氰化提金工藝

1、第第9 9章章 現(xiàn)代氰化提金工藝現(xiàn)代氰化提金工藝 傳統(tǒng)的氰化法存在的主要問(wèn)題是： 液固分離需要配置龐大的逆流傾析、過(guò)濾系統(tǒng)以及浸出液的澄清、脫氣和金置換等一系列作業(yè)， 占地大，投資和生產(chǎn)費(fèi)用高， 過(guò)程冗長(zhǎng)， 金泥的品位低， 泥質(zhì)金礦難以處理。 一些新的氰化方法：一些新的氰化方法： 活性炭從氰化浸出礦漿中吸附金的“炭漿法”(Carbon in pulp,簡(jiǎn)寫為CIP)，它于1973年在美國(guó)投入生產(chǎn)，隨后在全世界得到廣泛應(yīng)用。 向礦漿中加入活性炭，同時(shí)進(jìn)行浸出和金吸附的“炭浸法”(Carbon in leaching,簡(jiǎn)寫為CIL)。 1967年發(fā)展了“堆浸法”(Heap leaching)，即將

2、金礦石筑成堆進(jìn)行氰化物溶液的噴淋浸出。 炭漿法和堆浸法的生產(chǎn)成本低，作業(yè)更簡(jiǎn)捷，已成為當(dāng)今氰化提金方法中最具生命力的新工藝， 與炭漿法相似的另一工藝是“樹(shù)脂漿法”(Resin in pulp,簡(jiǎn)寫為RIP)，它是由前蘇聯(lián)開(kāi)發(fā)的，1967年在烏茲別克斯坦的穆龍?zhí)沾笮吐短旖鸬V建成投產(chǎn)。 8.1 炭漿法 炭漿法保留了氰化浸出的主體工序，取消了液固分離和加鋅置換兩個(gè)后續(xù)工序，代之以炭吸附、解吸和電解。 8.1.1 活性炭 用于生產(chǎn)活性炭的原料有果殼、果核、樹(shù)木、煤炭等,用于從氰化礦漿中吸附金的活性炭也是一種專用炭，目前的最佳品種為椰殼炭，其次是杏核、橄欖核、桃核等果核炭。 活性炭沒(méi)有確定的結(jié)構(gòu)式或化學(xué)

3、組成，不同產(chǎn)品通常只能由它們的吸附特性來(lái)區(qū)分。根據(jù)X射線衍射，活性炭的典型結(jié)構(gòu)與石墨的典型結(jié)構(gòu)相似。 吸附金的活性炭是采用高溫?zé)峄罨椒ㄖ频玫?，將椰殼或果核等?006000C下，用惰性氣體(隔絕空氣)保護(hù)進(jìn)行脫水和炭化，然后再在80011000C下用CO、CO2、H2O或它們的混合氣體進(jìn)行活化。在活化過(guò)程中，大約有20%的炭被氣化：C+CO2=2COC+H2O=CO+H2 圖圖9-1 9-1 活性炭孔隙結(jié)活性炭孔隙結(jié)構(gòu)示意圖構(gòu)示意圖 活性炭活性炭的元素組成以碳為主，有少量的氧和氫。 它們中常有一部分與活性炭表面結(jié)合，以官能團(tuán)的形式存在?；钚蕴恐谐Ｒ?jiàn)的官能團(tuán)有羧基、酚羥基和醌型羰基，也發(fā)現(xiàn)有普

4、通內(nèi)酯、熒光素型內(nèi)酯、羥酸酐和環(huán)狀過(guò)氧化物等。它們位于活性炭層中環(huán)狀網(wǎng)的破裂邊緣上，這些表面氧化物對(duì)活性炭的化學(xué)吸附起著重要作用。 活性炭的活性，是巨大的比表面和存在于活性炭的活性，是巨大的比表面和存在于表面的官能團(tuán)二者結(jié)合所產(chǎn)生的。表面的官能團(tuán)二者結(jié)合所產(chǎn)生的。 表表9-1 9-1 典型提金椰殼活性炭的物理和化學(xué)特性典型提金椰殼活性炭的物理和化學(xué)特性分類分類技術(shù)特性技術(shù)特性指標(biāo)指標(biāo)物物理理特特性性顆粒密度顆粒密度/g/mL0.80.85堆密度堆密度/g/mL0.480.54孔穴大小孔穴大小/nm1.02.0孔穴體積孔穴體積/ mL/g0.70.8球盤硬度球盤硬度/%9799粒度粒度/mm(目

5、目)1.162.35(148)灰分灰分/%24水分水分/%14化學(xué)化學(xué)吸附吸附特性特性比表面比表面(BET法法)/m2/g10501200碘值碘值/mg/g10001500四氯化碳值四氯化碳值/%6070苯值苯值/%3640 選用炭漿法活性炭最重要的條件，一是它對(duì)金應(yīng)具有良好的吸附性能，二是炭粒應(yīng)當(dāng)具有很強(qiáng)的耐磨性能。良好的炭漿法活性炭，除了具備表9-1的性能外，通常還可用下列三項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)來(lái)確定。 在含金1mg/L溶液中平衡吸附24h，活性炭的載金容量應(yīng)達(dá)25g/kg。 在含金10mg/L溶液中攪拌吸附1h，活性炭對(duì)金的吸附率應(yīng)達(dá)60%。 將活性炭置于瓶中在搖滾機(jī)上翻滾24h，磨損率應(yīng)小于2%

6、。8.1.2 活性炭吸附金的機(jī)理活性炭吸附金的機(jī)理 以金屬形態(tài)被吸附活性炭從金氯配合物(AuCl4-)溶液中吸附金后，可明顯地看到在炭的表面有黃色的金屬金。以此推斷金氰配合物也可被炭還原。這種觀點(diǎn)認(rèn)為，炭上吸附的還原氣體，如CO，可把金還原。 采用現(xiàn)代的分析技術(shù)X射線光電子能譜(XPS)對(duì)炭上被吸附物中的金的價(jià)態(tài)的研究表明，被吸附的金的表觀價(jià)態(tài)為+0.3價(jià)。 以Au(CN)2-配離子形式被吸附這種理論認(rèn)為，炭表面上存在帶正電荷的格點(diǎn)，這些正電荷格點(diǎn)是這樣產(chǎn)生的：活性炭在室溫下與空氣中的氧接觸，形成具有堿性特征的表面氧化物，這種氧化物在炭上的結(jié)合是不牢固的。當(dāng)炭與水作用時(shí)，它會(huì)轉(zhuǎn)入溶液中并形成O

7、H-離子，這樣炭表面帶上正電荷:C+O2+2H2O=C2+2OH-+H2O2研究證明，炭對(duì)下列離子的吸附強(qiáng)度順序?yàn)椋篈u(CN)2-Ag(CN)2-CN- 以離子對(duì)被吸附 提出這一機(jī)理是基于以下事實(shí)：氰化物溶液中存在陰離子(如Cl-, ClO4-)，甚至其濃度高達(dá)1.5mol/L，也不降低金的吸附容量。但是當(dāng)溶液中有中性分子(如煤油)存在時(shí)，會(huì)使金的吸附量下降 吸附強(qiáng)度取決于金屬陽(yáng)離子，其順序?yàn)椋篊a2+ Mg2+ H+ Li+ Na+ K+這樣活性炭灰分中的Ca2+及溶液中的Ca2+、H+都可能取代Na+、K+，如：2KAu(CN)2+Ca(OH)2+2CO2=Ca(Au(CN)2)2 +2

8、KHCO3 以AuCN沉淀早期有人認(rèn)為在活性炭的孔隙中能沉淀出不溶性的AuCN。AuCN的產(chǎn)生是氧化CN-的結(jié)果：KAu(CN)2+0.5O2=AuCN+KCNO也有人認(rèn)為是酸分解的結(jié)果： Au(CN)2- +H+=AuCN+HCN 圖圖9-2 pH9-2 pH值對(duì)活性炭吸附值對(duì)活性炭吸附金容量的影響金容量的影響綜合的機(jī)理： 1) 在活性炭的巨大表面上和微孔中，吸附Mn+Au(CN)2-n離子對(duì)或中性分子, 也可吸附Au(CN)-2 ;2) Au(CN)2-在吸附過(guò)程中分解成不溶性的AuCN,AuCN保留在微孔中；3) Au(CN)2-部分還原成某種0價(jià)至1價(jià)之間的金混合物。8.1.3 炭漿法

9、提金工藝 炭漿法由預(yù)篩、氰化浸出、吸附、解吸、電解(電積)和炭的再生等幾個(gè)主要作業(yè)組成。 預(yù)篩的作用 除去礦漿中的雜物，避免以后與載金炭混在一起。一般采用28目(0.6mm)的篩子，預(yù)篩的篩上物主要是木屑。 木屑易使分離礦漿和載金炭的篩子堵塞。此外在磨礦時(shí)，金粒、石英等礦粒嵌入木屑中，使得其含金量常常很高；氰化過(guò)程中，木屑往往會(huì)吸附金氰配合物，而且用一般的洗滌方法，很難把木屑上吸附的金洗脫下來(lái)。同時(shí)在炭漿法中，吸附槽存在少量木屑，會(huì)降低活性炭的吸附效率。 8.1.4 8.1.4 影響吸附過(guò)程的主要因素影響吸附過(guò)程的主要因素 影響吸附過(guò)程的因素大致可以分為兩類，影響吸附過(guò)程的因素大致可以分為兩類

10、， 影響吸附速度影響吸附速度( (動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)) )的因素的因素 影響吸附平衡影響吸附平衡( (熱力學(xué)熱力學(xué)) )的因素。的因素。 影響吸附速度的因素： 活性炭的粒度、礦漿濃度及混合效應(yīng)； 影響吸附平衡的因素： pH值、離子強(qiáng)度、游離氰根濃度、與金吸附有關(guān)的其它成分的濃度、溫度及活性炭操作技術(shù)條件等。 氰化溶液中金的濃度 圖圖9-4 9-4 活性炭的吸附平衡等溫線活性炭的吸附平衡等溫線圖圖9-5 9-5 炭漿法生產(chǎn)實(shí)際中的操作等溫線炭漿法生產(chǎn)實(shí)際中的操作等溫線 活性炭的類型和粒度 圖9-6 活性炭平均粒度對(duì)吸附速度的影響離子強(qiáng)度0；pH 6.5； 溶液中金濃度30mg/L 粒度小的活性粒度小的

11、活性炭比粒度大的吸附炭比粒度大的吸附金的速度快，在相金的速度快，在相同時(shí)間內(nèi)吸附金的同時(shí)間內(nèi)吸附金的容量大，但粒度的容量大，但粒度的大小并不會(huì)影響最大小并不會(huì)影響最終吸附終吸附( (平衡平衡) )容量。容量。 礦漿濃度礦漿濃度表9-3 礦漿濃度對(duì)活性炭吸附金速度的影響礦漿濃度(%)010203050速度常數(shù)(h-1)20701860148012501190條件：離子強(qiáng)度：條件：離子強(qiáng)度：0; 0; 攪拌速度：攪拌速度：1250r/min; pH 7; 1250r/min; pH 7; 炭粒度：炭粒度：0.500.70mm0.500.70mm礦漿濃度增大，吸附速度降低。 礦漿濃度過(guò)低，炭粒有可能

12、沉積在吸附槽底部，減少炭粒與礦漿作用時(shí)間，生產(chǎn)中常將礦漿濃度保持在4045%。 攪拌速度的影響 圖9-7 攪拌速度對(duì)活性炭吸附金速度的影響 攪拌速度的增加，活性炭吸附金氰配合物的速度增加。 但激烈的攪拌將會(huì)增加活性炭的磨損，同時(shí)增加動(dòng)力消耗。 礦漿礦漿pHpH值值 表9-4 氰化礦漿pH值對(duì)金吸附速度和平衡容量的影響礦漿pH值11.39.17.14.23.11.5速度常數(shù)(h-1)301030003660390044204880吸附容量(ppm)750008600092000122000143000216000 隨著pH值的降低，活性炭的吸附速度和吸附容量均有所提高，而且對(duì)吸附容量的影響遠(yuǎn)大于

13、對(duì)吸附速度的影響。 溫度和氰根濃度溫度和氰根濃度表9-5 溫度和氰化鈉濃度對(duì)活性炭吸附金的影響溫度(0C)游離氰根(ppm)速度常數(shù)(h-1)吸附容量(ppm)20252423013026013003400339025202950730006200057000690004443424301302601300419040703150301048000470004200033000626262620130260130049004920390040602500029000290002600081260533020000 無(wú)機(jī)物 溶液中的適量鈣、鎂等二價(jià)陽(yáng)離子，對(duì)金的吸附有一定的促進(jìn)作用，但鈣、鎂離子

14、又容易吸收空氣中的二氧化碳，生成碳酸鹽在活性炭上沉淀，造成炭的孔道堵塞和減少炭表面吸附面積，從而又對(duì)吸附金的速度起鈍化作用。在吸附-解吸的每一個(gè)循環(huán)中用鹽酸清洗活性炭一次，可有效消除碳酸鈣的有害影響。 溶液中的銅、鋅、鐵、鎳等金屬離子和硅酸都會(huì)被活性炭吸附，它們與金在活性炭表面競(jìng)爭(zhēng)吸附，會(huì)減少活性炭吸附金的格點(diǎn)數(shù)量而使其對(duì)金的吸附容量減小。 9.1.5 載金活性炭的解吸 從礦漿分離出來(lái)的載金活性炭，經(jīng)洗滌和除去木屑等雜物后送去解吸金(銀)。載金活性炭的主要解吸方法有： 常壓解吸法常壓解吸法這一方法是最早在工業(yè)上應(yīng)用的載金活性炭解吸方法，它是由美國(guó)礦業(yè)局的Zadra研究成功的，因此，常稱為扎德拉

15、(Zadra)法。用0.10.2%的氰化鈉和1%的氫氧化鈉混合溶液，在85950C下從載金炭上解吸金。解吸液用電積法回收金。解吸液與載金炭的體積比為815，并采用解吸液和電積溶液循環(huán)的方式，解吸槽流出的含金貴液經(jīng)預(yù)熱并加熱到所需的溫度，以每小時(shí)12柱床體積的流速給入解吸柱內(nèi)，在常壓下解吸2426h，即可將炭解吸到充分低的金品位。 高溫高壓解吸法高溫高壓解吸法 用0.1%氰化鈉和0.41.0%氫氧化鈉溶液作解吸液，溫度控制在1301700C之間，壓力控制在300600kPa，使用712柱床體積的解吸液，解吸出的含金貴液經(jīng)電積回收金后返回解吸系統(tǒng)。解吸所需的時(shí)間與溫度和壓力有關(guān)；溫度與壓力高則解吸

16、時(shí)間短。當(dāng)溫度為1400C時(shí)解吸時(shí)間大約為6h。 酒精解吸法酒精解吸法該法是扎德拉法的發(fā)展，用0.1%的氰化鈉和1%的氫氧化鈉和20%(體積)的酒精組成解吸液，在溫度80850C下進(jìn)行解吸，解吸液與載金炭體積比為8左右，解吸時(shí)間12h。解吸液與電積系統(tǒng)組成閉路。 水溶液解吸法水溶液解吸法 先用濃度為3%的鹽酸溶液在900C下洗滌載金炭，然后再用水洗滌。隨后用35%氰化鈉和1%氫氧化鈉組成的解吸液，在900C下對(duì)載金炭浸泡0.51h，接著用純水以每小時(shí)23倍床體積的流速解吸金。該法在常壓、溫度為95980C的條件下淋洗812h，可以獲得滿意的結(jié)果。但在壓力0.2MPa，溫度1100C時(shí)，以同樣的

17、流速在68h可解吸完全。 整體壓力解吸法整體壓力解吸法 整體壓力解吸法是一種從載金炭上回收金的高效解吸系統(tǒng)，其基本流程與高溫高壓解吸法相似，但由于電積作業(yè)也處于壓力系統(tǒng)之內(nèi)，不存在沸騰和噴濺問(wèn)題，解吸貴液給入電積作業(yè)時(shí)無(wú)需冷卻，因此，系統(tǒng)中沒(méi)有熱交換裝置。國(guó)內(nèi)普遍采用前兩種工藝國(guó)內(nèi)普遍采用前兩種工藝 常壓解吸法常壓解吸法高溫高壓解吸法高溫高壓解吸法 9.1.6 9.1.6 炭再生炭再生 圖9-9 活性炭再生對(duì)載金量的影響1新炭；2再生炭（6000C）；3第15次循環(huán)后的污染炭 活性炭再生包括酸洗和加熱再生兩部分 酸洗只能除去活性炭上吸附的無(wú)機(jī)化合物，恢復(fù)其碘值和四氯化碳值，降低活性炭的灰分，對(duì)

18、活性炭的吸附容量和吸附速度改善不完全。 加熱再生則可以除去活性炭上吸附的有機(jī)灰分，并使大部分無(wú)機(jī)灰分受熱分解。 酸洗酸洗 在活性炭的吸附過(guò)程中由于碳酸鈣等的沉積，炭的表面上常常發(fā)生堵塞，可采用稀鹽酸或硝酸將其溶解，通常認(rèn)為這是化學(xué)反應(yīng)所致，所以酸洗活化再生又稱為化學(xué)活化再生。 酸洗用35%的鹽酸或硝酸溶液與脫金炭在耐腐蝕的酸洗容器中進(jìn)行，在室溫下作用1h左右，即可除去幾乎所有的酸溶無(wú)機(jī)物。酸處理后，用清水洗滌，再用1%的氫氧化鈉溶液中和洗滌，直到洗出的溶液呈中性為止。 注意：注意：在酸處理過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生劇毒的氫氰酸 加熱活化加熱活化 加熱活化主要除去吸附在炭上的有機(jī)物，而且還能擴(kuò)張?zhí)康目紫?，?/p>

19、炭的表面生成氧化物活性中心，使炭的活性得以充分恢復(fù)。 加熱活化通常在再生回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行，首先將含水量達(dá)4050%的濕炭給入回轉(zhuǎn)窯，在1001500C下進(jìn)行干燥，在此溫度下，一部分物質(zhì)受熱分解，或因水蒸汽的蒸餾作用而被除去。 干燥后的活性炭在回轉(zhuǎn)窯中通過(guò)加熱區(qū)，溫度升至6007000C，在加熱過(guò)程中，沸點(diǎn)較低的組分揮發(fā)脫附，仍處于吸附狀態(tài)的高沸點(diǎn)組分受熱分解，分解物一部分脫附，固體殘留物則炭化仍留在活性炭上，炭化了的有機(jī)物須用水蒸汽、二氧化碳等氣體使之氣化，并從微孔中除去。 加熱活化的化學(xué)反應(yīng)屬于水煤氣反應(yīng)：2C+O2+H2O=CO+CO2+H2 C+H2O=H2+COC+CO2=2CO表9-6 活

20、性炭再生前后的活性活性炭的種類活性炭的活性 吸附速度常數(shù)，h-1新活性炭活性的百分?jǐn)?shù)，% 富含金屬的活性炭解吸后的活性炭用HNO3洗滌后的解吸炭用HCl洗滌后的解吸炭加熱再生和HCl洗滌后的解吸炭加熱再生和未經(jīng)HCl洗滌的解吸炭新活性炭0.1320.330.360.390.480.4320.50426.2 65.671.477.495.285.7100.0 9.1.7 9.1.7 從解吸液中回收金從解吸液中回收金 從炭漿法解吸載金炭得到的溶液（解吸液）特點(diǎn)： 含金濃度高、 游離氰化物濃度高、 氫氧化鈉濃度高等。 從這種溶液中回收金，通常采用電積法。 一般采用不銹鋼作陽(yáng)極 解吸液中金的濃度在30

21、0600mg/L左右，陰極通常采用擴(kuò)大陰極表面積的方法電解。 陰極通常采用鋼棉，鋼棉具有很大的表面積、容量大、價(jià)廉，有利于降低陰極的電流密度和提高電積的電流效率。 。陰極：Au(CN)2-+e=Au+2CN- Ag(CN)2-+e=Ag+2CN-2H2O+2e=H2 +2OH陽(yáng)極：2H2O+O2+4e=4OH-CNO-+H2O+2e=CN-+2OH-2CO2+N2+2H2O+6e=2CNO-+4OH- 鋼棉的最大載金量為其自身重量的20倍，通常在達(dá)到這一數(shù)值之前將其取出，先用酸除去鐵，所得金泥熔煉鑄成金錠。9.1.8 9.1.8 生產(chǎn)實(shí)例生產(chǎn)實(shí)例 張家口金礦炭漿廠張家口金礦炭漿廠 張家口金礦是

22、20世紀(jì)70年代投產(chǎn)的，設(shè)計(jì)規(guī)模為500t/d，原流程為混汞+浮選，選礦回收率為75%，1984年改造為炭漿提金工藝，選冶回收率達(dá)92%以上，經(jīng)數(shù)次技術(shù)改造，生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到600t/d。礦石性質(zhì)礦石性質(zhì) 礦石為貧硫化物含金石英脈類型。礦石中主要金屬礦物為褐鐵礦和赤鐵礦，其次為方鉛礦和白鉛礦、鉛礬、磁鐵礦及少量黃鐵礦、黃銅礦以及自然金。脈石以石英為主，其次有絹云母、長(zhǎng)石、方解石、白云石等。絕大部分自然金與金屬礦物共生，其中以褐鐵礦含金為主，礦石密度2.15。2)工藝流程 原礦經(jīng)兩段一閉路流程破碎后，粉礦粒度達(dá)到-12mm，經(jīng)兩段磨礦，礦石細(xì)度達(dá)到85%-200目。磨細(xì)的礦石經(jīng)高效濃密機(jī)脫水，礦漿的

23、濃度提高到4045%，然后給入炭浸系統(tǒng)。在炭浸(CIL)系統(tǒng)中添加氰化物，充入中壓空氣，加入活性炭。經(jīng)過(guò)兩段預(yù)浸和七段邊浸邊吸后，尾礦品位降至0.3g/t，尾液品位降至0.03mg/L。炭浸尾礦排至污水處理系統(tǒng)，采用氯堿法進(jìn)行處理，處理后尾礦含氰量降至0.5mg/L以下，然后排至尾礦庫(kù)沉淀自凈。由炭浸系統(tǒng)提出的載金炭篩洗干凈后到金回收系統(tǒng)解吸、電積。炭浸系統(tǒng)串炭由離心提炭泵和槽內(nèi)溜槽橋篩完成。解吸作業(yè)使活性炭載金量由3500g/t降至80g/t以下，解吸炭經(jīng)酸洗、加熱再生后返回CIL系統(tǒng)。 3) 技術(shù)數(shù)據(jù)張家口金礦炭漿廠的工藝條件如下：預(yù)浸時(shí)間礦漿濃度充氣量pH值氰化鈉濃度炭浸時(shí)間活性炭密度串

24、炭速度4.1h4045%0.23m3/h.m3 10.511.00.040.05%14.35h1015g/h700kg/d解吸時(shí)間 18h解吸溫度 1350C解吸壓力 0.31MPa解吸液成分 1%NaOH+0.5%NaCN解吸液流速 0.84L/s電積槽內(nèi)陰極數(shù) 20個(gè)電積時(shí)間 18h電積溫度 60900C 每批處理炭量預(yù)熱時(shí)間硝酸濃度堿濃度洗滌時(shí)間再生溫度700kg2h5.0%10.0%2h一區(qū) 6500C二區(qū) 8100C三區(qū) 8100C電積槽電壓 2.5V槽電流強(qiáng)度 1000A再生氣氛 水蒸汽再生時(shí)間 2040min再生速度 2535kg/h再生窯給炭水分 4050%再生窯冷卻方式 水淬

25、活性炭再生周期 3個(gè)月表9-7 張家口金礦炭漿廠工藝指標(biāo)CILCIL系統(tǒng)系統(tǒng)原礦品原礦品位位/g/t/g/t 尾渣品尾渣品位位/g/t/g/t 尾液品尾液品位位/g/m/g/m3 3 尾液尾液CNCN- -濃度濃度/g/m/g/m3 3 浸出率浸出率/%/%吸附率吸附率/%/%2.502.500.200.200.030.0320020092.092.097.597.5解吸電解吸電積系統(tǒng)積系統(tǒng)載金炭品位載金炭品位/g/t/g/t解吸炭品位解吸炭品位/g/t/g/t電積貧液品電積貧液品位位/g/m/g/m3 3解吸率解吸率/%/%電積率電積率/%/%200035002000350050506.06

26、.099.899.899.999.98.2 8.2 樹(shù)脂漿法樹(shù)脂漿法8.2.1 離子交換樹(shù)脂及機(jī)理金、銀均以氰化配陰離子Au(CN)2-、Ag(CN)2-的形式存在，從氰化工業(yè)中吸附回收金銀無(wú)一例外均是使用陰離子交換樹(shù)脂陰離子交換樹(shù)脂。陰離子交換樹(shù)脂加入含金的氰化物溶液或氰化礦漿時(shí)，溶液中金、銀與氰根的配離子會(huì)與樹(shù)脂發(fā)生反應(yīng)：OHCNAuRCNAuOHR22)()(OHCNAgRCNAgOHR22)()( 溶液的其它雜質(zhì)離子，如鋅、銅、鐵的氰根配離子及CN-和CNS-等陰離子，也會(huì)與樹(shù)脂發(fā)生交換反應(yīng)：OHCNZnRCNZnOHR2)()(24224OHCNCuRCNCuOHR2)()(2322

27、3OHCNFeRCNFeOHR4)()(46446OHCNRCNOHROHCNSRCNSOHR 副反應(yīng)的進(jìn)行，樹(shù)脂上部分活性基團(tuán)為雜質(zhì)的配陰離子所占據(jù)，從而降低了樹(shù)脂吸附金(銀)的容量。通常，從礦漿中吸附到樹(shù)脂上雜質(zhì)比金(銀)高幾倍。 現(xiàn)已查明，在離子交換樹(shù)脂相中，存在有高配位數(shù)的銀氰配合物Ag(CN)32-，Ag(CN)43-。這是因?yàn)殡x子交換樹(shù)脂中吸附有大量的CN-離子，它與Ag(CN)-2進(jìn)一步發(fā)生配位反應(yīng)形成這些高配位數(shù)的離子。 在AM-2陰離子交換樹(shù)脂上的吸附順序?yàn)椋篈u(CN)2- Zn(CN)42- Ni(CN)42- Ag(CN)2- Cu(CN)43- Fe(CN)64-。

28、離子交換樹(shù)脂的吸附性能可用其等溫飽和曲線來(lái)衡量，它是設(shè)計(jì)吸附過(guò)程及選擇工藝條件的重要依據(jù)，圖9-12 離子交換樹(shù)脂吸附金的等溫曲線1AM樹(shù)脂；2AM-2樹(shù)脂AM-2是前是前蘇聯(lián)廣泛應(yīng)蘇聯(lián)廣泛應(yīng)用于樹(shù)脂漿用于樹(shù)脂漿法的一種樹(shù)法的一種樹(shù)脂脂 AM-2樹(shù)脂為大孔徑(孔徑1020nm占90%)、雙官能團(tuán)(強(qiáng)堿季銨基團(tuán)和弱堿叔胺基團(tuán)之比為1:1)陰離子交換樹(shù)脂，基體為氯代甲醇處理過(guò)的苯乙烯和對(duì)二乙烯苯的共聚物組成，交聯(lián)度(二乙烯苯的百分含量)1012%，因而能保證樹(shù)脂所需要的機(jī)械強(qiáng)度，如以R表示樹(shù)脂基體，則它的分子式為： CH3 CH3Cl-+HN-CH2-R=N+Cl- CH3 CH2CH2CH3AM

29、-2AM-2型樹(shù)脂的特性：型樹(shù)脂的特性：對(duì)氯離子的交換容量3.2mg/g，粒度0.61.2mm，樹(shù)脂的比表面32m2/g，干樹(shù)脂松裝密度0.42g/cm3，商品樹(shù)脂含水量5258%，樹(shù)脂在水中的膨脹系數(shù)2.7，運(yùn)輸貯藏溫度不低于50C。使用AM-2樹(shù)脂在工業(yè)氰化液中進(jìn)行吸附，金的吸附容量達(dá)12.8mg/g，金與雜質(zhì)總吸附容量之比為1:1.63。而與之對(duì)比的強(qiáng)堿性AM樹(shù)脂，金的吸附容量只有5.7mg/g，金與雜質(zhì)總吸附容量之比高達(dá)1:10.23。表表9-9 9-9 一些強(qiáng)堿性和弱堿性陰離子交換樹(shù)脂的特性一些強(qiáng)堿性和弱堿性陰離子交換樹(shù)脂的特性類型類型牌牌 號(hào)號(hào)基體材料基體材料官能團(tuán)官能團(tuán)強(qiáng)堿基團(tuán)含

30、量強(qiáng)堿基團(tuán)含量/%孔結(jié)構(gòu)孔結(jié)構(gòu)強(qiáng)強(qiáng)堿堿性性AM-AMAB-17A101 DUIRA-400717苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯 苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯季銨季銨季銨季銨季銨季銨季銨季銨季銨季銨季銨季銨7781大孔大孔凝膠凝膠大孔大孔弱弱堿堿性性AM-2A-2A-3365BA378353ENK884IRA-93AH-18IRA-68704A7A308A305A260MG-1苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯 苯乙烯苯

31、乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯丙烯酰胺丙烯酰胺苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯酚醛酚醛環(huán)氧多胺環(huán)氧多胺環(huán)氧多胺環(huán)氧多胺脂肪胺脂肪胺丙烯酸丙烯酸-二乙烯苯二乙烯苯叔胺、季銨叔胺、季銨叔胺叔胺叔胺叔胺叔胺、季銨叔胺、季銨叔胺叔胺叔胺、季銨叔胺、季銨叔胺叔胺叔胺叔胺叔胺叔胺叔胺、季銨叔胺、季銨仲胺仲胺叔胺叔胺混合胺混合胺混合胺混合胺混合胺混合胺50.035.527.016.585.82.40.614.711.23.03.9大孔大孔大孔大孔大孔大孔大孔大孔大孔大孔

32、大孔大孔混合胺為伯、仲、叔胺的混合物，有時(shí)還含有少量季銨基團(tuán)9.2.2 9.2.2 樹(shù)脂漿法工藝樹(shù)脂漿法工藝 從氰化礦漿中提金的離子交換吸附法和炭漿法一樣有兩種方式： 一是礦漿在攪拌槽中氰化后，再送往吸附槽加離子交換樹(shù)脂吸附金(銀)； 二是樹(shù)脂與礦漿一起加入攪拌浸出槽，礦漿的氰化和樹(shù)脂的吸附部分或全部同時(shí)進(jìn)行(類似于炭浸工藝)，但其應(yīng)用尚存在許多具體困難。 凈化除氰凈化除氰礦礦 漿漿木木 屑屑礦礦 漿漿樹(shù)樹(shù) 脂脂礦礦 漿漿送解吸再生工序送解吸再生工序礦礦 漿漿再磨礦再磨礦篩篩 分分樹(shù)樹(shù) 脂脂飽和金樹(shù)脂飽和金樹(shù)脂吸附浸出吸附浸出礦礦 漿漿氰氰 化化除木屑除木屑檢查篩分檢查篩分樹(shù)樹(shù) 脂脂跳汰分離跳

33、汰分離礦礦 砂砂礦礦 砂砂搖床精選搖床精選樹(shù)樹(shù) 脂脂 尾尾 礦礦 庫(kù)庫(kù)圖9-13 樹(shù)脂從氰化礦漿中吸附金的典型流程 對(duì)于金品位為35g/t的礦石，樹(shù)脂載金為520kg/t，約為礦石的20004000倍。因此，送去再生的樹(shù)脂數(shù)量很少。吸附及浸出的氰化物濃度為0.010.02%，比傳統(tǒng)的氰化法(0.030.05%)低，這是因?yàn)殡S著氰化物濃度增加，溶液中的CN-被樹(shù)脂吸附的量也增加，因而降低樹(shù)脂對(duì)金的吸附容量，此外隨著CN-濃度增加，轉(zhuǎn)入溶液的雜質(zhì)種類和濃度也增加，同樣導(dǎo)致樹(shù)脂載金容量的降低。 除了影響氰化浸出過(guò)程常見(jiàn)的雜質(zhì)外，用樹(shù)脂漿法處理金的浮選精礦時(shí)，由于礦漿中存在浮選藥劑，它會(huì)被樹(shù)脂吸附并占

34、據(jù)部分活性基團(tuán)，從而降低樹(shù)脂對(duì)金的吸附容量?，F(xiàn)已查明，AM-2樹(shù)脂能強(qiáng)烈地吸附丁基黃原酸根離子。 8.2.3 8.2.3 載金樹(shù)脂的解吸及再生載金樹(shù)脂的解吸及再生 離子交換樹(shù)脂吸附金的選擇性遠(yuǎn)低于活性炭。 在吸附金的同時(shí)，通常會(huì)吸附超過(guò)幾倍甚至十幾倍至幾十倍的賤金屬和其它雜質(zhì)。 對(duì)不同的樹(shù)脂，雜質(zhì)離子的化學(xué)行為又各不相同，從而使得解吸再生工藝復(fù)雜化。 只有對(duì)載金樹(shù)脂進(jìn)行深度凈化，除去眾多的雜質(zhì)，才能使樹(shù)脂接近恢復(fù)初始特性，再返回吸附過(guò)程。 1） 硫脲解吸法去電解去電解洗洗 水水樹(shù)樹(shù) 脂脂洗滌液洗滌液返回吸附返回吸附去制備新鮮去制備新鮮NaOHNaOH溶液溶液樹(shù)樹(shù) 脂脂溶溶 液液樹(shù)樹(shù) 脂脂溶溶

35、液液堿處理堿處理溶溶 液液樹(shù)樹(shù) 脂脂樹(shù)樹(shù) 脂脂樹(shù)樹(shù) 脂脂樹(shù)樹(shù) 脂脂樹(shù)樹(shù) 脂脂去氰化過(guò)程去氰化過(guò)程洗滌水洗滌水洗除氰化物洗除氰化物洗出液洗出液樹(shù)樹(shù) 脂脂洗洗 泥泥溶溶 液液貴貴 液液3%3%硫酸硫酸+9%+9%硫脲硫脲45%45%氰化鈉氰化鈉新鮮水新鮮水返回氰化過(guò)程返回氰化過(guò)程酸處理酸處理載金樹(shù)脂載金樹(shù)脂中中 和和送尾礦場(chǎng)送尾礦場(chǎng)解吸金銀解吸金銀吸附硫脲吸附硫脲洗滌硫脲洗滌硫脲去制備硫脲溶液去制備硫脲溶液洗去堿液洗去堿液送中和尾礦場(chǎng)送中和尾礦場(chǎng)新鮮水新鮮水3%NaOH3%NaOH溶液溶液氰化物洗滌氰化物洗滌圖9-15 載金樹(shù)脂(AM-2)的解吸-再生工藝流程 流程八道工序： 洗泥和除木屑 卸下的

36、載金樹(shù)脂通常含有礦泥和木屑，須用清潔水洗滌除去。 因?yàn)榈V泥和木屑會(huì)與解吸液反應(yīng)并污染溶液，使試劑消耗增加。 洗滌的辦法是將載金樹(shù)脂放入再生柱中，通以新鮮的水流，每一體積的樹(shù)脂需消耗23體積的洗水，洗泥最好是采用熱水逆流洗滌，特別是處理浮選精礦吸附過(guò)程產(chǎn)出的樹(shù)脂時(shí)，熱水可以充分洗去吸附在樹(shù)脂表面的浮選藥劑。洗水返回氰化過(guò)程，洗滌作業(yè)一般需34h。 用濃氰化物溶液洗銅、鐵 樹(shù)脂經(jīng)洗泥后，用45%NaCN溶液進(jìn)行凈化處理，以CN-取代載金樹(shù)脂中吸附的銅、鐵配離子：2332)(22)(CNCuCNRCNCNCuR4664)(44)(CNFeCNRCNCNFeR 但這種解吸液解吸銅、鐵的效率不高，耗用5

37、倍體積載金樹(shù)脂的解吸液處理3036h，僅能除去不到80%的銅、5060%的鐵，同時(shí)也有一部分金、銀被洗出。所以，只有銅、鐵在載金樹(shù)脂中積累到嚴(yán)重影響樹(shù)脂吸附金的容量時(shí)，才進(jìn)行氰化處理。 洗滌氰化物 樹(shù)脂經(jīng)氰化處理后，樹(shù)脂顆粒間殘存的氰化物溶液約占再生柱總?cè)莘e的50%。向再生柱中供清潔水，一直進(jìn)行到從柱中排出的洗水不含CN-為止。洗滌通常耗時(shí)1518h。 酸處理解吸鋅配合物和氰根離子 用0.53%的稀硫酸溶液處理樹(shù)脂，以溶解鋅及少量鈷的氰配合物，并使被樹(shù)脂吸附的CN-解吸以HCN形式逸出： HCNZnSOSORSOHCNZnR42)(4424242 HCNSORSOHCNR224242 硫脲解吸

38、金、銀 酸性硫脲溶液是載金(銀)樹(shù)脂最佳的金、銀解吸劑。硫脲的解吸作用是，在解吸過(guò)程中硫脲與金、銀生成穩(wěn)定的配陽(yáng)離子Au(CS(NH2)2)2+、Ag(CS(NH2)2)3+：22422)(42)(2NHCSSOHCNAuRHCNSONHCSAuSOR4)(422224222422)(62)(2NHCSSOHCNAgRHCNSONHCSAgSOR4)(4232242 配陽(yáng)離子穩(wěn)定地存在于溶液中。解吸液的組成為9%硫脲+23%硫酸 圖9-16 載金樹(shù)脂(AM-2)金的解吸和金回收率曲線1解吸；2金回收率 洗滌硫脲 載金樹(shù)脂解吸金后，其表面和樹(shù)脂顆粒間都?xì)埩粲辛螂?，需用水洗滌除去。洗出的溶液返回配制硫脲溶液，再用于解吸。通?體積樹(shù)脂需不少于3體積的水來(lái)洗滌。樹(shù)脂中的硫脲須洗干凈，因?yàn)楹螂宓臉?shù)脂用于吸附過(guò)程時(shí)，會(huì)在樹(shù)脂相中生成難溶的硫化物沉淀，從而降低樹(shù)脂的交換容量。 堿處理 洗去硫脲后的樹(shù)脂，要經(jīng)過(guò)堿處理以除去樹(shù)脂相中的硅酸鹽等不溶物，并使樹(shù)脂由SO42-轉(zhuǎn)化為OH-型。堿處理使用34%氫氧化鈉溶液。過(guò)程消耗45倍樹(shù)脂體積的堿液。洗滌除堿 用清潔水洗去樹(shù)脂中殘存的堿液和過(guò)剩的堿。表9-10 載金吸附飽和樹(shù)脂(AM-2)和再生后所含組分?jǐn)?shù)量(mg/g)組分AuAuAgZnCoFeNiCuCN-C