重慶科技學院貴金屬冶金學PPT課件7.氰化物溶液與伴生礦物的作用

1、貴金屬冶金學貴金屬冶金學第七章第七章 氰化物溶液與伴生礦物的作用氰化物溶液與伴生礦物的作用內容提要內容提要氰化法處理的金礦石，金的品位低的只有幾g/t，高的也不過百余g/t。與金礦石中存在的其它礦物相比，金在礦石中是非常次要的組分。干擾金的氰化的礦物大致可分為兩類：活性礦物活性礦物 會釋放出某些干擾離子，并顯著影響氰化物溶液的性質，進而影響金的反應速度和氰化物的消耗。難浸礦物難浸礦物 這類礦物通常將很細的浸染狀金包裹起來，使金無法與氰化物溶液作用，如黃鐵礦和毒砂；或將已溶解的金吸附。一、鐵礦物金礦石中的鐵礦物可分為和兩大類型。赤鐵礦Fe2O3、磁鐵礦Fe3O4、針鐵礦FeOOH、菱鐵礦FeCO

2、3等屬于氧化礦，這一類礦物不與氰化物溶液起作用，對氰化過程也。鐵的硫化物，如白鐵礦FeS2、磁黃鐵礦Fe1-xS(x=00.2)在氰化過程中發(fā)生顯著的、有時甚至是非常重要的變化，引起一系列。這些鐵的硫化礦在氰化過程中的穩(wěn)定程度，取決于它們自身的結晶構造、性質、粒度及氰化條件。鐵的硫化礦氧化速度的快慢，可將它們分為和兩類。大部分的黃鐵礦，特別是那些具有致密的、粗顆粒結晶結構的黃鐵礦屬于慢氧化類型。黃鐵礦在氰化過程中基本上不與氰化物溶液起作用?？煅趸偷牡V石是結晶細小、結構疏松的硫化鐵變體，主要是磁黃鐵礦和大部分白鐵礦。如果不采用特殊措施，處理這類礦石將。鐵礦物氧化產物會與氰化物溶液中的CN-、O

3、2和保護堿發(fā)生一系列的反應。S + CN- = SCN-部分硫氧化成硫代硫酸鹽：2S+2OH-+O2 = S2O32-+H2O在堿性氰化物溶液中，Fe2+水解Fe2+2OH-= Fe(OH)2并和CN-形成不溶于水的氰化鐵：Fe(OH)2+2CN-= Fe(CN)2+2OH-白色Fe(CN)2沉淀溶于過剩的氰化物中，生成亞鐵氰酸鹽：Fe(CN)2+4CN-= Fe(CN)64-鐵礦物當保護堿不夠時，將生成普魯士藍：2Na+ +Fe2+Fe(CN)64- = Na2FeFe(CN)64Na2FeFe(CN)6+O2+2H2O= Fe4Fe(CN)63+ Fe(CN)64-+4OH-+8Na+或者

4、直接與Fe3+反應：4Fe3+3 Fe(CN)64-=Fe4Fe(CN)63當保護堿足夠時，藍色消失：Fe4Fe(CN)63+12OH- = 3Fe(CN)64-+4Fe(OH)3在堿性氰化物溶液中，鐵的硫化物氧化較激烈，并消耗大量的氰化物和氧氣：4FeS+3O2+4CN-+6H2O=4CNS-+4Fe(OH)3鐵礦物此外，硫化鐵可以直接與堿、氰化物作用：FeS+6CN-=Fe(CN) 64-+S2-FeS+2OH-=Fe(OH)2+S2-Fe(OH)2+6CN-= Fe(CN)64- +2OH-造成硫氰酸鹽化合物在溶液中積累；S2-則部分留在溶液中，一部分轉化為CNS-、S2O32-和SO4

5、2-：2S2-+2O2 +H2 O =S2O32-+2OH-S2O32-+2O2 +2OH- =2SO42-+H2 O2S2-+2CN-+O2 +2H2O =2CNS-+4OH-實際上，鐵的硫化物與氰化物溶液作用相當復雜，溶液中還有SO32-、S x 2-、SxO62-等。鐵礦物快氧化硫鐵礦一系列副反應，給氰化帶來的困難主要有：鐵礦物氰化前礦漿在堿性介質中充氣。氰化前礦漿在堿性介質中充氣。礦漿在不含氰化物的介質中充氣時，硫化亞鐵將氧化成Fe(OH)3：4FeS+9O2 +8OH-+2H2O=4Fe(OH)3+4SO42-在氰化時強烈充氣。在氰化時強烈充氣。氰化時充氣將加快S2-氧化成S2O32

6、-和SO42-的過程，相應減少與氰化物、氧氣作用生成CNS-的那部分S2-的比例。氰化礦漿中加氧化鉛或可溶性鉛鹽。氰化礦漿中加氧化鉛或可溶性鉛鹽。氧化鉛或可溶性鉛鹽的加入，是認為它們可以阻止下列反應的發(fā)生：2S2-+2CN-+O2 +2H2 O =2CNS-+4OH-鐵礦物在金礦石中，常伴生有銅礦物。幾乎所有的銅礦物都能與氰化物溶液起作用，形成銅氰配合物，造成氰化物的大量消耗。在氰化物溶液中，銅以Cu+的形態(tài)與CN-形成配合物，其有關反應為：Cu+ +2CN- = Cu(CN) 2-K2=1024Cu(CN) 2- +CN-= Cu(CN) 32-K3=105.2Cu(CN) 32- +CN-

7、= Cu(CN) 43- K4=101.5二、銅礦物礦礦 物物銅浸出率銅浸出率/%礦礦 物物銅浸出率銅浸出率/%023 C045 C023 C045 C藍銅礦藍銅礦2CuCO3.Cu(OH)2孔雀石孔雀石CuCO3.Cu(OH)2赤銅礦赤銅礦Gu2O硅孔雀石硅孔雀石CuSiO3輝銅礦輝銅礦Cu2S94.590.285.511.890.210010010015.7100黃銅礦黃銅礦CuFeS2斑銅礦斑銅礦Cu5FeS4硫砷銅礦硫砷銅礦3CuSAs2S5黝銅礦黝銅礦4Cu2S.Sb2S3金屬銅金屬銅Cu5.670.065.821.990.08.210075.143.7100表表2.1 銅礦物在銅礦

8、物在NaCN溶液中的溶解率溶液中的溶解率浸出條件：液固比浸出條件：液固比10:1；氰化鈉濃度；氰化鈉濃度 0.1%；CaO 用量用量 5kg/t；浸出時間；浸出時間 24h銅礦物圖2.1 Cu+與CN-的配合物的分布分數與游離CN-濃度的關系1Cu+； 2Cu(CN) 2-；3Cu(CN) 32-；4Cu(CN) 43-銅礦物1 二價銅的礦物與與二價銅的礦物與與CN- 作用作用Cu2+(OH-,CO32-,SO42-) +4CN-=Cu(CN) 32-+ 0.5(CN)2+(OH-,CO32-,SO42-)二價銅不僅能形成Cu+與CN-的配合物，消耗CN- ，而且Cu2+還可將CN-氧化成(C

9、N)2。(CN)2和OH-作用生成CN-和CNO-(CN) 2+2OH-=CN-+CNO-+H2O2 一價銅礦物與與一價銅礦物與與CN-作用作用輝銅礦與氰化物溶液作用形成中間產物銅藍：2Cu2S+6CN-+H2O+0.5O2 = 2Cu(CN) 32-+2CuS +2OH-銅藍在氰化物溶液中溶解，析出元素硫：2CuS+6CN-+H2O+0.5O2 = 2 Cu(CN) 32-+2S +2OH-元素硫將進一步與CN-作用形成CNS-離子。3 自然銅與與自然銅與與CN-作用作用自然銅在氰化液中也十分容易氧化，即使水也可將其氧化。2Cu+6CN-+2H2O=2 Cu(CN) 32-+2OH-+H2銅

10、礦物 可以看出，處理銅礦石的困難并不只是限于。在氰化操作溶液中存在。為了說明這個現象，推出了兩個理論。銅礦物 第一種理論認為，金的溶解速度減慢是由于氰化溶液中存在銅時，氰化物主要結合成絡合陰離子Cu(CN) n+1-，因此，以使貴金屬快速溶解。根據這些研究人員的意見，再向氰化溶液中補充氰化物，溶液中游離CN-離子的濃度變化不大，因為有銅存在時，這些離子化合成配位數更高的絡合陰離子。為了顯著提高CN-離子的濃度，進而，加快金的浸出速度，必須保證氰化物的濃度使Cu(CN)43-。然而，在含銅金礦氰化的實踐中，也有過一些情況，即提高氰化物濃度超過了這一極限，并未達到必要的浸出速.度和金回收率。這一情

11、況表明，銅礦物 第二種理論比較全面， 認為，銅的有害影響不僅在于，而且還在金表面形成一層，降低了金的溶解速度。因為，在金粒表面的擴散層中游離的 CN-濃度很小(CN-0)，致使銅氰配離子向更低配位數的配離子離解，直至形成不溶性的氰化銅。Cu(CN)43-= Cu(CN)32-+CN-Cu(CN)32-= Cu(CN)2- +CN-Cu(CN)2- =CuCN+CN-銅礦物 銅礦物銅礦物 圖51顯示出了不同銅濃度的氰化溶液中，溶解金的試驗結果。由圖示數據可見，。金的溶解速度相應地降低。速度降低不多表明，所生成的薄膜具有很多孔隙，薄膜上孔道和縫隙的存在可提供溶劑的進入和反應產物排出的可能。當溶液中

12、銅的濃度不高 (0.05%以下)時，生成的薄膜顯然具有鑲嵌的特點，只固定在表面活性最大的區(qū)段上，因此，對溶解速度影響不大。 如果溶液中銅的濃度保持不變，則提高氰化物濃度時，游離CN-離子的濃度也升高。圖52中列出了能證實這一結論的實驗結果。隨著氰化物濃度的增加，三、砷和銻礦物銻礦主要是輝銻礦(Sb2S3)，砷常以雌黃(As2S3)、雄黃(As4S4)、毒砂(FeAsS)的形態(tài)存在。這些砷銻礦物中，除毒砂外，均可與氰化物溶液作用。其中Sb2S3易與保護堿作用：Sb2S3+6OH-=SbO33-+SbS33-+3H2O生成的SbS33-一部分與堿反應形成SbO33-和S2-：SbS33-+6OH-

13、= SbO33-+3S2-+3H2O另一部分與CN-、O2反應形成CNS-2SbS33-+3CN-+3H2O+1.5O2=Sb2S3+3CNS-+6OH-雌黃雌黃(As2S3)和雄黃黃和雄黃黃(As4S4)在氰化物溶液中有類似在氰化物溶液中有類似的反應：的反應：As2S3+6OH-=AsO33-+AsS33-+3H2OAsS33-+6OH-= AsO33-+3S2-+3H2O3As4S4+3O2+36OH-=8AsO33-+4AsS33-+18H2O3As4S4+3O2=2As2O3+4As2S3As2O3+6CN-+3H2O=2AsO33-+6HCN2AsS33-+6CN-+3O2= 6CN

14、S-+2AsO33-溶液中生成的溶液中生成的S2-可與與可與與CN-和和O2作用：作用：2S2-+2CN-+O2 +2H2O =2CNS-+4OH-2S2-+2O2 +H2O =S2O32-+2OH-砷和銻礦物反應的結果，使氰化物溶液中積累銻、砷硫化物的分解產物：SbO33-、SbS33-、AsO33-、AsS33-、S2-，其結果在金的表面生成。圖3.1 在不同pH值下輝銻礦對金浸出率的影響砷和銻礦物圖3.2 在不同pH值下三硫化二砷對金浸出率的影響砷和銻礦物圖3.3 在不同pH值下四硫化四砷對金浸出率的影響砷和銻礦物砷和銻礦物 從圖中可以看出，氰化溶液的堿度對砷、銻礦分解速度的影響。由該圖

15、可見，這個重要情況有時也使用于氰化銻砷含金礦石的生產實踐中，。在這種情況下，降低氰化溶液中銻、砷硫化物分解產物的濃度可以提高金回收率。砷和銻礦物 防止銻、砷礦物不良影響的另一項措施是以。在常規(guī)氰化條件下，這些過程進行得很慢。向氰化溶液中加入少量鉛的可溶性鹽硝酸鹽或醋酸鹽可以使其速度大大提高。加速的機理，看來是鉛在堿性溶液中生成亞鉛酸鹽離子PbO22-，PbO22-與S2-,SbS33-,AsS33-離子結合成不溶于水的硫化物: 進一步氧化為CNS2-和PbO22- 應該指出，砷黃鐵礦是金礦中最普通的礦物之一與雌黃、雄黃和輝銻礦有所不同，實際上它在堿性氰化溶液中不分解，囚此，它本身對氰化回收金不

16、產生不良影響。然而砷黃鐵礦常常含有，甚至經過細磨也不能暴露。在這種情況下，要采用特殊方法提金。砷和銻礦物四、鉛鋅汞礦物金礦石中鋅的含量較低。于氰化物溶液：ZnO+4CN-+H2O=Zn(CN)42-+2OH-而與氰化物溶液的：ZnS +4CN-=Zn(CN)42- +S2-ZnS+5CN-+0.5O2+H2O= Zn(CN)42- +CNS-+2OH-溶液中適量的鉛存在對金銀的氰化是有利的，因為，在置換時，鉛能在鋅粉表面上形成鋅-鉛局部電池而促進金的沉淀。礦漿中過量的鉛對金的氰化浸出會產生不利影響，這在用石灰作保護堿時表現更為強烈。鉛鋅汞礦物鉛鋅汞礦物 汞礦物，如辰砂Hg和蹄汞礦HgTe等有時

17、是金礦石的組分。當氰化混汞尾礦時，可能存在少量由混汞設備帶來的金屬汞及其氧化產物。 氧化汞Hg易溶于氰化溶液: 由氧化汞和氯化汞進入溶液的汞金屬只有其量的一半:金屬汞溶解特別慢: 硫化汞溶解得也很慢。5.1 銀礦物銀礦物 銀礦物中角銀礦(AgCl)最易溶于氰化物溶液中，并不耗氧： AgCl+2NaCN=NaAg(CN)2+NaCl 輝銀礦(Ag2S)在氰化溶液中： Ag2S+4NaCN=2NaAg(CN)2+Na2S Na2S對銀的浸出有影響，它要消耗上百倍的氰化物。因為形成堿金屬硫化物（ Na2S ）等在CaO存在的時候，生成NaCNS和Na2S2O3（轉化為Na2SO4)的結果。 采取相應

18、措施采取相應措施： 1、提高礦漿中的氰化物濃度并強化礦漿充氣。 2、預先加可溶性鉛鹽。 預先加入少量可溶性鉛鹽（醋酸鉛或硝酸鉛）等，可使可溶性Na2S變以難溶的PbS沉淀，使反應向右進行： Na2S+Pb(AC)2=PbS+2NaAC在某種程度上可改善硫化銀礦物的溶解。五、其它礦物5.2 含碳礦物含碳礦物 用氰化法處理含碳（或石墨）金礦石時，可發(fā)現已溶金過早的沉淀，并隨尾礦流失。 采取相應措施來提高金的氰化浸出率： 1、在氰化浸出前向礦漿中加入適量的煤油、煤焦油或其它藥劑，在碳的表面形成不吸附已溶金的薄膜； 2、預先用次氯酸鈉或氯處理，使之氧化； 3、氧化焙燒； 4、加壓氧化； 5、生物氧化。五、其它礦物六、氰化物溶液的疲勞 氰化溶液的“疲勞”氰化溶液與金屬礦物的相互作用不僅增加氰化物耗量，而且還導致溶液中積累大量雜質。溶液經過多次使用之后