石硫合剂法浸金硫化矿的研究.doc

石硫合剂法浸金硫化矿的研究斗6一,3石硫合剂法浸金硫化矿的研究西安冶金建筑学院郁艟文张謦A摘要制揪一舡.荆往是一极有前造的新型无氰碱诖提盘工艺.关键词垂氲堡垒工艺百煎盒堡垒垒堕丝1前言3试验石硫台剂(以下称LSSS)是用石灰和硫磺合制而成,无毒,廉价易得.石硫合剂法(1(2,是我国首创的新型无氰提金技术,具有浸盒速率快,金浸出率高对矿的适应性强,对设备材料要求低,有利于保护环境等一系列优点.石硫台剂法是常温,常压浸出工艺,浸金性能稳定,工艺简单,操作简便,易于工业推广应用.与目前其它研究较多的无氰提金技术(如硫腮法,水氯化法和硫代硫酸盐法等)相比,石硫合剂法无论是在技术上还是在经济上均具明显的优势.2理论基础LSSS的主要成分是多硫化钙(CaSx)和硫代硫酸钙(CaSO.).LSSS法的浸金过程可认为是多硫化物浸金和硫代硫酸盐浸金两者的联合作用,其过程的主反应如下:(8】2Au+2S一+H2O+1/202=2AuS一+20H一(1)G.=一185.57kJ/ITIOl2Au+4S2O一+H:o+l/2o2:3.1主要试剂升华硫(S),氢氧化钙(Ca(oH).)为化学纯亚硫酸钠(Na:SO.),氨水(NHs?Hio),硫酸铜(CuSO4?5H2O)硝酸(HNOs),硫酸(H2SO),盐酸(HCI),高氯酸(HCIO.)等均为分析纯,试验用水为二次蒸馏水.8.2矿样(见袭1)袭1矿样原料主要元素痔析注:硫化矿I200目占983.3试验方法首先按一定的液固比,在250ml锥形瓶中将金精粉原料与LSSS混合,然后加入适量的添加剂,在恒温振荡器上进行振荡.振荡浸出一定时间后,经过滤,上清液经原子吸收分光光度计分析金含量,计算出金浸出率.为确保分析结果的可靠性,部分数据进行了液渣对照,两者相差在5%以内.Au.z-+2OH-l.4试验结果与讨论G24kJ/.=一24.mol可见,石硫合剂的溶金反应在热力学上是可行的.LSSS浸金工艺研究目前还处于摸索阶段.本文进行了LSSS浸垒硫化矿的工艺研?46?有色冶炼1993.6究,对影响浸金的因素做了详细探讨,采用单因素试验与多因素正交试验相结合的方法,进行了大量探索性试验,确定了一最优的浸金工艺条件.1氨水浓度对金浸出率的影响试验条件和试验结果如表2和表3所示.从表3可以看出.随着氨水的加,金的浸出率不断上升,当氨水浓虞达到O.8mol/l左右时金的浸出率达到最高裹2试验条件注:RG是特殊添加剂裹3氨水浓度对金浸出率的影响NH?HO(mol/1)04060.8l012盘浸出牢()7592969389Sx,S.o一都易在酸性条件下歧化分解:Sx.一+2H=H2S+(x1)S4S2o;一十2H+=6SO2+H2S+S氨水的加入,增加了溶液的pH值,抑制了Sx,Szo一的反应,保证了LSSS浸金体系中有效浸金成分Sx,So一的稳定性,维持了体系的碱性气氛,有利于金的浸出.若氟水浓度超过0.8tool/l,则过高的pH值又会阻碍金的溶解反应,这从方程(1),(2)可看出.4.2Cu浓度对金浸出率的影响试验结果如表4所示.从表4可看出,Cu浓度在OO.038mol/l之间变化时.金的浸出率急剧上升,超过0.038mol/l之后,垒的浸出率反而降低.这可能是由于过多的Cu存在,使生成覆盖在金粒表面的硫化铜置增加,阻碍了金的溶解.本试验中Cu是以Cu(NH);络离子形式存在的.硫代硫酸盐浸垒过程必须含有Cu,Cu在溶液中以Cu(NH):形式存在,其催化作用促进了金的溶解.这一催化作用同样适用于多硫化物的浸金过裹lCu浓度对金浸出率的影响注试验条件隙固定氨水浓度在0.8moI/1和变化Cu外,其余回表2.程c3).3亚磕t钠浓度对金浸出事的髟响试验结果如表5所示.从表5可看出,当亚硫酸钠浓度在0.09tool/1左右时,对应着最高的金浸出率,超过0.09tool/l时,浸出率反而下降.这可能是过置的亚硫酸钠破坏了溶金的氧化气氛,且sol浓度过高时由于其强还原性不利于Cu(NH.):+的稳定性所致.寰5亚硫酸钠浓度对金浸曲率的影响Na=SO=(raol/I)0030.060090.120.15-_-_-_-_-_-_一盒侵出率(】759197船83注:试验条件陆固定氛承坡度在0.BmoI/J和变化亚硫酸钠.峨度外.其余同表2.在碱性溶液中szo;易发生以下反应:(4】3SO一+6OH一=4So一+2S2一+3Hio所以So一的存在可抑制so一的分石琉合荆法浸全硫化矿的研究郁熊定?4?解.此外,So一还可与Lsss体系浸出过程中析出的元素硫作用,生成S=o一,防止在金表面上生成硫和硫化层,消除金的钝化.可见亚硫酸铺在LSSS浸金体系中既作稳定剂又作活化剂.4.4浸出温度对金浸出率的影响裹e浸出温度对金浸出率的影响温度()203O405060金程出率L)06040O82B0注:试验条件除固定氨水浓度在O8mofl和变化澧度外.其余同表2试验结果如表6所示.从表6上可以看出,随着浸出温度的升高,金浸出率反而迅速下降.这可能是由于LSSS浸台体系在浸出过程中有如下反应发生:Cu2+S0一=CuSCu+S2O一+H2o=CuS+SO:一+2H一2Cu(SiO3)i一十7/20+I-/O=2CuS+3S2O:+2OH一这些反应的AGT随着温度的上升向负值方向增大,即硫化铜的生成随着温度的上升而增大,导致作为催化剂的Cu的损耗,并且生成的硫化铜覆盖在金表面,阻碍金的溶解.此外,随着温度的上升,LSSS体系中的Sx,S.Ol一的氧化,分解反应加剧,且氨水大量挥发,这些原因都使浸金指标下降.5攫摔速度对金浸出率的影响试验结果如表7所示.从表7可看出,搅拌速度小于200r/min,随着搅拌速度的提高,金浸出率增大,当搅拌速度为200r/min时,金浸出效果最好,而超过200r/min后,由于Sx,S:O的氧化反应加剧,降低了LSSS中的有效浸盒成分,使金溶解降低.表T搅拌速度对金浸出率的影响搅拌速度Lf/rain)lD0150200250800金浸出率【)7288050885注:试验条件赊固定氨水浓度在08molfl变化搅拌速度外,其余同表2.4.e固液比对金浸出率的影响试验结果如表8所示.从表8可看出,固液比为1t4时,浸金效果最好.固液比过低,则可能是浸金荆成分不足,溶金传质条件不好等原因,使金浸出率低.固液比过高,则会出现Sx的分解反应及so的歧化反应,使金表面的钝化作用加剧,阻碍金的溶解.裹B固液比对金浸出率的影响固液比l,2l,31/41151/6金浸出率()8l0296g0黜注:试验条件除固定氨水浓度在0.8molfl变化固液此外,其案同表2?7浸盒试村LSSS浓度对金浸出率的影响LSSS浸金试剂是一系列多硫化钙和硫代硫酸钙等的混合溶液,其中多硫化物及硫代硫酸盐等的浓度无法准确测定,因而本研究简单地把LSSS稀释一定倍数来研究其浓度变化对金浸出率的影响.试验结果如表9所示,LSSS浓度为8O浸金效果最佳.裹9LSSS浓度对金浸出率的影响LSSS浓度()B0708090100金程出率【18l85080288注:试验条件滕固定氨水浓度抑.8moV/t变化LSSS浓度外,其余同裘2.4.8浸出时间对金浸出率的影响试验结果如表1O所示.在浸出6h之后,矿石中的金就已基本完全浸出,继续浸出金48?有色冶炼1993.6裹1O浸出时间对金浸出率的影响侵出时间(h)2468l0盘浸出率(菇)60850695注:试骑条件除周定氨水能度0.8mol/I和变化浸出时间井.其余同表2.浸出率反而略有降低,逸可能是氨的挥发损失所致.5正交试验为确定LSSS浸出工艺中的主要条件,我们进一步对R浓度,G浓度,Na:SO.浓度和浸出时间进行了正交试验.选用L.(3)正交试验,其试验条件与结果见表1l.试验其它条件,选用上述有关单因素试验的最佳值,即cu浓度o.038mo1/】,氨水浓度0.8mOl/】,常温,固液比ll4,搅拌速度200r/min,浸出剂为80的LSSS.由正交表极差分析R值的计算表明,四个浸出条件中,R浓度对金的浸出率影响是主要fIq,其次是G浓度,亚硫酸钠浓度和时间.从表Il可看出,采用R浓度0.08mo/】,G浓度0.03tool/】,时间6h,亚硫酸钠浓度0.09mo/1时效果最好.6综合试验适宜的浸出条件,既要考虑到金的浸出宰,又要考虑到试剂单耗因素对工艺实用性的影响为此对上述最优工艺条件又做了两次综合试验,其试验条件及结果如表12所示.裹I1L.(3)试验条件及结果犏浸出条件RG时阐NaSOa号(tool/i)(raoI/I)(h)(mol/I)盒浸出率()裹12综台试验条件及结果综合试验表明,采用上述浸出条件时,金的浸出率可达97以上.这一指标比常规氰化法处理此矿所得浸金指标75高得多a以上的研究表明tLSSS法无毒,浸出时间短(大约为氰化法i/4左右),对含金50g/的硫化矿浸出结果,可获得金浸出率97以上的好指标.因此LSSS法是一极有前途的无氰提金法o7结论与建议(1)LSSS法在常温常压下能够直接浸金硫化矿.针对本试验用矿,适宜浸出工艺(下转第8页)石硫合剂法漫空硫化矿的研究郁能文?49?一般成分为(%)lBi10,Ago.4,MgO29.以前采用人工破碎后搭配入铋转炉的方法处理,由于渣中含大量高熔点的耐火材料碎屑,入炉后更容易引起炉结,往往是炉结与烧不熔的碎砖结在一起,越结越多,严重恶化了炉况.l991年,本厂采用重选加湿法的工艺流程处理砖头渣,取得了较好的效果.该法将砖头渣破碎,球磨后分级,粗粒含铋,银较高,经硫酸浸出氧化镁后,返铋转炉配料r细粒因含铋,银较低,直接送铅鼓风炉处理.其工艺流程见图4.8高砷,锑烟尘的综合利用铋直接火法精炼生产中,氧化精炼产出的烟尘台砷,锑高,而且均以As=Oa及Sb0.形态存在.烟尘圆含较高剧毒的As0.,必须妥善处理,以免造成盘害.长期以来只是经布袋收尘后送至砷灰库堆存.近年来,经与有关单位协作开发,将该烟尘用于玻璃助剂的生产.9开发新品种,适应市场需要近年来,为满足国际国内市场的需要,尤其为满足出口刨汇的需要,本厂先后研制并生产出高纯度医药用铋和针状铋投放市场,初步改变了铋产品品种单一的状况.参考文献1汪立果.铋冶盒.北京:冶金工业出脱社.19882单褡先.刘运良,卧式转炉炼铋的生产实跬.株冶科技.1988.(1):273l9许敏强.提高铋火法精去过程中银回收率的途径.株冶科技.1988.(1):823B4胨春祥.曾墙.低品位劣质铋矿的处理.株冶科技.1999.(4):228-2315朱慧仁.王家良.铋冶炼有价盒属的综合回收.椿冶科技.1992.(4):232-234围处理铋转炉砖头渣工艺流程图(责任编辑柯英)(上接第49页)条件为lR浓度0.08tool/】,G浓度0.03tool/l,时间6h,亚硫酸钠浓度0.09tool/i氨水浓度0.8,tool/】,Cu浓度0.038tool/】,搅拌速度为200r/rain,液固比4:l,常温,8O%的LSSS.(2)LSSS法浸出该合金硫化矿比氰化法速度快,仅需6h,浸出率可达97以上.(3)建议进一步进iLSSS浸金的理论研究.(4)开展减少LSss浸金添加剂种类和用量的研究.参考文献lZhangJ.etalLeachingGo1dnndSilveirwithLImeSulphur-Synthetlc-Solut;onPARTISynthesizingofLSSSandDisolingGoldandSiIverwlthit.1SthIPMIConference.Arizona.USA.June7一l1.1992.2Zhan