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氰化法提金多种方法汇总

来自[!--write--]:发布日期:2021年01月10日 23:10:10
核心提示:氰化法提金多种方法汇总

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1.氰化法提金概述

         氰化法是一种可以直接从矿石、精矿或尾矿中提取金、银的最经济而又简便的方法,它具有成本低、回收率高和对矿石类型适应性广等优点。。金银可溶于氰化物溶液,是西方炼金术士在18世纪发现的,并首先用于电镀。19世纪80年代,氰化法研究取得的主要进展是:1884年,A. P. Price(普赖斯)用金属锌从浓氰化钾电镀液中成功地回收了残余金,并取得专利;1886年,F. W.&W.Forrest(福雷斯特兄弟)发明了用浓氰化钾溶液浸出矿石中的金,并用锌块从浸液中置换沉淀金的方法;在英国格拉斯哥实验室,J. S. MacArthur(麦克阿瑟)研究的改进方法中,采用浓度很低的氰化钾溶液浸出金(1888年获No:47专利)、锌以锌屑形态置换沉淀金(1889年获No:74专利)和预先将锌粉浸人醋酸铅溶液中使其形成锌一铅电池,再用于置换沉淀金(1894年取得专利),这些就是麦克阿瑟一福雷斯特法的主要内容。

      氰化法提金是以氰化物的水溶液作溶剂,浸出含金矿石中的金,然后再从含金浸出液中提取金的方法。

      氰化法提金主要包括如下两个步骤:
      (1)氰化浸出:在稀薄的氰化溶液中,并有氧(或氧化剂)存在的条件下,含金矿石中的金与氰化物反应生成一价金的络合物而溶解进入溶液中,得到浸出液以氰化钾为例,反应式为:
4Au+8KCN+2H2O→4KAu(CN)2+4KOH 
 
      氰化浸出金的工艺方法有槽浸氰化法和堆浸氰化法两类。槽浸氰化法是传统的浸金方法,又分渗滤氰化法和搅拌氰化法两种;堆浸法是近20年来才出现的新技术,主要用于处理低品位氧化矿。

      (2)沉积提金:从氰化浸出液中提取金。工艺方法有加锌置换法(锌丝置换法和锌粉置换法)、活性炭吸附法(炭浆法CIP和炭浸法CIL)、离子交换树脂法(树脂矿浆法RIP和RIL)、电解沉积法、磁炭法等。锌粉(丝)置换法是较为传统的提金方法,在黄金矿山应用较多;炭浆法是目前新建金矿的首选方法,其产金量占世界产金量的50%以上;其余方法在黄金矿山也正日渐得到应用。
 

2.渗滤氰化法

           渗滤氰化法是基于氰化物溶液渗透通过装在安装有过滤假底的浸出槽的砂层,将矿石中的金浸出的办法。

         渗滤氰化法适合于处理矿砂,疏松和多孔的物料及烧渣等。该法可以处理-10毫米的物料。此法最忌矿石中含有粘土、矿泥和细磨的物料,因而在使用渗滤法处理这类矿石之前,必须将矿石中的泥质分离出来,因为这些很细的泥层可使浸出液透不过去或渗滤速度很慢,它们适宜在矿浆状态下浸出金。

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         与搅拌氰化法相比,渗滤氰化法是一种较简单和较便宜的提金方法。这种方法的优点是浸出剂消耗少,耗电少,基建投资少。它的缺点是作业时间长,设备设施占地面积大,洗涤不完全,金的提取率较低,一般60~80%。

         用渗滤氰化法处理矿砂时,金的提取率取决于金粒的大小、矿石的粒度、渗滤速度、作业时间、氰化物浓度、尾渣清洗的程度和矿石的氰化性质等因素。用渗滤法处理含金石英矿砂时,金的提取率可达85~90%,但当矿石破碎不够细或分级不充分,则金的提取率可能降低到60%左右
 
      渗滤氰化法的工艺过程:
      (1)装入矿砂及碱:要求布料均匀,粒度一致,疏松一致。有干法和湿法两种装法。干法适于水分在20%以下的矿砂,可用人工或机械装矿。湿法是将矿浆用水稀释后,用砂泵扬送或沿槽自流入槽内。

      (2)渗滤浸出:装料完毕后即可把氰化液送入槽中。氰化液在槽中的流向有两种:一种是上进下出。即氰化液从槽顶注入,并在重力作用下自上而下通过矿砂层;一种是下进上出,好氰化液靠压力作用自下而上通过矿砂层。浸出完成后用水洗涤氰化尾矿。

      (3)尾矿排出:有干法和湿法两种。干法通过槽底工作门排出氰化尾矿;湿法是用高压水冲刷氰化尾矿,让尾矿浆沿预先安排好的尾矿管(槽)流出。
 
3.搅拌氰化法

      搅拌氰化法是将磨矿和分级后的矿浆经浓缩脱水至适宜的浓度,再加入氰化物溶液后搅拌、充气进行浸出。浸出过程中或浸出后的矿浆用活性炭或树脂吸附加收已溶金,或固液分离后的含金溶液用锌置换沉淀回收金。氰化尾矿消毒后送尾矿库贮放。

    当金矿石中含有大量粘土质矿物,以及磨矿中易产生次生矿泥,且微粒金含量很高时,可采用全泥搅拌氰化法提金。

    搅拌氰化法按浸出方式可分为连续和间歇搅拌氰化法两种。

    用连续搅拌氰化法提金时,矿浆是依次流经串联的几个搅拌桶,矿浆在槽间流动靠自流或泵扬送。间歇搅拌氰化法提金时,是将矿浆装入几个平行工作的搅拌浸出槽中,金的浸出过程结束,将矿浆排出贮存槽以务过滤。此后,将另一批新矿浆装入槽中继续浸出。

      搅拌氰化浸出法的主要设备是氰化浸出槽。根据搅拌方式的不同,氰化浸出槽分为三种:

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      (1)机械搅拌式浸出槽是选金厂目前普遍使用的浸出槽。
 
      (2)空气搅拌式浸出槽是利用压缩空气的气动作用来搅拌矿浆,最为常用的是巴丘克浸出槽。
 
      (3)空气-机械联合搅拌浸出槽是上述两种槽子的结合,兼有效机械和空气两种搅拌装置。主要优点是金的溶解速度快。

      搅拌氰化浸出终了后,需用洗涤方法从矿浆中分离出含金溶液。洗涤方法有三种:

      一是倾析法:分间歇法和连续法。前者因操作时间长及所用溶液量大等缺点而很少采用。连续倾析法按逆流原则进行洗涤,即矿浆由前向后依次给入浓缩槽,而洗涤液则由后向前依次返回,这样每次矿浆浓缩所用的洗涤液均用下一次浓缩时的溢流。这种洗涤方法可用串联几台单层浓缩机或多层浓缩机实现。

      二是过滤法:用过滤机完成分离和洗涤作业。通常用连续式真空过滤机来完成。

      三是流态化法:洗涤过程是在洗涤柱中完成的。目前此法在我国选金厂沿处于试验阶段。
      
4.堆浸氰化法

      堆浸氰化法,又称堆浸法、堆淋法,是氰化浸出的工艺方法之一,主要用于处理低品位金矿石。1971年世界上第一家工业规模的金堆浸场在美国内华达州投产,目前已发展成为成熟的工艺。

      堆浸氰化法是含金低品位矿石破碎或团矿成为3~10毫米的块矿,堆垛在防渗的底垫上,用氰化液从矿堆顶部喷淋,使矿石中的金溶解,含金贵液从矿堆中渗滤出来,汇集流入贵液池中。堆浸得到的含金贵液可用金属锌置换法、活性炭吸附法等回收金,回收后的贫液返回堆浸作业循环使用。

      堆浸氰化法生产成本低,可很快投产,堆浸规模可大可小,每堆矿石多可至数万吨,在美国,每堆万吨矿石是标准堆;品位低于0.6克/吨的矿石棉般不经破碎直接堆浸,0.6~1.0克/吨的矿石破碎至一定粒度后堆浸,品位更高者粉碎后制粒堆浸。
      
5.锌丝置换法

      锌比置换法的基本原理是锌与含金氰化浸出液作用,金被锌置换转化为金属状态而析出:2Au(CN)2-+Zn  ====  2Au+Zn(CN)42-
 
      锌丝置换法是在锌丝置换沉淀箱(俗称金柜)进行的。锌丝置换沉淀箱是一用木板、钢板或水泥制成的敞口长方形箱体。箱长3.5~7米,宽0.45~1米,深0.75~0.9米。箱内由横间壁分成若干个(5~20个)格,每格内还有一个间壁。第一格一般用作含金溶液的澄清和添加氰化物(以提高溶液的氰化物浓度);最后一格用于被溶液带走的金泥;其余各格均放置有带6~12目筛网的铁框,且筛网上装有锌丝。这样的结构是为了使含金溶液由前到后流到每个装有锌丝的格中。手柄是固定于筛网上的。要定期轻轻提起上下抖动使锌丝松动并使金泥脱离锌丝沉积于箱底。金泥一般每月排入1~2次,平时排放口用木箱堵住。金泥是冶炼的原料。
 
      锌丝置换法是从含金氰化液中提取金的传统方法,早在1888年就得到工业应用。该法消耗锌丝和NaCN量大、所得金泥含锌高及占地面积大,现已基本被广泛使用的锌粉置换法取代。但该法操作简单、不耗动力且箱体容易制造,因此在我国的一些小型金矿和地方采金中仍有使用。
      

6.锌粉置换法
 
      锌粉置换法是在锌丝置换法的基础上发展起来的,是目前从氰化含金贵液中提金的主要方法。
     锌粉置换工艺过程是由贵液净化、脱氧和锌粉置换三个作业组成。
     净化作业   该作业目的是清除贵液中的固体悬浮物,避免其进入置换作业,影响置换效果和金泥质量,因此生产中要求净化后贵液中悬浮物含量越低越好。

     净化所用设备可分两类:一为真空吸滤式的,如板框式真空过滤器;另为压滤式的,如板框压滤机,管式过滤器及星形过滤器等。
     脱氧作业   贵液中的溶解氧对锌置金是有害的,所以必须脱除。置换所用的设备为真空脱氧塔,其真空度一般在680~720毫米汞柱,可使贵液中含氧量降到0.5克/米3以下。

     锌粉置换作业该作业由两部分组成,即锌粉添加和置换部分。锌粉添加要求添加量准确,添加迅速、连续,尽量避免锌粉氧化和受潮结块。锌粉添加是由锌粉加料机和锌粉混合器联合完成的。锌粉添加有胶带运输机、圆盘给料机及各种振动式加料机。混合器要求带有液面控制装置。
     当锌粉加入贵液中,置换反应便开始进行,由置换机完成最终的置换和金泥过滤。常用的置换机为板框式压滤机、置换过滤机或布袋置换器等。

     净化、脱氧和置换作业在生产工艺安排的应连续进行,避免中间间断,贵液从净化到脱氧主要是靠真空抽吸而转送,而脱氧后的贵液进入置换是由对空气密封的水泵扬送,整个锌粉置换系统对外部空气的个密封系统,漏气将破坏该系统的正常工作。
   

7.炭浆法

   
       炭浆法的主要特点,是将活性炭加入矿浆中进行多段连续逆流吸附的提金工艺。
较早的炭浆法作业,是将细磨的矿石或浮选精矿或尾矿,加水和石灰、氰化物一起调浆后,于一系列浸出槽中进行搅拌浸出后,再将矿浆抽送另一系列吸附槽中加活性炭进行搅拌逆流吸附的过程。这一工艺属于先氰化后吸附的炭浆法(CIP)工艺。下图是炭浆法提金的简明流程。
 

     
     (1)预处理:氰化矿浆在吸附之前要筛分除去粗颗粒物料(如砂粒)和木屑等,以免这些杂质影响吸附及载金活性炭与脱金矿浆的分离,也避免活性炭磨损加速及脱金活性炭再生困难;活性炭在进入吸附槽之前,也应预磨以磨掉尖角和棱边。如不预磨,这些碎屑将进入脱金矿浆中造成金的损失。

      (2)吸附:往经充分浸出的矿浆中加入活性炭,活性炭吸附氰化矿浆中的金而成为载金炭。吸附在吸附槽(炭浆槽)中进行。吸附槽有多种。处理含泥较细的矿浆,宜采用低速中心搅拌的普通多尔型槽;处理粒度较粗的矿浆,宜用巴丘克空气搅拌槽。生产中吸附槽串联使用。吸附完成后,利用炭浆槽上装有的筛子将载金活性炭和脱金矿浆分离。

      (3)解吸:对从脱金矿浆中分离出来的载金炭进行脱金处理称解吸。常用的解吸方法有常压解吸法和加压解吸法。解吸在解吸柱中进行,将用清水洗净的载金炭装入解吸柱,再用4%的NaCN和2%的NaOH水溶液浸没炭层,在常压或加压条件下加热至90℃~95℃,2~4小时后开始用水洗涤金,全部解吸时间为12~24小时。解吸后得到富含金的解吸液和解吸炭。

      (4)沉金:从富含金的解吸液中回收金。从解吸液中沉金的方法主要是电积法。

      (5)解吸炭再生活化:解吸出金的贫炭经再生后按比例配入新活性炭中并在工艺过程中重复使用。

      

      炭浆法主要适用于矿泥含量高的含金氧化矿石。我国从80年代起对炭浆法进行研究。已先后在河南灵湖金矿、吉林赤卫沟金矿等建成20多座炭浆法提金工厂。
      
8.炭浸法
 
       在氰化浸出的同时,进行活性炭吸附金的提金方法称为炭浸法。该法氰化浸出与炭吸附是在同一槽内进行,这样浸出槽的数目可以完全省去或大为减少。由于浸出所需的时间比吸附要长,而且合适的吸附速度只是在矿浆中金的浓度到一定程度时才会达到。所以通常使用第一个槽或前两个槽作为单独的浸出槽,其余的槽作为浸出吸附槽。

        炭浸法的主要优点是可以节省基建和生产费用;由于边浸出边吸附,金的溶解速度加快,对易溶金的矿石金的回收率于其它方法。但由于浸出比吸附需要的时间长,故炭浸法吸附槽内炭的密度要高,则系统内积存的金量也较多,同时对炭的质量和操作要求更严格。否则因磨损产生更多的细粒炭而造成金的流失。
        炭浸法提金,对于易浸物料是最为理想的方法。

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9.离子交换树脂法

      离子交换树脂法,是使用离子交换树脂从氰化矿浆中吸附回收金的方法,分RIP和RIL两种提金方式。RIP称为树脂矿浆法,是先浸出后吸附,前苏联已应用多年,西方世界仅有南非Jolden Jubilee金矿一家采用;RIL是边浸出边吸附,据说还没有工业应用的例子。也有人将RIP和RIL合称树脂矿浆法。

      离子交换树脂法的原理是:离子交换树脂在溶液中能解离出两种离子化基团:不能进行离子交换的固定离子(R)和与固定离子电性相反的可交换离子。按可交换离子所带电荷的正负,离子交换树脂分阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。在氰化矿浆中,金以阴离子络合物Au(CN)的形式存在,所以采用离子交换树脂法提金时,必须采用阴离子交换树脂。用离子交换树脂从氰化液中提金所发生的离子交换反应是:R-OH+Au(CN)2- ====  R-Au(CN)2+OH-
 
      树脂矿浆法提金的基本工艺过程是:

      (1)吸附:含金氰化液通过交换树脂柱时,发生离子交换反应,金在树脂上吸附。

      (2)解吸:用解吸剂使树脂上的金解吸进入溶液。对弱碱性载金树脂,可在常温常压下用pH=13的氢氧化钠溶液解吸;对强碱性载金树脂,可用次氯酸钠法、酸性硫脲法、锌氰络合物法及硫氰络合物法解吸。

      (3)回收金:用锌粉置换法、碱液沉淀法或电解法从含金较富的解吸液中回收金。

      目前用于从氰化液中吸附金的离子交换树脂有:强碱性阴离子交换树脂AM、AB-17,弱碱性离子交换树脂AH-18、704,混合碱性离子交换树脂AM-2B、A-2等。原苏联生产中较为广泛使用的是AM-2B。AM-2B是一种大孔结构的双官能团树脂,它兼有比其他树脂好的选择性、机械强度及吸附、解吸性能。