溴水+氯化钠提金工艺是一种无氰提金新方法。该方法将金精矿进行焙烧回收硫,然后采用氯化钠+溴水浸取金,浸取的贵液控制盐酸酸度为10%,利用泡沫塑料吸附金,金的对于乡镇企业开发黄金生产具有很好的经济效益和社会效益。
1)浸金机理
氯化钠的主要作用是为溶金体系提供足够的氯离子。采用氯化钠+溴水体系溶金的反应机理如下:
Br2+2e- ==== 2Br-
Au+4C1- ==== AuC14-+3e-
2Au+3Br2+8C1- ==== 2AuC14-+6Br-
2)工艺流程
氯化钠+溴水提金新工艺不适用于含硫金精矿中金的浸取。因金精矿粉中通常含硫量较高,故对金精矿必须进行焙烧预处理以除硫,其工艺流程见图1.
图1
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3)金精矿粉焙烧
按照从硫精矿矿石中制备硫酸的方法进行焙烧,通常在特制的焙烧炉中进行。焙烧温度控制在600~650℃,焙烧时间以含硫量多少而定,一般以1h为宜。
4)浸金方法
①直接浸取法。对于含金在100g/t以上的矿粉,可直接在浸出槽中进行浸取。浸出槽为硬质塑料,也可采用水泥槽进行浸取,其形状如图2所示,其大小可根据设计的规模确定。
图2
②连续浸出法。对于含量小于100g/t的金精矿粉,可采用连续浸取法。该方法是将三个浸取槽串联起来,在每个槽中加入一定量的焙砂,由浸出液贮槽中供入浸出剂,使浸出剂靠压力的作用,自上而下渗入焙砂层,控制一定渗滤速度,使浸出液连续渗过第二、第三浸出槽中的焙砂。工艺流程如图3所示。
图3
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5)泡塑吸附及解脱
采用动态吸附的方法是将泡塑装入一定直径大小的吸附柱,控制一定的流速,将酸化的贵液流经吸附柱,先用质量分数为2%盐酸洗涤,后用自来水冲洗至中性,采用70~80℃的质量分数为0.05%亚硫酸钠分数次进行洗脱。
6)还原和熔炼
将洗脱的贵液转移至5000 mL大烧瓶中,置于电炉上加热至沸、加人混合还原剂A进行还原制得海绵金。将制得的海绵金洗净后,置于石墨坩埚中加入该重量的1%的硝酸钾和2%的硼砂,于1250℃的高温炉中熔炼,制成金锭。
7)影响因素
①矿石焙烧对浸出率的影响。选择含量为32.50g/t的金精矿进行了焙烧时间对浸取率影响的试验,结果见表1.
表1 矿石焙烧时间对浸出率的影响 | |||||
焙烧时间/min | 3 | 30 | 60 | 90 | 120 |
金的浸取率/% | 0.15 | 0.4 | 98.4 | 99.8 | 99.9 |
从表1中可见,金精矿粉不经焙烧,金的浸出率几乎为零,而经焙烧的矿样,浸取率随焙烧时间的延长而提高,这是因为矿样经焙烧后使矿样中的硫和有机碳、石墨等物质除去,使金粒暴露,有利于溶剂对金的浸取。焙烧除硫操作简单快速,且可回收在焙烧过程焙烧温度过高或焙烧时间过长,容易使矿样烧结,使金的浸出率降低,这是因为氯化钠+溴水为中性溶剂,不容易使烧结的氧化铁溶解,阻碍了对金的浸取,对此可加入一定量的盐酸,提高对矿样的溶解能力。
②氯化钠用量对浸出率的影响。氯化钠的用量与浸出率的关系见表2。
表2 氯化钠用量对浸出率的影响 | |||||
氯化钠用量/g | 0.5 | 1 | 3 | 5 | 10 |
金的浸出率/% | 93.9 | 99 | 99.1 | 99.3 | 99.2 |
从该表中可见,氯化钠用量为1 g,金的浸取率为99.0%,为此实验时选用1g氯化钠。
③溴水用量对浸出率的影响。溴水是一种强氧化剂,在中性溶液介质中,溴能够将金(0)氧化成金(III),生成的金(III)与氯离子形成氯金酸络阴离子而进入溶液。溴水的用量对浸出率的影响见表3。
表3 溴水用量对浸出率的影响 | ||||
溴水浓度/% | 5 | 10 | 20 | 30 |
金的浸出率/% | 72.7 | 82.8 | 99.1 | 99.5 |
为泡沫塑料回收金时减小酸的用量,固定浸取液的体积为10 mL,从表3中可见,金的浸出率随溴水浓度的增加而增加,当达到20%的溴水浓度时,金的浸出率可达99%,故实验时选用20%溴水浓度的溶液为浸取液。[next]
④浸取时间对浸出率的影响。影响试验结果见表4。
表4 浸取时间对浸出率的影响 | ||||||
浸取时间/h | 2 | 4 | 8 | 12 | 18 | 24 |
金的浸出率/% | 39.7 | 82.2 | 93.8 | 99 | 99.2 | 99.3 |
从表4中看到,随着浸取时间的延长,金的浸出率逐渐增高,当浸取时间为12 h,金的浸出率可达99%以上。
⑤酸度对泡塑和活性炭回收的影响。在质量分数为1%~20%盐酸介质中,泡塑可定量吸附金。为此在浸取金的溶液中进行了盐酸用量试验,结果见表5。
表5 盐酸用量对泡塑吸附金的影响 | ||||
盐酸用量/mL | 0.5 | 1 | 2.5 | 5 |
金的浸出率/% | 93.9 | 99 | 99.3 | 99.4 |
从表中可见,在10 mL氯化钠+溴水浸取金的溶液中,加入1 mL盐酸(盐酸浓度10%)泡塑对金的吸附率达99%以上,故在浸取液中加入1 ml质量分数为10%的盐酸为宜。
采用活性炭吸附也可将浸取液中的金回收,但盐酸用量对金的吸附率影响较大(见表6)。
表6 盐酸用量对活性炭吸附金的影响 | ||||
盐酸用量/mL | 0.5 | 1 | 2.5 | 5 |
金的吸附率/% | 53.4 | 78.5 | 95 | 99 |
从表6中可见,在10 mL浸取液中,加入盐酸5 mL(盐酸浓度为33%),活性炭对金的吸附率为99%以上。
两种方法相比较,采用泡塑吸附回收金具有如下优点:a)溴水的存在有利于泡塑对金的吸附,吸附率可达99%以上;b)对活性炭吸附金有影响的铅、锑、铋,钨等干扰离子,不影响泡塑对金的吸附。故选择性好、对提金适应性强;c)操作简单快速、易于解脱,采用灰化法、亚硫酸钠解脱法可完全回收;d)泡塑回收金所需酸量少、成本低。
⑥载金泡塑处理方法。灰化法将载金泡塑置于650℃高温炉中进入灰化,灼烧;残渣中即含海绵金,将含金残渣用王水溶解,采用混合还原剂A进行还原,制备得成品金。
亚硫酸钠解脱法将载金泡塑用自来水冲洗干净后,用70~80℃的0.05%亚硫酸钠进行解脱,含金解脱液采用混合还原剂A进行还原,制备得成品金。解脱后的泡塑可反复使用。
丙酮解脱法载金泡塑可用丙酮在常温下进行解脱,含金丙酮采用蒸馏法回收丙酮,残渣即为金粉。解脱后的泡塑可反复使用。