一種鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氰化法因工藝成熟、流程簡單等優(yōu)點(diǎn)長期在黃金提取工業(yè)中占有統(tǒng)治地位。但其 存在三個(gè)重大缺陷：（1)氰化物劇毒；（2)對難處理金礦的浸金效果差，而我國金礦資源三分 之一以上為難處理礦；（3)浸金速度慢。因此，非氰化浸金技術(shù)的開發(fā)意義重大。非氰化技術(shù) 中硫代硫酸鹽法具有浸出劑無毒且價(jià)格便宜、浸金速率快、在堿性介質(zhì)中浸金對設(shè)備腐蝕 小等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛認(rèn)為是最有潛力的非氰化方法。隨著全球范圍內(nèi)對環(huán)境保護(hù)的愈加 重視，人們對硫代硫酸鹽法浸金工業(yè)應(yīng)用的期待日益迫切。
[0003] 硫代硫酸鹽法浸金研究在上世紀(jì)七十年代末開始盛行，經(jīng)過長期的研究發(fā)現(xiàn)其工 業(yè)應(yīng)用存在的最主要障礙是硫代硫酸鹽耗量大。該障礙是由于銅、氨催化體系的特殊性造 成的。硫代硫酸鹽浸金的總反應(yīng)如式(1)所示。該反應(yīng)的本質(zhì)是陽極金的氧化和陰極氧氣的 還原。在沒有催化劑存在的條件下，該反應(yīng)進(jìn)行得非常緩慢，當(dāng)體系引入Cu 2+、NH3后，浸金速 率提高18-20倍。銅、氨催化S20,浸金的機(jī)理如圖1所示，[Cu(NH 3)4]2+在陰極催化02的還原， NH3主要起在堿性條件下穩(wěn)定Cu2+及在陽極催化Au+與S20 32-配位的作用。但S2032-是亞穩(wěn)態(tài) 的，同時(shí)又容易被[Cu(NH 3)4]2+氧化分解為Sx062-(連多硫酸根）、S0 32-、S〇42-、S2-、SQ等。部分 S20,分解產(chǎn)物將吸附、沉積在金的表面使之鈍化而難于被浸出。
[0004] 4AU+8S2O32-+〇2+2H2〇-4[Au(S203)2]3-+40H- (1)
[0005] 針對硫代硫酸鹽法浸金浸出劑耗量大的問題，國內(nèi)外的研究主要集中在二價(jià)銅和 溶解氧濃度等反應(yīng)條件的控制、添加劑的使用和銅、氨催化的取代這幾個(gè)方面。浸出液中二 價(jià)銅和溶解氧濃度在浸金過程中是動(dòng)態(tài)值，很難將它們控制在適宜的范圍。添加劑對礦石 種類的適用性差，它們的使用存在很大的局限性。鐵、草酸和鐵、EDTA取代銅、氨催化，可顯 著降低&0,消耗，但還需要加入可能致癌的物質(zhì)一硫脲以提高浸金速率，且當(dāng)?shù)V石中含黃 鐵礦、磁黃鐵礦時(shí)浸金效果不理想。綜上所述，目前的研究暫還不能解決硫代硫酸鹽浸金浸 出劑耗量大的問題。
[0006] 鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的機(jī)理如圖2所示。NH3同樣起在陽極催化Au+與S20,配 位的作用。NH 3還能與溶液中的Co2+離子發(fā)生配位反應(yīng)生成配離子[Co(NH3)5] 2+，然后[Co (NH3)5]2+被溶液中的〇2氧化為[Co(NH3)6]3+。生成的[Co(NH 3)6]3+進(jìn)而可使金被氧化溶解為 [Au(S203)2] 3-，而[Co(NH3)6]3+自身被還原為[Co(NH3) 5]2+?？梢奫Co(NH3)5]2+在陰極催化了 〇2 的還原。鈷、氨催化的氧化還原電對[C0(NH3)6] 3+/[C0(NH3)5]2+的電位要明顯低于銅、氨催化 電對[CU(NH 3)4]2+/[CU(S20 3)3]5-的電位，故其可以顯著降低S2〇32-的氧化分解。
[0007] 為解決目前硫代硫酸鹽法浸金存在的浸出劑耗量大問題，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種浸出劑耗量低的硫代硫酸鹽浸金新方法。
[0009] -種鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，在硫代硫酸鹽浸金體系中加入硫酸鈷、氨 水進(jìn)行催化浸金。
[0010] 所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，浸金體系中硫酸鈷的初始濃度為0.01 ~0.05mol/dm3〇
[0011] 所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，浸金體系中氨水的初始濃度為0.3~ 1 .Omol/dm3。
[0012] 所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，硫代硫酸鹽包括硫代硫酸鈉或硫代硫 酸銨中的一種或兩種，浸金體系中硫代硫酸鹽的初始濃度為〇. 10~1 .〇mol/dm3。
[0013] 所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法:首先將含金原料濕磨，之后調(diào)節(jié)礦漿質(zhì) 量濃度;然后往礦漿中依次加入硫代硫酸鹽、硫酸鈷、氨水，并調(diào)節(jié)礦漿pH;最后攪拌浸出。
[0014] 上述方法具體是首先將含金原料濕磨至-74μπι大于90%。之后調(diào)節(jié)礦漿質(zhì)量濃度 為15~35%。用氫氧化鈉調(diào)節(jié)礦漿pH至9.0~11.0。
[0015]最后在空氣氣氛、0~45 °C條件下攪拌浸出4~12h。攪拌浸出過程的攪拌速率控制 在100~300r/min。
[0016]本發(fā)明可在硫代硫酸鹽浸金過程中產(chǎn)生如下有益效果：
[0017] 1.顯著降低硫代硫酸鹽耗量。鈷、氨取代銅、氨催化可有效避免Cu(NH3)4 2+對&0， 的氧化，從而使得浸出過程中S2〇32_分解量大幅降低。銅、氨催化時(shí)硫代硫酸鹽的消耗通常 高達(dá)20~40kg/t謝，而采用本發(fā)明的方法耗量可降至8kg/t謝以下。
[0018] 2.有利于浸金液中金的回收及浸出液的循環(huán)使用。由于S2〇3t的氧化分解量大幅 降低，浸出液中S 2〇32,分解產(chǎn)物如Sx〇f、S03 2,的濃度亦顯著減少，使浸出液的成分變得 簡單；另外還由于溶液中不存在[Cu(S20 3)3]51其結(jié)構(gòu)與目標(biāo)離子[Au(S203) 2廣接近，嚴(yán)重 干擾金的回收），故金的回收變得相對容易。浸出液成分變得簡單也有利于其循環(huán)使用。
【附圖說明】
[0019] 圖1為硫代硫酸鹽浸金的銅、氨催化機(jī)理示意圖；
[0020] 圖2為硫代硫酸鹽浸金的鈷、氨催化機(jī)理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。
[0022] 原料條件一:原料為某石英脈型金礦石，其金品位為5.60g/t，鐵、硫、銅、鉛的含量 分別為5.33%、0.03%、0.03%、0.01%，其主要的脈石為石英。表1為該金礦石的金化學(xué)物 相分析結(jié)果。
[0023] 表1石英脈型金礦中金的化學(xué)物相分析結(jié)果
[0024]
[0025] 對照例1:先將礦石破碎、濕式球磨至_45μπι占90%，并調(diào)節(jié)礦漿至質(zhì)量濃度為 25%。之后向該礦衆(zhòng)中依次加入硫酸銅、氨水、硫代硫酸鈉至分別為0.03111〇1/1、1.01]1〇1/1、 0.30mol/L。然后用氫氧化鈉調(diào)節(jié)礦漿pH為10.0，在空氣氣氛和25°C條件下，以200r/min的 攪拌速度浸出6.Oh，金的浸出率為88.2%，硫代硫酸鈉的消耗量為36.53kg/t謝。
[0026] 實(shí)施例1:向如對照例1所述的礦漿中，依次加入硫酸鈷、氨水、硫代硫酸鈉分別至 0.01mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，之后用氫氧化鈉調(diào)節(jié)礦漿pH為9.0,在其他浸出條件與對 照例1相同的條件下浸出4. Oh，金的浸出率為89.1 %，硫代硫酸鈉的耗量為5.26kg/t謝。
[0027] 實(shí)施例2:向如對照例1所述的礦漿中，依次加入硫酸鈷、氨水、硫代硫酸鈉分別至 0.03mol/L、0.7mol/L、0.5mol/L，之后用氫氧化鈉調(diào)節(jié)礦漿pH為10.0,在其他浸出條件與對 照例1相同的條件下浸出8. Oh，金的浸出率為90.9%，硫代硫酸鈉的耗量為5.76kg/t謝。
[0028] 實(shí)施例3:向如對照例1所述的礦漿中，依次加入硫酸鈷、氨水、硫代硫酸銨分別至 0.05mol/L、1. Omol/L、1. Omol/L，之后用氫氧化鈉調(diào)節(jié)礦漿pH為11.0，在其他浸出條件與對 照例1相同的條件下浸出12. Oh，金的浸出率為91.8 %，硫代硫酸銨的耗量為7.24kg/t謝。 [0029]原料條件二：原料為某高硫高砷金精礦經(jīng)氧化焙燒處理所得的焙砂，其金品位為 84.27 8八，鐵、硫、砷、銻、鉛、銅含量分別為31.25%、1.03%、0.55%、0.25%、0.24%、 0.09 %。其礦物組成主要為赤鐵礦和石英。表2為該焙砂的金化學(xué)物相分析結(jié)果。
[0030] 表2焙砂中金的化學(xué)物相分析結(jié)果
[0031]
[0032] 對照例2:先將礦石破碎、濕式球磨至_45μπι占90%，并調(diào)節(jié)礦漿至質(zhì)量濃度為 33%。之后向該礦衆(zhòng)中依次加入硫酸銅、氨水、硫代硫酸鈉至分別為0.03mol/L、l .0mol/L、 0.50mol/L，然后用氫氧化鈉調(diào)節(jié)礦漿pH為10.0，在空氣氣氛和25°C條件下，以200r/min的 攪拌速度浸出12. Oh，金的浸出率為85.1 %，硫代硫酸鈉的消耗量為37.67kg/t謝。
[0033] 實(shí)施例4:向如對照例2所述的礦漿中，依次加入硫酸鈷、氨水、硫代硫酸鈉分別至 0.01mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L，之后用氫氧化鈉調(diào)節(jié)礦漿pH為9.0,在其他浸出條件與對 照例2相同的條件下浸出4.Oh，金的浸出率為85.9%，硫代硫酸鈉的耗量為5.68kg/t謝。
[0034] 實(shí)施例5:向如對照例2所述的礦漿中，依次加入硫酸鈷、氨水、硫代硫酸鈉分別至 0.03mol/L、0.7mol/L、0.5mol/L，之后用氫氧化鈉調(diào)節(jié)礦漿pH為10.0,在其他浸出條件與對 照例2相同的條件下浸出8.Oh，金的浸出率為86.3%，硫代硫酸鈉的耗量為6.43kg/t謝。
[0035] 實(shí)施例6:向如對照例2所述的礦漿中，依次加入硫酸鈷、氨水、硫代硫酸銨分別至 0.05mol/L、1.0mol/L、1.0mol/L，之后用氫氧化鈉調(diào)節(jié)礦漿pH為11.0，在其他浸出條件與對 照例2相同的條件下浸出12. Oh，金的浸出率為87.7 %，硫代硫酸銨的耗量為7.71 kg/t職斗。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，其特征在于，在硫代硫酸鹽浸金體系中加入 硫酸鈷、氨水進(jìn)行催化浸金。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，其特征在于，浸金體系中 硫酸鈷的初始濃度為〇. 01~〇. 〇5mol/dm3。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，其特征在于，浸金體系中 氨水的初始濃度為〇. 3~1. Omol/dm3。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，其特征在于，硫代 硫酸鹽包括硫代硫酸鈉或硫代硫酸銨中的一種或兩種，浸金體系中硫代硫酸鹽的初始濃度 為 0· 10 ~1 .Omol/dm3。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，其特征在于，首先將含金 原料濕磨，之后調(diào)節(jié)礦漿質(zhì)量濃度;然后往礦漿中依次加入硫代硫酸鹽、硫酸鈷、氨水，并調(diào) 節(jié)礦衆(zhòng)pH;最后攪拌浸出。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，其特征在于，首先將含金 原料濕磨至-74μηι大于90%。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，其特征在于，之后調(diào)節(jié)礦 漿質(zhì)量濃度為15~35%。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，其特征在于，用氫氧化鈉 調(diào)節(jié)礦漿pH至9.0~11.0。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，其特征在于，最后在空氣 氣氛、〇~45°C條件下攪拌浸出4~12h。10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的方法，其特征在于，攪拌浸出過 程的攪拌速率控制在100~300r/min。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鈷、氨催化硫代硫酸鹽浸金的新方法。其采用鈷、氨催化取代傳統(tǒng)的銅、氨催化，即在硫代硫酸鹽浸金礦漿中加入硫酸鈷以取代硫酸銅的加入。由于硫代硫酸鹽法具有在堿性介質(zhì)中浸金、浸出劑無毒且價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛認(rèn)為是最有潛力的非氰化浸金方法。然而目前硫代硫酸鹽法浸金存在浸出劑耗量大的問題，嚴(yán)重阻礙其工業(yè)應(yīng)用。本發(fā)明方法消除了Cu(NH3)42+對S2O32-的氧化分解作用，能顯著降低硫代硫酸鹽的消耗，且其浸金率與銅、氨催化相當(dāng)。該發(fā)明有助于推動(dòng)硫代硫酸鹽法浸金的工業(yè)應(yīng)用。
【IPC分類】C22B3/14, C22B11/00
【公開號】CN105624420
【申請?zhí)枴緾N201610017666
【發(fā)明人】徐斌, 李騫, 姜濤, 楊永斌, 閔欣, 劉曉亮, 李光輝, 郭宇峰, 范曉慧, 張?jiān)? 許斌, 陳許玲, 彭志偉, 甘敏, 楊凌志
【申請人】中南大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月12日