漂白粉浸出贵州某卡林型金矿的可行性探索①_管桂超.pdf

漂白粉浸出贵州某卡林型金矿的可行性探索 ① 管桂超1， 王 芹1，2，3， 唐道文1，2，3， 陈 亮1， 晋克勤1 1.贵州大学 材料与冶金学院,贵州 贵阳 550025； 2.贵州冶金资源综合利用工程研究中心,贵州 贵阳 550025； 3.贵州省冶金工程与过程节能重点实 验室,贵州 贵阳 550025 摘 要 采用漂白粉配制浸出液,对贵州某卡林型金矿进行了浸出实验,考察了漂白粉用量、浸出时间、液固比、浸出温度和氢氧化 钠用量对金浸出的影响。 结果表明,取原矿 100 g,漂白粉有效氯 55％65 g,温度 30 ℃,浸出时间 4 h,氢氧化钠 22.5 g,液固比 5∶1,金浸出率达 59.46％。 漂白粉可实现卡林型金矿的有效浸出,但浸出率尚不能满足工业要求。 关键词 氯化法； 漂白粉； 卡林型金矿； 浸出； 金 中图分类号 TF111文献标识码 Adoi10.3969/ j.issn.0253-6099.2018.04.023 文章编号 0253-6099201804-0091-03 Feasibility Study for Leaching of A Carlin Type Gold Deposit in Guizhou Province by Bleaching Powder GUAN Gui-chao1, WANG Qin1,2,3, TANG Dao-wen1,2,3, CHEN Liang1, JIN Ke-qin1 1.College of Materials and Metallurgy, Guizhou University, Guiyang 550025, Guizhou, China； 2.Guizhou Engineering Research Center for Comprehensive Utilization of Metallurgical Resources, Guiyang 550025, Guizhou, China； 3.Guizhou Provincial Key Laboratory of Metallurgical Engineering and Process Energy Conservation, Guiyang 550025, Guizhou, China Abstract A leaching experiment was carried out for a Carlin type gold deposit in Guizhou Province by using bleaching powder solution as leach solution. Effects of dosage of bleaching powder, leaching time, liquid/ solid ratio, leaching temperature, as well as dosage of sodium hydroxide on gold leaching were investigated. It is shown that leaching test of 100 g raw ore at a temperature of 30 ℃ for 4 h, with 65 g bleaching powder 55％ effective chlorine, 22.5 g sodium hydroxide and liquid/ solid ratio at 5∶1, resulted in the gold leaching rate at 59.46％. It is concluded that an effective leaching of Carlin type gold deposits can be actualized with bleaching powder, but the leaching rate still can′t meet the industrial requirements. Key words chlorination process； bleaching powder； Carlin type gold deposit； leaching； gold 卡林型金矿中金颗粒非常细小,通常分布在黄铁 矿、毒砂中,且金主要以包裹金形式存在［1］。 对于卡 林型金矿,工业上一般采用氰化法提金,但氰化物有剧 毒,会严重危及生态环境,且金浸出速度较慢,易受铜、 锌、铅、硫和砷等杂质的干扰［2-3］。 漂白粉配制成溶液 对卡林型金矿浸出属于氯化法的一种,该方法浸金浸 出速度快、浸出率高且对环境无污染,并且对影响氰化 过程的某些杂质如铜、硫、砷等的选择性较好,易于 净化［4-6］。 氯具有强氧化性,可以与大部分元素发生 反应,在与金的反应中,它既是氧化剂又是络合剂。 在 Au-H2O-Cl 体系的 E-pH 图中［7］,金会被氯氧化并形成 络合物,故又称为水氯化浸金法。 本文采用漂白粉配制成溶液对卡林型金矿进行浸 出,考察各工艺因素对浸金过程的影响。 1 实 验 1.1 实验原料 实验所用矿石为贵州某卡林型金矿石,其中金品 位为 15.0 g/ t,金主要呈显微-次显微颗粒。 原矿化学 成分见表 1。 矿样 XRD 分析如图 1 所示,由图看出, ①收稿日期 2018-01-26 基金项目 贵州省科学技术基金项目黔科合 J 字［2010］2003 作者简介 管桂超1992-,男,山东聊城人,硕士研究生,主要研究方向为有色金属冶金。 通讯作者 王 芹1972-,女,贵州贵阳人,讲师,硕士,主要研究方向为冶金物理化学。 第 38 卷第 4 期 2018 年 08 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.38 №4 August 2018 ChaoXing 载金的主要矿物为毒砂和黄铁矿。 表 1 原矿化学成分分析结果质量分数 / Au1SFeAsCaOMgO SiO2 15.01.652.121.3325.615.508.82 1 单位为 g/ t。 1002030507060408090 2 / θ 1 FeS2 2 SiO2 3 CaMgCO32 1 1 1 1 11 1 1 12 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 图 1 原矿 X 射线衍射图谱 1.2 实验试剂及设备 实验用主要试剂漂白粉有效氯 55％,氢氧化 钠,浓硝酸,浓盐酸,蒸馏水。 实验试剂均为分析纯。 实验用主要设备722 型可见光分光度计上海菁 华科技仪器有限公司,JJ-1 型机械搅拌器常州澳华 有限公司,DK-98-IIA 型电子恒温水浴锅天津泰斯 特仪器有限公司,SHZ-DIII型循环水式多用真空 泵天津华鑫仪器厂。 1.3 实验原理及方法 漂白粉的有效成分为次氯酸钙,具有强氧化性,碱 性条件下其溶金反应为 4Au ＋ 3CaClO2＋ 12NaOH 4Na3AuO3＋ 3CaCl2＋ 6H2O 将金矿石细磨至 74 μm,通过单因素分析法,研究浸 出时间、液固比、温度、氢氧化钠用量及漂白粉用量等因 素对该卡林型金矿浸出率的影响,确定最佳浸出条件,并 进行扩大实验。 用漂白粉有效氯 55％配制成溶液,用 氢氧化钠调节 pH 值,加入原矿,搅拌浸出一定时间后, 抽滤、烘干,利用分光光度计,用硫代米蚩酮TMK分光 光度法测定金含量,最后计算得到金浸出率。 2 实验结果与讨论 2.1 浸出时间对金浸出率的影响 结合原矿各组分元素及漂白粉有效浓度,计算得 到 13.17 g 漂白粉用量可满足 40 g 原矿的有效浸出。 取矿样 40 g、NaOH 用量 6.4 g、漂白粉用量 13.17 g,液 固比为 5∶1,室温下浸出,等梯度延长浸出时间,金浸 出率与浸出时间的关系如表 2 所示。 表 2 金浸出率与浸出时间的关系 浸出时间/ h浸出率/ ％ 2.547.34 3.046.36 3.549.37 4.052.51 4.545.38 5.036.21 由表 2 可见,首先随着时间增加,浸出率呈上升趋 势,在 4 h 时浸出率达到最大,为 52.51％,之后浸出率下 降。 这是因为随着浸出时间增加,反应产物 FeOH3 胶体会吸附金,致使金留于渣中,无法洗出,造成浸出 率下降。 由表 2 可知,最佳浸出时间为 4 h。 2.2 液固比对金浸出率的影响 浸出时间 4 h,其他条件不变,金浸出率与液固比 的关系见表 3。 表 3 金浸出率与液固比的关系 液固比浸出率/ ％ 4∶125.58 5∶152.10 6∶144.43 7∶134.91 8∶132.22 由表 3 可以看出,在液固比未达到 5 ∶1之前,随着 液固比增加,浸出率增加,液固比为 5 ∶1时,浸出率达 到最大值,为 52.10％。 之后随液固比增加,实际降低 了浸出剂和碱的浓度,导致浸出效果变差,浸出率随之 降低。 故选取液固比为 5∶1。 2.3 浸出温度对金浸出率的影响 液固比 5∶1,其他条件不变,浸出温度对金浸出率 的影响见表 4。 表 4 金浸出率与浸出温度的关系 浸出温度/ ℃浸出率/ ％ 2543.94 3051.97 3547.89 4041.24 4526.34 由表 4 可看出,浸出温度由 25 ℃升至 30 ℃时,浸 出率增加,这是由于温度升高有利于物质的传质,浸出 剂与金矿的接触机会增加。 30 ℃ 时,浸出率达到最 29矿 冶 工 程第 38 卷 ChaoXing 大,为 51.97％；温度继续升高,浸出率下降严重,这是 因为浸出的有效成分次氯酸根离子极不稳定,受热易 分解,从而影响浸出效果。 30 ℃室温时即可达到最 优浸出效果。 2.4 碱耗量对金浸出率的影响 室温条件下浸出 4 h,其他条件不变,氢氧化钠用 量对金浸出率的影响见表 5。 表 5 金浸出率与氢氧化钠用量的关系 氢氧化钠用量/ g浸出率/ ％ 3.048.25 4.545.32 6.051.64 7.552.21 9.054.68 由表 5 可以看出,在前期,随着氢氧化钠用量增 加,浸出率反而降低,在用量为4.5 g 时最低,之后浸出 率上升。 根据碱的加入量以及金的电位 pH 图［6］,在氢 氧化钠加入量为 3 g 和9 g 时,pH 值分别为7.5 和14.5, 金的物态为金氯络合物和金氧络合物；而在氢氧化钠 加入量为 4.5 g 时,pH ＝ 11,金的物态为金氢氧根离 子,该离子水溶性比金氯根离子和金氧根离子差很多, 导致金浸出不完全。 所以在氢氧化钠加入量为 9 g 时,次氯酸转变为次氯酸根,氧化性很强,氧化电位高, 浸出率最高,为 54.68％。 2.5 浸出剂用量对金浸出的影响 氢氧化钠用量 9 g,其他条件不变,浸出剂漂白粉 用量对金浸出率的影响见表 6。 表 6 金浸出率与漂白粉用量的关系 漂白粉用量/ g浸出率/ ％ 6.58530.25 13.1754.52 19.75556.35 26.3458.94 32.92540.36 39.5137.65 由表 6 可以发现,在低于理论用量13.17 g2 倍 之前,随着漂白粉用量增加,金浸出率不断增加,这是 因为次氯酸钙是强氧化剂,浓度越高,越容易分解 FeAsS、FeS2,金的包裹解离越快,浸出剂与金矿的接触 机会增加,从而提高了浸出率。 漂白剂用量为 26.34 g 时,金浸出率最大,为 58.94％；之后继续增加漂白粉用 量,浸出率下降,这是因为浸出液过度粘稠,物质传质变 差,从而导致了浸出率的大幅度降低。 因而浸出剂用量 为 26 g理论用量的约 2 倍,可使金矿浸出率最高。 2.6 优化扩大实验 在最优条件下,将实验规模同时扩大 2.5 倍,取原 矿质量 100 g,漂白粉用量 65 g,浸出时间 4 h,液固比 5∶1,温度 30 ℃,氢氧化钠用量 22.5 g,进行了 3 组平 行实验,金浸出率平均达到 59.6％。 但该浸出率尚达 不到工业生产要求,有待进一步研究。 3 结 论 1 原矿 100 g,漂白粉用量 65 g,浸出时间 4 h,温 度 30 ℃,氢氧化钠用量 22.5 g,液固比 5 ∶1时,金浸出 率为 59.46％。 2 漂白粉能够浸出贵州某卡林型金矿,但浸出率 较低,尚不能满足工业浸出需求,还需进一步研究。 该 研究对丰富和完善氯化浸金体系有一定的意义,与氰 化法相比,该方法对环境污染较小,具有较好的应用前 景和环保意义。 参考文献 ［1］ 张弘弢,苏文超,田建吉,等. 贵州水银洞卡林型金矿床金的赋存 状态初步研究［J］. 矿物学报, 2008,28117-24. ［2］ 白建峰,白 静,王鹏程,等. 酸性硫脲浸出废旧手机线路板中金 的研究［J］. 矿冶工程, 2015,35287-90. ［3］ 沈智慧,张 覃,卯 松,等. 贵州某微细浸染型金矿硫代硫酸盐 浸出试验研究［J］. 矿冶工程, 2013,33585-90. ［4］ 燕 璞,唐道文,储春利,等. 次氯酸钠浸出某卡林型金矿的实验 研究［J］. 现代机械, 2014480-82. ［5］ 金创石,张廷安,曾 勇,等. 难处理金精矿的加压氧化-氯化浸出 实验［J］. 东北大学学报自然科学版, 2011,326826-830. ［6］ Hilson G, Monhemius A J. 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