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矿石中金、银提取工艺 - 水溶液氯化法及其浸金的原理是什么?

2023-11-06 10:38:01 来源:北方有色网
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简介:水溶液氯化法在20世纪70年代末曾有不少专利。卡林(Carlin)公司用二次氯化法建立日处理500t矿石的连续试验装置,使氯气消耗大大降低,美国专利曾报道在328kPa氧压下(160℃)用氯化物溶液浸出,金浸出率高于98.5%。
水溶液氯化法在20世纪70年代末曾有不少专利。卡林(Carlin)公司用二次氯化法建立日处理500t矿石的连续试验装置,使氯气消耗大大降低,美国专利曾报道在328kPa氧压下(160℃)用氯化物溶液浸出,金浸出率高于98.5%。

液氯化法(又称湿法氯化或溶液氯化)是在盐或酸的水溶液中,加入氯或其他氯化剂,使金被氯化而浸出提取。此法初期采用氯水或硫酸加漂白粉的溶液从矿石中成功地浸出金,并用硫酸亚铁从浸出液中沉淀出金。后经发展成为19世纪末的主要浸金方法之一。一般来说,原料中凡是王水可溶的物质,液氯化法也可以溶解。采用液氯化法,金的浸出率比氰化法高,可达90%~98%,氯的价格比氰化物低,氯的消耗量(处理精矿)约为0.7~2.5kg/t。液氯化法问世后,氰化法工艺在19世纪末也相继出现,并开始广泛应用于从矿石中直接浸出金,故几乎在同一时间液氯化法在各工厂停止采用,近些年来,由于一些湿法冶金方法污染环境,液氯化法又重新被用来提取金、银,今后它有可能再次成为金、银重要的冶金方法之一。
该工艺的特点是投资少、回收率高、有利于环保。液氯化法实质上是一种氧化浸出。氯溶于水后,发生水解反应生成氧化性极强的次氯酸使金氯化成HAuCl₄或NaAuCl₄,再用二氧化硫、硫酸亚铁还原沉淀。按使用的氯化剂和介质的不同,液氯化分为:盐酸介质水溶液氯化、次氯酸盐(次氯酸钠或次氯酸钙)氯化和电氯化三种主要工艺。

水氯化法浸金原理是:金在饱和有Cl₂的酸性氯化物溶液中被氧化,形成三价金的络阴离子。氯是一种强氧化剂,能与大多数元素起反应。对金来说,它既是氧化剂又是络合剂。在Au-H₂O-Cl-体系的电位-pH图中,金被氯化而发生氧化并与氯离子络合,故称水氯化浸出金,其化学反应为:

2Au+3Cl₂+2HCl= 2HAuCl₄         (8-15)

2Au+3Cl2+2NaCl= 2NaAuCl₄     (8-16)

以上反应是在溶液中氯浓度明显增高的低pH值条件下快速进行的。三价金在氯化物溶液中电位相当高:

Au+4Cl-= AuCl₄-+3e E(-)=1.00V     (8-17)

因此,已溶金很易被还原,故矿石浸出时溶液中必须饱和氯气。水氯化法的最大优点是便宜,浸出速度快,用于液氯化法的浸出剂主要是(湿)氯和氯盐。由于氯的活性很高,不存在金粒表面被钝化的问题。在给定的条件下,金的浸出速度很快,一般只需浸出1~2h。这种方法更适于处理碳质金矿、经酸洗过的含金矿石、锑渣、含砷精矿或矿石等,并且从溶液中回收金很容易。但是,水氯化法也存在严重的局限性:当硫化矿浸出时,会有一部分或大部分MeS溶解,这使废液处理复杂化,所以,对于含S<0.5%的酸性矿石,用水氯化法可能是适合的,除此,水氯化法还存在Cl₂对现场的危害以及设备复杂化的问题,但是随着复合金属的应用,设备问题可能会迎刃而解。
         
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