含硫试剂对某难处理金精矿的浸出研究.doc

含硫试剂对某难处理金精矿的浸出研究2010-1-26 21:25:09 中国选矿技术网 浏览 51 次 收藏 我来说两句 一、难处理金精矿工艺矿物学研究 （一）金精矿样化学组成 矿样的化学成份分析结果见表1。表1 金精矿样的多元素化学分析结果%元 素AuAgAsFeS含 量55.818.02.1523.6432.82元 素CuPbZnSbBi含 量0.05650.03801.030.00700.0005 注：Au、Ag品位为g/t。 （二）主要矿物组成 主要矿物组成为黄铁矿、石英、伊利石、钠长石。与金密切相关的金属硫化矿物主要为黄铁矿，其次为毒砂(砷黄铁矿)，再次是黄铜矿、方铅矿等；脉石矿物主要为石英、绢云母，次为碳酸盐类矿物，如方解石、菱铁矿等，此外有少量钠长石，绿泥石等。 （三）金的赋存状态及其嵌布特征 精矿中金的物相分析结果见表2。在磨矿粒度为200目占60%70%时，金仍然有25%左右包裹在黄铁矿和含砷有害矿物中。可见采用一般氰化法直接浸出工艺难以获得高的浸出率。表2 精矿中金的物相分析结果金物相单体及裸露金硫化物中金褐铁矿中金脉石中金合计金含量/（g/t）占有率/%41.0075.3612.122.820.100.101.641.7295.54100.00 扫描电镜下的X射线背散射图(又称背散射像)和X射线面分布图(又称X射线像)可以清楚的显示重金属元素矿物的形态特征和重金属元素在其矿物中的分布情况。矿物中自然金的背散射像和X射线像分别见图14。 图14金的射线像表明，自然金的背散射图边缘清晰，与载体矿物的界限分明，金在矿物中的分布均匀，此正是黄铁矿晶格中金的图像反映。 由以上工艺矿物学研究可知，该矿属于金被黄铁矿和毒砂包裹的含砷超细微难处理金精矿。矿物中黄铁矿及毒砂含量较高，其包裹金高达17%30% 。同时金的粒度分布不匀，以微细粒、次显微及显微不可见金嵌布为主，黄铁矿及毒砂是主要有害矿物，导致该金精矿难处理。 二、浸出试验研究方法 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，计算浸出率，并且取浸渣进行扫描电镜分析，观察其侵蚀结果。 三、结果与讨论 （一）含硫试剂浸出方法对比 目前，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试剂，主要有硫脲、硫代硫酸盐、硫氰酸盐、多硫化物、石硫合剂(LSSS)、改性石硫合剂(ML)等。这些非氰提金试剂都克服了氰化物浸出有剧毒的弱点，对提金工艺的发展有重大的实际意义。本研究选用常用的含硫试剂硫代硫酸盐、硫氰酸盐、硫脲和改性石硫合剂法用于浸出试验。其中改性石硫合剂是在石硫合剂的基础上研制的一种新型浸金试剂，其英文简写为ML(即modified limesulfursyntheticSOlution)。改性石硫合剂主要对有效浸金成分S2O32-、SX2-的比例进行了优化，将其中的部分SX2-氧化，转化为S2O32-，增加了S2O32-的含量，改善了体系的稳定性。4种方法浸出的主要试验条件及结果见表3。表3 含硫试剂浸出试验结果%浸出方法主要试验条件浸出率硫代硫酸盐法Na2S2O3 0.40.5 mol/L，Na2SO3 0.15 mol/L，Cu2+ 0.06 mol/L，NH3H2O 0.80 mol/L，4h，506574硫氰酸盐法NH4SCN 0.30.5 mol/L，MnO2 5 mol/L，pH=1，4h，306065硫脲法SC(NH2)2 0.20.3 mol/L，Na2SO3 0.2 mol/L，Fe3+ 0.02 mol/L，pH=1，4h，303068ML法ML:S2O32-+SX2-=0.4+0.01 mol/L，Na2SO3 0.1 mol/L，Cu2+ 0.05 mol/L，NH3H2O 8088 0.80 mol/L，4h，508088 从表3可见： 1、硫代硫酸法对该金精矿的浸出率在70%左右，浸出率较稳定。但该法工艺要求较严格，不易控制，所以硫代硫酸盐浸金工艺需进一步完善。 2、硫氰酸盐法浸出率稳定，但浸出率较低，不适于此矿的浸出。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，N3种金的配位原子。SCN离子与Au(，)的络合能力虽然略小于CN离子，但明显高于硫脲和S2O32离子的络合能力。硫氰酸盐法对本金精矿适应性差，且该方法以MnO2作氧化剂，浸金过程中存在如下的反应：MnO22SCN4H+Mn2+(SCN)22H2O 所以SCN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MnO2而又廉价的氧化剂。 3、硫脲法浸出率较低，且波动范围大，不适于此矿的浸出。因为硫脲在酸性溶液中性质稳定，它是利用金在酸性条件下可与硫脲形成可溶性络离子，即Au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AuSC(NH2)22。试验中pH等于1时，浸出率在30%68%左右，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，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。 4、ML法对该精矿的浸出率在80%左右，浸出率较高，浸出过程稳定，体系中的有关参数便于调节和控制。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。所以此法适用于此矿的浸出，但仍需要进一步研究，优化浸出工艺条件。 再根据前述金精矿的工艺矿物学研究，矿中25%的金被毒砂或黄铁矿包裹，硫脲法、硫氰酸盐法和硫代硫酸盐法的浸出率均没有超过75%，表明其不能打开毒砂或黄铁矿的包裹，导致浸出率在75%以下，而ML法的浸出率在80%以上，证明ML可以部分破坏毒砂或黄铁矿的包裹，将包裹金浸出，提高浸出率。所以下面采用ML法研究浸出过程中S2O32和SO32-的浓度变化，以推测其与矿物的作用机理。 （二）含硫试剂ML对难处理矿的作用 采用ML法浸出试验，试验条件：ML中S2O32-SX2-=0.40.01 mol/L，Cu2+为0.06 mol/L，NH3H2O为1.0 mol/L，SO32-为0.10 mol/L，浸出时间为4h，温度为50，空气量为0.028m3/h。分别以液固比3：1加入金精矿和不加入金精矿做对比试验，定时取样分析过程S2O32-和SO32-的浓度变化，推测其作用机理。试验分析结果见图5和图6。 从图5、6中可看出：在加入矿样进行浸出的试验中，S2O32-的浓度先下降然后有所升高，最后趋于稳定，而没有加入矿样的体系中S2O32-的浓度直接下降后趋于稳定，最终的稳定浓度小于加矿浸出试验。 同时，在加与不加入矿样的试验中，SO32-的浓度都急剧降低，加矿试验的浓度降低得更多。由此表明，在加矿浸出试验中，消耗的SO32-转化为S2O32-，使其稳定浓度较高，可能反应如下：SSO32-= S2O32-2S2-2SO32-O22H2O=2S2O32-4OH- 而以上反应中S0和S2可能来源于以下反应中的产物：2FeS26H2O=2Fe(OH)36H3S2-S 进而促进了FeS2的氧化。因此推测矿物中试剂与毒砂的是S2O32-、S2-和SO32-共同作用的结果。并且经分析发现，矿物表面有红色的氢氧化铁沉淀产生，这进一步表明了FeS2被部分氧化。 浸出结束后，用扫描电镜观察ML法浸出后渣中的FeSAs和FeS2，并与原矿进行对比，可看出其有明显的侵蚀效果(图79)。 由以上结果推测，在ML体系中，FeS2的氧化过程可能是分3步进行： （1）FeS23H2O=Fe(OH)33H+eS2-S0 （2）S2e=S2- （3）2S2-2SO32-O22H2O=2S2O32-4OH- 总反应方程式为FeS22SO32-3/4023/2H2O=Fe(OH)32S2O32- 并推测FeAsS被破坏的作用可分为3步： （1）FeAsS6H2O=Fe(OH)3H2AsO3-+S2-7H+4e （2）H2AsO-H2O=HAsO42-3H+2e （3）O2S2-H2OSO32-=S2O32-2OH- 作用的总反应式为FeAsS3OH-SO32-202=Fe(OH)3AsO42-S2O32- 由以上结果可知，ML浸金试剂能部分地侵蚀FeAsS和FeS2，将其中的部分包裹金浸出，