專利名稱：一種穩(wěn)定的堿性硫脲體系及其選擇性浸金方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高穩(wěn)定性的堿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、堿性硫脲及其穩(wěn)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(shù)：
自十九世紀(jì)發(fā)現(xiàn)金能溶解于堿性氰化物溶液以來，黃金的提取冶煉得到了蓬勃發(fā)展，尤其是炭漿法、炭浸法、樹脂礦漿法和氰化堆浸等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，使氰化提金技術(shù)日臻完善。氰化物浸金作為一種經(jīng)典方法，操作簡單、金回收率高、生產(chǎn)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(yīng)用于黃金工業(yè)，且占據(jù)了統(tǒng)治地位。但因氰化物劇毒，對環(huán)境污染危害較大，金的溶解動力學(xué)較慢，生產(chǎn)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(lǐng)域研究的熱點。
近年來研究開發(fā)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(zhì)子化物質(zhì)，并不是合適的浸金劑。硫代硫酸鹽溶液自身易被不可逆氧化為系列含硫化合物，使得浸金體系復(fù)雜化，嚴(yán)重影響浸金過程的進(jìn)行。硫脲法提金自從1941年首次報道以來，世界各國對其提金理論及工藝開展了廣泛的研究，但僅限于酸性介質(zhì)。酸性硫脲浸金過程中硫脲首先被氧化為二硫甲脒，其進(jìn)一步不可逆分解為氨基氰導(dǎo)致了硫脲的過多消耗；硫脲易與金礦中其它金屬反應(yīng)致使其浸金效率降低、溶液再生與凈化工序復(fù)雜；而且酸性溶液容易引起設(shè)備的腐蝕，這些均限制了酸性硫脲的工業(yè)化應(yīng)用。一般認(rèn)為，硫脲在堿性介質(zhì)中比在酸性介質(zhì)中更加不穩(wěn)定，極易分解為硫化物和氨基氰，有結(jié)果報道硫脲溶金時pH值必須小于1.78，否則金不能溶解；即使金在不穩(wěn)定的堿性硫脲溶液中有極少溶解，也幾乎沒有實際意義。

發(fā)明內(nèi)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(fā)明從解決堿性硫脲的穩(wěn)定性入手，提供一種堿性硫脲浸金體系，并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(fā)明依據(jù)穩(wěn)定劑對堿性硫脲起穩(wěn)定作用的“構(gòu)效關(guān)系”，利用電化學(xué)方法優(yōu)選堿性硫脲的高效穩(wěn)定劑及氧化劑，組成堿性硫脲體系，利用堿性硫脲體系從金礦和含金廢料中選擇性浸金。
本發(fā)明以低硫含量的金礦、焙砂或含金廢料為原料，以堿性硫脲為無毒的代氰浸出劑，以亞硫酸鈉或硅酸鈉為堿性硫脲的穩(wěn)定劑，組成高穩(wěn)定性堿性硫脲體系，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、硅酸鈉以其特定的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)與硫脲結(jié)合為穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)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(qiáng)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(jìn)入浸出液，再過濾。浸出液經(jīng)活性炭吸附回收金后，用容量法分析其中各組分的含量，濃度進(jìn)行調(diào)整后，循環(huán)再利用。
高穩(wěn)定性堿性硫脲體系硫脲濃度0.1～0.2mol·L-1，穩(wěn)定劑亞硫酸鈉濃度0.1～0.25mol·L-1，(或)硅酸鈉濃度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(jìn)行。
本發(fā)明所用主體設(shè)備為帶攪拌的浸出反應(yīng)釜。
本發(fā)明適合于含金廢料、低硫含量的金礦或硫化礦的焙砂。
本發(fā)明的應(yīng)用從根本上解決了堿性硫脲的穩(wěn)定性問題，而且成功地實現(xiàn)堿性硫脲從金礦或含金廢料中快速、高效、無毒浸金，有利于推動硫脲法的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)黃金工業(yè)的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。本發(fā)明所用試劑硫脲、穩(wěn)定劑、氧化劑均無毒；堿性硫脲溶液溶金的速度很快，反應(yīng)只需3-4小時，浸金率達(dá)80％；堿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；相對于酸性溶液而言，堿性溶液對設(shè)備幾乎無腐蝕性；設(shè)備設(shè)計、運(yùn)行要求低。


圖1本發(fā)明工藝流程示意圖。
圖2穩(wěn)定劑對堿性硫脲溶液開路電勢的影響；圖3穩(wěn)定劑對堿性硫脲分解率的影響。
具體實施例方式
實施例1堿性硫脲體系在0.1mol·L-1的硫脲溶液中添加0.25mol·L-1的穩(wěn)定劑Na2SO3組成一種硫脲體系，添加0.2mol·L-1的穩(wěn)定劑Na2SiO3組成另一種硫脲體系，調(diào)節(jié)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，采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堿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(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定電勢均為-0.27V，硫脲的分解率為72.5％。隨穩(wěn)定劑的加入，堿性硫脲分解率逐漸降低；Na2SiO3對堿性硫脲的穩(wěn)定效果明顯優(yōu)于Na2SO3，當(dāng)Na2SiO3濃度達(dá)到0.2mol·L-1時，硫脲的分解率為33.8％。如圖2。
實施例2高穩(wěn)定性堿性硫脲體系的浸金原料為經(jīng)過微生物處理后的氧化金礦，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(jī)械攪拌的反應(yīng)釜中加入一定量的水，在機(jī)械攪拌的情況下，依次加入0.25mol·L-1穩(wěn)定劑Na2SiO3和硫脲0.15mol·L-1，并均勻混合；按固液比1∶10將一定量的氧化金礦倒入反應(yīng)釜中，與浸出溶液充分混合，再加入計量的氧化劑，并調(diào)節(jié)溶液的pH值為12.5；停止機(jī)械攪拌，開動空氣攪拌，在室溫下浸出4小時；待反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行過濾；浸出液經(jīng)活性碳吸附，分析后調(diào)整各組分濃度，返回進(jìn)行循環(huán)浸出。浸出完成后分析渣中金含量，得到金的浸出率達(dá)82.68％。
實施例3高穩(wěn)定性堿性硫脲體系的浸金原料為經(jīng)過微生物處理后的氧化金礦，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(jī)械攪拌的反應(yīng)釜中加入一定量的水，在機(jī)械攪拌的情況下，依次加入0.15mol·L-1穩(wěn)定劑Na2SiO3和硫脲0.15mol·L-1，并均勻混合；按固液比1∶8將一定量的氧化金礦倒入反應(yīng)釜中，與浸出溶液充分混合，再加入計量的氧化劑，并調(diào)節(jié)溶液的pH值為12.5；停止機(jī)械攪拌，開動空氣攪拌，在室溫下浸出4小時；待反應(yīng)結(jié)束后，進(jìn)行過濾；浸出液經(jīng)活性碳吸附，分析后調(diào)整各組分濃度，返回進(jìn)行循環(huán)浸出。浸出完成后分析渣中金含量，得到金的浸出率為80.47％。
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)定的堿性硫脲體系及其選擇性浸金方法，其特征在于以低硫含量的金礦、焙砂或含金廢料為原料，以堿性硫脲為無毒的代氰浸出劑，以亞硫酸鈉或硅酸鈉為堿性硫脲的穩(wěn)定劑，組成高穩(wěn)定性堿性硫脲體系，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(shù)如下硫脲濃度0.1～0.2mol·L-1，穩(wěn)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(jìn)行。
全文摘要
一種穩(wěn)定的堿性硫脲體系及其選擇性浸金方法。本發(fā)明以低硫含量的金礦、焙砂或含金廢料為原料，以堿性硫脲為無毒的代氰浸出劑，以亞硫酸鈉或硅酸鈉為穩(wěn)定劑，組成高穩(wěn)定性堿性硫脲體系，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(fā)明從根本上解決了堿性硫脲的穩(wěn)定性問題，本發(fā)明所用試劑均無毒；溶金速度快，反應(yīng)只需3－4小時，浸金率達(dá)80％；溶金具有選擇性，堿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；相對于酸性溶液而言，堿性溶液對設(shè)備幾乎無腐蝕性；設(shè)備設(shè)計、運(yùn)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(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者柴立元, 王云燕, 閔小波, 彭兵 申請人:中南大學(xué)