用硝酸分解含金-砷的硫化物精矿

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; tab-stops: 106.95pt 144.0pt">    到目前为止，在工业生产中广泛采用的分解以亚微粒状浸染在硫化物中金的主要方法仍是氧化焙烧法。但是在处理含砷高的硫化物精矿时，采用这种方法分解金时会严重污染环境。此外，在焙烧过程中不可避免地使一部分金损失在挥发产品中。因此，采用湿法冶金乃是处理含金-砷的硫化物精矿的最有发展前途的方法。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; tab-stops: 106.95pt 144.0pt">    苏联研究人员曾用硝酸来分解含金-砷的硫化物精矿。硝酸是黄铁矿、砷黄铁矿以及有色金属硫化物的-种有效氧化剂。用硝酸分解硫化物时，铜、锌、铁，镉、砷都能转入溶液中，而铅、金和锑则富集到不溶解的残渣中。使用硝酸分解的优点是，它有可能完全再生。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; tab-stops: 106.95pt 144.0pt">    在存在氧的条件下，用硝酸氧化金属硫化物的化学反应式如下：

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; tab-stops: 106.95pt 144.0pt">          MeS₂+2HNO₃+3O₂=MeSO₄+H₂SO₄+2NO₂，                   （1）

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; tab-stops: 106.95pt 144.0pt">          2NO₂+H₂O=HNO₃+HNO_2物质                                                     （2）

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; tab-stops: 106.95pt 144.0pt">          MeS₂+HNQ+3O₂+H₂O=MeSO₄+H₂SO₄+HNO₂                    （3）

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; tab-stops: 106.95pt 144.0pt">    反应式（1）~（3）这个过程可在下列情况下实现；这一过程必须在闭路循环中进行，并使二氧化氮与氧的混合物多次循环  地通过矿浆。在具备了必要条件以后，在亚硝酸气体再循环过程中氮的低价氧化物被氧化成二氧化氮。在随后的与矿浆接触过程中，它们便转变成硝酸或者直接参与硫化物的氧化。
    作者曾研究了含金浮选精矿的硝酸分解。在这种精矿中90%以上的金都被黄铁矿和砷黄铁矿所包裹。在带有充气搅拌器的反应槽中对硫化物精矿进行常压下硝酸浸出时，各项工艺参数如下：硝酸浓度为150~value="200" UnitName="克">200克/升，固液比=1：5（7.5），温度为75~value="85" UnitName="℃">85℃，浸出时间2小时。反应过程中析出的二氧化氮，与氧（空气）混合后不断被抽到硝酸的再生系统中。从反应槽中抽出的气体在闭路循环的喷射装置中被水吸收。喷射装置包括盛水（酸）的容器、冷却器、泵和喷射器。二氧化氮在循环通过喷射器被水吸收后，就可得到一定浓度的硝酸。这些硝酸可以循环使用。
    在最佳的硫酸盐化条下进行试验时，96%的硫化物硫、98%的砷和97%的铁转入到硝酸溶液中。砷和硫被氧化成亚砷酸和硫酸。溶液中的铁以硫酸铁形式存在。有色金属全部转入溶液中。金、银（在存在氯离子时）、铅和锑富集在不溶解的残渣（浸渣）中。浸渣的产率则根据精矿的矿物组成不同而有所不同，一般在25%到34%之间。浸渣经过氰化处理后，金的回收率为92~94%，而与铜精矿一起熔炼时，金的回收率为96~98%。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21.75pt; tab-stops: 106.95pt 144.0pt">含有残余硝酸，己溶解的有色金属，铁和砷的酸性母液，应在value="350" UnitName="℃">350℃下进行脱硝处理，以便再生硝酸。脱硝后的固体残渣应在650-value="700" UnitName="℃">-value="700" UnitName="℃">700℃下锻烧。在这些条件下，铁与砷化合，生成不溶于水的砷酸铁。它类似于天然矿物-臭葱石。在经过热处理后的产品中，除砷酸铁以外，还存在有呈它们的硫酸盐形式的有色金属。这些有色金属可以用水浸出。浸出后的残渣送到堆积场堆存。含金-砷的硫化物精矿的分解工艺流程见插图。

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normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; tab-stops: 106.95pt 144.0pt">    根据矿物组成的不同，分解一吨含金硫化物精矿所需的硝酸耗量为0.1~0.3吨浓硝酸或者为0.18~0.6（56%浓度的硝酸）如果原始产品中除了含金之外，还含有色金属、稀有金属时，采用这样的酸耗量在经济上是较为合算的。按照上述用硝酸分解硫化物（反应式（1）~（3））的理论，如果能够循环使用二氧化氮和氧的混合物，那么硝酸的耗量则可降到最低限度。同时，硝酸在浸出过程中还可起到催化剂的作用。这样就使得硝酸不仅在处理富精矿（例如，辉钼矿和白钨矿等），而且石处理其它含金产品时的效果都比较理想。

normal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 21.75pt; tab-stops: 106.95pt 144.0pt">在气相循环的条件下，用定型的试验装置进行了用硝酸分解硫化物精矿的试验。不断使氧化氮转变成二氧化氮，是进行这一过程的必要条件。这是因为二氧化氮能参与使金属硫化物的氧化。这时，硝酸的耗量将比理论耗量减少1/2~2/3。这是由于在硫化物的氧化过程中二氧化氮得到了最大限度的利用。在许多情况下，还可以利用氮肥厂的废气代替硝酸来分解硫化物精矿。