CN114045393B - 一种可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控电位的绿色的卡林型金矿提金方法，是以高氯酸为浸金剂，在电位及pH值可控的条件下，通过缓慢连续加入的方式对卡林型金矿进行浸金处理，最后浸出液通过常规提金工艺回收金即可。本发明具有提金过程绿色环保，金浸出率高，对设备腐蚀性小的特点；此外，本发明还具有黄金浸出率高，浸金成本低的特点。

Description

一种可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法

技术领域

本发明涉及一种卡林型金矿直接提金方法，特别是一种可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法。

背景技术

金是重要的贵金属，由于其具有耐腐蚀、高熔点、强导电性等优异的物理化学性质，被广泛应用在航空航天、电子设备、工艺饰品以及金融投资等领域。同时金作为一种“硬通货”，具有对抗通货膨胀的功能，对稳定社会经济乃至保证国家经济安全等方面有着重要影响。面对各行各业对黄金需求的不断扩大，黄金的选冶工艺也在不断的优化和更新，然而目前易处理金矿资源正日渐枯竭，而品位低、成分杂的难处理金矿已成为主要的黄金生产来源。据统计，目前全球已探明金矿资源中约有2/3属于难处理金矿，其中黄金总产量有近1/3来自难处理金矿。因此，如何实现难处理金矿的高效环保开采及利用至关重要，也是目前冶金同仁们研究的热点和难点。

目前，我国已探明的黄金储量中，有近30％的金矿资源为难处理金矿，且广泛分布于贵州、云南、四川、甘肃等各个省份。其中，较为典型且在贵州省金矿资源中占比最大的是卡林型金矿。

卡林型金矿(Carlin-typegolddeposit)，是20世纪60年代初期在美国西部内华达州的卡林镇发现而得名的，是一种主要产于碳酸盐岩建造中的微细浸染型金矿床。该类型金矿的浸出技术难点，在于如何将包裹在黄铁矿和毒砂中的微细粒金(大多小于1μm)释放出来，目前的黄金冶炼工艺中，除了氧化矿石之外，原生的难浸金矿石需要经历粗破碎(颚式破碎机)、细破碎(球磨、半自磨，至200目粒度)、浮选(获得精矿粉)，然后使用化学、生物氧化或者高温焙烧等预处理工艺，使黄铁矿和毒砂的晶体结构被破坏，微细粒金方可在后续浸出流程中被获取。而传统提取金的浸出剂有氰化物、王水、卤化物、硫脲、硫代硫酸盐等。氰化浸出法浸金从使用至今已有一百多年的历史，金在氰化物的作用下，生成了[Au(CN)₂]^-,从而使金溶解。氰化物浸出法有操作简单，化学用量低，工业成本低等优点，是工业生产中应用最广泛的浸出方法。氰化物浸金虽然应用广泛，但其自身的高毒性、低选择性和预处理工艺的复杂性等缺陷却制约了氰化物浸金的发展，因此，近几年又催生出了多种无毒无害的绿色浸金工艺，如前面提到的卤化物、硫脲和硫代硫酸盐等。

高氯酸可作为卤化浸金方法中的一种浸金剂，其基本原理是利用高氯酸的强氧化性分解载金矿物，使金从载金矿物中解离出来，同时，将Au氧化为Au³⁺，便于Cl^-与Au³⁺进行络合，形成AuCl₄ ^-后溶出。但是，在实际浸金生产中，高氯酸浸金并没有被广泛应用，原因在于：1、虽然高氯酸在使用得当的情况下，本身是无毒无害的，但是高氯酸与卡林型矿浆反应后，容易生成H₂S、SO₂，而H₂S、SO₂都是有毒有害的气体，并不符合绿色提金的要求；2、反应过程中黄铁矿容易与高氯酸反应生成单质硫，而单质硫会重新包裹载金矿物从而阻碍金从中解离，从而降低了金的浸出率；3、高氯酸腐蚀性强，对设备要求高，提金成本高。

因此，如何避免高氯酸浸金工艺中有毒有害气体的生成，以及提高金的浸出率和降低高氯酸对设备的腐蚀性，是推动高氯酸浸金工艺广泛应用的关键。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可控电位且绿色的卡林型金矿直接提金方法。本发明具有提金过程绿色环保，金浸出率高，对设备腐蚀性小的特点；此外，本发明还具有浸金成本低的特点。

本发明的技术方案：

一种可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，是以高氯酸为浸金剂，在电位及pH值可控的条件下，通过缓慢连续加入的方式对卡林型金矿进行浸金处理，最后浸出液通过常规提金工艺回收金即可。

前述的可控电位的绿色的卡林型金矿提金方法，包括如下步骤：

(1)将卡林型金矿破碎、球磨得到金矿粉；

(2)向金矿粉中加水配制矿浆，在搅拌条件下向矿浆中缓慢连续加入高氯酸，然后保持搅拌进行浸出反应；

(3)对步骤(2)反应结束后的矿浆过滤，洗净矿渣，用常规提金工艺回收浸出液中的金即可。

前述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，步骤(1)所述金矿粉中70-80μm粒级占92％以上。

前述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，步骤(2)所述水与金矿粉的液固比配制为3:1-6:1。

前述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，步骤(2)所述高氯酸的加入总量为矿浆体积的12-24％。

前述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，步骤(2)所述高氯酸为缓慢可控连续加入，加入过程中控制矿浆体系的pH值在0-1之间，氧化电位为0.8-1.2V之间。

前述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，步骤(2)所述搅拌的速率为300-500r/min。

前述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，步骤(2)所述浸出反应的温度为25-45℃，总浸出反应时间为2.5-3.5h。

前述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，所述常规提金工艺是用活性炭吸附提金工艺。

前述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，所述工艺的浸出液或提金后的贫液作为浸金剂循环使用,这样能降低高氯酸的消耗量。

本发明的有益效果

1、本发明以高氯酸作为浸金剂，其本身具有绿色环保的优点，同时，在浸金工艺中，通过控制高氯酸的加入量与加入速度，一方面能调控浸金体系的氧化电位与pH值，还能够避免有毒有害气体硫化氢的产生，使得整个浸金工艺具有绿色环保的优点。

2、本发明通过合理控制浸金工艺，使反应过程中体系保持高电位状态，不仅可以有效避免H₂S、SO₂有毒气体的生成，还可以减少单质硫的生成，从而避免了单质硫重新包裹载金矿物的情形，有利于金的溶出，具有金浸出率高的优点。

3、本发明高氯酸通过缓慢连续的方式加入，即能够使高氯酸与矿浆充分反应，也会减少了高氯酸接触浸出设备的可能，从而降低了对设备的腐蚀性，具有对设备腐蚀性小的优点。

4、本发明工艺更特别的是对于卡林型金矿没有预氧化的要求，而是直接利用高氯酸处理卡林型金矿的原生矿粉，具有浸出率高、浸金成本更低的优点。

综上所述，本发明具有提金过程绿色环保，金浸出率高，对设备腐蚀性小，浸金成本低的优点。

附图说明

附图1为通过热力学计算绘制得到的298.15K下HClO₄-H₂O系E-pH图；

附图2为通过热力学计算绘制得到的298.15K条件下的FeS₂-H₂O系E-pH图。

由图1可知HClO₄在水溶液中存在的离子形式较多，HClO₄中的Cl⁷⁺逐步或一步分解为Cl^-，溶液中可存在ClO₄ ^-、ClO₃ ^-、ClO₂ ^-、ClO^-、Cl^-等离子，Cl₂的稳定存在区域较小，同时溶液中的Cl₂会与H₂O发生歧化反应生成HClO与HCl，最终溶液中HClO₄均以Cl^-形式存在。当HClO₄溶液与卡林型金矿接触时，如附图2可发生如下反应：

15HClO₄+8FeS₂+28H₂O＝8Fe(OH)₃+16H₂SO₄+15HCl (1)

7HClO₄+4FeS₂+4H₂O＝4Fe(HSO₄)₂+7HCl (2)

7HClO₄+4FeS₂+2H₂O＝2Fe₂(SO₄)₃+2H₂SO₄+7HCl (3)

11HClO₄+8FeS₂+12H₂O＝8Fe(OH)₃+16SO₂↑+11HCl (4)

3HClO₄+8FeS₂+12H₂O＝8Fe(OH)₃+16S↓+3HCl (5)

经计算，上述反应式ΔG^θ分别为-13803.89kJ/mol、-6917.322kJ/mol、-6840.618kJ/mol、-3923.754kJ/mol、-2942.522kJ/mol。由上述反应式可知，HClO₄能将黄铁矿氧化分解，黄铁矿中的S^-多会以高价态的SO₂、HSO₄ ^-、SO₄ ^2-形式进入溶液，并通过适当的高氯酸加入方式控制式(4)和(5)中的SO₂和单质硫S的生成趋势，有利于后续对矿物中金属硫化物的进一步氧化分解。同时，上述反应式的生成物Fe(OH)₃与HCl还会进一步反应，自生成一定量的FeCl₃与H₂O，也可生成一定量的H₂S具体反应式如下：

Fe(OH)₃+3HCl＝FeCl₃+3H₂O (6)

FeS₂+HCl＝H₂S↑+FeCl₂ (7)

可知HClO₄能够在氧化硫化物的同时生成一定量的FeCl₃和H₂S，而FeCl₃可以继续参与到浸金反应中。

本发明方法中的可控电位就是在附图2中左上角的区域及位置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例

实施例1

某难处理金矿，矿石中的金属矿物主要是细粒分散的黄铁矿、毒砂等，非金属矿物主要是云母、石英等，金通常以微细粒、次显微形式嵌布于金属硫化物中，矿石中金的含量为15.03g/t，硫的质量百分比含量为1.65％，砷的质量百分比含量为0.14％，是一种典型的卡林型金矿。

一种卡林型金矿中提取金的方法，具体步骤如下：

(1)将卡林型金矿破碎、球磨至70-80μm粒级占92％以上的金矿粉；

(2)按照水与金矿粉液固比配制为3:1的比例取50g金矿粉配制矿浆，向矿浆中加入体积百分比为12％的高氯酸，25℃条件下搅拌浸出2.5h(高氯酸缓慢加入时间为1h)，搅拌速率为300r/min；

(3)对步骤(2)的矿浆过滤，洗净矿渣，所得尾渣金的品位为2.21g/t，金的浸出率为85.3％，用活性炭充分吸附浸出液回收黄金，回收金之后的尾液返回步骤(2)作为浸出液循环使用。

对比实验表明将步骤(1)的金矿粉末采用氰化法直接进行浸出时，浸出24小时后金的浸出率为8.15％。

实施例2

某难处理金矿，矿石中的金属矿物主要是细粒分散的黄铁矿、毒砂等，非金属矿物主要是云母、石英等，金通常以微细粒、次显微形式嵌布于金属硫化物中，矿石中金的含量为17.62g/t，硫的质量百分比含量为1.98％，砷的质量百分比含量为0.18％，是一种典型的卡林型金矿。具体实施步骤如下：

(1)将卡林型金矿破碎、球磨至70-80μm粒级占92％以上的金矿粉；

(2)按照浸出液与金矿粉液固比配制为3.5:1的比例取50g金矿粉配制矿浆，向矿浆中加入体积百分比为24％的高氯酸，25℃条件下搅拌浸出2.5h(高氯酸加入时间为1h)，搅拌速率为300r/min；

(3)对步骤(2)的矿浆过滤，洗净矿渣，所得尾渣金的品位为2.51g/t，金的浸出率为85.7％，用活性炭充分吸附浸出液回收黄金，回收金之后的尾液返回步骤(2)作为浸出液循环使用。

对比实验表明将步骤(1)的金矿粉末采用氰化法直接进行浸出时，浸出24小时后金的浸出率仅为8.21％。

实施例3

某难处理金矿，矿石中的金属矿物主要是细粒分散的黄铁矿、毒砂等，非金属矿物主要是云母、石英等，金通常以微细粒、次显微形式嵌布于金属硫化物中，矿石中金的含量为19.73g/t，硫的质量百分比含量为2.27％，砷的质量百分比含量为0.23％，是一种典型的卡林型金矿。具体实施步骤如下：

(1)将卡林型金矿破碎、球磨至70-80μm粒级占92％以上的金矿粉；

(2)按照浸出液与金矿粉液固比配制为4:1的比例取50g金矿粉配制矿浆，向矿浆中加入体积百分比为14％的高氯酸，30℃条件下搅拌浸出3h(高氯酸加入时间为1.2h)，搅拌速率为350r/min；

(3)对步骤(2)的矿浆过滤，洗净矿渣，所得尾渣金的品位为2.72g/t，金的浸出率为86.2％，用活性炭充分吸附浸出液回收黄金，回收金之后的尾液返回步骤(2)作为浸出液循环使用。

对比实验表明将步骤(1)的金矿粉末采用氰化法直接进行浸出时，浸出24小时后金的浸出率仅为8.34％。

实施例4

某难处理金矿，矿石中的金属矿物主要是细粒分散的黄铁矿、毒砂等，非金属矿物主要是云母、石英等，金通常以微细粒、次显微形式嵌布于金属硫化物中，矿石中金的含量为21.74g/t，硫的质量百分比含量为2.85％，砷的质量百分比含量为0.26％，是一种典型的卡林型金矿。具体实施步骤如下：

(1)将卡林型金矿破碎、球磨至70-80μm粒级占92％以上的金矿粉；

(2)按照浸出液与金矿粉液固比配制为4.5:1的比例取50g金矿粉配制矿浆，向矿浆中加入体积百分比为16％的高氯酸，30℃条件下搅拌浸出3h(高氯酸加入时间为1.2h)，搅拌速率为350r/min；

(3)对步骤(2)的矿浆过滤，洗净矿渣，所得尾渣金的品位为2.93g/t，金的浸出率为86.5％，用活性炭充分吸附浸出液回收黄金，回收金之后的尾液返回步骤(2)作为浸出液循环使用。

对比实验表明将步骤(1)的金矿粉末采用氰化法直接进行浸出时，浸出24小时后金的浸出率仅为8.37％。

实施例5

某难处理金矿，矿石中的金属矿物主要是细粒分散的黄铁矿、毒砂等，非金属矿物主要是云母、石英等，金通常以微细粒、次显微形式嵌布于金属硫化物中，矿石中金的含量为23.47g/t，硫的质量百分比含量为3.14％，砷的质量百分比含量为0.31％，是一种典型的卡林型金矿。具体实施步骤如下：

(1)将卡林型金矿破碎、球磨至70-80μm粒级占92％以上的金矿粉；

(2)按照浸出液与金矿粉液固比配制为5:1的比例取50g金矿粉配制矿浆，向矿浆中加入体积百分比为17％的高氯酸，35℃条件下搅拌浸出3.5h(高氯酸加入时间为1.4h)，搅拌速率为400r/min；

(3)对步骤(2)的矿浆过滤，洗净矿渣，所得尾渣金的品位为3.07g/t，金的浸出率为86.9％，用活性炭充分吸附浸出液回收黄金，回收金之后的尾液返回步骤(2)作为浸出液循环使用。

对比实验表明将步骤(1)的金矿粉末采用氰化法直接进行浸出时，浸出24小时后金的浸出率仅为8.42％。

实施例6

某难处理金矿，矿石中的金属矿物主要是细粒分散的黄铁矿、毒砂等，非金属矿物主要是云母、石英等，金通常以微细粒、次显微形式嵌布于金属硫化物中，矿石中金的含量为25.18g/t，硫的质量百分比含量为3.37％，砷的质量百分比含量为0.36％，是一种典型的卡林型金矿。具体实施步骤如下：

(1)将卡林型金矿破碎、球磨至70-80μm粒级占92％以上的金矿粉；

(2)按照浸出液与金矿粉液固比配制为5.5:1的比例取50g金矿粉配制矿浆，向矿浆中加入体积百分比为20％的高氯酸，40℃条件下搅拌浸出3.5h(高氯酸加入时间为1.4h)，搅拌速率为450r/min；

(3)对步骤(2)的矿浆过滤，洗净矿渣，所得尾渣金的品位为3.22g/t，金的浸出率为87.2％，用活性炭充分吸附浸出液回收黄金，回收金之后的尾液返回步骤(2)作为浸出液循环使用。

对比实验表明将步骤(1)的金矿粉末采用氰化法直接进行浸出时，浸出24小时后金的浸出率仅为8.45％。

实施例7

某难处理金矿，矿石中的金属矿物主要是细粒分散的黄铁矿、毒砂等，非金属矿物主要是云母、石英等，金通常以微细粒、次显微形式嵌布于金属硫化物中，矿石中金的含量为28.37g/t，硫的质量百分比含量为3.72％，砷的质量百分比含量为0.42％，是一种典型的卡林型金矿。具体实施步骤如下：

(1)将卡林型金矿破碎、球磨至70-80μm粒级占92％以上的金矿粉；

(2)按照浸出液与金矿粉液固比配制为6:1的比例取50g金矿粉配制矿浆，向矿浆中加入体积百分比为24％的高氯酸，45℃条件下搅拌浸出3.5h(高氯酸加入时间为1.4h)，搅拌速率为500r/min；

(3)对步骤(2)的矿浆过滤，洗净矿渣，所得尾渣金的品位为3.55g/t，金的浸出率为89.5％，用活性炭充分吸附浸出液回收黄金，回收金之后的尾液返回步骤(2)作为浸出液循环使用。

对比实验表明将步骤(1)的金矿粉末采用氰化法直接进行浸出时，浸出24小时后金的浸出率仅为8.57％。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造揭露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将卡林型金矿破碎、球磨得到金矿粉；

(2)向金矿粉中加水配制矿浆，在搅拌条件下向矿浆中缓慢连续加入高氯酸，然后保持搅拌进行浸出反应；其中，所述高氯酸为缓慢可控连续加入，加入过程中控制矿浆体系的pH值在0-1之间，氧化电位为0.8-1.2V之间，加入耗时1-1.4h；

(3)对步骤(2)反应结束后的矿浆过滤，洗净矿渣，用常规提金工艺回收浸出液中的金即可。

2.根据权利要求1所述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，其特征在于：步骤(1)所述金矿粉中70-80μm粒级占92％以上。

3.根据权利要求1所述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，其特征在于：步骤(2)所述水与金矿粉的液固比配制为3:1-6:1。

4.根据权利要求1所述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，其特征在于：步骤(2)所述高氯酸的加入总量为矿浆体积的12-24％。

5.根据权利要求1所述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，其特征在于：步骤(2)所述搅拌的速率为300-500r/min。

6.根据权利要求1所述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，其特征在于：步骤(2)所述浸出反应的温度为25-45℃，总浸出反应时间为2.5-3.5h。

7.根据权利要求1所述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，其特征在于：所述常规提金工艺是用活性炭吸附提金工艺。

8.根据权利要求7所述的可控电位且绿色的卡林型金矿提金方法，其特征在于：所述工艺的浸出液或提金后的贫液作为浸金剂循环使用。

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