氰化浸出原理预处理尾液治理

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1、金银冶金 1、 性质 金（Au），密度19.32（g/cm3），银（Ag），密度10.53（ g/cm3）。 金为黄色，银为白色，色彩美丽； 均是热和电的优良导体，其中，银是最好的导体； 均易形成合金，有良好的延展性，1g Au能拉成3km的细丝； 它们对光有很强的反射能力； 化学稳定性都很强。 2、用途 金银具有非常优良的物化性质，使得它们在国民经济当 中有很重要的应用。 主要应用领域：（1）电子工业；（2）牙科；（3）货币、饰 品 3、资源 金常以自然金（含Au70-100%，其余为银及少量铁、铜） 状态存在。含金矿物种类较少，主要是与其它金属形成互化物 ，如银金矿、金银矿、铋金矿、铜金矿

2、、钯金矿、铂金矿、铱 金矿、铑金矿等。其次为碲化物（碲金矿、针碲金矿等）。 金矿有原生矿床和次生矿床。原生矿床多与有色金属伴生 在一起；次生金矿主要指的是砂金矿，是原生金矿床遭到破坏 后形成的。砂金矿因易采、易选，在40-50年前一直是主要开采 的对象。至今仍在少数国家起着重要的作用。但现在主要的金 矿是原生矿脉金矿。 自然金多为弥散状（1-5um）、粉状（5-50um）和小粒状 （0.03-2mm), 仅少数为大粒状（2mm）。 金矿资源最丰富的国家是南非，其次是俄罗斯、加拿大、 美国、澳大利亚、中国等。 银矿资源有两类： 伴生矿（为Ni、Cu、Mo、Pb、Zn、Au和其它金属为主， Ag仅

3、是副产物。 独立银矿。 其中以伴生矿为主。最常遇到的银矿物为： 自然银、辉银矿(Ag2s)、淡红银矿(Ag3AsS3)、硫锑银矿 (Ag3SbS3)、硫砷铜银矿(Ag,Cu)16As2S11、硫锑铜银矿 (Ag,Cu)16Sb2S11、碲银矿(Ag2Te)和角银矿(AgCl)。 银资源丰富的国家有秘鲁、墨西哥、俄罗斯、加拿大、澳 大利亚、中国等。 4、金银的生产 金银矿石从矿山开采出来以后，品位还很低， 必须进行选矿以提高其品位，选矿方法有：浮选、 重选、磁选、重-浮联合选矿。 只有当金银品位达 到一定时才可送金银冶炼厂，有时视矿的种类，还 要进行预处理。经过选矿和预处理后的金银精矿就 可以提

4、取金属。 至今从金银精矿中提取金银的方法在工业上得 到大规模应用的只有氰化法。 过滤 浸出液脱氧 氰化物溶液浸出金银 锌粉置换 金泥处理 传统氰化法，一般包括槽浸出、过滤、固液分离、锌粉置 换和金泥处理等工序。前几个工序均存在着设备庞杂、占地 多、基建投资大和处理量小等弊端，后面工序需消耗大量金 属锌和硫酸，不经济。所以人们在传统氰化法的基础上研究 了新的工艺。 （2）炭浆法 把氰化浸出槽排出的矿浆，送到吸附槽中用活性炭吸附 矿浆中的金银的方法。 （3）炭浸法 把活性炭投入氰化浸出槽中，使氰化浸出金和炭吸附金 在同一槽中进行的方法。 在槽子中氰化物 溶液浸出金银 浸出液预处理 吸附槽中活性炭吸

5、附 解吸 解吸液提取金银 同一个槽子中： 氰化物溶液浸出金银 同时还进行活性炭吸附 解吸 解吸液提取金银 炭浆法 炭浸法 第2节 氰化浸金原理 矿石中金的提取方法： n重选：粗粒金（ 0.070mm） n混汞：0.07-0.01mm） n湿法冶金- 细粒金：微粒金（ 0.01mm） n重选法和混汞法属于物理方法，适合于提取粗颗粒金 。 n湿法冶金主要过程包括两个方面： n溶解（氧化、化学溶解） n沉积（电沉积、置换、沉淀） 2.1、氰化法演变史 n1782年：斯奇尔（Scheele）在实验室中制备了 KAu(CN)2 KAg(CN)2。 n1805年：哈根（Hagen）提出金在氰化钾溶液中溶

6、解的事实。 n1843年：巴格拉齐昂（Barparuoh）发表了KCN溶 金的研究工作，并指出氧气对溶解金、银有利。 n1846年：埃尔斯纳（Elsner）发表了一篇实验报告 ，指出金有氰化物溶解必须要有氧气。 有关的反应式为： 4Au+8KCN+2H2O+O2=4 KAu(CN)2+4KOH 1887年：McArthur和Forrest获得氰化法提金的专利。 n 氰化法提金并非指用氰化物溶解金，他们的主 要发明不在于金的溶解而在于怎样从溶有金的氰化 物溶液中将金提取出来，其主要关键点是使用了用 锌片来置换金。 n 美国的默丘尔公司1891年第一个成功将其应 用。 n随后在南非广为应用。 2.

7、2 氰化浸金原理 n2.2.1热力学 金银在氰化物溶液中的溶解，曾经提出了许多理论，现 普遍认为金银(Me)的氰化可以写成下列两个反应： 2Me+4NaCN+2H2O+O2=2NaMe(CN)2+2NaOH+H2O2 (2- 1) 2Me+4NaCN+H2O2 =2NaMe(CN)2+2NaOH (2- 2) 在水溶液中，金的标准电位非常高。 Au+ + e =Au E0=1.69V (2- 3) 工业上常用的强氧化剂（例如硝酸）的电位都比它低， 因而都不能使金氧化。 金能与许多配体（如氰根，氯离子等）形成配合物， nAu+ + 2CN- =Au(CN) 2- (2-4) n稳定常数为： n当

8、溶液中有CN- 存在时，Au+ 的活度（Au+）急剧降 低。 250C时，金的电位方程（能斯特方程 ）为： nE=1.690.059lgAu+ n金属金与Au(CN)-2 构成的半电池反应为： nAu(CN)-2 +e =Au +2CN- n标准电位为Au(CN)-2 和CN- 均为1时，金在该溶 液中的电位。 溶液中Au(CN)-2 和CN- 均为1时，溶液中Au+可表达 为： n金的电位为： n=-0.60V 在氰化物溶液中，金的标准电位急剧地下降，选择 适当的氧化剂将金氧化。 n在碱性溶液中，使用最广泛的氧化剂为O2，其 有关半电池反应为： nO2+2H2O+4e =4OH- n nO2

9、+2H2O+2e =H2O2+2OH- nH2O2+2e =2OH- 溶解反应： 2Au+4CN-+2H2O+O2=2Au(CN)-2+2OH-+H2O2 G0=-87815J K2.471015 2Au+4CN-+H2O2 =2Au(CN)-2+2OH- G0=-299150J K2.741052 平衡常数或标准自由能变化表明，在热力学上金 的溶解反应十分容易进行，即在氰化物溶液中金 十分容易被氧化，以Au(CN)-2 配离子的形式进入 溶液。 对银可以得到类似的结论。 接近工业条件下的氰化物溶液溶解金银 Au(Ag)CN-H2O系电位-pH图 pH和pCN的关系可用下式换算： npH +

10、pCN =9.4 lgA +lg(1+10pH-9.4) nCN-总=10-2mol/L下pH与pCN的相关数值 pH024689.41014 pCN11.49.47.45.43.42.32 结 论 n 1）用氰化物溶液溶解金银，生成配离子的电 极电位，比游离的金银离子的电极电位低得多，所 以氰化物溶液是溶解金银的良好溶剂和配合剂。 n 2）金银被氰化物溶液溶解形成Au(CN)2- ,Ag(CN)2-配离子的反应线、，几乎都落入水 稳定区中，即线和之间，这说明这两种配离子 在水溶液中是稳定的。 n 3）金比银易溶解，不形成配离子时金的电位 高于银，但形成配合物后，Au(CN)2-的电位比 Ag

11、(CN)2-低得多，从热力学角度来看在氰化物溶液 中金比银容易溶解。 4）在pH910后，pH对电位的影响 较小。 n5）氰化物溶金的曲线及下方的平行曲线说明， 在pH相同时，金配离子的电极电位，随着配离子 活度降低而降低。银也具有同样的规律; n6）O2 /H2O线在金线、银线之上，说明O2 是溶解 金银的良好氧化剂； n7）溶金半电池与O2 /H2O组成的原电池，在 pH=910的电位差最大，也就是G0的负值最大， 反应进行最彻底，故氰化控制pH在910间。 n8）pH9.4时则主要以CN-存在； n9）强氧化剂的存在能将CN-氧化，增加氰化物 的消耗； n10）锌能从氰化液中置换出金。

12、n2.1.2 动力学 n金的动力学实质上是电化学溶解过程 n2Au+4NaCN+2H2O+O2=2NaAu(CN)2+2NaOH+H2O 2 n对于银的溶解，同样可以写出类似的反应式 n金、银在氰化物溶液中的溶解速度 溶解质质量 /mg 需用时间时间 /min 氰氰化物氧气氰氰化物过过氧化氢氢 金105103090 银银515180 反应: 2Au+4NaCN+H2O2 =2NaAu(CN)2+2NaOH n为一缓慢过程。 大量过氧化氢时，会将氰根氧化 为对金不起作用的CNO- 。 nCN- +H2O2=CNO-+H2O n在金的浸出过程中，主要按生成H2O2反应进行， 即金在氰化物溶液中除生

13、成Au(CN)2-外，还生成 H2O2。 金银在氰化物溶液中的溶解本质上是一个电化学腐 蚀过程 。 n在阳极区： n2Au(CN)2- +2e =2Au +4CN- n在阴极区： nO2+2H2O+2e=H2O2+2OH- n总的反应为： n2Au +4CN-+O2+2H2O2Au(CN)-2 + H2O2+2OH - n金氰化反应的速度常数k与温度T的关系： n相应的活化能为 15kJ/mol，说明氰化过程属于典型的扩 散控制过程。 n在阳极区，CN-向金表面扩散的速度为： lgk=-3.432- A2CN DCN-CN-的扩散系数 扩散层的厚度 n CN扩散层外（本体）CN-浓度 n CN

14、0扩散层内CN-的浓度 n A2 阳极区的面积 n由于化学反应速度很快，所以CN0 0，则有 在阴极区，O2 向阴极表面扩散的速度为 nDO2 O2 的扩散系数 O2 扩散层外（本体）O2 的浓度 nO20扩散层内O2 的浓度 nA1 阴极区的面积 A1(O2 -O2 0) n氰化时金的溶解速度与氰化物浓度和氧压之间的关系 2.2.2 氰化浸金的主要影响因素 n（1）氰化物浓度和氧浓度 n 氰化过程中CN/O2 的比例为6时有利于浸出，在 室温和常压下，浸金游离氰化钾的最佳浓度为0.01%， 溶银为0.02%。 n 但实际上工业上大多采用氰化物的浓度为 0.020.05%或更浓一些。这是因为矿

15、石含有可与CN-作 用和可以与氧气作用的伴生矿物，使氰化物和已溶解在 溶液中的氧气无益地消耗在这些副反应上。 n（2） 搅拌 n溶金过程在大多数情况下都具有扩散控制的特征。因此，所有 加速CN-与O2 扩散的因素，都应当是强化氰化过程的可能途径 。 n（3） 温度 n两个方面影响氰化过程，一方面提高温度将导致氰根和氧气扩 散系数增大和扩散层减薄；另一方面会降低氧的溶解度从而降 低溶液中氧的浓度。 n在0.25%KCN溶液中 n金的溶解速度与温度 n的关系 n（4） 金粒的大小和形状 n（5） 矿浆粘度 n 氰化矿浆的粘度会直接影响氰化物和氧的扩 散速度，并且当矿浆粘度较高时，对金粒与溶液 间的相对流动会产生阻碍作用。 n（6）金粒表面的薄膜 n硫化物薄膜 n不溶性氰化物膜 n黄原酸