锌粉置换沉淀法

锌粉置换沉淀法从含金溶液中回收金始于1894年，它是目前最广泛使用的方法。锌粉置换法的设备早期采用压滤机和置换槽。后来发展起来的梅里尔·克劳法是锌粉置换沉淀法中一种典型的方法。它的设备和方法不但经受了梅里尔·克劳工厂多年生产实践的考验，而且还被世界上一些主要氰化工厂所选用。

锌粉置换沉淀法用的锌粉，是通过蒸馏锌制得的。锌粉应含锌95%～97%，铅1%左右，粒度小于0.01mm（美国规定97% －0.04mm）。其中的粗粒锌和ZnO都会降低置换沉淀效果。使用炼锌厂产的蓝粉，含ZnO约10%～15%，对沉金不利。因这些ZnO不起沉淀金的作用而完全进入金泥中。锌粉容易氧化，应在密封容器中贮存和运输。

一、压滤机锌粉置换沉淀法。这种方法是由一种胶带式或其他型式给料器，连续向锥形混合槽给入锌粉，并于过滤机中置换（图1）。除气槽的除氧溶液部分放至锥形混合槽与锌粉混合成锌浆从槽底排出，与用潜水离心泵（离心泵浸于含金溶液池中，以防止吸入空气）抽送的其余除气液合并一起送压滤机或框式过滤机，于过滤机过滤同时产出金泥并分离贫液。

图1  压滤机锌粉置换设备系统

1－除气塔；2－真空泵；3－锥形混合槽；4－给粉器；5－离心泵

6－潜水离心泵；7－压滤机；8－金泥槽；9－贫液槽；10－离心泵

二、置换槽锌粉置换沉淀法。这是一种于置换沉淀器中进行金置换和沉淀的方法，其所用的设备见图2。置换沉淀器为一锥形底的圆槽。与槽内相对应的四壁安装有四只铺布袋过滤片的框架，呈放射状固定于中心管上。框架呈“U”形，一端铺设过滤片，另一端与脱金贫液总管上的支管相连。脱金液总管环绕槽体外面，通过支管与滤框相通，总管则与真空泵和离心泵相连。

图2  置换槽锌粉置换设备系统

1－除气塔；2－直空泵；3－潜水离心泵；4－混合槽；

5－给粉器；6－置换沉淀槽；7－布袋过滤片；

8－中心管；9－螺旋浆；10－中心轴；11－小叶轮；

12－传动机构；13－支管；14－总管和真空泵；15－离心泵

除气溶液和锌粉供入混合槽混合后，由槽底自流给入置换沉淀器，并在螺旋桨和小叶轮的作用下，锌浆沿中心管上升。借助真空泵的吸力金泥沉积于滤布上，贫液透过滤布经支管由总管排出。根据生产实践，金的置换沉淀主要不是发生在与锌粉混合的时候，而是发生在含金溶液穿过滤布表面锌粉层的过滤时候。为使置换沉淀槽开动之后能迅速在滤布表面上形成锌粉沉淀层，故须在开始过滤时，直接往敞口置换沉淀槽内加入形成锌粉沉淀层总量一半以上的锌粉，以有利于金泥的沉淀。尽管置换沉淀槽是敞口的，空气直接与锌浆表面接触，但由于过滤速度很快，且慢速转动的螺旋桨和小叶轮（搅拌上层锌浆用）的搅拌力很弱，所以锌浆没有吸入多少氧。由于间歇卸出金泥，所以当进行连续置换沉淀时，应备有2～3只置换沉淀槽供交替使用。

硝酸铅或醋酸铅是用滴液管从混合槽上滴入锌粉面上，使其在锌粉表面生成铅膜以强化锌粉的置换能力。铅盐的加入量为锌粉重量的10%。含金溶液的NaCN和CaO分别低至0.014%和0.018%时，金的沉淀效果也很好，脱金贫液每小时用比色法测定一次，如含金超过0.15g∕m³则返回重新处理。锌粉的消耗量视含金溶液的含金量为l5g∕m³到50g／m³。

三、梅里尔·克劳工厂连续加锌粉置换沉淀法。梅里尔·克劳法（图3）的置换作业是将除气后的母液直接抽送乳化器，通过锌粉加料机将锌粉连续加入乳化器并与溶液乳化。锌粉加入量为每吨液15～70g。金的沉淀实质上在加锌后立即发生。乳化后的溶液于真空沉淀室中置换并沉淀出金。经适当时间，溶液中99%以上的金被还原沉淀，贫液中含金约0.02g∕t。从溶液中过滤沉淀物通常使用Sock式或框式过滤机或压滤机，更广泛使用的是斯特拉（Stellar）过滤机。连续生产时，从过滤机中清理沉淀物的周期为3～28d。清理出的沉淀物送熔炼合质金锭。

图3  梅里尔·克劳（Merrill Crowe）法的设备系统（伍德科克，1976年）

采用计算机控制的梅里尔·克劳连续加锌粉置换金银的MC2000系统，已由湿法冶金工业公司完成开发，并运用于美国蒙大那州格鲁布斯塔克金矿。该系统每隔15min自动取样一次，根据测定结果自动调节锌粉加入量，并自动控制各项作业。

四、采用压滤机锌粉饼过滤置换含金氰化液，可降低锌的消耗，提高金泥的含金品位。经锌粉饼过滤置换的贫液含金可降至痕量。