第三章 氰化法提金

回顧混汞提金的基本原理混汞方法及工藝條件生產(chǎn)安全技術(shù)第三章氰化法提取金銀基本要求：（1）掌握氰化法的原理；（2）掌握氰化法浸礦的工藝條件；（3）熟悉碳漿法的原理和技術(shù)條件；（4）了解樹(shù)脂礦漿法和溶劑萃取法的工藝流程。重點(diǎn)：（1）氰化浸礦的原理和條件；（2）碳漿法的原理和條件；（3）礦石預(yù)處理方法；（4）活性炭再生。難點(diǎn)：（1）氰化浸礦機(jī)制；（2）活性炭吸附與再生。主要教學(xué)內(nèi)容3.1氰化過(guò)程的物理化學(xué)3.2礦石預(yù)處理3.3氰化過(guò)程3.4從氰化物溶液中沉淀金、銀3.5碳漿法3.6樹(shù)脂礦漿法3.1氰化過(guò)程的物理化學(xué)3.1.1概述氰化法是以堿金屬氰化物（KCN、NaCN）的水溶液作溶劑，浸出金、銀礦石中的金、銀，然后從含金、銀的浸出液中提取金、銀的方法。盡管氰化物有劇毒，但是氰化法在提金方法中仍占統(tǒng)治地位。因?yàn)榍杌ǖ某杀镜?，金回收率高，?duì)礦石的適應(yīng)性強(qiáng)。3.1.2氰化過(guò)程熱力學(xué)

金、銀的氰化過(guò)程可以寫成下列依次發(fā)生的兩個(gè)反應(yīng)：2Me+4CN-+O2+2H2O=2Me(CN)2-+2OH-+H2O2(1)2Me+H2O2+4CN-=2Me(CN)2-+2OH-(2)對(duì)于Au，主要是按(1)式進(jìn)行：2Au+4CN-+O2+2H2O=2Au(CN)2-+2OH-+H2O2(3)對(duì)于Ag，是(1)和(2)反應(yīng)的總和：4Ag+8CN-+O2+H2O=4Ag(CN)2-+4OH-(4)

根據(jù)熱力學(xué)理論，金的標(biāo)準(zhǔn)電極電位非常高，工業(yè)上常用的氧化劑電位都比它低，因此都不能使金氧化。由能斯特方程可知，金屬在它的溶液中的電位與這個(gè)金屬的離子活度有關(guān)。金的電位隨著溶液中Au+的活度降低而降低。

Au+離子和CN-離子形成非常牢固的絡(luò)合離子Au(CN)2-，它的離解平衡為:Au(CN)2-Au++2CN-

向左移動(dòng)時(shí)，它的不穩(wěn)定系數(shù)非常小。因此，存在CN-離子時(shí)，Au+的活度急劇下降，這就是金能溶于氰化物溶液的依據(jù)。圖3-1氰化過(guò)程電位-pH圖3.1.3氰化過(guò)程動(dòng)力學(xué)

金、銀在氰化物溶液中本質(zhì)是一個(gè)電化學(xué)腐蝕過(guò)程。電化腐蝕的電極反應(yīng)：陰極：O2+2H2O+2e=H2O2+2OH-陽(yáng)極：2Au(CN)2-+2e=2Au+4CN-總反應(yīng)為：2Au+4CN-+O2+H2O=2Au(CN)2-+H2O2+2OH-圖3-2氰化溶金示意圖圖3-3氰化物濃度和氧分壓對(duì)金溶解速率的影響

金(銀)和氰化物溶液的相互作用，發(fā)生在固-液相界面上。因此，氰化過(guò)程是典型的多相反應(yīng)，它的速度應(yīng)該服從于一般多相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。結(jié)論：反應(yīng)速度在高氧濃度時(shí)取決于氰化物離子通過(guò)擴(kuò)散層向陽(yáng)極區(qū)的擴(kuò)散；在高氰化物濃度時(shí)，則取決于氧通過(guò)擴(kuò)散層向陰極區(qū)的擴(kuò)散。

圖3-4陽(yáng)極和陰極極化曲線重疊

研究表明，金氰化反應(yīng)速度常數(shù)K與溫度T的關(guān)系式為：

相應(yīng)的活化能為15kJ/mol。在高氰化物濃度下活化能更低，約6kJ/mol.說(shuō)明氰化過(guò)程屬于典型的擴(kuò)散過(guò)程。在氰化電化腐蝕系統(tǒng)中，影響陰陽(yáng)極極化最大的因素是濃差極化，而濃差極化由菲克定律確定。在陽(yáng)極液中，CN-向金粒面擴(kuò)散速度為：由反應(yīng)式：2Au+4CN-+O2+2H2O=2Au(CN)2-+H2O2+2OH-

可知，金的溶解速度為氧的消耗速度的二倍，為氰的消耗速度的一半。3.1.4工業(yè)條件下影響氰化速度的因素在工廠條件下，氰化物溶液還含有大量雜質(zhì)，金礦石也含有大量可與氰化物作用的其他礦物。因此，研究工業(yè)條件下金礦石的浸出具有實(shí)際意義。3.1.4.1氰化物濃度和氧濃度理論上，浸金的最佳游離氰化物的濃度約0.01%，溶銀約0.02%。實(shí)際上，在多數(shù)情況下，采用的氰化物溶液為0.02%～0.05%或者還濃一點(diǎn)。

在氰化實(shí)踐中，用低濃度氰化物溶液處理含金礦石時(shí)，有利于金、銀的溶解，且各種非貴金屬的溶解速度和數(shù)量將會(huì)大大降低，從而減少氰化生產(chǎn)的藥劑消耗。在氰化物濃度較低時(shí)，金的溶解速度只取決于氰化物溶液的濃度；相反，氰化物濃度較高時(shí)，金的溶解速度取決于溶液中氧的濃度。為了強(qiáng)化金的浸出過(guò)程，提高氧在溶液中的濃度，可以通過(guò)滲氧溶液或在高壓下進(jìn)行氰化來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般情況下，當(dāng)進(jìn)行滲濾氰化，精礦氰化和循環(huán)使用貧液浸出時(shí)，采用較高的氰化物濃度；相反，在攪拌浸出、全泥氰化和溶液中雜質(zhì)含量較低條件下，應(yīng)該采用較低的氰化物濃度。3.1.4.2攪拌含金礦石浸出研究表明，溶金過(guò)程在大多數(shù)情況下都具有擴(kuò)散特征。擴(kuò)散速度隨攪拌速度提高而提高，因此，在激烈攪拌時(shí)可大大提高溶解速度。3.1.4.3溫度溫度從兩個(gè)方面影響氰化過(guò)程，一方面提高溫度將導(dǎo)致擴(kuò)散系數(shù)增大和擴(kuò)散層減??；另一方面會(huì)降低氧的溶解度從而降低溶液中氧的濃度。這兩個(gè)互相矛盾的作用在很大程度上抵消了溫度的影響，故表面活化能很小。氰化物溫度過(guò)高，還會(huì)導(dǎo)致氰化成本提高，污染環(huán)境，降低浸出液的純度。3.1.4.4金粒大小和形狀金粒的大小和形狀是決定氰化速度的最重要因素之一。粗金粒金溶解速度小，不適于氰化法提金；對(duì)于粒度范圍介于70～1um的細(xì)粒金，在浸出前經(jīng)過(guò)磨礦，一般都能夠得到單體分離或從伴生礦物的表面上暴露出來(lái)，用氰化法處理可以取得很好的效果。在礦石中，金粒形狀有渾圓狀、脈狀或樹(shù)枝狀、內(nèi)孔穴和其它不規(guī)則形狀。渾圓狀的金比表面積小，浸出速度慢，金的浸出率會(huì)逐漸降低；片狀的金，浸出過(guò)程中金的浸出量接近一致；內(nèi)孔穴的金，表面積增加，金的浸出率逐漸升高。3.1.4.5礦漿粘度的影響氰化礦漿的粘度會(huì)直接影響氰化物和氧的擴(kuò)散速度。礦漿粘度高會(huì)阻礙金粒與溶液間的相對(duì)流動(dòng)，大大降低金的溶解速度。在礦漿溫度等條件相同下，礦漿粘度主要是由礦漿濃度和含泥量決定。礦泥分原生礦泥和次生礦泥。原生礦泥是礦床中的高嶺土一類的礦物；次生礦泥是在采礦、選礦和運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)過(guò)程中，尤其是磨礦時(shí)生成的一些極細(xì)微石英，硅酸鹽、硫化物和其它金屬礦粉末。

一般礦漿濃度要低于20%，且在生產(chǎn)中要盡量避免原生礦泥和次生礦泥的生成。3.1.4.6金粒的表面薄膜金粒表面常會(huì)形成一層薄膜，會(huì)妨礙金粒與溶劑接觸而降低溶金速度。表現(xiàn)在：1、硫化物薄膜在氰化物溶液中，S2-離子濃度只要達(dá)到0.5ppm，就會(huì)形成一層硫化亞金薄膜，降低溶金速度。2、過(guò)氧化鈣薄膜用Ca(OH)2作為保護(hù)堿，當(dāng)pH大于11.5時(shí)，妨礙金的溶解。3、不溶性氰化物膜氰化過(guò)程中，過(guò)多的鉛鹽會(huì)形成不溶性Pb(CN)2薄膜。4、黃原酸鹽薄膜當(dāng)氰化液中黃藥濃度超過(guò)0.4ppm，形成黃原酸金薄膜。3.1.5氰化物水解和保護(hù)堿

浸金所用的氰化物是弱酸(HCN)和強(qiáng)堿(KOH、NaOH、Ca(OH)2)生成的鹽。所以在水溶解時(shí)會(huì)水解并形成揮發(fā)性的氫氰酸和氫氧根。CN-+H2O=OH-+HCN↑氰化物水解會(huì)損失氰化物，且放出有毒的HCN氣體。

為了抑制水解，必須見(jiàn)加堿。保護(hù)堿：加入數(shù)量不多的堿來(lái)保護(hù)氰化物免受水解。最佳的加堿量(pH值)，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。生產(chǎn)中通常加價(jià)廉的實(shí)惠，濃度為CaO0.03～0.05%。3.2礦石預(yù)處理金礦石中的礦物組成是各種各樣的，除了惰性的、不與氰化物作用的礦物外，常常存在能與氰化物及溶液中氧起反應(yīng)的物質(zhì)。金礦石的礦物組成，是決定氰化指標(biāo)的主要因素之一。金礦石中，常見(jiàn)的并強(qiáng)烈影響氰化過(guò)程的礦物有：鐵、銅、銻、砷的礦物；影響小的鉛、鋅、汞礦物。3.2.1鐵礦物金礦中的鐵礦物可分為氧化礦和硫化礦兩大類型。赤鐵礦Fe2O3、磁鐵礦Fe3O4、針鐵礦FeOOH、菱鐵礦FeCO3等屬于氧化礦，這類鐵礦物不與氰化物作用，對(duì)氰化過(guò)程不造成有害影響。相反，鐵的硫化礦如黃鐵礦FeS2、白鐵礦FeS、磁黃鐵礦在氰化過(guò)程中會(huì)發(fā)生顯著的變化。鐵的硫化礦在氰化過(guò)程中，實(shí)質(zhì)上是鐵的硫化礦與氰化溶液的氧化產(chǎn)物發(fā)生作用。按照氧化速度的快慢，可分為慢氧化和快氧化的硫化鐵礦。慢氧化硫化鐵礦的礦石結(jié)構(gòu)致密、粗顆粒結(jié)晶。它們的氧化速度很慢，在整個(gè)工藝過(guò)程中不會(huì)發(fā)生氧化。快氧化硫化礦的礦石結(jié)構(gòu)疏松、結(jié)晶細(xì)小。它們具有高氧化速度，在磨礦和氰化時(shí)會(huì)發(fā)生顯著的氧化。

快氧化的硫化鐵礦礦石，在進(jìn)入氰化前，已部分氧化，含有一定數(shù)量的S、Fe2+和Fe3+的硫酸鹽，會(huì)和CN-，O2及保護(hù)堿產(chǎn)生一系列的反應(yīng)：S+CN-=CNS-部分S氧化成硫代硫酸鹽：2S+2OH-+O2=S2O32-+H2O在堿性氰化物中，F(xiàn)e2+水解并和CN-形成氰化鐵沉淀：Fe2++2OH-=Fe(OH)2Fe(OH)2+2CN-=Fe(CN)2↓（白色）+2OH-氰化鐵沉淀溶于過(guò)剩的氰化物，生成亞鐵氰化鹽：Fe(CN)2+4CN-=[Fe(CN)6]4-當(dāng)保護(hù)堿不夠時(shí)，將生成普魯士藍(lán)：2Na++Fe2++[Fe(CN)6]4-=Na2Fe[Fe(CN)6]4Na2Fe[Fe(CN)6]+O2+2H2O=Fe4[Fe(CN)6]3+Fe(CN)64-+4OH-+8Na+或直接與Fe3+反應(yīng)：4Fe3++3[Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3當(dāng)保護(hù)堿足夠時(shí)，藍(lán)色消失：Fe4[Fe(CN)6]3+12OH-=3[Fe(CN)6]4-+4Fe(OH)3

在堿性氰化物溶液中，鐵的硫化物比在水中氧化要激烈得多，并消耗大量氰化物和氧：4FeS+3O2+4CN-+6H2O=4CNS-+Fe(OH)3此外，硫化鐵可以直接與堿、氰化物作用。鐵的硫化物與氰化物作用相當(dāng)復(fù)雜，由于快氧化鐵一系列副反應(yīng)的結(jié)果，使氰化過(guò)程較困難，表現(xiàn)在:（1）降低了溶金的速度和完全程度；因?yàn)榻档土巳芤褐醒醯臐舛龋曳e累了堿金屬和堿土金屬硫化物。（2）增加了氰化物的消耗。為消除這些有害影響，可采取以下措施：a.氰化前在堿性溶液中充氣；b.在清華時(shí)強(qiáng)烈充氣；c.在氰化礦漿中加氧化鉛或可溶性鉛鹽。3.2.2銅礦物

在金礦石中，常伴生有銅礦物。它們和氰化物溶液作用，形成銅氰絡(luò)合物，造成氰化物大量消耗。銅在氰化物溶液中呈絡(luò)合陰離子，在工業(yè)條件下，主要呈Cu(CN)32-，其次為Cu(CN)43-。二價(jià)銅的化合物與氰化物作用的特點(diǎn)是Cu2+被CN-還原成一價(jià)，而CN-被氧化成(CN)2:Cu(OH)2+2CN-=CuCN+2OH-+1/2(CN)2CuCO3+2CN-=CuCN+CO32-+1/2(CN)2CuSO4+2CN-=CuCN+SO42-+1/2(CN)2簡(jiǎn)單的CuCN易溶于過(guò)量的氰化物溶液中：

CuCN+2CN-=Cu(CN)32-

輝銅礦與氰化物作用時(shí)形成中間產(chǎn)物銅藍(lán)：2Cu2S+6CN-+H2O+1/2O2=2CuS↓+2Cu(CN)32-+2OH-

銅藍(lán)溶解析出元素硫：

CuS+6CN-+H2O+1/2O2=2Cu(CN)32-+2OH-+2S元素硫?qū)⑴cCN-作用進(jìn)一步形成CNS-離子。自然銅在氰化過(guò)程中，與金、銀不同，它即使在無(wú)氧的情況下，也可被水氧化而溶解：2Cu+6CN-+2H2O=2Cu(CN)32-+2OH-+2H2

所以可知，銅礦物極易與氰化物發(fā)生反應(yīng)，處理含銅礦物較困難。銅金礦在氰化前，需要進(jìn)行一些預(yù)處理。3.2.3砷、銻礦物

貴金屬氰化過(guò)程中最有害的礦物是神、銻礦物。銻礦物主要是輝銻礦，在金礦石中常見(jiàn)的砷礦物有毒砂FeAsS、雌黃As2S3、雄黃As4S4。

Sb2S3易與保護(hù)堿反應(yīng)，并形成相應(yīng)的含氧酸的和硫代銻酸的鹽：Sb2S3+6OH-=SbO33-+SbS33-+3H2O

生成的SbS33-一部分與堿反應(yīng)，另一部分與CN-、O2反應(yīng)：SbS33-+12OH-=2SbO33-+6S2-+6H2O2SbS33-+6CN-+3O2=6CNS-+2SbO33-Sb2S3+3S2-=2SbS33-雌黃分解時(shí)，首先氧化成亞砷酐和As2S3:3As4S4+3O2=2As2O3+4As2S3As2O3溶于堿：As2O3+6OH-=2AsO33-+3H2O

由于這些反應(yīng)，使氰化物溶液中積累了砷銻硫化物的分解產(chǎn)物：AsS3-、SbS33-、S2-、AsO33-、SbO33-，它們會(huì)在金的表面生成薄且致密的膜，阻礙CN-、O2通向金粒，使金的溶解速度急劇變慢。動(dòng)力學(xué)研究表明：砷、銻礦物的溶解度主要取決于保護(hù)堿濃度。降低氰化物的pH值，可降低它們的分解率。氰化處理含砷、銻礦的金礦時(shí)的一個(gè)措施是采用盡可能低的保護(hù)堿濃度；另一措施是添加鉛鹽，使溶液中砷銻的分解產(chǎn)物盡快地轉(zhuǎn)變成相對(duì)無(wú)害的CNS-離子。毒砂是金礦石中廣泛伴生礦物之一。它在堿性氰化物溶液中，實(shí)際上不溶。它本身對(duì)氰化提金無(wú)影響。但是，毒砂常常包裹有微金粒，甚至在超細(xì)磨礦時(shí)，也不能將其包裹的微金粒暴露。需用特殊方法提金。3.2.4鋅、鉛、汞礦物

金礦石中一般含鋅礦物很少，基本上不影響氰化過(guò)程。在含金礦石中，最常見(jiàn)的是方鉛礦(PbS)。當(dāng)?shù)V石中含有適量鉛時(shí)，對(duì)金銀的氰化是有利的。因?yàn)殂U能消除氰化液中堿金屬硫化物的有害影響，在置換時(shí)，能促進(jìn)金的沉淀。少數(shù)金礦石中含有辰砂HgS，碲汞礦HgTe?；旃驳V中可能有少量金屬汞和它的氧化物。氧化汞和氯化汞在氰化液中的溶解：HgO+4NaCN+H2O=Na2Hg(CN)4+2NaOH2HgCl+4NaCN=Hg+Na2Hg(CN)4+2NaCl2Hg+O2+8NaCN+2H2O=2NaHg(CN)4+4NaOH3.2.5其他礦物

金、銀礦石中還可能有硒、碲、碳等化合物。硒溶解在氰化物溶液中，形成硒氰化物：

NaCN+Se=NaCNSe

氫氧化鈉能提高硒的溶解度，在氫氧化鈉溶液中形成Na2SeO2:2NaOH+Se+O2=Na2SeO2+H2O

礦石中硒對(duì)金的溶解速度影響不大，但會(huì)增加氰化物的消耗，使鋅置換金難于進(jìn)行，為消除這些有害影響，可采取以下措施:（1）用低濃度氰化物溶液進(jìn)行氰化；（2）用活性碳從氰化液中或礦漿中沉淀金；（3）在溫度600℃～700℃條件下，對(duì)礦石進(jìn)行焙燒，在焙燒過(guò)程中，硒幾乎完全揮發(fā)，然后再用氰化法處理焙砂。在金銀礦石中，碲礦物主要有碲金礦(AuTe2)和輝碲鉍礦(Bi2TeS)，碲礦物在氰化物溶液中很難溶解，但碲礦物在細(xì)磨、高堿度和大量充氣的條件下，也能用氰化法處理。金礦中有時(shí)含有石墨。氰化溶金時(shí)，溶液中的Au(CN)2-金絡(luò)離子被碳吸附，使已溶金又隨炭粒返回砂礦中，使金的回收率降低。為防止這一現(xiàn)象，可在氰化前加入少量煤油，以抑制炭的吸附，或進(jìn)行焙燒，把炭燒掉。3.3氰化過(guò)程

氰化法浸出分為堆浸滲濾浸出和礦漿攪拌浸出兩種方式。前者適用于處理滲透性好的大顆粒物料，設(shè)備簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，多用于小型礦山，但金的浸出率較低。后者用于處理粒度小于0.3～0.4mm的礦石物料，金的浸出率較高，最高可達(dá)98%。3.3.1滲濾浸出

滲濾法是使氰化液自然地或強(qiáng)制地滲過(guò)礦粒層，使液固接觸，達(dá)到溶金的目的。1、滲濾槽滲濾氰化，通常在木槽、鐵槽或水泥槽中進(jìn)行。圖3-3滲濾槽2、裝卸料礦砂裝入滲濾槽的基本要求是分布均勻，使粒度、疏松度達(dá)到一致。裝料分干法和濕法。干裝料用于含水量低于20%的砂礦，優(yōu)點(diǎn)是使料層中存有空氣；濕裝料也即水力裝料，優(yōu)點(diǎn)是砂漿不需脫水，缺點(diǎn)是料層中充氣不足。3、氰化液的供排

氰化液在槽中的流向有兩種：一是上進(jìn)下出；二是下進(jìn)上出。供液有間歇、連續(xù)兩種方式。4、浸出指標(biāo)

用滲濾浸出時(shí)，一般是用濃度逐漸降低的氰化液浸出。生產(chǎn)中是要根據(jù)具體情況，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定最佳數(shù)值。藥劑的消耗量，視礦砂的性質(zhì)而定。滲濾法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗少，成本低。缺點(diǎn)是金的提取率不高，生產(chǎn)率低。

滲濾法只適于處理低品位礦石或尾礦。3.3.2堆浸

堆浸過(guò)程不是在槽中，而是暴露在空氣中進(jìn)行。圖3-4堆浸示意圖3.3.2.1對(duì)礦石的要求適合于堆浸的礦石:（1）礦石具有裂痕，或被破碎時(shí)能有裂痕，有利于氰化物溶液滲透；（2）金粒小，且處于裂隙的表面，能與氰化物溶液充分接觸；（3）礦石中粘土含量少，或通過(guò)制粒提高其滲透性；（4）礦石中不含過(guò)多的銻、砷、銅、鐵的硫化物和碳等對(duì)氰化過(guò)程有害的礦物；（5）礦石中不含過(guò)多的能與保護(hù)堿起反應(yīng)的酸性組分。3.3.3.2堆浸臺(tái)

堆浸臺(tái)和儲(chǔ)液池要求是不透水，以防止含金、銀的氰化液滲漏損失，并消除對(duì)局部水流及地下水源的污染。目前國(guó)內(nèi)外使用的底墊材料有:熱壓瀝青、混凝土、塑料薄膜、天然膨潤(rùn)土型粘土、木質(zhì)素磺酸鹽（造紙廢渣）和粘土混合物、細(xì)泥尾礦與皂土混合物。底墊的選擇因地制宜。各種底墊在壘礦以前都需先鋪上一層20cm左右厚的卵石或竹席等，作為底墊的保護(hù)層及排液層。3.3.2.3壘堆

壘堆（筑堆）——在建好的底墊上布礦，是堆浸的關(guān)鍵。正確的筑堆方法是：先用廢石筑一條通往底墊的坡道，卡車從坡道上礦堆只走一條窄道，卸下的礦石用推土機(jī)推至礦堆得四周。礦堆高度與礦石的滲透性有關(guān)，滲透性好的礦石可以筑得高些，反之則低些。礦堆太高會(huì)影響下部礦石的供氧量及滲透性。適宜的堆高可通過(guò)試驗(yàn)確定，一般為3～6m。3.3.2.4噴淋

氰化物溶液用管道輸送到礦堆上，然后通過(guò)噴頭、滴管或者礦堆上的布液池，向礦堆提供浸出液。布液池僅用于參透性能較差的礦石，較少采用。廣泛采用的是噴頭噴淋。對(duì)噴淋的要求是均勻，使溶液和空氣中的氧并盡量減少氰化物損失，為此，噴曬的液滴大小要適當(dāng)。通常噴頭的噴孔直徑為2～3mm。首先噴淋的氰化物溶液濃度一般為0.1%～0.15%。噴淋一般是間斷進(jìn)行的，這有利于空氣進(jìn)入礦堆。溶液的噴淋強(qiáng)度一般為5～12（L/m2）。

堆浸所用的保護(hù)堿常用NaOH,因?yàn)橛檬視r(shí)，常引起噴頭堵塞。浸出結(jié)束，用新鮮水淋洗礦堆以充分回收已浸出的金銀。洗滌水量通常為總液量的15%～30%。洗水排完后拆堆。3.3.2.5適用對(duì)象

堆浸的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、操作容易，占地少，規(guī)?？纱罂尚。顿Y少，生產(chǎn)成本低。缺點(diǎn)是金的回收率不高（60%～80%）。因而堆浸適于處理低品位金礦石（1～3g/t），或者含金品位稍高，但規(guī)模小的金礦。3.3.3攪拌氰化

3.3.3.1工藝流程及特點(diǎn)

攪拌氰化法——是將礦石或精礦經(jīng)細(xì)磨濃縮后，在攪拌浸出槽中進(jìn)行氰化浸出。按處理的物料不同，分為直接處理礦石的全泥氰化和處理金精礦的精礦氰化。攪拌氰化比滲透法過(guò)程大為強(qiáng)化。這是因?yàn)榻鹆８玫谋┞?，反?yīng)劑向金表面擴(kuò)散的條件更好，以及浸出過(guò)程中礦漿充氣良好。圖3-5攪拌氰化工藝流程圖3.3.3.2濃縮一般采用中心轉(zhuǎn)動(dòng)的濃縮槽（濃密機(jī)），礦漿在槽中自由沉降，礦漿的濃縮程度取決于礦粒的粒度、密度和物理化學(xué)性質(zhì)。通常根據(jù)礦漿的沉降實(shí)驗(yàn)來(lái)選用標(biāo)準(zhǔn)的濃縮槽。3.3.3.3浸出攪拌氰化浸出有間斷浸出和連續(xù)浸出兩種。連續(xù)浸出具有生產(chǎn)能力大、自動(dòng)化程度高，動(dòng)力消耗少，廠房占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，因此，大多數(shù)提金廠都采用連續(xù)攪拌氰化法，只有在對(duì)難溶金礦石實(shí)行階段浸出時(shí)以及每段浸出需要用新的氰化物溶液時(shí)，才采用間斷氰化法。

根據(jù)攪拌的方式不同，攪拌氰化槽分機(jī)械攪拌浸出槽、空氣攪拌浸出槽和機(jī)械空氣聯(lián)合攪拌浸出槽。1、機(jī)械攪拌浸出槽

是利用攪拌裝置進(jìn)行攪拌。這種攪拌槽的優(yōu)點(diǎn)是能夠均勻而強(qiáng)烈的攪拌礦漿，缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗大，設(shè)備維修工作量大。適用于處理粒度大，比重大，浸出礦漿濃度小，供電不正常的中、小型氰化廠。圖3-6機(jī)械攪拌槽2、空氣攪拌浸出槽空氣攪拌浸出槽是利用壓縮空氣的氣動(dòng)作用來(lái)攪拌礦漿的?？諝鈹嚢杞霾鄣膬?yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，可在礦山現(xiàn)場(chǎng)就地制造，安裝。設(shè)備費(fèi)用低?？諝鈹嚢杞霾鄣娜秉c(diǎn)是，必須有空氣壓縮機(jī)供給壓縮空氣，使用價(jià)格較貴的空氣壓縮機(jī)設(shè)備。圖3-7空氣攪拌浸出槽3、空氣和機(jī)械聯(lián)合攪拌浸出槽這種型式的攪拌浸出槽具有動(dòng)力消耗少，容量大等優(yōu)點(diǎn)，多用于大型氰化廠。圖3-83.4

從氰化物溶液中沉淀金、銀

從氰化物溶液中析出金、銀的方法有：鋅置換、活性炭吸附，離子交換樹(shù)脂吸附、鋁置換、電積和萃取等。3.4.1鋅置換沉淀的物理化學(xué)在氰化物溶液中，鋅的標(biāo)準(zhǔn)電位-1.26V，比金（-0.68V）、銀（-0.31V）的電位更負(fù)，因此，金屬鋅很容易從氰化物溶液中換出Au、Ag:2Au(CN)2-+Zn=2Au+Zn(CN)42-K=1.0×10232Ag(CN)2-+Zn=2Ag+Zn(CN)42-K=1.4×1032氰化物溶液中的氧被鋅還原成OH-

O2+2H2O=4OH--4eφ0=+0.40V2Zn+8CN-+O2+2H2O=2Zn(CN)42-+4OH–

當(dāng)氰化物濃度不夠而堿度較高時(shí)，形成ZnO32-2Zn+4OH-+O2=2ZnO22-+2H2OZn+2OH-+O2=ZnO22-+H2

在堿度稍低時(shí)，生成的ZnO22-水解形成不溶于水的Zn(CN)2沉淀：ZnO22-+2H2O=Zn(OH)2↓+2OH–

在氰化物濃度不夠時(shí)，Zn(OH)2和鋅氰絡(luò)合物作用生成氰化鋅沉淀：Zn(CN)42-+Zn(OH)2=2Zn(CN)2↓+2OH–

為了防止生成白色沉淀，進(jìn)行沉淀金、銀的溶液要有足夠濃的堿和氰化物。除此外，預(yù)先脫氧是最有效的防止白沉淀生成的措施。鋅置換過(guò)程就是一電化學(xué)過(guò)程，在陽(yáng)極區(qū)鋅進(jìn)行離子化，在陰極區(qū)進(jìn)行金、氧和水的還原，電子通過(guò)金屬陽(yáng)極傳到陰極。

金的沉淀速度由極限電流的大小決定，即受制于Au(CN)2–離子向陰極區(qū)表面的擴(kuò)散速度。廣泛采用的措施之一，是用可溶性的鉛鹽（錯(cuò)酸鉛、硝酸鉛）溶液處理鋅粉。強(qiáng)烈攪拌在置換時(shí)，一方面，它提高金還原的極限電流，加速沉淀；另一方面，它也提高氧還原的極限電流，增加了鋅的無(wú)益消耗。此外，在強(qiáng)烈攪拌下，已析出的金有可能從金屬鋅上脫落。而出現(xiàn)金反溶。

根據(jù)以上分析，沉淀貴金屬的最佳條件為：1、溶液預(yù)先脫氧；2、采用具有大比表面的金屬鋅（鋅粉）；3、添加可溶性鉛鹽；4、氰化物和堿濃度足夠高，但不過(guò)分高；5、用滲透法（過(guò)濾法）進(jìn)行置換。3.4.2

金泥處理

從含金氰化物中，加鋅沉淀而產(chǎn)生出的金（銀）泥，含金一般不超過(guò)20％。金泥的處理方法，主要采用火法工藝，火法工藝一般為酸溶、焙燒和熔煉三步。表3-1某廠金泥成分3.4.2.1酸溶

所謂酸溶，就是以稀硫酸（10％～15％H2SO4）溶液為溶劑，洗滌、溶解金泥，使金泥中可溶于稀硫酸的成分溶解而從金泥中分離出來(lái)。鋅易溶于稀硫酸：Zn＋H2SO4＝ZnSO4

＋H2↑

銅等可溶性物質(zhì)，也被溶解；金泥中的銀，也有可能少量溶解。硫酸的消耗量，一般為鋅重量的1.5倍。酸溶時(shí)間一般為三小時(shí)，澄清三小時(shí)。

表3-2酸溶后的金泥成分元素AuAgPbCuZnS其他/%52.004.5824.231.494.322.63余量經(jīng)酸溶后，進(jìn)行液固分離，金泥再經(jīng)水洗、壓濾后，金泥成為濾餅。3.4.2.2焙燒

濾餅還含有水分和結(jié)晶水以及某些化合物。焙燒的目的，是為了除去這些水分，并使硫化物、硫酸鹽變成氧化物，為下一步熔煉創(chuàng)作有利條件。焙燒時(shí)將濾餅放在鐵盤中，放進(jìn)加熱爐內(nèi)緩慢加熱，溫度宜控制在碳酸鹽、硫酸鹽以及氰化物能解離的范圍內(nèi)，但應(yīng)防止固體物料熔化。一般最高溫度控制在600℃左右。為了避免金泥受熱而粘在鐵盤上，可先在鐵盤內(nèi)壁涂上石灰等涂料。為了使雜質(zhì)在焙燒時(shí)氧化，可往濾餅里加入適量的硝石氧化劑。為了避免熾熱的金泥飛散，焙燒過(guò)程不宜攪拌。

焙燒后的金泥稱為焙砂，送去熔煉。3.4.2.3熔煉焙燒后金泥的主要組成是金、銀、賤金屬的氧化物和非金屬氧化物。熔煉的目的，就是使雜質(zhì)進(jìn)入爐渣與金、銀分離，同時(shí)得到粗金——金、銀合金、熔煉時(shí)，按金泥的成分，配入適量的溶劑，用坩堝爐、小型反射爐或小型轉(zhuǎn)爐熔煉。配入的溶劑，常用的有碳酸鈉（Na2CO3）、石英（SiO2）、硼砂（Na2B4O7·10H2O）或螢石（CaF2）?；鸱üに囂幚斫鹉嗟闹饕秉c(diǎn)是不能得到純金。圖3-8氯化法處理金泥3.5炭漿法3.5.1活性炭將有機(jī)物質(zhì)，如樹(shù)木、果殼、果核、糖以及褐煤、煙煤、無(wú)煙煤等，在CO、CO2、H2O的氣氛下（隔絕空氣）加熱到800—900℃，進(jìn)行活化，即得到活性炭?；钚蕴康幕钚裕蔷薮蟮谋缺砻婧痛嬖谟诒砻娴姆磻?yīng)基團(tuán)二者結(jié)合所產(chǎn)生的作用。活性炭按原料來(lái)源可分為煤質(zhì)類、果殼類、木質(zhì)類。炭漿工藝對(duì)炭種的選擇，主要是考慮炭質(zhì)強(qiáng)度，吸附速率和吸附容量等。目前，我國(guó)炭漿工藝多選用杏核炭，國(guó)外廣泛使用柳殼炭。從溶液中吸附金（活性炭柱）則用煤質(zhì)炭也可以。3.5.2

活性炭吸附金的原理3.5.2.1以金屬被吸附活性炭從金氯絡(luò)合物（AuCl4-）溶液中吸附金后，可明顯地看到炭表面有黃色金屬金。這種觀點(diǎn)認(rèn)為炭上吸附的還原性氣體，如CO，可把金還原。但是，把CO氣體通入金氯化物溶液中并沒(méi)有金被還原；而且，從它們的還原電位來(lái)判斷，炭可把AuCl4-

、AuBr2-、AuI2-

還原,而不能把比其更負(fù)電性的Au(CN)2-還原。3.5.2.2以Au(CN)2-陰離子形式被吸附

金以Au(CN)2-陰離子形式被活性炭吸附的機(jī)理，即陰離子交換機(jī)理。這種理論認(rèn)為，炭表面上存在帶正電荷的格點(diǎn)。當(dāng)炭與水作用時(shí)，它會(huì)轉(zhuǎn)入溶液并形成OH-離子，這樣炭表面帶正電荷：

C+O2+2H2O=C2++2OH-+H2O2

雙電層中的OH-離子和溶液中的Au(CN)2-交換，既是具有陰離子交換劑性質(zhì)。也可以說(shuō)，炭上帶正電荷的格點(diǎn)吸附溶液中Au(CN)2-陰離子。但是，當(dāng)氰化溶液中有大量的Cl-或ClO4-陰離子存在時(shí)，并不降低Au(CN)2-的吸附容量。3.5.2.3以Mn+〔Au(CN)2〕n-量離子對(duì)被吸附炭吸附的金的中性分子的組成，取決于溶液的pH值。在酸性溶液中，金以HAu(CN)2被吸附，在中性和堿性介質(zhì)中，金以一種鹽類形式被吸附。3.5.2.4以AuCN沉淀早期有人認(rèn)為在炭的空隙里沉淀出不溶性的AuCN。AuCN的產(chǎn)生是氧化作用的結(jié)果：KAu(CN)2+1/2O2

AuCN+KCNO

活性炭吸附金氰絡(luò)合物的機(jī)理研究，迄今仍是不充分的無(wú)論那一種機(jī)理，都有其可信和不可信的成分。因此有人提出了一個(gè)綜合性的吸附機(jī)理：（1）在炭的巨大內(nèi)表面上或微孔中，吸附Mn-〔Au(CN)2〕n-

離子對(duì)或中性分子，并隨即排除Mn+；（2）Au(CN)2-化學(xué)分解成不溶性的AuCN，AuCN保留在微孔中；（3）AuCN部分還原成某種0和1價(jià)的金原子的混合物（+0.3價(jià)）。3.5.2.5從氰化物溶液中吸附金

由于活性炭對(duì)金的選擇性吸附性能好，因此，它可以從如此貧而復(fù)雜的溶液中，相當(dāng)徹底地吸附金。吸附過(guò)程在裝有活性塔(槽)中進(jìn)行。按溶液走向分有兩種方法，一種是使含金氰化溶液自上而下滲透，通過(guò)固定的活性炭層；另一種是含金氰化溶液依靠泵的壓力，以一定的速度由下而上通過(guò)炭層，并使炭層處于沸騰狀態(tài)，或使炭在溶液中呈懸浮狀態(tài)。方法的選擇，取決于浸出液的混泏度及含泥量。3.5.3炭漿工藝

所謂炭漿法（carboninpulp）一般是指在氰化浸出完成之后，再進(jìn)行炭吸收的工藝過(guò)程。而炭浸法（carboninleach）則是浸出以吸附過(guò)程同時(shí)進(jìn)行的工藝。炭漿法是浸出以吸附分別在各自的槽中進(jìn)行；而炭浸法則是浸出與吸附在同一槽中進(jìn)行。炭漿工藝是由預(yù)篩、氰化溶出、吸附、解吸、電解（或電積）和炭的再生等幾個(gè)主要作業(yè)組成。圖3-10典型炭漿工藝流程示意圖3.5.3.1預(yù)篩

預(yù)篩的作用是除去礦漿中的雜物，避免以后與再金炭混在一起。一般采用28網(wǎng)目（0.6mm）的篩子，預(yù)篩的篩上物主要是木屑。磨礦時(shí)，含金量常常很高；氰化過(guò)程中，木屑會(huì)吸附金氰絡(luò)合物，使金不易洗脫下來(lái)；在炭漿法中，吸附槽內(nèi)存在少量木屑，會(huì)降低金炭的吸附效率。因此在礦漿入侵前，要經(jīng)1～2次除屑篩除屑。3.5.3.2

吸附

來(lái)自浸出作業(yè)的礦漿給入第一臺(tái)吸附槽進(jìn)入吸附作業(yè)，且連續(xù)流過(guò)串聯(lián)的幾臺(tái)吸附槽，用活性炭吸附礦漿中溶解的金，再?gòu)淖詈笠慌_(tái)吸附槽排出，即為氰化尾礦。礦漿與炭的分離是采用篩子實(shí)現(xiàn)的。炭漿法使用的的活性炭粒度通常是6～16目，炭預(yù)篩一般為20目。影響吸附效率的因素包括：每噸礦漿中炭的濃度，吸附槽的數(shù)目，炭移動(dòng)的相對(duì)速度，礦漿在吸附段的停留時(shí)間，炭的載金量等。圖3-11炭的吸附等溫線

通過(guò)實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。一般每升礦漿加炭40克左右，吸附槽4～7個(gè)吸附率99%以上。炭吸附系統(tǒng)設(shè)備要求：（1）在吸附槽內(nèi)炭和礦漿最充分的接觸；（2）載金炭和礦漿在篩上進(jìn)行最有效的分離；（3）盡可能地減少整個(gè)吸附系統(tǒng)內(nèi)炭粒的磨損；（4）在吸附槽內(nèi)盡量避免礦漿發(fā)生短路現(xiàn)象。3.5.3.3解吸

載金炭的解吸通?？刹捎萌N方法。1.常壓解吸法常壓解析法是在85℃和常壓下進(jìn)行，用1﹪的氰化鈉和1%的氫氧化鈉溶液從載金炭上解吸金。該法簡(jiǎn)單，基建和生產(chǎn)費(fèi)用較低，適于小規(guī)模生產(chǎn)。2.酒精解吸法該法是在80℃和常壓下，采用含有0.1%氰化鈉，1%氫氧化鈉，再加入20%體積的酒精作為解吸液從載金炭上解吸金。加入酒精使解吸時(shí)間縮短到5～6個(gè)小時(shí)。優(yōu)點(diǎn)是可以縮小解吸工段規(guī)模，缺點(diǎn)是酒精易燃，極不安全，生產(chǎn)費(fèi)用增高。3.高壓解析法

載金炭是用0.1%氰化鈉和1%氫氧化鈉溶液，于160℃和3.5×105pa的壓力下，解吸2～9h，用含5%氫氧化鈉和1%氰化鈉溶液預(yù)處理載金0.5～0.1h，然后用5個(gè)載金炭體積的熱水解吸炭，作業(yè)溫度為110℃，操作壓力為0.5×105～1.0×105pa，總的解吸時(shí)間（包括酸洗）為9h。高壓解吸的優(yōu)點(diǎn)是試劑消耗少和解吸時(shí)間短。3.5.3.4

電解

解吸液是一種純凈的金銀氰化物溶液。陽(yáng)極為鉆孔的不銹鋼板，陰極為不銹鋼棉。電解過(guò)程陰極沉淀金、銀和析出氫氣：Au(CN)2-+e=Au+2CN-Ag(CN)2-+e=Ag+2CN-2H2O+2e=H2+2OH-

陽(yáng)極析出氧及氰離子的氧化產(chǎn)物4OH--4e=2H2O+O2CN-+2OH--2e=CNO-+H2O2CNO-+4OH--6e=2CO2+N2+2H2O3.5.3.5炭再生

在吸附的過(guò)程中，炭粒上吸附有各種無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，這些物質(zhì)即使經(jīng)過(guò)解吸也不可能被除掉，造成炭粒的污染，降低了炭對(duì)貴金屬的吸附活性，因此炭再返回到吸附系統(tǒng)之前，必須再生。再生分為兩部分：用酸洗除去碳酸鈣及大部分賤金屬絡(luò)合物；加熱活化除去其它無(wú)機(jī)和有機(jī)雜質(zhì)。1.酸洗吸附過(guò)程中由于碳酸鈣的聚積，炭表面上常發(fā)生物理的堵塞作用，采用稀鹽酸或稀硝酸即除去。酸洗可安排在三個(gè)方面：解吸之前酸洗：酸洗能明顯地改善金的解吸，酸洗和解吸既可在同一容器內(nèi)進(jìn)行，也可在各自的容器中進(jìn)行。解吸之后酸洗：酸洗是在單獨(dú)的容器中用稀硝酸或鹽酸室溫下進(jìn)行。熱活化之后酸洗：在熱活化之后酸洗炭，能減少酸洗過(guò)程中氫氰酸氣體產(chǎn)生的機(jī)會(huì)，并可以解決窯內(nèi)腐敗問(wèn)題。2.加熱活化

加熱活化處理是在迥轉(zhuǎn)窯中沒(méi)有空氣存在的情況下，將炭加熱到650℃保持30分鐘?；罨潭雀鶕?jù)被處理礦石的類型而有所變化。熱活化后炭可采取在空氣中冷卻或用水冷卻的方法，還應(yīng)在20目篩上過(guò)篩除去細(xì)粒炭，在返回到吸附工序之前還要用水清洗。3.5.3.6炭漿法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

與傳統(tǒng)的氰化法比較，炭漿法（包括CIP和CIL）有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）省去了固液分離作業(yè)和不必采用龐大的過(guò)濾或傾析設(shè)備，占地少，基建投資可節(jié)省10%，故生產(chǎn)費(fèi)用低；（2）在處理低品位難選原礦時(shí)，可獲得較高的金回收率，尤其適合于處理含泥較多、難于沉降和過(guò)濾、細(xì)泥吸附已溶金的礦石。（3）金的純度高，熔煉時(shí)溶劑消耗少，金隨爐渣和煙氣的損失也少。

缺點(diǎn)：（1）全部礦漿需要預(yù)篩除屑和大顆粒；（2）有細(xì)粒載金炭隨尾礦損失；（3）有一定量的大顆粒載金炭滯留于槽中暫時(shí)不能回收；（4）活性炭的載金量有限，且對(duì)Ag(CN)2-

離子吸附效果差。因此，炭漿法不宜于處理高品位原礦或精礦及含銀高的礦石。3.6

樹(shù)脂礦漿法

應(yīng)用離子交換樹(shù)脂作為吸附劑，從氰化礦漿中吸附金的方法，稱樹(shù)脂礦漿法（RIP）。3.6.1離子交換樹(shù)脂及交換反應(yīng)離子交換樹(shù)脂類似于塑料的結(jié)構(gòu)，在酸和堿性溶液中都為穩(wěn)定的固態(tài)三維聚合物，其組成中含有在溶液中能離解的離子化基團(tuán)。離子交換樹(shù)脂中反離子電荷的符號(hào)，分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂。如以R表示離子交換樹(shù)脂中的固定離子，則離子交換反應(yīng)中寫為如下反應(yīng)式：

樹(shù)脂的離子交換能力，與離子化基團(tuán)（又稱活性基團(tuán)）的離解度有關(guān)。根據(jù)離子化基團(tuán)的離解度大小，樹(shù)脂分為強(qiáng)酸性和弱酸性陽(yáng)離子交