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1、化学选矿应用实例化学选矿应用实例1 1、铀矿物原料的化学选矿、铀矿物原料的化学选矿2 2、铜矿物原料的化学选矿、铜矿物原料的化学选矿3 3、金矿物物料的化学选矿、金矿物物料的化学选矿4 4、其它矿石物料的化学选矿、其它矿石物料的化学选矿化学选矿应用实例化学选矿应用实例1 1 铀矿物原料的化学选矿铀矿物原料的化学选矿1 1）铀矿资源）铀矿资源 根据铀矿物和含铀矿物的生成条件。铀的价态及工艺处理的难易，根据铀矿物和含铀矿物的生成条件。铀的价态及工艺处理的难易，可分为原生铀矿物、原生含铀矿物及次生铀矿物三大类。可分为原生铀矿物、原生含铀矿物及次生铀矿物三大类。（1 1）原生铀矿：晶质铀矿和沥青铀矿，
2、铀主要呈四价。晶质铀矿难）原生铀矿：晶质铀矿和沥青铀矿，铀主要呈四价。晶质铀矿难以分解，沥青铀矿分布十分广泛，其工业价值最大。以分解，沥青铀矿分布十分广泛，其工业价值最大。 （2 2）原生含铀矿物：具有工业价值的是微晶矿床，铀以类质同像的）原生含铀矿物：具有工业价值的是微晶矿床，铀以类质同像的形态交代复杂氧化物中的钍、稀土、钙。这类矿物主要是钛钽铌酸盐形态交代复杂氧化物中的钍、稀土、钙。这类矿物主要是钛钽铌酸盐类，铀还以类质同像形态存在独居石、萤石等矿物中。类，铀还以类质同像形态存在独居石、萤石等矿物中。 （3 3）次生铀矿物和含铀矿物：有工业意义的次生铀矿物为磷酸盐和）次生铀矿物和含铀矿物：
3、有工业意义的次生铀矿物为磷酸盐和钒酸盐。钒酸盐。 目前处理的主要铀矿物为晶质铀矿、沥青铀和次生铀矿吻，可在目前处理的主要铀矿物为晶质铀矿、沥青铀和次生铀矿吻，可在提取稀有元素时顺便回收原生含铀矿物中的铀。提取稀有元素时顺便回收原生含铀矿物中的铀。2 2）铀矿物的浸出）铀矿物的浸出（1 1）稀硫酸浸出）稀硫酸浸出物料：硅酸盐矿石物料：硅酸盐矿石浸出剂：稀硫酸浸出剂：稀硫酸氧化剂：二氧化锰氧化剂：二氧化锰浸出工艺条件：浸出工艺条件： 浸山时的矿石粗度约为浸山时的矿石粗度约为1610016100目，液固比为目，液固比为0.61.20.61.2， 酸用量与矿石组成有关，易浸矿石的剩余酸度一殷为酸用量与
4、矿石组成有关，易浸矿石的剩余酸度一殷为3838克克/L/L，难浸矿石为，难浸矿石为30403040克克/ /升、浸出温度为升、浸出温度为60806080、MnOMnO用量为用量为矿石重量的矿石重量的0.52.00.52.0，溶液的还原电位约，溶液的还原电位约0.40.450.40.45伏、浸出伏、浸出时间依矿石性质和浸出条件而异。时间依矿石性质和浸出条件而异。浸出过程原理浸出过程原理 氧化过程氧化过程浸出溶解过程浸出溶解过程 铀在硫酸浸液中呈络离子形态存在，铀在硫酸浸液中呈络离子形态存在，2525时时存在下列平衡：存在下列平衡： 浸出时，矿石中的氧化硅和氧化铝较稳定，溶解度与酸度浸出时，矿石中
5、的氧化硅和氧化铝较稳定，溶解度与酸度和温度有关，硅酸胶体对后续工序影响饺大，故应尽置避免高酸浸和温度有关，硅酸胶体对后续工序影响饺大，故应尽置避免高酸浸硅。氧化铁相当稳定，但氧化亚铁易被硫酸分解硅。氧化铁相当稳定，但氧化亚铁易被硫酸分解( (约约4050%)4050%)。存在。存在氧化剂时，浸液中的亚铁离子可氧化为硫酸高铁。矿石中的碳酸盐氧化剂时，浸液中的亚铁离子可氧化为硫酸高铁。矿石中的碳酸盐和钙镁氧化物全部被稀硫酸分解，矿石的磷钒全部进入浸液中。和钙镁氧化物全部被稀硫酸分解，矿石的磷钒全部进入浸液中。（2 2）碳酸盐溶液浸出）碳酸盐溶液浸出物料：碳酸盐矿石物料：碳酸盐矿石浸出剂：碳酸钠、碳
6、酸氢钠浸出剂：碳酸钠、碳酸氢钠氧化剂：空气氧化剂：空气浸出工艺条件浸出工艺条件 常温浸出工艺：浸出矿石粒度小于常温浸出工艺：浸出矿石粒度小于100200目，液固目，液固比比0.81.4，常压浸出时的试剂浓应较高，常为矿石重量的，常压浸出时的试剂浓应较高，常为矿石重量的48。 加压碱浸工艺：加压碱浸工艺：加压碱浸温度一般为加压碱浸温度一般为100150，压力为压力为10.1310515.20105帕，帕，Na 2CO3560克克L，NaHCO3525克克L。3 3）浸出液的净化）浸出液的净化（1 1）离子交换法）离子交换法 铀在溶液中以铀酰络阴离子形式存在，可采用强铀在溶液中以铀酰络阴离子形式存
7、在，可采用强碱性阴离子交换树脂进行交换。碱性阴离子交换树脂进行交换。 如果浸出过程为酸性浸出，在离子交换过程解析时，如果浸出过程为酸性浸出，在离子交换过程解析时，采用酸法解析，解析剂为酸化的硝酸盐或氯化物。如果采用酸法解析，解析剂为酸化的硝酸盐或氯化物。如果浸出过程为碳酸盐浸出，在离子交换过程解析时，采用浸出过程为碳酸盐浸出，在离子交换过程解析时，采用碱法解析，解析剂为硝酸盐或氯化物的中性或碱性液。碱法解析，解析剂为硝酸盐或氯化物的中性或碱性液。（2 2）溶剂萃取）溶剂萃取采用三脂肪胺作为萃取剂。采用三脂肪胺作为萃取剂。酸性浸出体系酸性浸出体系 萃取时三脂肪胺的浓度不能太大，一股以萃取时三脂肪
8、胺的浓度不能太大，一股以0.1M0.1M左右为宜。左右为宜。介质介质pHpH控制在控制在11.511.5左右。左右。pH0.8pH2pH2时，时，由于铁、硅、铀的水解，会产生乳化现象。为防止出现三相，常由于铁、硅、铀的水解，会产生乳化现象。为防止出现三相，常加入混合醇，但混合醇的浓度不能太大。试验表明，对加入混合醇，但混合醇的浓度不能太大。试验表明，对0.1M0.1M的三的三脂肪胺，混合醇浓度以脂肪胺，混合醇浓度以0.050.1M0.050.1M为宜。为宜。 常用的反萃剂为氯化物、常用的反萃剂为氯化物、NaClNaCl、碳酸盐、碳酸铵与氢氧、碳酸盐、碳酸铵与氢氧化铵的混合溶液。化铵的混合溶液。
9、碱性浸出体系碱性浸出体系萃取剂为季铵盐。萃取剂为季铵盐。 季胺盐萃铀时季胺盐浓度一般约季胺盐萃铀时季胺盐浓度一般约0.1M0.1M，混合醇浓度，混合醇浓度( (体积体积) )约约35%35%，碳酸盐总浓度小于，碳酸盐总浓度小于5050克升，碳酸钠与碳酸氢钠的重量比克升，碳酸钠与碳酸氢钠的重量比应大干应大干2 2，故碳酸氢钠浓度宜小于，故碳酸氢钠浓度宜小于1515克升克升( (可用苛性钠调节可用苛性钠调节) )。萃。萃取原液中的固体含量宜小于取原液中的固体含量宜小于50ppm50ppm，否则易乳化。，否则易乳化。 反萃剂：碳酸盐溶液反萃剂：碳酸盐溶液 一般采用一般采用0.74MNa2CO3+1M
10、NaHCO3作反萃剂，温度为作反萃剂，温度为2535。由于萃取和反萃均在同一阴离子体系进行，不会引进其。由于萃取和反萃均在同一阴离子体系进行，不会引进其他阴离子杂质，产品品位较高，母液便于返回使用。他阴离子杂质，产品品位较高，母液便于返回使用。中性体系萃取中性体系萃取萃取剂萃取剂有机相为有机相为510510TBPTBP磺化煤油溶液，磺化煤油溶液，O O：A A1 1：2 2反萃相比反萃相比O O：A A3434：1 1，反萃剂为用，反萃剂为用4%4%硫酸再加部硫酸再加部分重铀酸铵沉淀母液。分重铀酸铵沉淀母液。4 4）铀化学精矿的制备）铀化学精矿的制备（1 1）从酸性含铀液中沉淀铀）从酸性含铀液
11、中沉淀铀 常用氨水、苛性钠、石灰和氧化镁等作碱沉淀剂。常用氨水、苛性钠、石灰和氧化镁等作碱沉淀剂。氨水从硫酸铀酰溶液中沉淀铀的主要反应为：氨水从硫酸铀酰溶液中沉淀铀的主要反应为：（2 2）从碱性液中沉淀铀）从碱性液中沉淀铀 碱分解法是从碱性液中沉铀的主要方法。碱分解法是从碱性液中沉铀的主要方法。三碳酸铀酰络合物仅在弱碱性介质中才稳定，若三碳酸铀酰络合物仅在弱碱性介质中才稳定，若pHpH值大于值大于11.611.6时会分解析出重铀酸盐沉淀：时会分解析出重铀酸盐沉淀：酸分解法沉淀铀酸分解法沉淀铀加入硫酸，将溶液加入硫酸，将溶液pHpH调整为调整为3434。 加热煮沸溶液赶除二氧化碳，此时铀及所有杂
12、质均转加热煮沸溶液赶除二氧化碳，此时铀及所有杂质均转入溶液中，再用碱中和至入溶液中，再用碱中和至pH=6.57pH=6.57，铀定量沉淀析出。，铀定量沉淀析出。2 2 铜矿物原料的化学选矿铜矿物原料的化学选矿1 1）铜矿资源）铜矿资源（1 1）硫化矿（氧化率）硫化矿（氧化率10%30%30%）（3 3）混合矿（）混合矿（30%30%氧化率氧化率10%10%）2) 2) 酸法浸出铜矿物原料酸法浸出铜矿物原料（1 1）酸浸）酸浸沉淀沉淀浮选工艺浮选工艺 酸浸时采用浓度为酸浸时采用浓度为0.53%0.53%的稀硫酸作浸出剂，目的的稀硫酸作浸出剂，目的是分解次生氧化铜矿物，余酸一般为是分解次生氧化铜矿
13、物，余酸一般为0.050.1%0.050.1%，固液，固液比为比为1:121:12。浸出是在室温或加温至。浸出是在室温或加温至50805080条件下进行。条件下进行。酸浸酸浸 沉淀时可用废铁、铁屑、海绵铁等作沉淀剂，也可沉淀时可用废铁、铁屑、海绵铁等作沉淀剂，也可采用硫化氢作沉淀剂，使铜呈海绵铜或硫化铜形态析出。采用硫化氢作沉淀剂，使铜呈海绵铜或硫化铜形态析出。沉淀时主要控制介质沉淀时主要控制介质pHpH值、沉淀剂用量等因围素。铁耗主值、沉淀剂用量等因围素。铁耗主要取决于介质的剩余酸度，一般为要取决于介质的剩余酸度，一般为1.23.51.23.5公斤公斤。公斤公斤。若浸液余酸太高可先用石灰进行
14、中和。若浸液余酸太高可先用石灰进行中和。 沉淀铜的浮选直接在弱酸性沉淀铜的浮选直接在弱酸性pHpH3.74.53.74.5矿浆中进行，矿浆中进行，一般采用黑药或双黄药作捕拉剂，以甲酚或松醇油作起泡剂，一般采用黑药或双黄药作捕拉剂，以甲酚或松醇油作起泡剂，未分解的硫化铜矿物与伴生贵金属和沉淀铜一起上浮。未分解的硫化铜矿物与伴生贵金属和沉淀铜一起上浮。沉淀沉淀浮选浮选（2 2）酸浸）酸浸萃取萃取电积工艺电积工艺浸出剂：硫酸浸出剂：硫酸萃取剂：含羟肟基团的萃取剂，如萃取剂：含羟肟基团的萃取剂，如Lix64Lix64等。等。 如某矿山氧化铜矿堆浸，浸液含铜如某矿山氧化铜矿堆浸，浸液含铜4克克/升。铁升
15、。铁22克克/和硫酸和硫酸35克克/升，用升，用Iix 64萃铜，电积产铜萃铜，电积产铜18.2吨吨/日，纯日，纯度达度达99.9%。3 3）铜矿物原料氨浸）铜矿物原料氨浸氨浸可分为一般氨浸、氧化氨浸和还原焙烧氨浸可分为一般氨浸、氧化氨浸和还原焙烧氨浸类型。氨浸类型。一般氨浸：处理铜矿物为次生铜矿，脉石为碳酸盐。一般氨浸：处理铜矿物为次生铜矿，脉石为碳酸盐。氧化氨浸：处理除次生铜矿物外还含金属铜和原生硫化氧化氨浸：处理除次生铜矿物外还含金属铜和原生硫化铜矿物。铜矿物。还原焙烧还原焙烧氨浸：铜呈难浸的硅酸铜或结合铜形态存在。氨浸：铜呈难浸的硅酸铜或结合铜形态存在。还原焙烧还原焙烧氨浸实例氨浸实例
16、焙烧：原料与占矿石重量焙烧：原料与占矿石重量5%5%的煤粉混合，在的煤粉混合，在750850750850条件条件下于回转窑中进行还原焙烧，使矿石中大部分结合铜转变下于回转窑中进行还原焙烧，使矿石中大部分结合铜转变为游离氧化铜，少部分被还原成金属铜。为游离氧化铜，少部分被还原成金属铜。浸出浸出 浸出温度为4550，浸出剂含氨65克/升，二氧化碳40克/升，浸出3.5小时。采用三段浸出、四段洗涤流程。沉法沉铜沉法沉铜 浸出后的富铜氨浸出液送蒸氨沉铜，得铜含量约65%的氧化铜。蒸氨产生的氨气与二氧化碳气体经冷凝吸收后返回浸出作业。4 4 离析离析 浮选法浮选法基本原理：通过离析焙烧，使物料中的铜以金
17、属铜的形式析出，基本原理：通过离析焙烧，使物料中的铜以金属铜的形式析出，再采用浮选方法进行回收。再采用浮选方法进行回收。备料、离析和磨浮，离析部分由配料加料系统、焙烧系统、备料、离析和磨浮，离析部分由配料加料系统、焙烧系统、收尘系统和仪表控制室组成。收尘系统和仪表控制室组成。生产条件与指标生产条件与指标该工艺的三个组成部分该工艺的三个组成部分 当原矿铜品位为当原矿铜品位为23%、粒度小于、粒度小于4毫米，水分约毫米，水分约5%的矿石中添加的矿石中添加3.54%的煤和的煤和1.82.0食盐，在入窑烟气温度为食盐，在入窑烟气温度为11501250，窑头温，窑头温度为度为880950，窑中温度为，窑
18、中温度为200750，窑尾温度，窑尾温度100200，窑转，窑转速速0.660.75转转/分，分级溢流浓度为分，分级溢流浓度为30，细度为，细度为75%-200目，浮选浓目，浮选浓度为度为2428%， 采用一粗一精一扫的浮选流程，可获得铜精矿品位采用一粗一精一扫的浮选流程，可获得铜精矿品位25%，铜回收率，铜回收率8085%的指标。的指标。3 3 金矿物原料的化学选矿金矿物原料的化学选矿1 1） 矿石资矿石资源源 根据矿物组成及可选性，可将含金矿物原料分为砂金矿和脉金根据矿物组成及可选性，可将含金矿物原料分为砂金矿和脉金矿两大类。矿两大类。脉金矿分类脉金矿分类（1 1）含少量硫化物的金矿石；）
19、含少量硫化物的金矿石；（2 2）含大量硫化物的金矿石；）含大量硫化物的金矿石；（3 3）多金属含金矿石；）多金属含金矿石；（4 4）难选复杂含金矿石。）难选复杂含金矿石。难选复杂含金矿石主要采用混汞法和氰化法处理。难选复杂含金矿石主要采用混汞法和氰化法处理。2 2）混汞法提金）混汞法提金混汞：金粒被汞选择性润湿，继而汞向金粒内部扩散形成金混汞：金粒被汞选择性润湿，继而汞向金粒内部扩散形成金汞齐（金汞合金汞齐（金汞合金) )，也称为汞膏。，也称为汞膏。混汞法提金的基本过程：混汞与蒸馏。混汞法提金的基本过程：混汞与蒸馏。蒸馏：将汞膏汞加热至蒸馏：将汞膏汞加热至357357以上时，汞呈元素汞形态挥以
20、上时，汞呈元素汞形态挥发金呈海绵金形态留在容器中。发金呈海绵金形态留在容器中。影响混汞因素影响混汞因素（1 1）金粒的粒度、形状和单体解离度）金粒的粒度、形状和单体解离度 适宜混汞的金粒粒度一般为适宜混汞的金粒粒度一般为0.20.30.20.3毫米。毫米。（2 2）温度）温度 温度高有利于混汞，但汞的挥发性增大。温度高有利于混汞，但汞的挥发性增大。（3 3）矿浆浓度）矿浆浓度 矿浆浓度不宜过大，一般为矿浆浓度不宜过大，一般为1025%1025%为宜。为宜。（4 4）混汞酸碱度）混汞酸碱度 混汞混汞pHpH通常为通常为88.588.5。（5 5）汞的量与质量）汞的量与质量 加汞量过多会降低汞膏的
21、弹性和稠度，易使汞膏和汞随加汞量过多会降低汞膏的弹性和稠度，易使汞膏和汞随矿浆流失；加汞量不足会使汞膏坚硬，失去弹性，降低捕金能力。矿浆流失；加汞量不足会使汞膏坚硬，失去弹性，降低捕金能力。添汞量一般为含金量的添汞量一般为含金量的2525倍。倍。 汞的质量对混汞效果影响颇大，纯汞对金的润湿效果不好，汞的质量对混汞效果影响颇大，纯汞对金的润湿效果不好，汞中含少的金银及贱金属可降低汞的表面张力，改善润湿效果。汞中含少的金银及贱金属可降低汞的表面张力，改善润湿效果。如汞中含金量为如汞中含金量为0.10.20.10.2时可加速汞对金的汞齐化过程。时可加速汞对金的汞齐化过程。混汞提金原则流程混汞提金原则
22、流程2 2）氰化法提金）氰化法提金氰化法提金的基本过程包括氰化浸出与溶液中金的提取两个过程。氰化法提金的基本过程包括氰化浸出与溶液中金的提取两个过程。影响氰化浸出的主要因素影响氰化浸出的主要因素（1）氰化物和氧的浓度）氰化物和氧的浓度 浸出时氰化物的浓度一般为浸出时氰化物的浓度一般为0.030.08。（2）矿浆）矿浆pH 通常加石灰作保护碱以防止氰化物水解和使金的溶解处于最佳条通常加石灰作保护碱以防止氰化物水解和使金的溶解处于最佳条件，石灰加入量以维持矿浆件，石灰加入量以维持矿浆pH值为值为910为宜。矿桨为宜。矿桨pH值过高对溶值过高对溶金不利，因在金表面生成过氧化钙薄膜而明显降低金的溶解速
23、度。金不利，因在金表面生成过氧化钙薄膜而明显降低金的溶解速度。（3）温度）温度 提高温度有利于浸出进行，但会增加其它金属的溶解，一般不加提高温度有利于浸出进行，但会增加其它金属的溶解，一般不加温。温。（4 4）物料粒度）物料粒度 减小物料粒度有利于浸出的进行。减小物料粒度有利于浸出的进行。（5 5）矿浆浓度与含泥量）矿浆浓度与含泥量 含泥量大时，矿浆浓度要低，一般为含泥量大时，矿浆浓度要低，一般为2035%2035%左右。左右。（6 6）浸出时间）浸出时间 一般在一般在24402440小时左右。小时左右。溶液中金的提取溶液中金的提取溶液中金的提取一般有锌置换法、碳浆溶液中金的提取一般有锌置换法
24、、碳浆 电解法、树脂矿电解法、树脂矿浆浆电解法。电解法。3 3）硫脲法提金）硫脲法提金（1 1）硫脲化学性质）硫脲化学性质 硫脲在碱性液中不稳定，易分解为硫化物和氨基氰，反应式为：硫脲在碱性液中不稳定，易分解为硫化物和氨基氰，反应式为： 硫脲本身毒性小，无腐蚀性，对人体无损害，硫脲浸硫脲本身毒性小，无腐蚀性，对人体无损害，硫脲浸金废液含一定的硫脲分解产物，一般经石灰处理后可外排灌金废液含一定的硫脲分解产物，一般经石灰处理后可外排灌溉农田。溉农田。（2 2）硫脲溶金与沉金的化学过程）硫脲溶金与沉金的化学过程 在氧化剂存在下，金呈在氧化剂存在下，金呈Au(SCNAu(SCN2 2H H4 4) )
25、2 2+ +络阳离子形态转入硫脲酸络阳离子形态转入硫脲酸性溶液中。性溶液中。沉金采用锌置换、电解等方法沉金采用锌置换、电解等方法（3）影响硫脲浸金的主要因素）影响硫脲浸金的主要因素 介质介质pHpH 一般采用硫酸调整介质酸度，增大溶液酸度可以提高硫一般采用硫酸调整介质酸度，增大溶液酸度可以提高硫脲的稳定性和溶液中硫脲的游离浓度。在常用硫脲用量条件下，脲的稳定性和溶液中硫脲的游离浓度。在常用硫脲用量条件下，介质介质pHpH值以小于值以小于1.51.5为宜。但介质酸度不宜太大，否则全增加杂为宜。但介质酸度不宜太大，否则全增加杂质的酸溶量。质的酸溶量。氧化剂氧化剂较为理想的氧化剂为二氧化锰、高价铁盐和溶解氧。较为理想的氧化剂为二氧化锰、高价铁盐和溶解氧。物料粒度物料粒度物料细对浸出有利。物料细对浸出有利。温度温度 浸出速度随温度的升高而提高，但硫脲的热稳定性较小，故矿浸出速度随温度的升高而提高，但硫脲的热稳定性较小，故矿浆温度不灾超过浆温度不灾超过5555，一般均在室温下进行浸出。，一般均在室温下进行浸出。硫脲浓度硫脲浓度浸出时间浸出时间4、其它矿石物料的化学选矿1 1）钽铌矿物原料的化学选矿）钽铌矿物原料的化学选矿2 2）离子吸附型稀土矿的化学选矿）离子吸附型稀土矿的化学选矿3 3）难选中矿的化学选矿）难选中矿的化学选矿结束结束
