代硫酸鹽浸金溶液中金的回收研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、硫代硫酸鹽浸金溶液中金的回收研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢第2O卷第2期2011年6月礦冶MINING&METALLURGYVo1.20,NO.2June2011文章編號:10057854(2011)02004004硫代硫酸鹽浸金溶液中金的回收研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢賴才書,胡顯智,字富庭(昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院,昆明650093)摘要:闡述從硫代硫酸鹽溶液中回收金的主要技術(shù)方法,包括沉淀法,活性炭吸附法,樹脂吸附法,溶劑萃取法,電積冶金法,并概括各種方法的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.關(guān)鍵詞:硫代硫酸鹽;浸金;樹脂;吸附中圖分類號:TF831文獻(xiàn)標(biāo)識碼:ADOI:10.3969/j.issn.10

2、057854.2011.02.010RESEARCHSTATUSANDDEVELOPMENTTRENDS0FTH10SULFATELEACHINGSOLUT10N0FGOLDREC0VERY,Caishu.HUXianzhi.ZIFuting(FacultyofLandResourceEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,China)ABSTRACT:Thispaperdescribesmajortechnicalmethodsofthegoldrecoveryfromthiosulfatesolut

3、ion,includingprecipitation,activatedcarbonadsorption,resinadsorption,solventextractionandelectrowinningmetallurgicalmethod,andsumsupthevariousmethodsofresearchstatusanddevelopmenttrends.KEYWORDS:thiosulfate;leachingofgold;resin;adsorption隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人們對黃金的需求量越來越大,而易選金礦物資源越來越少,因此對金選礦技術(shù)的研究顯得尤為重要.而傳統(tǒng)的氰化提

4、金技術(shù),由于氰化物劇毒,會(huì)對環(huán)境造成污染,已被許多國家和地區(qū)禁止使用,且在處理復(fù)雜金礦礦石(主要含銅,砷,碳,錳等)時(shí),很難獲得滿意指標(biāo).近年來許多研究者對無氰提金技術(shù)進(jìn)行了大量研究,如水氯化法,溴化法,碘化法,硫代硫酸鹽法,硫脲法,石硫合劑法,二氧化氯法等.在這些無氰浸出劑中,硫代硫酸鹽具有低毒,低廉,使用簡單方便,受各種離子影響小等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是回收金的最佳浸出劑.前人對利用硫代硫酸鹽溶液從純金收稿日期:20101111基金項(xiàng)目:云南省教育廳科學(xué)研究基金項(xiàng)目研究生項(xiàng)日(2010JD61);國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51064013)作者簡介:賴才書,礦業(yè)工程,在讀碩士研究生,研究方向?yàn)榛瘜W(xué)

5、分離與富集.和含硫復(fù)雜礦物中浸出金的過程和機(jī)理進(jìn)行了大量的研究,取得了一些進(jìn)展.但對從硫代硫酸鹽溶液中回收金的研究較少,且目前尚無成熟的工藝.因此,從硫代硫酸鹽溶液中【旦J收金是硫代硫酸鹽提金技術(shù)產(chǎn)業(yè)化前急需解決的問題之一.目前從文獻(xiàn)資料得知,從氨性硫代硫酸鹽中回收金的主要方法有沉淀法,活性炭吸附法,樹脂吸附法,溶劑萃取法,電積冶金法等¨.1沉淀法一般情況下,可以使用活潑金屬置換相對不活潑金屬,能夠從硫代硫酸鹽溶液中置換出金的金屬有銅,鐵,鋁,鋅等.鋅置換法最先應(yīng)用于提金方面是在氰化法上,具有技術(shù)成熟,反應(yīng)速度快,金滯留量小,操作簡便,回收率較高等優(yōu)點(diǎn).在提金方面,該方法長時(shí)間占統(tǒng)治

6、地位,直到2O世紀(jì)70年代才逐漸被炭漿法所取代.但是當(dāng)溶液濃度較高賴才書等:硫代硫酸鹽浸金溶液中金的回收研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢時(shí),一般仍使用置換法.然而置換法在硫代硫酸鹽浸液中沉淀效果并不理想.由于在硫代硫酸鹽溶液中鋅優(yōu)先銅置換出來,而銅是氨性硫代硫酸鹽必需的氧化性物質(zhì).對浸出液的循環(huán)使用有一定的影響.在氨性中鋅置換金的反應(yīng)式:2Au(S203)23-+2Zn+4NH3=2Au+2S203一+Zn(NH,)一(1)Berezowsky等人通過試驗(yàn)觀察,在硫代硫酸鹽溶液中有二價(jià)銅存在時(shí)鋅的消耗量大,在置換沉淀產(chǎn)品中有大量的鋅和銅.別雷佐夫基指出,鋅的消耗是由于過量的鋅與銅反應(yīng)致使金產(chǎn)品中含有一定量的

7、銅和鋅.鋅與硫代硫酸金絡(luò)合物反應(yīng)式¨:Au(S203)一+Zn=Zn(S203)一+Au(2)為了消除銅共沉淀的影響,可以在置換前加入適量的還原性物質(zhì)使二價(jià)銅轉(zhuǎn)化為一價(jià)銅.有研究者提議在鋅置換沉淀法中,采用鐵粉以防止沉淀所產(chǎn)生的問題,但估計(jì)銅鐵會(huì)一起共沉淀出來.Guerra和Dreisinger在對金沉淀的動(dòng)力學(xué)研究中表明:隨溫度(3050),pH和氨濃度的增大,金在溶液中的沉淀率也逐漸增加,這就增大了置換沉淀的成本.另外,他們還發(fā)現(xiàn),不能用溶液電位變化來判斷金置換沉淀反應(yīng)的進(jìn)程,因?yàn)槿芤弘娢煌瑫r(shí)包括了副反應(yīng)的混合電位.在室溫下,氫硼化鈉能作為從澄清的酸性硫代硫酸鹽溶液中還原金銀的促

8、進(jìn)劑.在微堿性的條件下,氫硼化鈉能夠完全還原硫代硫酸鹽中的金,然而氫硼化鈉會(huì)與其它金屬發(fā)生共沉淀作用,導(dǎo)致氫硼化鈉的還原效果降低,這些金屬包括鐵,銅等.多數(shù)研究工作主要集中在氫硼化鈉用于硫脲浸出,而并非在硫代硫酸鹽浸出中的使用.Breuey等人進(jìn)行的基礎(chǔ)電化學(xué)研究得出,在可溶解銅的電位區(qū)域內(nèi),硫代硫酸鹽絡(luò)合金不是很容易還原成金單質(zhì).雖然在溶液中銅和銀都存在的情況下,就可以在很低的超電位條件下提高金的沉積率(金很容易沉積在銀上)(97.由于可溶性金的吸附作用,在礦漿過濾過程中會(huì)造成損失,還原和沉淀法非常適用于處理堆浸液.但所得的沉淀物金的品位相當(dāng)?shù)?還需作進(jìn)一步處理.另外,也可以采用在硫代硫酸鹽

9、溶液中添加惰性氣體或是加壓的方法回收金,而硫代硫酸鹽并沒有損失.在硫代硫酸鹽溶液中添加硫化物可以回收金和銀.反應(yīng)式如下:Au2S203+(NH4)2S=Au2S+(NH4)2S2O3Ag2S203+(NH4)2S=AgS+(NH)s2032活性炭吸附法自20世紀(jì)70年代以來,得益于氰化炭漿法的使用,提金工業(yè)得到迅速發(fā)展.但活性炭不能在氨性硫代硫酸鹽溶液中選擇性地吸附Au(S:0,):.據(jù)報(bào)道可能是由于Au(S:0,):電荷高,分子結(jié)構(gòu)空間效應(yīng),配位基團(tuán)或碳質(zhì)點(diǎn)之間的特殊反應(yīng),體積較大,金原子與碳的表面距離很遠(yuǎn),吸附非常困難,但此機(jī)理尚屬推測,目前還沒有定論引.在10.mol/L的含金溶液中,金

10、的五種絡(luò)合物還原成金的電位如表1所示.表1五種絡(luò)合物還原成金的電位表Table1Potentialtableoffivekindsofcomplexreductiveintogold結(jié)合表1,綜合考慮金的活性炭的還原電位與硫代硫酸鹽電極電位可知,吸附在活性炭表面上的金硫代硫酸鹽組分還原電位為負(fù)值.所以金的硫代硫酸鹽絡(luò)合物電勢學(xué)上是穩(wěn)定的,吸附時(shí)沒有被還原.可以判斷氰金絡(luò)合物在活性炭上的吸附與硫代硫酸鹽金絡(luò)合物在活性炭上的吸附機(jī)理相似,都為離子吸附.Parker,GretelK等人先在活性炭上吸附Cu(CN)32一,然后利用銅離子與金交換對Au(S:0,):進(jìn)行吸附,取得了一定成效,但該技術(shù)不成

11、熟,且相關(guān)機(jī)理仍不清楚,并且避免不了使用劇毒的CN,達(dá)不到清潔無毒的目的¨.3樹脂吸附法.樹脂法用于提金相對于活性炭法起步較晚,工藝不成熟,但具有吸附量大,吸附速度快,不易中毒,吸附和洗脫可以在常溫常壓下進(jìn)行,易重復(fù)使用,可根據(jù)需要合成所需樹脂等優(yōu)點(diǎn).一般情況下,樹脂礦冶從功能上可分為強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂,弱酸性陽離子交換樹脂,螯合樹脂,強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂,弱堿性陰子離交換樹脂等.雖然陽離子交換樹脂對金的絡(luò)合物有吸附作用,但是很弱.有從強(qiáng)堿陰離子樹脂中吸附金,吸附速度快,吸附量大的相關(guān)報(bào)道.目前研究主要集中在陰離子交換樹脂和螯合樹脂上.強(qiáng)堿性樹脂對Au(s0)吸附能力強(qiáng),選擇性差,

12、pH值范圍廣,而弱堿性樹脂對Au(S:0,):吸附弱,選擇性強(qiáng),pH值范圍小.螯合樹脂帶有胍官能團(tuán)能有效的吸附Au(S:0).KolarZ報(bào)道了含胍基螯合樹脂的共聚合成物,能有效地改變性狀以及不同樹脂結(jié)構(gòu)組成對提金性能的影響.另外,一些人專注于使用強(qiáng)堿性樹脂和弱堿性樹脂的t昆合使用,這樣就催生了合成雙官能團(tuán),一個(gè)是強(qiáng)堿性的,一個(gè)是弱堿性的,既保證了吸附量又保證了選擇性.然而大部分專用提金樹脂的合成多趨向合成雙官能團(tuán).大量文獻(xiàn)報(bào)道,用強(qiáng)堿性樹脂從硫代硫酸鹽中能夠負(fù)載金.但由于多連硫酸鹽(主要是連三硫酸鹽和連四硫酸鹽)對樹脂的吸附更強(qiáng),所以有減弱樹脂對金的吸附量,有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道要消除多硫酸鹽的影響可

13、以通過調(diào)節(jié)pH值來實(shí)現(xiàn).所以在強(qiáng)堿陰離子樹脂上吸附金是完全可能的,這個(gè)結(jié)論早已被索馬斯證實(shí).強(qiáng)堿性樹脂洗脫比較困難,一般使用硫脲,硫氰酸鹽,組合試劑等.Parke研究發(fā)現(xiàn)一種新型的洗脫劑能有效地洗脫金和銀.然而在加拿大的研究所和美Barrick公司的研究人員已研究使用連三硫酸鹽和連四硫酸鹽作為洗脫劑能夠有效地洗脫金銀又不引入雜質(zhì)(這項(xiàng)技術(shù)已申請專利).弱堿樹脂使用氫氧化鈉很容易洗脫,但由于溶液中含有硫化物很容易將其分解,導(dǎo)致金和銀沉淀下來.Thomas等人認(rèn)為先采用硫代硫酸銨選擇性洗脫銅,然后再用濃的硫氰酸鹽溶液洗脫金,最后采用硫離子沉淀回收金.M.I.Jeffrey等人研究表明,使用一種新型

14、的洗脫劑亞硫酸鹽和氯化鈉組成的混合試劑,洗脫率高,用量少,金損失量少,完全能達(dá)到有效洗脫金的作用.工藝流程是首先使用硫代硫酸銨洗脫銅,隨后采用亞硫酸鹽與氯化鈉組合劑洗脫金,最后直接電解,完全符合生產(chǎn)要求.總之,隨著人們對樹脂的吸附和洗脫Au(S0,):機(jī)理不斷認(rèn)識以及樹脂合成技術(shù)的提高,找到一種合適的樹脂用于吸附和洗脫工藝是完全可能的.最終,用RIP代替CIP,只是時(shí)間的問題.4電積冶金法電積冶金法是直接從浸液中回收金的方法,在陰極表面析出金.由于硫代硫酸鹽的浸金液的復(fù)雜性受各種離子影響,電解時(shí)各種物質(zhì)都析出來了,如銅,硫等.導(dǎo)致最終成品不純還需進(jìn)一步提純.此外還不能夠使浸出液回流重新使用,這

15、就加大的生產(chǎn)成本.一般電積法用于濃度比較高和溶液中離子比較單一的浸出液,然而硫代硫酸鹽浸金液中金濃度較低且成分復(fù)雜,因此不太適合使用電積冶金法.5溶劑萃取法溶劑萃法技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)初,直到20世紀(jì)2070年代才用于有色金屬的分離和提取,真正開始提出并應(yīng)用于提金領(lǐng)域是在20世紀(jì)7O年代以后.該技術(shù)選擇性好,分離效果好,回收率高,產(chǎn)品純度高,越來越受人們的關(guān)注.近年來在這一方面的研究取得了一些進(jìn)展.研究表明烷基亞膦酸酯,伯胺,仲胺,叔胺等萃取劑都具有較好的萃取效果.但溶劑萃取法對水相的澄清度要求很高,少量懸浮物對萃取工藝影響很大,嚴(yán)重影響分相效果,導(dǎo)致萃取劑大量流失,因此需要對礦漿進(jìn)行固液分離,

16、工藝條件苛刻,流程復(fù)雜.此外萃取劑價(jià)格比較昂貴,投資和運(yùn)作成本較高.因而在這一方面還需作進(jìn)一步研究.6結(jié)論(1)金屬置換沉淀法在氰化提金方面具有其工藝技術(shù)成熟,反應(yīng)速度快,金滯留量小,操作簡便,收率較高等優(yōu)點(diǎn),但會(huì)使溶液中的銅也被置換出來,且對后續(xù)的處理不利,因而較少使用.(2)活性炭吸附法仍是氰化法提金的主要方法,但如何消除Au(S0):電荷高,分子結(jié)構(gòu)空間效應(yīng),配位基團(tuán)或碳質(zhì)點(diǎn)之間的特殊反應(yīng),體積較大,金原子與碳的表面距離很遠(yuǎn),吸附非常困難等問題將是今后研究的重點(diǎn).(3)樹脂吸附法在硫代硫酸溶液中回收金方面相對其它方法來說具有很多優(yōu)勢.它比活性炭的載金量高,用量少,吸附速度快,其機(jī)械強(qiáng)度大

17、,耐破損率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于活性炭,耐酸堿性強(qiáng),易重復(fù)使用,對雜質(zhì)金屬離子適應(yīng)性強(qiáng),不易中毒.因此,有望用RIP代替CIP,最終應(yīng)用于工業(yè)化.賴才書等:硫代硫酸鹽浸金溶液中金的回收研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢?43?(4)電積冶金法難于在硫代硫酸鹽中回收金,是由于浸液的特性所決定的,受其它離子的嚴(yán)重影響,回收不經(jīng)濟(jì).(5)溶劑萃取法主要是在萃取劑方面的研究,如何選擇萃取劑將是今后研究的重點(diǎn).由于需要固液分離,工藝條件要求較高,流程復(fù)雜及萃取劑價(jià)格比較昂貴,因此,目前很難在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用.總之,上述五種方法相比較而言,樹脂吸附法是一項(xiàng)比較先進(jìn),有前途,有發(fā)展?jié)摿Φ男滦吞峤鸸に?如何實(shí)現(xiàn)從硫代硫酸鹽中回收金,使用RI

18、P是決定其能否工業(yè)化的關(guān)鍵所在,還需進(jìn)一步的研究探討.參考文獻(xiàn):6龔乾,胡潔雪.硫代硫酸鹽溶液浸金研究M.北京:冶金工業(yè)出版社.1994.GrosseAC,DicinoskiGW,ShawMJ,eta1.Leachingandrecoveryofgoldusingammoniacalthiosulfateleachliquors(areview)J.Hydrometallurgy,2003,69:121.張良,李東亮.非氰化浸金方法綜述J.有色金屬,2002,54(1):125129.AylmoreMG,MuirDM.ThiosulfateleachingofgoldareviewJ.Mine

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