含硫試劑對某難處理金精礦的浸出研究.doc

含硫試劑對某難處理金精礦的浸出研究2010-1-26 21:25:09 中國選礦技術網(wǎng) 瀏覽 51 次 收藏 我來說兩句 一、難處理金精礦工藝礦物學研究 （一）金精礦樣化學組成 礦樣的化學成份分析結果見表1。表1 金精礦樣的多元素化學分析結果%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品位為g/t。 （二）主要礦物組成 主要礦物組成為黃鐵礦、石英、伊利石、鈉長石。與金密切相關的金屬硫化礦物主要為黃鐵礦，其次為毒砂(砷黃鐵礦)，再次是黃銅礦、方鉛礦等；脈石礦物主要為石英、絹云母，次為碳酸鹽類礦物，如方解石、菱鐵礦等，此外有少量鈉長石，綠泥石等。 （三）金的賦存狀態(tài)及其嵌布特征 精礦中金的物相分析結果見表2。在磨礦粒度為200目占60%70%時，金仍然有25%左右包裹在黃鐵礦和含砷有害礦物中?？梢姴捎靡话闱杌ㄖ苯咏龉に囯y以獲得高的浸出率。表2 精礦中金的物相分析結果金物相單體及裸露金硫化物中金褐鐵礦中金脈石中金合計金含量/（g/t）占有率/%41.0075.3612.122.820.100.101.641.7295.54100.00 掃描電鏡下的X射線背散射圖(又稱背散射像)和X射線面分布圖(又稱X射線像)可以清楚的顯示重金屬元素礦物的形態(tài)特征和重金屬元素在其礦物中的分布情況。礦物中自然金的背散射像和X射線像分別見圖14。 圖14金的射線像表明，自然金的背散射圖邊緣清晰，與載體礦物的界限分明，金在礦物中的分布均勻，此正是黃鐵礦晶格中金的圖像反映。 由以上工藝礦物學研究可知，該礦屬于金被黃鐵礦和毒砂包裹的含砷超細微難處理金精礦。礦物中黃鐵礦及毒砂含量較高，其包裹金高達17%30% 。同時金的粒度分布不勻，以微細粒、次顯微及顯微不可見金嵌布為主，黃鐵礦及毒砂是主要有害礦物，導致該金精礦難處理。 二、浸出試驗研究方法 準確稱取浸金試劑于燒杯中，加入其它試劑配制好浸出液，再加入金精礦并置于恒溫水浴中，攪拌浸出一定時間后，過濾，洗滌渣，干燥，取樣分析。配制浸出液的試劑為分析純，水為蒸餾水。用原子吸收法分析浸渣及浸出液中的金，計算浸出率，并且取浸渣進行掃描電鏡分析，觀察其侵蝕結果。 三、結果與討論 （一）含硫試劑浸出方法對比 目前，世界各國科學家作了大量的工作，研究無毒非氰提金方法。其中含硫試劑成為主要的浸金試劑，主要有硫脲、硫代硫酸鹽、硫氰酸鹽、多硫化物、石硫合劑(LSSS)、改性石硫合劑(ML)等。這些非氰提金試劑都克服了氰化物浸出有劇毒的弱點，對提金工藝的發(fā)展有重大的實際意義。本研究選用常用的含硫試劑硫代硫酸鹽、硫氰酸鹽、硫脲和改性石硫合劑法用于浸出試驗。其中改性石硫合劑是在石硫合劑的基礎上研制的一種新型浸金試劑，其英文簡寫為ML(即modified limesulfursyntheticSOlution)。改性石硫合劑主要對有效浸金成分S2O32-、SX2-的比例進行了優(yōu)化，將其中的部分SX2-氧化，轉化為S2O32-，增加了S2O32-的含量，改善了體系的穩(wěn)定性。4種方法浸出的主要試驗條件及結果見表3。表3 含硫試劑浸出試驗結果%浸出方法主要試驗條件浸出率硫代硫酸鹽法Na2S2O3 0.40.5 mol/L，Na2SO3 0.15 mol/L，Cu2+ 0.06 mol/L，NH3H2O 0.80 mol/L，4h，506574硫氰酸鹽法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，F(xiàn)e3+ 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 從表3可見： 1、硫代硫酸法對該金精礦的浸出率在70%左右，浸出率較穩(wěn)定。但該法工藝要求較嚴格，不易控制，所以硫代硫酸鹽浸金工藝需進一步完善。 2、硫氰酸鹽法浸出率穩(wěn)定，但浸出率較低，不適于此礦的浸出。硫氰酸鹽中硫與氰的結合大大降低了毒性，而且能提供S，C，N3種金的配位原子。SCN離子與Au(，)的絡合能力雖然略小于CN離子，但明顯高于硫脲和S2O32離子的絡合能力。硫氰酸鹽法對本金精礦適應性差，且該方法以MnO2作氧化劑，浸金過程中存在如下的反應：MnO22SCN4H+Mn2+(SCN)22H2O 所以SCN消耗量增加，導致成本較高。為了降低消耗，必須選擇一種能取代MnO2而又廉價的氧化劑。 3、硫脲法浸出率較低，且波動范圍大，不適于此礦的浸出。因為硫脲在酸性溶液中性質穩(wěn)定，它是利用金在酸性條件下可與硫脲形成可溶性絡離子，即Au與硫脲分子之間通過強協(xié)同配位鍵結合成穩(wěn)定的絡合離子AuSC(NH2)22。試驗中pH等于1時，浸出率在30%68%左右，不能達到較好的結果，表明硫脲法對此金精礦較不適應。而且，在酸性氧化介質中，硫脲容易被氧化成二硫甲脒，使硫脲的消耗量增高。 4、ML法對該精礦的浸出率在80%左右，浸出率較高，浸出過程穩(wěn)定，體系中的有關參數(shù)便于調節(jié)和控制。與其它含硫試劑相比，有較多的優(yōu)勢：石硫合劑利用廉價易得的石灰和硫磺合制而成，成本低廉，無毒，有利于保護環(huán)境。所以此法適用于此礦的浸出，但仍需要進一步研究，優(yōu)化浸出工藝條件。 再根據(jù)前述金精礦的工藝礦物學研究，礦中25%的金被毒砂或黃鐵礦包裹，硫脲法、硫氰酸鹽法和硫代硫酸鹽法的浸出率均沒有超過75%，表明其不能打開毒砂或黃鐵礦的包裹，導致浸出率在75%以下，而ML法的浸出率在80%以上，證明ML可以部分破壞毒砂或黃鐵礦的包裹，將包裹金浸出，提高浸出率。所以下面采用ML法研究浸出過程中S2O32和SO32-的濃度變化，以推測其與礦物的作用機理。 （二）含硫試劑ML對難處理礦的作用 采用ML法浸出試驗，試驗條件：ML中S2O32-SX2-=0.40.01 mol/L，Cu2+為0.06 mol/L，NH3H2O為1.0 mol/L，SO32-為0.10 mol/L，浸出時間為4h，溫度為50，空氣量為0.028m3/h。分別以液固比3：1加入金精礦和不加入金精礦做對比試驗，定時取樣分析過程S2O32-和SO32-的濃度變化，推測其作用機理。試驗分析結果見圖5和圖6。 從圖5、6中可看出：在加入礦樣進行浸出的試驗中，S2O32-的濃度先下降然后有所升高，最后趨于穩(wěn)定，而沒有加入礦樣的體系中S2O32-的濃度直接下降后趨于穩(wěn)定，最終的穩(wěn)定濃度小于加礦浸出試驗。 同時，在加與不加入礦樣的試驗中，SO32-的濃度都急劇降低，加礦試驗的濃度降低得更多。由此表明，在加礦浸出試驗中，消耗的SO32-轉化為S2O32-，使其穩(wěn)定濃度較高，可能反應如下：SSO32-= S2O32-2S2-2SO32-O22H2O=2S2O32-4OH- 而以上反應中S0和S2可能來源于以下反應中的產(chǎn)物：2FeS26H2O=2Fe(OH)36H3S2-S 進而促進了FeS2的氧化。因此推測礦物中試劑與毒砂的是S2O32-、S2-和SO32-共同作用的結果。并且經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，礦物表面有紅色的氫氧化鐵沉淀產(chǎn)生，這進一步表明了FeS2被部分氧化。 浸出結束后，用掃描電鏡觀察ML法浸出后渣中的FeSAs和FeS2，并與原礦進行對比，可看出其有明顯的侵蝕效果(圖79)。 由以上結果推測，在ML體系中，F(xiàn)eS2的氧化過程可能是分3步進行： （1）FeS23H2O=Fe(OH)33H+eS2-S0 （2）S2e=S2- （3）2S2-2SO32-O22H2O=2S2O32-4OH- 總反應方程式為FeS22SO32-3/4023/2H2O=Fe(OH)32S2O32- 并推測FeAsS被破壞的作用可分為3步： （1）FeAsS6H2O=Fe(OH)3H2AsO3-+S2-7H+4e （2）H2AsO-H2O=HAsO42-3H+2e （3）O2S2-H2OSO32-=S2O32-2OH- 作用的總反應式為FeAsS3OH-SO32-202=Fe(OH)3AsO42-S2O32- 由以上結果可知，ML浸金試劑能部分地侵蝕FeAsS和FeS2，將其中的部分包裹金浸出，