一種穩定的鹼性硫脲體系及其選擇性浸金方法
2023-12-03 17:37:21 4
專利名稱：一種穩定的鹼性硫脲體系及其選擇性浸金方法
技術領域：
本發明涉及一種高穩定性的鹼性硫脲體系及其選擇性浸金方法，特別是涉及一種由溫和氧化劑、鹼性硫脲及其穩定劑組成的高效浸金體系，以及用該體系從金礦或含金廢料中高效選擇性浸金的方法。
背景技術：
自十九世紀發現金能溶解於鹼性氰化物溶液以來，黃金的提取冶煉得到了蓬勃發展，尤其是炭漿法、炭浸法、樹脂礦漿法和氰化堆浸等先進技術的應用，使氰化提金技術日臻完善。氰化物浸金作為一種經典方法，操作簡單、金回收率高、生產成本低，氰化物是目前處理礦物或廢金件最有效的浸金試劑，已廣泛應用於黃金工業，且佔據了統治地位。但因氰化物劇毒，對環境汙染危害較大，金的溶解動力學較慢，生產周期長等缺陷，尋找一種高效、無毒代氰浸金試劑已成為該領域研究的熱點。
近年來研究開發的一些新的浸金試劑主要有酸性硫脲、硫代硫酸鹽、硫氰酸鹽等。硫氰酸鹽浸金體系在較高電勢下易被氧化為硫酸鹽、碳酸鹽、氨及其質子化物質，並不是合適的浸金劑。硫代硫酸鹽溶液自身易被不可逆氧化為系列含硫化合物，使得浸金體系複雜化，嚴重影響浸金過程的進行。硫脲法提金自從1941年首次報導以來，世界各國對其提金理論及工藝開展了廣泛的研究，但僅限於酸性介質。酸性硫脲浸金過程中硫脲首先被氧化為二硫甲脒，其進一步不可逆分解為氨基氰導致了硫脲的過多消耗；硫脲易與金礦中其它金屬反應致使其浸金效率降低、溶液再生與淨化工序複雜；而且酸性溶液容易引起設備的腐蝕，這些均限制了酸性硫脲的工業化應用。一般認為，硫脲在鹼性介質中比在酸性介質中更加不穩定，極易分解為硫化物和氨基氰，有結果報導硫脲溶金時pH值必須小於1.78，否則金不能溶解；即使金在不穩定的鹼性硫脲溶液中有極少溶解，也幾乎沒有實際意義。
發明內容
為了尋求一種更加高效無毒的代氰浸金試劑，克服硫脲提金過程存在的缺點，本發明從解決鹼性硫脲的穩定性入手，提供一種鹼性硫脲浸金體系，並提供一種利用該體系從含金廢料或金礦石中選擇性浸金的方法。
本發明依據穩定劑對鹼性硫脲起穩定作用的「構效關係」，利用電化學方法優選鹼性硫脲的高效穩定劑及氧化劑，組成鹼性硫脲體系，利用鹼性硫脲體系從金礦和含金廢料中選擇性浸金。
本發明以低硫含量的金礦、焙砂或含金廢料為原料，以鹼性硫脲為無毒的代氰浸出劑，以亞硫酸鈉或矽酸鈉為鹼性硫脲的穩定劑，組成高穩定性鹼性硫脲體系，浸出過程中以具有適中電勢的鐵氰化鉀為溫和氧化劑。亞硫酸鈉、矽酸鈉以其特定的結構和化學性質與硫脲結合為穩定的環狀結構作，在溫和氧化劑存在時，硫脲逐步分解為二硫甲脒，二硫甲脒作為強活性氧化劑迅速氧化含金原料中的金使其失去電子，金離子與硫脲形成配位陽離子，迅速溶解進入浸出液，再過濾。浸出液經活性炭吸附回收金後，用容量法分析其中各組分的含量，濃度進行調整後，循環再利用。
高穩定性鹼性硫脲體系硫脲濃度0.1～0.2mol·L-1，穩定劑亞硫酸鈉濃度0.1～0.25mol·L-1，(或)矽酸鈉濃度0.1～0.25mol·L-1；原料與硫脲體系的浸出固液比1∶5～10，氧化劑濃度0.1mol·L-1；浸出條件為pH 10-13，浸出時間3-4小時，浸出在室溫下進行。
本發明所用主體設備為帶攪拌的浸出反應釜。
本發明適合於含金廢料、低硫含量的金礦或硫化礦的焙砂。
本發明的應用從根本上解決了鹼性硫脲的穩定性問題，而且成功地實現鹼性硫脲從金礦或含金廢料中快速、高效、無毒浸金，有利於推動硫脲法的廣泛應用，促進黃金工業的持續協調發展。本發明所用試劑硫脲、穩定劑、氧化劑均無毒；鹼性硫脲溶液溶金的速度很快，反應只需3-4小時，浸金率達80％；鹼性條件下金礦中的伴生金屬或廢金件的基體金屬如Fe，Co，Ni，Cu，Ag等基本不受腐蝕，溶金具有選擇性，從浸出液中回收金較為方便；相對於酸性溶液而言，鹼性溶液對設備幾乎無腐蝕性；設備設計、運行要求低。
圖1本發明工藝流程示意圖。
圖2穩定劑對鹼性硫脲溶液開路電勢的影響；圖3穩定劑對鹼性硫脲分解率的影響。
具體實施例方式
實施例1鹼性硫脲體系在0.1mol·L-1的硫脲溶液中添加0.25mol·L-1的穩定劑Na2SO3組成一種硫脲體系，添加0.2mol·L-1的穩定劑Na2SiO3組成另一種硫脲體系，調節溶液pH值均為12.5。溫度為25℃時，以金電極為工作電極，掃描速度取10mV·s-1考察溶液的開路電勢，採用容量法測定硫脲的濃度考察兩種體系中硫脲分解率的變化。
隨著Na2SO3、Na2SiO3的慢慢加入，0.1mol·L-1鹼性硫脲溶液的起始開路電勢從-0.2V分別降至-0.25V和-0.29V，且溶液500秒左右即可達到穩定狀態，穩定電勢均為-0.27V，硫脲的分解率為72.5％。隨穩定劑的加入，鹼性硫脲分解率逐漸降低；Na2SiO3對鹼性硫脲的穩定效果明顯優於Na2SO3，當Na2SiO3濃度達到0.2mol·L-1時，硫脲的分解率為33.8％。如圖2。
實施例2高穩定性鹼性硫脲體系的浸金原料為經過微生物處理後的氧化金礦，主要物相為SiO2，金含量為51.4g/t。浸出工藝的主要步驟如下先往帶有空氣攪拌和機械攪拌的反應釜中加入一定量的水，在機械攪拌的情況下，依次加入0.25mol·L-1穩定劑Na2SiO3和硫脲0.15mol·L-1，並均勻混合；按固液比1∶10將一定量的氧化金礦倒入反應釜中，與浸出溶液充分混合，再加入計量的氧化劑，並調節溶液的pH值為12.5；停止機械攪拌，開動空氣攪拌，在室溫下浸出4小時；待反應結束後，進行過濾；浸出液經活性碳吸附，分析後調整各組分濃度，返回進行循環浸出。浸出完成後分析渣中金含量，得到金的浸出率達82.68％。
實施例3高穩定性鹼性硫脲體系的浸金原料為經過微生物處理後的氧化金礦，主要物相為SiO2，金含量為51.4g/t。浸出工藝的主要步驟如下首先往帶有空氣攪拌和機械攪拌的反應釜中加入一定量的水，在機械攪拌的情況下，依次加入0.15mol·L-1穩定劑Na2SiO3和硫脲0.15mol·L-1，並均勻混合；按固液比1∶8將一定量的氧化金礦倒入反應釜中，與浸出溶液充分混合，再加入計量的氧化劑，並調節溶液的pH值為12.5；停止機械攪拌，開動空氣攪拌，在室溫下浸出4小時；待反應結束後，進行過濾；浸出液經活性碳吸附，分析後調整各組分濃度，返回進行循環浸出。浸出完成後分析渣中金含量，得到金的浸出率為80.47％。
權利要求
1.一種穩定的鹼性硫脲體系及其選擇性浸金方法，其特徵在於以低硫含量的金礦、焙砂或含金廢料為原料，以鹼性硫脲為無毒的代氰浸出劑，以亞硫酸鈉或矽酸鈉為鹼性硫脲的穩定劑，組成高穩定性鹼性硫脲體系，浸出過程中以具有適中電勢的鐵氰化鉀為溫和氧化劑，具體工藝參數如下硫脲濃度0.1～0.2mol·L-1，穩定劑濃度0.1～0.25mol·L-1；原料與硫脲體系的浸出固液比1∶5～10，氧化劑濃度0.1mol·L-1；浸出條件為pH10-13，浸出時間3-4小時，浸出在室溫下進行。
全文摘要
一種穩定的鹼性硫脲體系及其選擇性浸金方法。本發明以低硫含量的金礦、焙砂或含金廢料為原料，以鹼性硫脲為無毒的代氰浸出劑，以亞硫酸鈉或矽酸鈉為穩定劑，組成高穩定性鹼性硫脲體系，浸出過程中以具有適中電勢的鐵氰化鉀為溫和氧化劑。本發明從根本上解決了鹼性硫脲的穩定性問題，本發明所用試劑均無毒；溶金速度快，反應只需3－4小時，浸金率達80％；溶金具有選擇性，鹼性條件下金礦中的伴生金屬或廢金件的基體金屬如Fe，Co，Ni，Cu，Ag等基本不受腐蝕，從浸出液中回收金較為方便；相對於酸性溶液而言，鹼性溶液對設備幾乎無腐蝕性；設備設計、運行要求低。
文檔編號C22B3/00GK1667140SQ200410022969
公開日2005年9月14日 申請日期2004年3月10日 優先權日2004年3月10日
發明者柴立元, 王雲燕, 閔小波, 彭兵 申請人:中南大學