从锰银矿中一步法浸出锰和银的热力学基础与应用（张斌,姜涛,杨永斌《中国有色金属学报》2007.11）.pdf

第17卷第11期 Vo1.17 No.11 中国有色金属学报 The Chinese Journal of Nonferrous Metals 文章编号1004-0609200711-1887 -06 从锚银矿中一步法浸出镜和银的热力学基础与应用 张斌姜涛2杨永斌2 1.湖南大学材料科学与工程学院，长沙410082; 2.中南大学资源加工与生物工程学院，长沙410083 2007年11月 Nov.2007 摘要z研究在酸性介质中从锚银矿中同时浸出锺和银的热力学基础与技术条件。Mn-H20系和Ag-H20系电位功 一应圈研究结果表明Mn 2和Ag可以有一个稳定共存的区域，热力学条件为 25C和101.325四a下，[Mn] 1 moνL， [Ag]10-3 moνL. pH3.064-0.059 1, H202被氧化为中间产物0，当 1.776-0.059 1 pH, H202可以得电子变成H20。 3 2 走唁坠 。 -2 O 2 4 6 8 \0 12 pH 圈3H202-H20系的功一-pH图 Fig.3 丁Hdiagram ofH20z-H20 system 25 C, \01.325 kPa, [H202]1 moVL 为了确定锺和银的具体浸出条件，将图1 、2和3 的Mn-H20系、Ag-H20系和H202-H20系的-pH 图叠加起来，得到图4所示的功一pH图。从图4可以 看出，Mn 2和 Ag共同存在的区域为在25C下， pH 0.682-0.059 1 pH时，Mn02可以被H202还原成 Mn203。总反应方程式为 2Mn02H202Mn20302H20 24 2.2.2 银浸出的化学反应 从图4中可以看出，Mn021Mn2始终高于功Ag句 因此在热力学上Mn02可以氧化Ag。但对于锺银矿石 来说，锺和银的存在形式虽然是Mn02和Ag，但Ag 或被包裹或被吸附或以类质同象形式与二氧化锚密切 共生，二者仍然能够长期稳定共存，并没有发生明显 的氧化还原反应。这表明二者之间的化学反应从热力 学角度来看是可以发生的，但由于二者在矿石中均以 固体形式存在，反应速度太慢或反应界面条件的限制 如氧化膜的存在，导致二者之间长期共存。因此改 善反应条件，如改善反应界面条件以提高有效扩散能 力，降低反应活化能，提高有效碰撞次数，以加速化 学反应的进行。 从式20和15可以看出，酸性条件下过氧化氢可 以直接氧化银并得到电子，其方程式为 2AgH202 2H2Ag2H20 25 但从式18和15可以看出，银离子又可以氧化过氧化 氢变成单质银，其方程式为 2AgH2022Ag022H 26 二者进行叠加，可得总反应方程式为 第17卷第11期张斌，等z从锺银矿中一步法浸出链和银的热力学基础与应用1891 2H202→2日20{22η 化这部分单质Ag。为了提高Ag的浸出率，有必要在 因此H202很难直接氧化Ag而生成银离子，单质银在溶液中加入一定量的氧化剂。而高锺酸饵是最好的- H202分解中起催化剂的作用。 种强氧化剂，它能够溶解在水溶液中并扩散到Ag表 从式19可以看出，当1.5-0.059 1 pH时，面氧化Ag式10和15月，其还原产物也是Mn 2，不 H202可以被氧化生成中间产物H02;而从式15可以会在溶液中增加杂质。另外和Mn02一样，高锤酸饵 看出，当有Ag存在时，H02又可以氧化Ag而得到电可以氧化H202，生成中间产物H02或O式10、19 子，使得Ag转变为Ag进入溶液。因此，H202可以和21，而中间产物H02或O又可以扩散到Ag表面 作为电子转移的载体改善化学反应条件，能够与氧化Ag式19、21和15。其总反应方程式为 Mn02发生反应失去电子，生成中间产物H02式7 和19，而H02再扩散到Ag的表面得到电子氧化 Ag式19和15月。这样，地O2和Ag均可以转变为 可溶于水的Mn 2和 Ag，达到湿法冶金的目的。总的 化学反应方程式为 H,O, Mn022Ag4W一一牛-→MnT2AgT2H2028 另外，在锺银矿石中，一般还有部分Ag没有被 Mn02所包裹，因此即使H202进入溶液，仍然无法氧 95 4 飞 汇、 g 90 8 』 I 呈85 u 碍 。 ...l 95 、p 飞 p u h 390 ... I z 85 也B ...l 、.，J a“ nυ nu l AaT 饨，， -Fi』 O创 4 盹吨而 凡几M dJUK mmL oonyoE OUOV吁，缸 80 Mn04 5Ag8H 迫L→Mn 25Ag4H 20 29 3 一步法浸出链和银的实验 根据前面得到的热力学反应条件，确定反应体系为 酸性介质，把KMn04溶液加入锺银矿浆中，充分混 合后加入H202榕液。条件实验结果如图5所示。为了 ‘ 昌、 毛 90 o o u 也必 比. I z 项80 “ o J 、‘，，， L口 ，，‘飞 AV AV l 、京、PU U。、P 80 2h SO u q b Effect ofKMn04 concentration on leaching ofMn and Ag; c Effect ofH202 concentration on leaching ofMn and Ag; d Effect of H2S04 concentration on leaching ofMn and Ag 1892 中国有色金属学报2007年II月 节约化学药剂并同时获得满意的浸出率，确定最佳条[6 吴文伟银锺精矿熔烧硫酸浸出提银新工艺[凡有色金属， 件为z室温下浸出2h，高锤酸饵浓度2g/L.过氧化氢2004,561 48-50. 浓度0.8mo此，硫酸浓度0.9mollL。获得锚的浸出率WU Wen-wei. Silver extraction from silver-manganese 为95.62，银的漫出率为83.28。 4 结论 1通过控制榕液pH值和电位，可以使矿石中的 Mn02和Ag同时浸出，以Mn 2和 Ag形式进入溶液中， 实现一步浸出的目的。热力学条件是25C和101.325- kPa下，[Mn] 1 moνL. [Ag] 10-3 moνL. pH3.63, 0.6217 1.229一0.1182pH和3.63pH4.635， 0.621 7 1.4434-0.177 3 pHo H202的加入可以 使二氧化锚的还原和银的氧化同时进行。加入高锤酸 饵可以使矿石中未被二氧化锤包裹的银氧化。 2一步浸出法工艺步骤为在酸性介质中把 KMn04溶液加入锚银矿浆中，充分混合后加入H202 溶液。最佳工艺条件为室温下浸出2 h，高锚酸押浓 度2g1L，过氧化氢浓度0.8molL.硫酸浓度0.9molL。 获得锚的浸出率为95.62，假的浸出率为83.28。 REFERENCES [1 杨洪英，巩恩普，杨立.广西某镇银矿银的赋存状态研究 [J.贵金属，2006，2711-5. YANG Hong-ying, GONG En-pu, YANG Li. Study on the occurrence state of silver in the manganese-silver concentrate in Guangxi[J]. Precious Metals, 2006, 271 1-5. [2 韦丛中，李维天，陈晓玉.广西凤凰山锺银氧化矿的工艺矿 物学特征[J.中国锺业，2003，2139-\3. WEI Cong-zhong, LI Wei-tian, CHEN Xiao-yu. The process mineralogy of Fenghuangshan manganese-bωring silver oxide ores Guangxi[J]. Chinas Manganese Indus町，2003, 213 9一13. [3 吕志成，张培萍，段国正，郝立波，董广华.内蒙古额仁陶勒 盖银矿床锺矿物的矿物学初步研究[J.矿物岩石，2002, 223 1-3. LU Zhi-cheng, ZHANG Pei-ping, DUAN Guo-zheng, HAO Li-bo, DONG Guang.缸ua.Study on manganese minerals of Erentao1egai si1ver deposit[J. Mineral Petrol, 2002, 223 1-3 [4 徐振芳.从锺银矿中提取银的研究[J.中国锺业，1992, \03 33-37. 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