第三篇 金的提取技术.

第三篇金的提取技术1概述1.1金的性质（1）金的物理性质金化学元素周期表第六周期ⅠB族元素，原子序数79，相对原子质量196.967。纯金为金黄色，具有良好的延展性、导电性和导热性，密度为19.32g/cm3。（2）金的化学性质金的化学性质非常稳定，在自然界中仅与碲生成天然化合物——碲化金，在低温或高温时均不被氧直接氧化，而以自然金的形态存在。1.2金的用途A.作为货币B.宇航工业、电气、电子工业C.光学仪器D.合金原料E.装饰品F.医疗及其他1.3金矿物在原生条件下，金矿物常与黄铁矿、毒砂等硫化矿物共生。与金共生的主要金属矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、辉锑矿和黄铜矿等，有时还含方铅矿和其他金属硫化矿及有色金属氧化矿物，脉石矿物主要为石英。金矿床分脉金（又称矿金、原生金）矿床和砂金（次生金）矿床。砂金矿床根据沉积方式又可分为河床型、阶地型及海滨砂金矿等类型。砂金矿主要采用重选法和混汞法，脉金矿主要采用重选、浮选、混汞和氰化等方法处理。脉金矿石可以分为以下几个类型：（1）含金石英脉矿石（2）含少量硫化物的金矿石（3）含多量硫化物的金矿石（4）多金属含金矿石（5）复杂难选含金矿石（6）含金铜矿石1.4选金流程主要取决于含金矿物原料的化学组成、矿物组成、金粒大小及对产品的要求。主要的选金方法有混汞法和氰化法，有工业前景的有硫脲法、液氯法、多硫化氨法及氯化挥发法等。1.5提金的一般原则（1）金的粒度及赋存形态；（2）矿石的物质组成；（3）与金的结合矿物（一般是石英和硫化物）特征，如氧化程度、泥质等；（4）矿石的其它有价组分；（5）使处理工艺复杂化的组成（如炭、砷、锑等）。金的粒度是最重要的工艺性质之一。根据在工艺操作中的金的行为，把金的粒度分为三类：粗粒金（＞0.070mm），细粒金（0.070～0.01mm）和微粒金（＜0.001mm）。硫化矿中金通常是微粒金。1.6我国的金资源及生产概况我国黄金总储量次于南非、前苏联、美国，占世界第四位（1983年资料，下同，2010年仅次于南非、俄罗斯，排第3），但仅占世界总储量的3.3％。但是工业储量低于加拿大、加纳、澳大利亚、津巴布韦和菲律宾，居第九位。在我国探明的地质储量中，脉金占43.5％，伴生金45.6％，砂金10.9％。脉金主要集中在胶东、东秦岭、黑龙江及吉林。矿石平均含金6.15-15.7g/t。大型砂金矿全部集中在黑龙江省。伴生金以江西德兴斑铜矿床最大，其他也主要与铜矿伴生，分布较广。贵州省金矿以分布于黔西南的微细浸染型（卡林型）金矿为主，分布于东部黎平、锦屏、天柱和梵净山的变碎屑岩型（工业类型主要为石英脉型和蚀变岩型）金矿次之。黔西南氧化型金矿资源几乎枯竭，原生金矿的开采冶炼难度大。贵州东部已探明的金矿规模较小，以民采为主。2金提取技术2.1概述矿石准备作业磨矿破碎物理分选化学分选浮选重选硫脲法混汞法氰化法其它方法金提取工艺熔炼2.2混汞法提金概述混汞提金是基于矿浆中的单体金粒表面和其他矿粒表面被汞润湿性的差异，金粒表面亲汞疏水，其他矿粒表面疏汞亲水，金粒表面被汞润湿后，汞继续向金粒内部扩散生成金汞合金，从而汞能捕捉金粒，使金粒与其他矿物及脉石分离。混汞后刮去工业汞膏，经洗涤、压滤和蒸汞等作业，使汞挥发而获得海绵金，海绵金经熔铸得金锭。蒸汞时挥发的汞蒸气经冷凝后回收后，可返回混汞作业使用。混汞法的基本原理混汞过程，实质上包括汞对金的润湿过程和汞齐化过程。——润湿过程图金粒被汞润湿示意图HgOδH2O-HgδH2O-AuθAuH2OδHg-Au——汞齐化过程HgAu汞在金中的固溶体Au3HgAu2HgAuHg2金的汞齐化过程示意图汞膏的组成：汞金合金、中心残存的未汞齐化的金和游离汞（过剩汞）混汞提金的主要因素（1）金粒大小与金粒解离度（2）自然金的成色（3）金粒的表面状态（4）汞的化学组成（5）汞的表面状态（6）矿浆的温度与浓度（7）矿浆的酸碱度混汞方法和混汞设备（1）外混汞法所谓外混汞法，是先磨矿后混汞，混汞作业在磨矿设备之外进行。磨矿设备和混汞设备无结构上的联系，各为互可分离的两部分。外混汞法适用于处理含金的多金属矿，用以捕集其中的粗粒金。在选金厂中很少单独采用，往往与浮选、重选和氰化法联合使用。常用设备如图。图固定混汞板1.支架；2.床面；3.汞板（镀银铜板）；4.矿浆分配器；5.侧帮图带有中间捕集沟的固定混汞板1.汞板；2.床面；3.支架；4.矿浆分配器；5.捕集沟；6.侧帮图振动混汞板1.矿浆分配器；2.支柱（弹簧）；3.偏心机构；4.汞板影响混汞效果的主要操作因素：——给矿粒度——给矿浓度——矿浆流速——矿浆酸碱度——汞的补加时间及补加量——刮汞膏时间——汞板故障汞板故障：①汞板干涸、汞膏坚硬②汞微粒化③汞的粉化④机油污染（2）内混汞法——所谓内混汞法，是指混汞作业在磨矿设备内进行，即磨矿与混汞同时进行。——内混汞法只宜处理铜、铅、锌含量甚微，不含使汞粉化粉化的硫化物，金的嵌布粒度较粗及以混汞法为主要提金方法时。也用于处理重选粗金矿和其它含金中间产物，在内混汞设备内变磨矿边混汞以回收金粒。——内混汞设备有捣矿机、碾盘机、球磨机、棒磨机和混汞筒等。汞膏的处理——汞膏分离与洗涤——汞膏压滤——汞膏蒸馏汞毒防护（1）汞毒（2）汞毒防护含汞气体和废水的净化（1）含汞气体的净化充氯活性炭吸附法软锰矿吸附法（2）含汞废水的净化滤布过滤、锌粉置换法硫化钠与硫酸亚铁共沉淀法活性炭吸附法2.3氰化法提金氰化提金的基本原理图氰化溶金示意图22222242()2AuCNOHOAuCNHOOH222242()2AuCNHOAuCNOH2224824()4AuCNHOOAuCNOH——提金综合反应氰化法提金是从金矿石中提取金的主要方法之一。氰化物对金溶解作用机理的解释目前尚不一致，多数认为金在氰化溶中有氧存在的情况下可以生成一种金的络合而溶解其基本反应式见上页。氰化溶金速度氰化溶金速度主要取决于溶液中氰化物及氧的浓度。——通过理论计算氰化浸出剂中氰根浓度与溶解氧浓度的比值为6时，金的溶解速度达到最大值。——实验证实当氰根浓度与溶解氧浓度的比值为4.6～7.4时，金的溶解速度达到最大值。题：常压室温下，为空气所饱和的氰化液中含氧8.2毫克/升,计算相应的适宜氰化物浓度为多少？解：氧的浓度：8.2毫克/升＝0.26×10-3mol/L相应的适宜氰化物浓度为:6×0.26×10-3＝1.56×10-3摩/升，即相当于0.01％浓度的氰化钠溶液，此时金银的溶解度可达最大值。伴生组分在氰化过程中的行为1.铁及铁矿物2.铜矿物3.锌矿物4.砷、锑矿物怎样消除砷锑矿物对氰化提金的影响？5.汞、铅矿物6.含碳矿物怎样消除碳物质对氰化提金的影响？氰化物的选用氰化法提金工艺最主要的药剂就是氰化物。常用的氰化物有NaCN、KCN、NH4CN、和Ca(CN)2、氰熔物。——氰化物浸出金的能力顺序为：NH4CN＞Ca(CN)2＞NaCN＞KCN＞氰熔物。——在含有二氧化碳的空气中的化学稳定性的顺序为KCN＞NaCN＞NH4CN＞Ca(CN)2＞氰熔物。——就价格而言，氰化钾最贵，氰化钙和氰熔物最便宜，氰化钠价格居中。结论：目前多数选金厂都选用氰化钠作为氰化试剂。氰熔物是Ca(CN)2、食盐和焦炭的混合物在电炉熔融后制得的。氰熔物的成分为45％Ca(CN)2，其他均为杂质。这些杂质有硫化物、碳和不溶的杂质等。使用氰熔物前要清除这些杂质，即强力搅拌氰化物溶液，往溶液中添加铅盐使硫化物成硫化铅沉淀，澄清后的溶液用于氰化浸出作业。氰化提金过程的主要影响因素（1）氰化物及氧浓度图氰化物浓度影响在实践中，常用低浓度氰化物溶液处理含金矿石。（2）氰化的消耗——氰化物的自行分解——氰化物的水解——伴生组分消耗氰化物——氰化矿浆中应保持一定的氰根剩余浓度——浸出金所消耗的氰化物——机械损失理论上溶解1克纯金0.49gNaCN，但实际生产中氰化钠的耗量均为理论数的20-200倍。处理含金原矿时，氰化物的消耗量一般为250-1000g/t矿石，常为250-500g/t。处理含金黄铁矿精矿及氧化焙烧后的焙砂时，氰化物的消耗达2-6kg/t。为了保持氰化物的稳定性，减少氰化物的化学损失，在氰化物溶液中加入适量的碱，使其维持一定的碱度，该碱称为保护碱。在生产厂矿，通常把pH值控制在9～12的范围内。为了降低生产成本，常用石灰（CaO）作保护碱。选金厂的氰化工段，常配制成浓度为0.03％～0.05％的石灰乳加入氰化溶液中。选金厂的实践证明，金的溶解速度是在氰化物浓度为0.05％～0.1％的范围内。处理浮选精矿的氰化作业比原矿石全泥氰化作业要用较高的氰化物浓度。（3）矿浆的pH值（4）矿浆温度生产实践中，除在寒冷地区为了使矿浆不冻结而采取适当的保温措施外，一般选厂均在大于15～20℃的常温条件下进行氰化浸出。图金浸出速度与矿浆温度的关系（5）金粒大小和形状金粒在磨矿时暴露多，与氰化物接触时面积大，则金的浸出速度快。所以，国内的精矿氰化厂磨矿细度大多要求-325目占80～95％，而全泥氰化厂多数控制在-325目占60～80％。（5）金粒的大小及其表面状态金的氰化浸出速度与金粒的表面状态密切相关。纯金表面最易溶解，但氰化过程中金粒表面与氰化矿浆接触，金粒表面可能生成诸如硫化物膜、过氧化物膜（如过氧化钙膜）、氧化物膜、不溶氰化物膜（如氰化铅膜）、黄酸盐膜等表面膜，它们可显著地降低金粒的氰化浸出速度。（6）矿泥含量与矿浆浓度一般条件下，处理泥质含量少的粒状矿物原料时搅拌氰化矿浆中的固体含量宜小于30～33％，处理泥质含量较高的矿物原料时，矿浆浓度宜小于20～25％。（6）浸出时间一般搅拌氰化浸出时间常大于24h，有时长达40h以上，碲化金的氰化浸出时间需72h左右。渗滤氰化浸出时间一般为5d以上。氰化提金方法2.3.1.氰化-置换法图三层浓缩机连续逆流洗涤原理图图氰化炭浆法原则工艺流程图2.3.2.氰化炭浆法图某氰化炭浆厂工艺流程设备联系图从载金炭上解吸金的原理尽可能地破坏活性炭吸附金的平衡，使过程向着不利于金的吸附方向进行。（1）向体系中添加CN-或OH-；（2）提高体系的温度；（3）加大体系的压力。影响从载金炭上解吸金的因素—温度和压力；—氰化物浓度；—碱的浓度；—添加甲醇或乙醇。从载金炭解吸贵液中电积金的原理金在氰化物溶液中以金氰络合物Au(CN)2-存在，在电积过程中在阴极析出金、银，同时还由于水的还原而析出氢，在阳极析出氧，并发生氰离子氧化而析出CO2和N2。2()2AuCNeAuCN2()2AgCNeAgCN22222HOeHOH22442OHeHOO222CNOHeCNOHO22224622CNOOHeCONHO目前工业上常用的从载金炭上解析金的方法—苛性氰化钠长时间解吸法；—低浓度苛性氰化钠加醇类解吸法；—加温加压解吸；—高浓度苛性氰化钠解吸法。脱金炭再生活化—酸洗用3-5％浓度的盐酸溶液泡3～4小时，使其中碳酸钙减少到10％以下。—烘干在炭与酸分离后，用清水淋洗至中性。在100℃以下温度烘干。—活化将炭装入回转窑，加热到600℃以上，在通入蒸汽10～15分钟，后排入冷却筒。冷却后的炭经筛分分级，大于16目的返回吸附作业循环使用。2.3.3.氰化堆浸法图金矿石堆浸生产典型工艺流程图图堆浸示意图1.不透水底垫；2.矿堆；3.喷头；4.贵液池；5.活性炭吸附柱；6.贫液池图我国某金矿的堆浸生产现场图国外某金矿堆浸场的喷淋系统图小梁山金矿的堆浸贵液活性炭吸附柱2.3.4.氰化树脂矿浆法定义树脂矿浆法是用离子交换树脂吸附回收金的方法。用途树脂矿浆法和炭浆法一样属于无过滤提金工艺，目前主要用于传统氰化工艺难于处理的含有粘土、石墨、沥青页岩、氧化铁等天然吸附剂的矿石和砷金矿石等复杂金矿石。树脂矿浆法的方式——氰化浸出后将交换树脂加入浸出矿浆中吸附金（RIP）；——是交换树脂与氰化物一起加入浸出吸附槽中，边浸出边吸附提金（RIL）