一种减少硫代硫酸盐用量的浸金方法与流程

本发明涉及湿法冶金技术领域，具体地说是一种锰焦磷酸盐催化硫代硫酸盐浸金，以减少硫代硫酸盐用量的工艺。

背景技术：

目前，氰化法因工艺成熟、流程简单等优点长期在黄金提取工业中占有统治地位，但其存在氰化物剧毒、不能有效浸出含碳金矿和复杂金矿、易受杂质金属离子的干扰、浸金速度慢，以及氰化物聚积在尾矿坝中会引起环境问题等缺点。相对而言，硫代硫酸盐法具有浸出剂无毒、价格便宜、浸金速率快、抗金属杂质离子能力强，以及在碱性介质中浸金对设备腐蚀小等优点，极具替代氰化法的潜力。传统的硫代硫酸盐法中，cu(ii)和nh3的加入可催化浸金，但同时cu(nh3)4²⁺又易氧化s2o3^2-使其分解为sxo6^2-、so3^2-等，从而不可避免地导致硫代硫酸盐耗量大，使得该方法的成本高。

硫代硫酸盐法浸金浸出剂消耗高问题的根本原因是：铜氨催化体系中氧化还原电对cu(nh3)4²⁺/cu(s2o3)3^5-的电位明显高于s2o3^2-被氧化分解的电位；从而容易发生如式(1)、(2)所示的反应，使s2o3^2-被催化氧化。为解决该问题，有学者尝试采用由其他变价金属离子和相应配体组成的新催化体系来取代铜氨体系。如采用铁草酸、铁edta、镍氨取代铜氨催化硫代硫酸盐浸金。其中，铁草酸和铁edta体系均可显著降低硫代硫酸盐消耗，但需要加入可能致癌的物质—硫脲以提高浸金速率，而硫脲在碱性的硫代硫酸盐浸出液中不稳定，导致该体系难以控制。镍氨催化时，硫代硫酸盐消耗也低于铜氨催化，但氨的使用将对环境产生威胁。空气中氨气的允许浓度为14mg/l，被列入与hcn毒性相似的一类气体。

2cu(nh3)4²⁺+8s2o3^2-＝2cu(s2o3)3^5-+s4o6^2-+8nh3(1)

4cu(s2o3)3^5-+16nh3+o2+2h2o＝4cu(nh3)4²⁺+12s2o3^2-+4oh^-(2)

锰焦磷酸盐催化浸金的机理为：首先，溶液中mn²⁺和s2o3^2-发生配位反应生成mns2o3；然后发生如式(3)所示的反应，mns2o3被溶液中的o2氧化为mn(p2o7)2^5-；之后生成的mn(p2o7)2^5-作为氧化剂参与如式(4)所示的反应，使金氧化溶解为au(s2o3)2^3-，而mn(p2o7)2^5-自身被还原为mns2o3。该催化体系中的氧化还原电对mns2o3/mn(p2o7)2^5-的电位要明显低于铜氨催化体系中cu(nh3)4²⁺/cu(s2o3)3^5-电对的电位，但仍然高于金溶解的电位，故其可以在实现催化浸金的同时，显著降低s2o3^2-的耗量。

4mns2o3+8p2o7^4-+o2+2h2o＝4mn(p2o7)2^5-+4s2o3^2-+4oh^-(3)

au+mn(p2o7)2^5-+3s2o3^2-＝au(s2o3)2^3-+mns2o3+2p2o7^4-(4)

为解决目前硫代硫酸盐法浸金存在的浸出剂耗量高的问题，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种浸出剂耗量低的硫代硫酸盐浸金新工艺，而且该工艺绿色环保。

一种减少硫代硫酸盐用量的浸金方法，采用焦磷酸盐与硫酸锰一起催化硫代硫酸盐浸金反应。

所述的减少硫代硫酸盐用量的浸金方法，硫酸锰的初始浓度为0.0001～0.05mol/l。

所述的减少硫代硫酸盐用量的浸金方法，焦磷酸盐包括焦磷酸钠和焦磷酸钾中的一种或两种。

所述的减少硫代硫酸盐用量的浸金方法，焦磷酸盐的初始浓度为0.0001～0.15mol/l。

所述的减少硫代硫酸盐用量的浸金方法，焦磷酸盐与硫酸锰的摩尔比范围为1～3。

所述的减少硫代硫酸盐用量的浸金方法，浸金时矿浆中加入0.1～1.0mol/l硫代硫酸盐。

所述的减少硫代硫酸盐用量的浸金方法，硫代硫酸盐包括硫代硫酸钠和硫代硫酸铵中的一种或两种。

所述的减少硫代硫酸盐用量的浸金方法具体如下：首先将含金原料湿磨至-74μm占90％以上，调节矿浆质量浓度至25～45％；然后往矿浆中加入硫酸锰和焦磷酸盐；之后加入硫代硫酸盐，并用氢氧化钠调节矿浆ph为7.0～10.0；最后在空气气氛和0～45℃条件下，以30～100r/min的搅拌速率进行浸金4.0～24.0h。

本发明可在硫代硫酸盐浸金过程中产生如下优势效果：

1.显著降低s2o3^2-的耗量。锰焦磷酸盐体系存在稳定的氧化还原电对mns2o3/mn(p2o7)2^5-，其电位明显低于铜氨体系cu(nh3)4²⁺/cu(s2o3)3^5-电对的电位，因而可显著减少s2o3^2-的氧化分解。一般情况下，铜氨催化时硫代硫酸盐的消耗高于20kg/t原料，而采用本发明工艺硫代硫酸盐消耗可降至6kg/t原料以下。

2.有利于浸出液中金的回收及浸出液的循环使用。由于s2o3^2-氧化分解程度大幅降低，浸金液中s2o3^2-的分解产物如so3^2-、sxo6^2-等的浓度亦显著减少，使浸金液的成分变得简单，从而有利于金的回收及浸出液的循环使用。

3.减少矿浆处理量。焦磷酸钠或焦磷酸钾在矿物分选作业中是一种常见的分散剂，可以防止颗粒的沉降和凝聚，有利于物料颗粒均匀分散于介质中形成稳定的悬浮液。采用锰焦磷酸盐催化体系可实现在矿浆质量浓度高达45％的条件下浸金。

4.有利于环保。避免了氨水的使用，消除了氨对环境的威胁。且焦磷酸钠或焦磷酸钾广泛应用于食品加工业，对人体和环境无害。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，而非限制本发明。

原料一：某石英脉型金矿，其原矿中au品位为5.6g/t，fe、s、cu的含量分别为5.33％、0.03％、0.03％，脉石主要为石英。表1为该金矿石中au的化学物相分析结果。

表1石英脉型金矿中au的化学物相分析结果

对照例1：先将矿石(原料一)破碎、湿式球磨至-45μm占90％，并调节矿浆至质量浓度为45％。之后向该矿浆中依次加入硫酸铜、氨水、硫代硫酸钠分别至0.05mol/l、1.0mol/l、0.50mol/l。然后用氢氧化钠调节矿浆ph为10.0，在空气气氛和25℃条件下，以200r/min的搅拌速度浸出6.0h，金的浸出率为88.9％，硫代硫酸钠的消耗量为37.66kg/t原料。

实施例1：向如对照例1所述的矿浆中，先加入0.005mol/l的硫酸锰和0.005mol/l的焦磷酸钠，然后加入硫代硫酸钠至0.50mol/l，并用氢氧化钠调节矿浆ph为9.3，在其他浸出条件与对照例1相同的条件下，以80r/min的搅拌速度浸出10.0h，金的浸出率为88.2％，硫代硫酸钠的耗量为3.28kg/t原料。

实施例2：向如对照例1所述的矿浆中，先加入0.005mol/l的硫酸锰和0.01mol/l的焦磷酸钾，然后加入硫代硫酸铵至0.50mol/l，并用氢氧化钠调节矿浆ph为8.5，在其他浸出条件与对照例1相同的条件下，以80r/min的搅拌速度浸出16.0h，金的浸出率为90.2％，硫代硫酸铵的耗量为3.86kg/t原料。

实施例3：向如对照例1所述的矿浆中，先加入0.05mol/l的硫酸锰和0.05mol/l的焦磷酸钠，然后加入硫代硫酸钠至0.40mol/l，并用氢氧化钠调节矿浆ph为8.0，在其他浸出条件与对照例1相同的条件下，以80r/min的搅拌速度浸出10.0h，金的浸出率为89.6％，硫代硫酸钠的耗量为4.14kg/t原料。

实施例4：向如对照例1所述的矿浆中，先加入0.05mol/l的硫酸锰和0.05mol/l的焦磷酸钾，然后加入硫代硫酸铵至0.40mol/l，并用氢氧化钠调节矿浆ph为10.0，在其他浸出条件与对照例1相同的条件下，以50r/min的搅拌速度浸出12.0h，金的浸出率为89.2％，硫代硫酸铵的耗量为3.95kg/t原料。

实施例5：向如对照例1所述的矿浆中，先加入0.05mol/l的硫酸锰和0.1mol/l的焦磷酸钠，然后加入硫代硫酸钠至1.0mol/l，并用氢氧化钠调节矿浆ph为9.0，在其他浸出条件与对照例1相同的条件下，以50r/min的搅拌速度浸出24.0h，金的浸出率为90.8％，硫代硫酸钠的耗量为4.21kg/t原料。

实施例6：向如对照例1所述的矿浆中，先加入0.05mol/l的硫酸锰和0.15mol/l的焦磷酸钾，然后加入硫代硫酸铵至1.0mol/l，并用氢氧化钠调节矿浆ph为7.0，在其他浸出条件与对照例1相同的条件下，以100r/min的搅拌速度浸出12.0h，金的浸出率为90.1％，硫代硫酸铵的耗量为4.46kg/t原料。

原料二：某高硫高砷金精矿焙砂，其au品位为105.84g/t，硫、砷、铜含量分别为0.82％、0.88％、0.30％。其矿物组成主要为赤铁矿和石英。表2为该焙砂的金化学物相分析结果。

表2焙砂中金的化学物相分析结果

对照例2：先将焙砂(原料二)破碎、湿式球磨至-45μm占95％，并调节矿浆至质量浓度为40％。之后向该矿浆中依次加入硫酸铜、氨水、硫代硫酸钠分别至0.05mol/l、1.0mol/l、0.50mol/l，然后用氢氧化钠调节矿浆ph为10.0，在空气气氛和25℃条件下，以200r/min的搅拌速度浸出12.0h，金的浸出率为85.7％，硫代硫酸钠的消耗量为38.25kg/t原料。

实施例7：向如对照例2所述的矿浆中，先加入0.005mol/l的硫酸锰和0.005mol/l的焦磷酸钠，然后加入硫代硫酸钠至0.50mol/l，并用氢氧化钠调节矿浆ph为9.3，在其他浸出条件与对照例2相同的条件下，以80r/min的搅拌速度浸出12.0h，金的浸出率为87.5％，硫代硫酸钠的耗量为4.13kg/t原料。

实施例8：向如对照例2所述的矿浆中，先加入0.005mol/l的硫酸锰和0.01mol/l的焦磷酸钾，然后加入硫代硫酸铵至0.50mol/l，并用氢氧化钠调节矿浆ph为8.5，在其他浸出条件与对照例2相同的条件下，以80r/min的搅拌速度浸出20.0h，金的浸出率为89.5％，硫代硫酸铵的耗量为4.81kg/t原料。

实施例9：向如对照例2所述的矿浆中，先加入0.05mol/l的硫酸锰和0.05mol/l的焦磷酸钠，然后加入硫代硫酸钠至0.40mol/l，并用氢氧化钠调节矿浆ph为8，在其他浸出条件与对照例2相同的条件下，以80r/min的搅拌速度浸出12.0h，金的浸出率为88.4％，硫代硫酸钠的耗量为5.13kg/t原料。

实施例10：向如对照例2所述的矿浆中，先加入0.05mol/l的硫酸锰和0.05mol/l的焦磷酸钾，然后加入硫代硫酸铵至0.40mol/l，并用氢氧化钠调节矿浆ph为10.0，在其他浸出条件与对照例2相同的条件下，以50r/min的搅拌速度浸出16.0h，金的浸出率为87.8％，硫代硫酸铵的耗量为4.89kg/t原料。

实施例11：向如对照例2所述的矿浆中，先加入0.05mol/l的硫酸锰和0.1mol/l的焦磷酸钠，然后加入硫代硫酸钠至1.0mol/l，并用氢氧化钠调节矿浆ph为9.0，在其他浸出条件与对照例2相同的条件下，以50r/min的搅拌速度浸出24.0h，金的浸出率为89.3％，硫代硫酸钠的耗量为5.43kg/t原料。

实施例12：向如对照例2所述的矿浆中，先加入0.05mol/l的硫酸锰和0.15mol/l的焦磷酸钾，然后加入硫代硫酸铵至1.0mol/l，并用氢氧化钠调节矿浆ph为7.0，在其他浸出条件与对照例2相同的条件下，以100r/min的搅拌速度浸出16.0h，金的浸出率为88.9％，硫代硫酸铵的耗量为5.68kg/t原料。