专利名称:炭浸和/或回收过程中氧的利用的制作方法
炭浆法(CIP)和炭浸法(CIL)被越来越多的人所接受并越来越广泛地用于从矿石和类似物料中回收金和/或银。这两种流程是通用的流程，并且影响到从矿石中有效地回收金和/或银。
在典型的炭浆法中，磨碎的矿石在一系列带搅拌的容器中溶浸(一般有约六个各自停留时间为4小时的容器)。在溶浸容器中金和/或银大量地从矿浆中溶解出来。溶浸后，将矿浆移至炭浆法的吸附系统，此系统一般有约六个各自停留时间为1小时的容器。这些容器都是敞开的，将每个容器中的矿浆进行搅拌，并用活性炭粒(即炭粒)与矿浆接触，使炭粒从溶液中优先吸附金和银。吸附金和银的炭粒被连续移至下一个容器，并从此系列中的第一个容器放出，最后送至金和/或银的回收段，而从此系列的最后一个容器中排放出的矿浆就是浸出残渣，可以弃掉。
树脂矿浆法流程除了用离子交换树脂代替炭粒以外，与炭浆法流程相似。但用树脂矿浆法流程溶浸金和银尚未取得工业采用。
传统的炭浸法流程与炭浆法流程相似，只是前者金和银的溶解与吸附基本上是同时进行的。在典型的炭浸法流程中，磨碎并浓密的矿浆一般经过一系列约六个搅拌式溶浸-吸附容器，每个容器中矿浆停留的时间约为4小时。在这种搅拌溶浸-吸附容器中，炭和矿流(如炭浆法流程一样)以相对的方向流动，已吸附的炭被送至金银回收段，浸出残渣被排放掉。正像大多数氰化流程一样，一部分金和/或银是在磨矿循环和其它如浓密这样的预处理步骤中就溶解了。尽管在这些步骤中总的金属溶解率常常很高，但常在一系列溶浸出或溶浸-吸附容器中还要再进行处理，使金和/银回收得更完全。
多年来，已知在某些限定条件下，金在氰化物溶液中的溶解率与氧在此溶液中的分压成正的，并且若使用一般的纯氧(含氧99%或更高)代替空气在氰化法中影响氧化作用，则金的溶解率可以大大提高。但这一事实还没有在工业上利用。
本发明发现将(1)使用纯氧或富氧空气和(2)使用受激炭的溶浸-吸附系统相结合可以得到处理金和/或银矿石或类似物料的极为有效的方法。
已经发现不仅氧能增加金和/或银的溶解率，而且在采用炭吸附的方式回收金和/或银的流程中使用含氧量高的气体比之使用空气可以大大提高整个流程的总效率。
尽管在用氧分解氰化物离子的过程中活性炭是熟知的催化剂，但令人惊奇的是在炭浆法或炭浸法系统中用氧代替空气并没有导致氰化物的大量消耗，而相反，其消耗量之低是意想不到的。
已发现由本发明实践所导致的效率提高有几个因素。在炭浆法和炭浸法中，氧气增加了溶解率，使金和/或银更快地被炭吸附。并且，由于所引银入的气体比普通空气的含氧比例高，所以它所含的二氧化碳的比例就会大大低于普通空气。二氧化碳的降低也能增加炭的吸附效率，这里因为二氧化碳与氰化物溶液中的氧化钙作用，生成碳酸钙(并引起其它问题)，而炭酸钙将会沉积在活性炭颗粒上，破坏其吸附能力。
应用本发明，或者金和/或银的百分提取率可以更高，或者得到与常规设备相同的百分提取率，但使用少得多的和/或较小的设备，或者是二者优点的结合。例如在一个常规的使用炭浸法的工厂，如果用氧气代替空气与溶液接触，所有炭浸法容器都可减小到其通常尺寸的五分之一。若在一个其后紧接着炭浆法系统的溶浸流程中使用氧气，那些巨大的搅拌溶浸罐都可以各自减至其通常尺寸的五分之一左右，(同时各自料液的停留时间也将作相同的缩减)。
与常规的炭浆法流程相比，本发明由于金可以在几乎是刚刚浸出就立刻被吸附，所以对金的浸出趋势将会增强。而在炭质矿石的条件下，矿物中的炭对浸液中浸出的金的“竞争”吸附效应将减至最低限度。同时，流程中金在炭粒上的粘附也将大大减少。
与常规炭浸法流程相比，按本发明的流程将缩小搅拌罐的尺寸约五倍或更多;由于降低了碳的研磨而减少了炭和金的损失;减少流程中炭粒上金的粘附;并减少炭的用量。
本发明的流程也具有潜力，能对不同类型的矿石优选最佳溶浸时间。例如对浸出速度慢的矿石，可应用加压浸出-吸附系统以使氧气在溶液中有更高的浓度，对于浸出速度快的矿石，可以用富氧空气以使浸出速率仅有中等程度的增加，因为浸出时间低于炭的吸附作用所需的时间(约4-6小时)时，其速率增加很少。不论是哪一种情况，使用本发明的流程，应用本发明的设备将是最有效益的。
本发明的首要目的是提高金和/或银从矿石或类似物料中的回收率。此目的和其它目地可从本发明的详细说明和权利要求
中得到清楚的了解。
图1是应用本发明的炭浆法的典型设备示意图，其中部分设备以断面示出。
图2是按本发明应用炭浸法的典型设备示意图。
图3是用于增加矿物浸出效率的典型设备示意图。这些设备位于本发明增强了的炭浆法的吸附罐之前。
在此，本发明将叙述从含金和/或银的矿物或类似物料中回收金和/或银的方法。本说明和权利要求
书里的“金和/或银矿或类似物料”一词表示所有通常认为是金银矿物的物料和其它可以从中回收金银的物料，如尾矿。同时，本发明也具有回收其它金属的适用性。
在本发明的最佳实施方案中，活化的木炭(也称活性炭、炭等)用作从溶液中吸附金和/或银的材料。然而应当明白，除了活性炭颗粒和细粉外，还可以使用其它一些材料来吸附金和/或银，如离子交换树脂-也即树脂矿浆法，如美国专利第4，502，952号所述。
使用图1所示的设备，按照本发明的炭浆法实践，矿石在石灰(并可能有氰化物)存在下研磨，然后经过一个流量控制阀11送入分粒筛12，以筛出过大的颗粒，将过大的颗粒排入卸料机13。如需要，可用常规方式将矿浆浓密以分出一部分溶液单独进行回收金和/或银的处理。通过分粒筛12的矿浆进入液位控制罐14，用泵15从液位控制罐14抽出。若需要，可用任何常规方法(如真空脱气系统16)将矿浆进行脱气。
矿浆经过泵15后，从贮存器17将常规的碱性氰化物溶液(如氰化钠)加入矿浆。如需要，此时可补加石灰，而含氧气体可以从氧气源经流量控制阀19和氧气喷嘴20加入。若需要，氰化物溶液和含氧气体也可以利用混合器加入矿浆，尽管在其后的容器中因有搅拌而产生足够的混合不必在这里再单独使用混合器。
来自气源18的含氧气体最好是一般的纯氧(即含氧99%或更高)。然而，本发明所希望的结果(由于炭的吸附率的增加等)甚至不使用一般的纯氧也可达到，确切地说，是使用含氧比例比空气含氧比例大得多的气体。来自气源18的气体是适合的，并且相对于空气来说，二氧化碳的比例已经减低(因为氧的比例增加)，其结果也降低了氰化物的消耗，减少了CaCO的形成。
以图1解释的具体实施方案中叙述了一个单独的溶浸罐22(或叫预溶浸罐)。在这个罐里不加炭粒，明确地说，只发生浸取。但如上所述，罐22中的含氧气体也增加了金和/或银的溶解(进入氰化物溶液)效率。
罐22最好是搅拌罐，配备常规机械搅拌器(包括叶片23和主轴24)，由动力装置25或类似装置驱动，罐22中的矿浆将达到一定的高度。按照本发明，最好将溶液加盖，以便把从矿浆逸到空气里的氧气减到最低限度，同时也可把由空气进入矿浆的氮气减至最低限度。为此目的，既可以使用传统的固定盖式罐，也可以使用像26那样圆盘状的浮式盖。盖顶面27是平的，盖底面28是凹形，盖底面实际上是与矿浆接触的，盖中心有孔29，主轴24从孔中通过。需要时可在整个罐22上加一个固定盖30，整个罐的氧压大约为1大气压或远大于1大气压。
图上只表示出了一个溶浸罐22。而实际上通常要配置4-6个溶浸罐，以便最大限度地减少矿浆粒子的短路循环。
矿浆在溶浸罐中经过所需的停留时间以后，可以溢流排出，也可以通过盖26上所开的孔引流出。然后经过导管32进入以34所代表的一系列炭吸附罐中的第一罐。图1中只示出了一个3罐系列，但也可设置任意数目的罐。
常规的吸附罐34由机械搅拌器包括叶片35和转轴36，矿浆入口37，罩有炭分粒筛39的矿浆出口38(例如美国专利第4，416，774号)，连接到炭泵41的炭粒入口40和炭粒出口42所组成。炭泵41和41′可安装在罐顶附近。罐34可为一个常规的带盖的罐，或者也可包括一个非常规的浮式盖44，浮式盖44实际上与盖26相似(除无必要有出口31外)，于罐34内漂浮在矿浆面上。浮式盖也可由许多浮球所组成。
罐34还包括一个非常规的位于罐底部的喷气搅拌装置46，以便由氧气源18将氧气喷入罐内。它的作用除了按本发明的要求为导入氧气以提高浸出效率所必需外，也对溶液起到一定的搅拌作用，提高了氧气的溶解率。
罐34的另一个非常规部件是顶盖47。它与盖30的作用一样，可将罐密封以保持罐内1大气压或远高于1大气压的氧压。
吸附系统中的罐48、49大体上与罐34相同。只是在此系列最后一个罐49的盖44′上配置了一个带阀的开口50，其作用是添加粗粒活性碳，其粒度比矿浆中矿物的粒度大(粒度的不同有利于分筛)。
矿浆通过罐49的排出口38′排出进入罐52，并由泵53从罐52抽出，最后达到尾矿(矿浆还原产物)排放点54。炭粒从罐34的排出42经过流量控制阀55到矿槽56，最后到炭筛57，在这里分离出的已吸附的碳粒被送至金和/或银回收段58，分出矿浆经导管59送回循环使用。
只要除去罐22，图1的设备就可用于炭浸法。这种排布是有特殊的优越性，相对于传统的炭浸法，罐34、48、49的尺寸和数量皆可减少。
图2示意地描述本发明的另一设备形式，此设备可用于炭浸法，与氧气混合的矿浆通入竖式容器60的顶端连续向下流动。矿浆的典型参数为固体含量50%(负100目)，NaCN0.3克/升。固体颗粒的比重为2.7，矿浆比重为1.46。活性炭颗粒将从容器60底部附近之62处自炭粒源61引入容器60的底部，由底部向上流动。通常炭粒比较大，约为6-16目，其比重比矿浆低(如1.2)。矿浆浓度，炭粒浓度和粒径以及其它因素(例如矿浆的絮凝剂和纤维的加入)可以调节，使炭粒有最佳上升流速(相对于矿浆的下降流速)。吸附后的炭粒夹带着矿浆从容器60顶端附近的63处排出，然后至炭筛64。在这里吸附的炭粒被解吸并再生以便在注炭系统61中再使用，而分离出的矿浆沿导管65返回容器60的顶端。在容器60底部的66处由泵67抽出的浸出残渣可以进入导管68，以便重新被当作一部分液体将再循环的炭粒送至容器60中;也可以送入导管69，最终到达氰化物处理和排出点70。
容器60可以在大气压或高于大气压的条件下工作。在两种情况下皆可从顶部供给氧气。并且，假若使用浓度较大的炭粒和/或比重较低的矿浆固体，整个系统也可以采用矿浆从下向上流而炭粒从上向下流的方式工作。
图3示意说明另一典型设备，利用此设备可以在75段的炭浆法回收过程之前的浸出段有效地溶解金和/或银。应用图3的设备，导管76中的矿浆与导管77的氰化物混合，最后在混合器79中与来自导管78的氧混合。此混合器可用任何适于混合中等稠度矿浆的混合器。例如MC
混合器(Kamyr，Inc of Glens Falls，New York)。同时，如美国专利第4，501，721号所公开的，也可以在矿浆中加入絮凝剂和/或纤维以利于将结了团的矿物限制在矿浆中稳定的循环网中。例如可将纤维素纤维、玻璃纤维或类似材料在罐80中与液体混合，然后计量进入混合器79，而絮凝剂(如合成的阴离子，阳离子或非离子型聚合物)可在罐81中与磨矿水混合，经过管道82最后以上升流进入83。从容器83顶部84排出的浸出后的矿浆再送至炭浆法回收段75(可与图1所示者同，只是没有罐22)。此容器83也可以用压力控制阀85将压力保持在1大气压或高于1大气压的氧密封环境中，或者完全充满矿浆。
应用以上所介绍的设备，本发明的从金和/或银矿或类似物料中回收金和银的方法就可以进行。此法包括以下步骤第一步矿物或类似物料中金和/或银的溶浸-用碱性氰化物溶液将金和/或银溶解;第二步将溶液与吸附金和/或银的固体物质接触，回收自溶液中浸出的金和/或银。第二步的实现是将氧供给溶液，氧气的量应比将溶液与空气接触时的所获得氧量大得多，以便极大地增加金和/或银的溶解速度，同时最大程度减少溶液中二氧化碳含量，使其大大小于溶液与空气接触时的二氧化碳含量。这样就可能增加吸附物质对金和/或银的吸附效率，也肯定会减少CaCO的产生。实施第二步最好是用氧将溶液饱和，所用的氧最好是一般的纯氧。
表Ⅰ是一个普通金矿试样(典型的金矿也含有少量的银)经溶浸制成氰化金溶液的结果。溶浸后，将此溶液在旋转瓶中与炭吸附剂接触6小时，瓶中分别充以空气、氧和氮。
表Ⅰ环境氧 空气 氮环境中氧的大致含量(%) 100 21 0浸出液分析金(mg/l) 4.14 4.14 4.14最终溶液分析金(mg/l) 0.032 0.041 0.079最终炭分析金(OZ/T) 23.4 23.1 23.1
金回收量(%＊) 99.23 99.01 98.10浸出液分析银(mg/l) 1.8 1.8 1.8最终溶液分析银(mg/l) 0.2 0.2 0.2最终炭分析银(OZ/T) 8.77 8.97 8.36银吸附量(%＊) 88.6 88.6 88.1＊以最终炭和最终溶液为基础表Ⅱ是用三种不同类型的Genor矿样以炭浆法做氰化试验取得的结果。三种Genor矿样是Buffeisfontein(No1)，Leslie(No2)和St.Helena(No3)。试验表明金的提取量高(90-95%)，氰化物消耗量低，令人惊异。所有试验均在选择瓶中氧的局部压力为12.1磅/平方英寸(Psia)的条件下进行。每次试验中，氰化物的溶浸时间为6小时，炭浆法流程时间为4小时，总计10小时。
表Ⅱ试验条件 试验1 试验2 试验3磨矿细度 77.9%-200 80%-200 80%-200固体含量(%) 27 27 27PH%(初始/调浆后)8.7/10.9 9.0/10/8 9.0/10.7NaCN(初始g/l) 0.3 0.3 0.3时间(小时) 10 10 10加料重量(g) 300.0 300.0 300.0金(盎司/吨) 0.217 0.110 0.186试剂加入量(总量)
CaO(g) 0.12 0.12 0.12NaCN(g) 0.25 0.25 0.25碳指标泰勒(Tyler)筛目 6×14 6×14 6×14初始重(g) 22.00 22.00 22.00最终重(g) 22.05 22.11 22.09金(盎司/吨) 2.631 0.966 1.779试验后溶液NaCN(g/l) 0.276 0.245 0.264PH 10.6 10.6 10.4总滤液体积(ml) 1414 1453 1399金(ml/g) 0.004 0.002 0.003残渣重量(g) 298.7 298.6 298.6金(盎司/吨) 0.017 0.004 0.015试剂消耗NaCN(磅/吨) 0.16 0.33 0.26浸出率(%)金 92.0 94.7 89.8
表Ⅲ是炭浸法氰化物溶浸的又一瓶型试验。证明在充氧矿浆中溶浸和炭吸附同时进行时，可迅速从低氰化物消耗量达到高的金浸出率。表Ⅲ中的二试验的矿样均为Genor的Buffeisfonfein矿石。其金浸出率为91～92%左右，6小时，氰化物消耗量仅为0.37-0.47磅/吨。如矿浆浓度与炭粒浓度接近预期工厂条件，氰化物消耗量可望降至0.19-0.27磅/吨。如此低的氰化物消耗量是完全没有预料到的，也是非常有利的。
表Ⅲ试验条件 试验1 试验2磨矿细度 77.9%-200 80%-200固体含量(%) 27 27PH(初始/调浆后) 8.7/10 9 9.0/10/8NaCN(初始g/l) 0.3 0.3时间(小时) 6 6加料重量(g) 399.9 399.9金(盎司/吨) 0.217 0.217试剂加入量(总量)CaO(g) 0.12 0.12NaCN(g) 0.25 0.25碳指标泰勒(Tyler)筛目 6×14 6×14初始重量(g) 22.00 22.00
最终重量(g) 22.26 22.07金(盎司/吨) 2.684 2.695试验后溶液PH 10.5 10.6总滤液体积(ml) 1412.67 1417.76NaCN(g/l) 0.24 0.22残渣重量(g) 298.24 298.48金(盎司/吨) 0.019 0.018试剂消耗NaCN(磅/吨) 0.37 0.47浸出率(%)金 91.3 91.7原矿计算金(盎司/吨) 0.219 0.217注1.溶浸前在大气压下用氧饱和16小时。
2.在6小时炭浆法浸出过程中，于T＝0和T＝1时吹入氧，同时每次加11克炭粒。
结论本发明提供了一种有效的而且效率极高的自含金和/或银的矿或类似物料中回收金和银的方法以及所用的设备。本发明显示和叙述了目前被认为是最实用的最佳实施方案。显然，对于本领域的普通技术人员来说，可在本发明范围内做一些改变，这种范围应与本发明的权利要求
的最广义的解释一致，以囊括所有相等方法和设备，这是很清楚的。
附图符号注释LIC-线性集成电路FIC-薄膜集成电路
权利要求
1.由矿浆或类似物料中回收金和/或银的方法，其步骤有(a)从矿石或类似物料中溶浸金和/或银-使用碱性氰化物溶液以溶解金和/或银；(b)用固体物质与矿浆接触从溶液中吸附金和/或银以回收溶浸的金和/或银，其特征在于在步骤(a)和(b)中均以氧供给矿浆，其量大大超过矿浆与空气接触所得到的氧量。
2.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于加入步骤(a)的氧须能使其在矿浆中的量大大超过矿浆与空气接触时所得到的氧量。
3.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于步骤(a)和(b)是在不同的容量中进行的。
4.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于其中的吸附物质是活性炭粒。
5.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于进行步骤(a)时是将一般的纯氧导入溶液的。
6.根据权利要求
5所述的方法，其特征在于在步骤(b)中还要将一般的纯氧导入与吸附物质接触的溶液。
7.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于步骤(a)和(b)是在同一容器中同时进行的。
8.根据权利要求
7所述的方法，其特征在于在步骤(a)和(b)中矿浆或类似物料流按第一方向流动，吸附物质按第二方向流动，第二方向与第一方向相反，吸附物质选自主要包括活性炭和各种离子交换树脂的一组物质。
9.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于在进行步骤(a)和(b)之前矿浆经脱气步骤，以便使加入的含氧气体成为矿浆中的仅有气体。
10.自含金/或银的矿或类似物料中回收金和/或银的设备包括有导入矿浆或类似物料的入口和有矿浆或类似物料的出口的容器，以控制容器中的浆液面，其特征在于在容器的矿浆液面上有一浮式盖以尽量减少矿浆中氧的外逸和氮或二氧化碳进入矿浆，浮式盖包括顶部是平面、底部是凹形的盘形盖，凹形底部实际上是与矿浆接触的。
专利摘要
将活性炭之类的固体吸附剂用于金和/或银的氰化溶液—吸附法，以氧代替空气与含金和/或银的氰化矿浆接触，大大提高了从含金和/或银矿中回收金和/或银的总效率。此法是将一般的纯氧鼓入盛矿浆的容器，容器可加盖(如浮式盖)以最大限度地减少氧自溶液外逸，并可保持系统中氧的压力。本发明的各步骤适用于炭浆法和炭溶浸法，也适用于使用树脂的有关方法。矿浆的脱气可在导入氧之前进行。
文档编号C22B11/00GK86106014SQ86106014
公开日1988年3月23日 申请日期1986年9月11日
发明者罗伯特·J·布里桑, 卡尔·L·埃尔莫里, 菲利普·米特凯尔 申请人:卡米尔公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan