表1 可见，当p H 等于1 0 和1 1 时，浸出率较 低，硫脲法不适用于碱性条件；当p H 等于1 ．5 和 1 ．8 ，硫脲为0 ．4m o l ／L ，F e 3 为0 ．0 2m o l ／L 时，浸 出率在7 0 ％左右，仍不能达到较好的结果，表明硫 脲法对此金精矿较不适应。而且，硫脲浸金法主要 还存在以下一些缺点硫脲浸金药剂耗量大、价格 高、经济性不如氰化法；在酸性氧化介质中，硫脲容 易被氧化成二硫甲脒，使硫脲的消耗量增高，且会带 来设备腐蚀问题。 2 ．2 硫氰酸盐法 硫氰酸盐法[ 3 3 浸金，毒性低微，方法简单，浸金 速度快，常温下浸取。在硫氰酸盐中，硫与氰的结合 大大降低了毒性，而且能提供s 、C 、N 三种金的配位 原子。S C N 一离子与A u 工，1 1 1 的络合能力虽然略 小于C N 一离子，但明显高于硫脲和S 。0 。2 一离子的 络合能力。我们对金精矿进行了硫氰酸盐法浸金的 研究，具体试验结果见表2 。 表2 硫氰酸盐法浸金试验 T a b l e2T h et e s tr e s u l t sl e a c h e db yt h i o c y a n a t e ⋯ N H 4 S C NM n 0 2 ，。时间 温度浸出率 编号／ t 0 0 1 ．L 一， ／ 。。1 ．L 一1 p Hj i ‘了≤’／五’ O ．2 0 ．2 0 ．2 0 ．2 0 ．3 0 ．5 1 ．023 0 33 9 ．3 6 1 ．O32 9 84 4 ．9 0 1 ．043 0 35 0 ．1 9 1 ．542 9 35 6 ．7 4 1 ．543 0 36 5 ．6 1 1 ．O43 0 36 4 ．7 0 由表2 可知，此方法的浸出率在4 0 ％～7 0 ％， 对该金精矿适应性差，且该方法以M n 0 2 作氧化 剂，浸金过程中存在如下的反应 M n 0 2 2S C N 一 4 H 一 M n 2 S C N 2 2H 2 0 所以S C N 一消耗量增加，导致成本较高，为了 降低消耗，必须选择一种能取代M n O 而又廉价的 氧化剂。 2 ．3 硫代硫酸盐法 通常用于浸金的硫代硫酸盐主要的为硫代硫酸 钠和硫代硫酸铵，两者均为无色或白色粒状晶体。 有O 。存在时，硫代硫酸盐与金能形成稳定的络合 物[ 卜6 1 。 4A u 8S 2 0 2 3 一 2H 2 0 0 2 4A u S O 。 2 一 4 0 H 一 这就是硫代硫酸盐浸金的基本反应。当溶液中 存在C u 2 、N H 。、S O 。2 一时，硫代硫酸根能与金形成 稳定的络合物。试验条件为液固比3 1 、浸出时 间为4h 、温度为3 2 3K ，其它条件及结果见表3 。 表3 硫代硫酸盐法浸金试验 T a b l e3T h et e s tr e s u l t sl e a c h e db yt h i o s u l f a t e 编号／ m 0 1 ．L - 1 ／ 1 酬．L - 1 ／ m 0 1 ．L - I ／ m 0 1 ．L - 1 ／％ 由表3 可知，硫代硫酸法对该金精矿的浸出率 在7 0 ％左右，浸出率较稳定，但N a 。S 0 。为0 ．4 ～ 0 ．5m o l ／L ，浸出剂耗量大，成本偏高，必须使浸出 剂循环使用，以降低成本。而且该方法工艺要求较 4 5 3 2 2 4 ● ● ● ● ● 6 0 4 1 5 0 7 7 7 6 7 7 0 0 O 0 0 0 0 8 O 8 8 O ● ● ● ● ● ■ 1 0 1 O 0 1 5 6 5 6 5 6 0 0 0 0 O O ● ● ● ● ● ● O 0 O 0 O O O O 5 5 O O 2 2 l 1 2 2 ● ● ● 0 O 0 O 0 0 5 4 5 4 5 4 ● ● ■ ● ● ● 0 0 0 0 0 0 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年3 期 3 3 严格，不易控制，所以硫代硫酸盐浸金工艺需迸一步 完善。 2 ．4L S S S 法 石硫合剂，即L S S S L i m e - S u l f u r S y n t h e t i c - S o l u t i o n 是以廉价易得的石灰和硫磺为主要原料，经 反应合成的一种新型提金试剂。石硫合剂的浸金性 能是其中多硫化物和硫代硫酸盐浸金交互作用的结 果引。在碱性条件下，石硫合剂浸金的主要反应 如下 2 A u 十2 S 。2 一 2 H 2O 1 ／2 0 2 2 A u S 一 2 0 H 一 2 x 一1 S ，其中x 2 ～5 2 A u 4 s 2 0 32 一 H 2 0 1 ／2 0 2 2 A u S 20 3 23 一十2 0 H 一 试验条件为液固比3 1 ，浸出时间4h ．温度 3 2 3K ，其它条件及结果见表4 。 表4L S S S 浸金试验 T a b l e4T h et e a tr e s u l t sl e a c h e db yL S S S 编号L S ％S S 舳N 小a z S 2 ∥0 5 删N a 2 ⋯S 0 3 。。篡■温篙警 6 0 6 0 5 0 5 0 3 0 3 0 由表4 可知，用L S S S 法浸出，在适当条件下浸 出率可达8 0 ％以上，浸出率较高，适应性强。与其 它含硫试剂相比，有较多的优势石硫合剂利用廉价 易得的石灰和硫磺合制而成，成本低廉，无毒，有利 于保护环境；该金精矿有部分金 约2 0 ％ 被矿物 黄铁矿、毒砂 包裹，说明硫脲法、硫代硫酸盐法仅 能浸出矿中裸露的金，而对包裹金的作用很小。 L S S S 法则可以部分破坏矿物中硫化物和含砷硫化 物的包裹，提高浸出率；该法对设备要求低、工艺简 单，易于推广。 2 ．5M L 法 改性石硫合剂M L 即M o d i f i e dL S S S 。它是 在石硫合剂的基础上研制的一种新型浸金试剂。改 性石硫合剂主要对其中有效浸金成分S 。O ；一、S F 的比例进行了优化，将其中的部分S x2 一氧化，转化 为S z O ；一，增加了S O i 一的含量，改善了体系的稳定 性嗍。 试验条件为液固比3 1 ，浸出时间4h ，温度 3 2 3K ，空气量0 ．0 2 8I T l 3 ／h ，其它条件及结果见表5 。 表5M L 法浸金试验 T a b l e5T h et e s tr e s u l t sl e a c h e db yM L 牡筲舳N a 。．．2 S 2 ∥0 3 ⅢN 蹦a 2 ∥S 0 3 叭蒯C u 巾2 ’- ，小m 黝0 1 ．刺L - ，，W 1 0 ．0 5 ．0 3 ．0 2 ．0 5 ．0 3 ．O 由表5 可以看出，M L 结对该精矿的浸出率在 8 5 ％以上，能较多地浸出被矿物包裹的金，较适用。 改性石硫合剂是以S O ；一、S x2 一为主体的浸金试剂， 是对石硫合剂的优化体系，与石硫合剂相比，主试剂 消耗量从3 0 ％～6 0 ％下降到3 ％～1 0 ％，并且具有 石硫合剂的优点，还可以在低碱度，低浓度范围内有 效浸金，浸出过程稳定，体系中的有关参数便于调节 和控制。 3结论 硫氰酸盐法对该金精矿的适应性较差，不应采 用此法进行浸出；而硫脲法、硫代硫酸盐法适应性适 中；L S S S 和M L 法的浸金结果相对较好，并具有浸 出率高，成本低廉，无毒，工艺稳定，设备要求低、工 艺简单，能部分浸出被矿物包裹金等特点，故针对此 金精矿，L S S S 法和M L 比较适合。 参考文献 [ 1 ] 鲁志祥，王英滨，陈力平．硫脲浸金的现状和发展前景 E J - 1 ．黄金，2 0 0 3 ，2 4 7 3 4 3 8 ． [ 2 ] 杨大锦，廖元双，徐亚飞，等．硫脲从含金黄铁矿中浸金 试验研究[ j ] ．黄金2 0 0 2 ，2 3 1 0 2 8 3 0 ． [ 3 ] 陈建勋，庞锡涛．硫氰酸盐法从含铜黄铁矿焙砂中浸金 研究[ J ] ．黄金，1 9 9 7 ，1 8 3 3 3 3 8 ． [ 4 ] Y A N GZ h o n g r a i n ，Y A N GC h u n f e n ，W A N GG u a n g - c a n ．L e a c h i n gG o l d { r o mR e f r a c t o r yG o l dO r eB e a r i n g A r s e n i cb yT h i o s u l f a t eP r o c e s s [ J ] ．J o u r n a lo fY u n n a n U n i v e r s i t y ．1 9 9 7 ，1 9 5 5 0 8 5 1 4 ． [ 5 ] 童雄，张艮林．硫代硫酸盐浸金过程的热力学判据I - J ] ． 有色金属2 0 0 4 ，5 6 3 3 8 4 0 ． [ 6 ] 黄万抚，王淀佐，胡永平．硫代硫酸盐浸金理论及实践 [ J ] ．黄金1 9 9 8 ，1 9 9 3 4 3 6 ． E 7 ] 宋永辉，兰新哲．含硫试剂提金的几点思考E J ] ．有色金 属2 0 0 4 5 6 1 ，6 6 6 9 ． [ 8 ] 杨丙雨，兰新哲，张箭，等．石硫合剂的提金原理及应用 [ J ] ．贵金属，1 9 9 7 ，1 8 2 5 8 6 1 ． [ 9 ] 兰新哲，张箭．改性石硫合剂捉取贵金属的方法中国， Z L 9 5 1 1 3 7 3 6 ．o E P ] ．1 9 9 9 一0 7 一0 2 ． 1 2 ‘o l 3 1 5 6 6 6 O o 9 7 8 8 8 8 8 3 3 5 5 5 5 O O 0 O O O O 0 0 O 0 O ∞∞∞∞∞∞ O O l 0 O l S 5 5 ●} 4 4 0 O O O 0 0 O O O O 0 O 0；5 11} O O 0 O 0 0 』，2-口6 1 5 ● ● ● ● 3 』，6 5 5 6 7 7 7 7 8 8 0 0 O O 0 O 6 6 7 7 8 0 仉m 乱仉m L 8 8 5 5 6 6 0 O O 0 0 O仉仉仉乱仉m 8 7 6 6 5 5 O O O O 0 O 仉仉乱n m 吼 0 5 O S O O 2 1 2 i乱乱仉仉仉乱 万方数据