專利名稱:浸提法的制作方法
本發(fā)明涉及一種從礦石中分離金屬的改進方法。
分離金屬的浸提法已為人們所知，特別在金的分離中得到應(yīng)用。分離金的氯化物和氰化物浸取法包括首先使金氧化成較高的氧化態(tài)，然后和使金溶解的氯離子或氰根離子形成絡(luò)陰離子，再從溶液中分離出金。
在氯化物法中，氯氣(Cl2)在溶液中同礦石一起存在導(dǎo)致金的氧化。
Au ()/(Cl2) Au+++氯離子的存在導(dǎo)致可溶性絡(luò)陰離子的生成4Cl-+Au+++→Aucl-4這種氯化物法有許多缺點，即釋放出有毒氯氣和需要低pH值，這是一種耗酸量高的腐蝕性環(huán)境。使用氰化物法時要求較低的氧化電位，並可通過向溶液吹氣泡的方法達到Au ()/(氧化) Au+生成可溶性氰化物絡(luò)合物Au++2CN-→Au(CN)-2氯化物法要求低pH值，對大部分反應(yīng)容器都有腐蝕作用。氰化法使用較高的pH值，避免了腐蝕問題。
氰化法的溶解比率相當?shù)?，浸出率一般是每小時10%(重量)的數(shù)量級。
近年來已提出一些使用電解槽浸取金屬、特別是金的其它方法。Dextec Metallurgical pty.有限公司在澳大利亞的專利申請17789/83中公開了一種方法和一種將氧化電位(Eh)保持在750毫伏以上、在濃氯化物溶液中溶解銀和金礦石的電解槽結(jié)構(gòu)。該方法在一種電化學直流隔膜電解槽中進行。在一實施方案中，氯化鈉溶液和含銀礦石在電解槽中進行處理，其中氧化電位(Eh)保持在850毫伏以上，該電解槽隔膜在陽極和陰極之間，在滯留時間內(nèi)通以足夠時間的電流，由氯氣的放出來維持所需的氧化電位。所公開的實施例提供的浸出率一般為每小時20%。
另一建議載于Shepherdson建筑綜合技術(shù)有限公司的澳大利亞書25349/84，其中所要求保護的是通過在使用直流或交流電使混合物發(fā)生電解作用的同時，攪拌電導(dǎo)溶液中礦料的方法可以將黃金從含金礦料中分離出來。還要求保護的是金溶入溶液后可用常規(guī)技術(shù)，例如使用活性碳將其分離出來。沒有公布浸出率或提取出，但解釋了該方法包括使熔砂漿去離子，從而使分離出的金進入溶液。
本發(fā)明的目的在于改進已知的浸提法，特別是提高浸出率。
為此，本發(fā)明還提供一種將存在于礦石中的貴金屬溶解的方法，該方法包括制備礦漿、在有一種氧化劑和一種有促進貴金屬溶解的浸出劑存在下將礦漿置于交變電場之中。
該方法特別適用于分離金、銀、鉑。本發(fā)明可以用來改進氯化物浸提法或硫脲浸提法分離金。
氧化劑的存在同交變電場相結(jié)合顯然確保了金氧化態(tài)的增加，從而可以和合適的浸出劑形成可溶性絡(luò)合物。在有氯離子存在的情況下，該離子起著浸出劑的作用，使金以氯化物絡(luò)合物形式溶入溶流。
本發(fā)明何以達到高浸取率和溶解速率尚無法解釋，因其機理不清，但是，多次試驗表明，僅有氧化劑存在時產(chǎn)量微不足道或者毫無意義，一旦應(yīng)用交變電場則產(chǎn)量得以顯著提高。
最好將礦石磨碎到使貴金屬表面暴露出來，否則不能溶解，看來，溶解作用發(fā)生在和電場成直角的表面上，而不是在平行于電場的表面上發(fā)生。當盡管可為配位體但通常為陰離子的浸出劑不存在時，金傾向于再沉積，從而不溶入溶液。
為減少向浸提液添加化學添加劑的需要量，最好選用那些在溶液中pH值和貴金屬礦石數(shù)量級相同的氧化劑和浸出劑。
只要合適的氧化劑是電子受體，它們就不需要具有高的氧化還原值。較高的氧化電勢確實會使浸出率有增加的趨勢，只要氧化劑在工藝條件下起到氧化劑的作用，這一點總是成立的。氧化劑可以選自次氯酸鈉、氯化銨、三氯化鐵、氫氧化銨和硫酸銅或者其它類似的氧化劑。一般情況下，這些化合物中有些被視為弱氧化劑，但在本方法中卻是有效的。
合適的浸出劑是通過向礦漿中添加選自氯化鈉、氯化銨、硫氰酸銨、氰化鈉、硫代硫酸鈉和硫脲的化合物而得到的。任何一種化合物，只要它能起到和貴金屬形成可溶性絡(luò)合物作用，即可適用。
在某些情況下氧化劑和浸出劑可以是同一種化合物，氯化銨和檸檬酸鐵銨即為例子。
一般來說，氧化劑和浸出劑的最小濃度對于生成易溶貴金屬絡(luò)合物的強氧化劑和強浸出劑為礦漿的0.1%(重量)，對于較少數(shù)的氧化劑和浸出劑來說則為1%。
氧化劑-浸出劑的綜合選擇需要依據(jù)每種礦石的類型來決定，以便獲得最佳條件和最低的提取費用。所選擇的浸出劑在所選的氧化劑存在的情況下和在所用的pH值范圍內(nèi)必須穩(wěn)定，這是必要的。
每厘米數(shù)伏的電場強度影響著浸出率。此時存在一個最小電場強度值(或者說，對每一種具體的電解槽，有一最小電壓)，低于該強度值，則該工藝不以加速的浸出率來進行。一般來說該最小值為每厘米1伏特的電場強度。超出這個臨界值時，浸入率則隨著電場強度的增加而增加。
使用本發(fā)明，細磨礦石的初期浸出率可以達到每分鐘95%以上或更高，這比得上氰化物法中用0.1%NaCN在pH10時從測金熔珠中每小時浸出0.06毫克或者在4小時內(nèi)使所有可熔于氰化物的金完全溶解的標準浸出率。
在設(shè)計實施本發(fā)明的電解槽時應(yīng)注意功率消耗以及電場強度取決于電極間距這一事實。電極在槽中的寬度和深度影響電流和最大功率消耗。但是電極間距將由最佳場強和指定的工作電壓來確定。
在固定電壓的電解槽內(nèi)，功率消耗隨著電流的增加而增加，電流隨著pH值降低到7以下、固體含量減少以及離子濃度提高而增加。
因此，一般情況下高固體含量是理想的。
如果所用的浸出條件許可的話，則pH值接近7和電解質(zhì)濃度低可優(yōu)先為提供較低功率消耗的條件。此時反應(yīng)速度可因較高的pH值或較低的電解質(zhì)濃度而變小，但是功率消耗的節(jié)省可以證明采用較低反應(yīng)速率比不用交流電場時仍然快很多，還是合算的。
交變電場的頻率並不是關(guān)鍵性的，除非為了增加溶解速度而需要每秒3周左右的最小頻率值。對于通常的電壓，溶解速率隨著頻率的增加而增加，然后在較高的頻率下維持不變。對于每一具體的礦石似乎存在一個最佳頻率。經(jīng)選擇適當?shù)碾妷汉皖l率，可以獲得合理的功率消耗下的回收率。
現(xiàn)在來說明一下本發(fā)明的最佳實施方案，附圖中的圖1和圖2為下述實施例16、17中所述試驗結(jié)果的曲線圖，圖3是應(yīng)用本發(fā)明浸出法的成套處理設(shè)備流程圖。
待處理的礦石從料斗5通過傳送帶6輸送到顎式破碎機7。破碎后的礦石輸送到振動篩8，將大于5毫米的物料分離出來並經(jīng)由傳送帶9重新輸回顎式破碎機7。細微的礦物被傳送到細礦石料箱10，然后經(jīng)由傳送帶11送到球磨機12，在此將礦粉和循環(huán)液混合成礦漿。從球磨機12出來的物料被送到篩子13，在此，被輸?shù)街亓Νh(huán)路中的各種細碎物料提供了通過連續(xù)流動式電化學槽15的礦漿進料。該槽使用本發(fā)明所述的交流電流和電場進行工作。特定礦石在槽中的滯留時間根據(jù)所要求的提取率而定。含有溶解狀態(tài)貴金屬的礦漿經(jīng)處理后從槽15送到帶式過濾器16，剩余的殘渣通過管道17送入廢料堆。富含貴金屬的溶液18輸至離子樹脂吸收柱19，將貴金屬分離出來並且將液體重新輸送到球磨機12進行循環(huán)。
現(xiàn)在進一步以實施例來說明這些實施例都是用懸掛在電解槽中的直徑2毫米的金珠來進行的並測量了金珠的重量損失。礦石中的金通常為極其分散的微粒形狀並由于溶解反應(yīng)與有效表面積有關(guān)，所以業(yè)已證明，通常用金礦石觀察到的重量損失速率達到用金珠觀察到的速率的100倍。
注意所有氧化電位均為相對于標準氫電極的電位。
實施例1浸提液-3克/升Naclo、40克/升Nacl、pH為7.4氧化電位808(毫伏)、電壓16.8伏、電流4.1安培、電場強度4.2伏/厘米、溫度25℃、攪動、金溶解速率0.023毫克/分。
實施例2浸提液-3克/升Naclo、40克/升Nacl、pH為11.1氧化電位553(毫伏)、電壓18.5伏、電流3.0安培、場強4.6伏/厘米、溫度25℃、攪動、金溶解速率0.08毫克/分。
實施例3浸提液-10克/升NH4Cl、40克/升Nacl、pH為3.0氧化電位509(毫伏)、電壓13.9伏、電流5.0安培場強3.5伏/厘米、溫度25℃、攪動金溶解速率0.06毫克/分。
實施例4浸提液-10克/升NH4Cl、40克/升Nacl、pH為6.7氧化電位341(毫伏)、電壓18.5伏、電流4.5安培場強4.6伏/厘米、溫度25℃、攪動金溶解速率0.06毫克/分。
實施例5浸提液-10克/升NH4Cl、40克/升Nacl、pH為7.9氧化電位154(毫伏)、電壓18.2伏、電流4.2安培場強4.5伏/厘米、溫度25℃、攪動金溶解速率0.03毫克/分。
實施例6浸提液-20克/升Fecl3、10克/升Nacl、10克/升NH4SCN、pH為1.6氧化電位492(毫伏)、電壓21伏、電流2.0安培場強5.2伏/厘米、溫度25℃、攪動金溶解速率0.06毫克/分。
實施例7浸提液-20克/升Fecl3、10克/升Nacl、10克/升NH4cl、10克/升NH4SCN、pH1.6氧化電位490(毫伏)、電壓15.8伏、電流3.5安培場強4.0伏/厘米、溫度25℃、攪動金溶解速率0.11毫克/分。
實施例8浸提液-20克/升Fecl3、10克/升(NH2)2CS氧化電位499毫伏、電壓16.6伏、電流1.5安培、pH為1.5場強4.1伏/厘米、溫度25℃、攪動、金溶解速率0.21毫克/分。
本例表明硫脲用作使金以陽離子狀態(tài)溶入溶液的配合基時的影響，達到本例的浸出率所消耗的功率較實施例1為少。
實施例9浸提液-10克/升NH4Cl、10克/升NacN、氧化電位340毫伏、電壓18.3伏、電流1.6安培、pH為9.3
場強4.6伏/厘米、溫度25℃、攪動金溶解速率0.05毫克/分。
實施例10浸提液-10克/升NH4Cl、1克/升Nacl、10克/升NacN pH為9.3氧化電位340毫伏、電壓18.6伏、電流1.8安培場強4.6伏/厘米、溫度25℃、攪動金溶解速率0.09毫克/分。
實施例11浸提液-10克/升飽和NH4OH溶液、10克/升NacN pH為11.1氧化電位361毫伏、電壓19.2伏、電流0.96安培場強4.8伏/厘米、溫度25℃、攪動、金溶解速率0.06毫克/分。
實施例12浸提液-10克/升CuSO4、10克/升Na2S2O3氧化電位435毫伏、電壓18.8伏、電流0.44安培，pH為5.0場強4.7伏/厘米、溫度25℃、攪動、金溶解速率0.02毫克/分。
實施例13用直徑為2毫米的銀珠代替金珠浸提液-20克/升Fecl3、10克/升(NH2)2CS氧化電位497毫伏、電壓16.8伏、電流1.5安培、pH為1.5
場強4.2伏/厘米、溫度25℃、攪動、銀溶解速率0.10毫克/分。
實施例14鉑試驗所用的鉑絲長30毫米、重0.21753克溶液200毫升水、4克Fecl3、2克CS(NH2)2、pH為1.72氧化電位550、攪動、未施加電壓時溶解速率0.01毫克/分。
場強4.9伏/厘米時溶解速率0.13毫克/分電流量1.1安培。
實施例15本發(fā)明方法對礦石樣品進行處理的可行性估價。所評價的礦石是Ⅰ)、Grosmont高品位氧化礦-這種礦石含有大量的蒙脫石土和膨潤土，具有高粘性。
Ⅱ)、Sons of Gwalia尾礦一種類1、4和5。這些礦石來源于氧化和非氧化的礦石，其產(chǎn)地為Sons of Gwalia礦，該礦停產(chǎn)于1950年末。分析表明，在這些尾礦中大約有40-50%的金以銅-金礦形式存在，不溶于任何溶劑。
Ⅲ)、Blackwood，Grace Egerton Reef-這是一種非氧化礦石，硫化物含量高並且僅含有40-50%的游離金。
本發(fā)明的方法需要非常細的游離金來進行有效的萃取，因此Grosmont高品位礦石獲得最好的效果也是不足為奇的。
檢驗礦石的固有酸度來確定浸出劑/氧化劑組合物在經(jīng)濟上可能是最可行的。在上述各礦石的情況下這些組合物為次氯酸鹽/氯化鈉和硫脲/氯化鐵。
表1總結(jié)了上述試驗工作硫脲/氯化鐵試驗工作對于Grosmont高品位礦，用氰化物可萃取到的金量達到90%。這種萃取在30秒內(nèi)可完成，而在現(xiàn)有的氰化設(shè)備中需要12小時。
硫脲在各類sons of Gwalia礦石上的試驗由于需要大量的HCl來獲得所需的pH值，使工藝過程不符合經(jīng)濟要求，因而試驗中斷。
Blackwood礦石的硫脲試驗工作，盡管pH值可迅速達到所要求的水平，但是發(fā)生硫脲的完全硫化，也未繼續(xù)進行試驗。
次氯酸鹽/氯化鈉試驗工作如用硫脲進行試驗?zāi)菢?，使用次氯酸鹽的最好試驗結(jié)果是在Grosmont高品位礦石上獲得的，並且在30秒鐘內(nèi)獲得65%可溶性金氰化物。在萃取各類Sons of Gwalia礦石時，氰化物可溶的金變動于38%和65%之間，而僅有22.6%Blackwood礦石中氰化物可溶的金被萃取出來。
對Bandigo紅砂的試驗表明次氯酸鹽可以獲得比氰化物萃取更好的結(jié)果，當使用電化學裝置時，金在其中分別被封閉在夾雜礦物質(zhì)或硫化物中的礦石，一般用氰化物比用其它浸出劑/氧化劑組合物可提取更多的金。
實施例16對重鉻酸鹽和次氯酸鹽溶液進行了研究，測定各種不同氧化劑/浸出劑濃度、各種施加電壓和電解槽攪動所起的作用。
圖1說明了氧化劑濃度不變時改變氧化劑浸出劑組合的結(jié)果，盡管溶解速率的確隨著氧化劑濃度的增加而緩慢增加，但是溶解速率在最佳浸出劑濃度時將達到最大值。
表2改變施加電壓和槽內(nèi)攪動對于金珠溶解速率的影響氧化劑 浸出劑 電壓 溶解速率無攪動 強攪動0.1% 3%Nacl 20伏 0.08毫克/分 0.12毫克/分重鉻酸鹽0.1% 3%Nacl 40伏 1.48毫克/分重鉻酸鹽0.5% 3%Nacl 20伏 0.14毫克/分 0.28毫克/分重鉻酸鹽0.5% 3%Nacl 40伏 0.36毫克/分 1.36毫克/分重鉻酸鹽0.5% 5%Nacl 20伏 0.08毫克/分 1.12毫克/分重鉻酸鹽表2(續(xù))氧化劑 浸出劑 電壓 溶解速率無攪動 強攪動0.5% 5%Nacl 40伏 0.44毫克/分重鉻酸鹽1% 3%Nacl 1.6毫克/分重鉻酸鹽0.3% 2%Nacl 20伏 0.03毫克/分次氯酸鹽0.3% 2%Nacl 40伏 0.13毫克/分次氯酸鹽0.3% 4%Nacl 20伏 0.09毫克/分次氯酸鹽0.3% 4%Nacl 40伏 0.23毫克/分次氯酸鹽對于各種特定的氧化劑/浸出劑組合而言，增加槽電壓導(dǎo)致溶解速率的明顯增大。同樣，在電壓和氧化劑/浸出劑濃度一定時，槽內(nèi)強烈的攪動使溶解速率明顯增加。較高電壓和強烈攪動的綜合作用使溶解速率大幅度增加，速率增加的程度大于兩個變量單獨引起增加的總和。
實施例17曾經(jīng)進一步進行了不同氧化劑/浸出劑組合在不同pH值時的金珠試驗並測定了溶解速度。
結(jié)果示于圖2。圖2表明對于通常使用的pH條件下用來進行礦石處理的氧化劑/浸出劑組合也可用于本發(fā)明的方法。另外溶解速率大大超過那些相似的氰化物方法，同時，每種氧化劑/浸出劑組合在一定的pH值范圍內(nèi)呈現(xiàn)出最大溶解速率。
所試驗的大多數(shù)氧化劑/浸取劑組合在酸性條件下具有最大金溶解速率。但是在pH值大于7的條件下。次氯酸鹽和氯化銨氧化劑在含鹽溶液中所達到的溶解速率比氰化物快60倍，值得注意的是，在氰化物溶液中使用銨鹽作為氧化劑的本發(fā)明工藝過程中，溶解速率(相對于氰化物而言)增加到90倍。
這些實施例表明在不同條件下以氧化態(tài)溶入溶液的金在本發(fā)明的電場條件下增加了溶解速率。
權(quán)利要求
1.一種萃取礦石中貴金屬的方法，該方法包括磨碎礦石並形成礦漿，隨后將礦漿在有氧化劑和促使貴金屬溶解的浸出劑存在下置于交變電場之中，並回收貴金屬溶液。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其中的貴金屬選自金、鉑和銀。
3.如權(quán)利要求
2所述的方法，其中的貴金屬為金，浸出劑選自硫脲或氯化鈉，氧化劑選自次氯酸鈉或三氯化鐵。
4.如權(quán)利要求
1所述的方法，其中的電場強度至少為每厘米1伏，氧化劑濃度至少為礦漿重量的0.1%，浸出劑濃度至少為礦漿重量的0.1%。
專利摘要
用浸提法從礦石中分離貴金屬、特別是金，該法將含有一種氧化劑和一種用來溶解貴金屬的浸出劑的細磨礦漿置于加速并促進貴金屬溶解的交變電場中。
文檔編號C22B3/04GK86106986SQ86106986
公開日1987年8月5日 申請日期1986年9月9日
發(fā)明者迪安·巴特勒 申請人:迪安·巴特勒導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan