高錳酸鉀在堆浸提金工藝中的作用
堆浸法用于金的提取研究是70年代初在美國興起的,而我國是在70年代末才開始。40多年來,堆浸提金技術不斷得到完善。隨著高品位礦石的減少,堆浸技術日益受到了人們的重視。
在金的氰化浸出過程中,氧的作用至關重要,氧的存在是浸出過程能否順利進行、浸出效果好壞的決定性因素。可是長期以來,在氰化浸出尤其是堆浸研究和實踐中,為了提高浸出指標,人們常常把注意力放在延長浸出時間和增加氰化物用量上,忽視了至關重要的氧的作用。我們認為,重視氧和氧化作用是提高浸出效果、改進氰化提金工藝的有效途徑。
1氰化溶金中氧的作用機理
金在氰化物溶液中溶解的化學反應為:
4Au+ 8NaCN+ O2+ 2H2O=4NaAu(CN)2+ 4NaOH (1)
上述反應實質上是一個電化學腐蝕過程,即由于金顆粒內部結晶構造的不均勻(有空穴、位錯,含雜質等),造成了內部電位不平衡,有電子流動,從而在金顆粒表面形成了帶正電的陽極區(Au+)和帶負電的陰極區(多余電子),在氰化物溶液中,會發生氧化還原反應:
陽極區(氧化):
Au Au++e (2)
Au++2CN- Au(CN)2- (3)
陰極區(還原):
O2+ 2H2O+ 2e H2O2+ 2(OH)- (4)
H2O2+ 2H++2e H2O (5)
由于氧化劑(O2, H2O2)不斷中和陰極區的電子,使陽極生成Au(CN)2-的反應不斷進行下去。這里氧化劑起到了去極作用。
由此可見,氧作為浸出過程中的氧化劑直接參與了溶金反應,沒有氧的去極作用,溶金反應難以進行。
2堆浸工藝中氧化劑的選擇及應用原理
近年來,氧在氰化浸出過程中的重要作用逐漸引起人們的重視,而氧在堆浸過程中的作用的研究卻處在初級階段。通常,在氰化浸出過程中,是采用向礦漿中充入空氣或氧氣的供氧方式,但這種方式應用于露天平地筑堆的堆浸提金工藝比較困難。若使用雙氧水,在堆浸操作中又不易控制。經過試驗,我們認為,在堆浸提金工藝中,高錳酸鉀是一種比較合適的氧化劑。其性質比較穩定,操作時易于控制。在堿性溶液中,MnO4-能被OH-還原為MnO4-,并放出O2。
4MnO4+4(OH)- 4MnO42-+O2+ 2H2O (6)
由式(6)可見,高錳酸鉀提供了式(1)中氰化溶金所需的氧,從而可以提高堆浸提金的效果。
3高錳酸鉀在堆浸提金工藝中的應用
3. 1礦石性質
陜西葫蘆溝金礦的礦石類型為蝕變巖型含金硫化礦。金以自然金為主,與硫化礦物關系密切,多以包裹金、裂隙金、粒間金形式分布在黃鐵礦、褐鐵礦、石英和長石等礦物中。自然金粒度較細,一般為0.04 -0.02mm。
內蒙阿拉善盟呼倫西貝金礦的礦石類型為褐鐵礦化含金石英脈、孔雀石化含金石英脈。脈石礦物主要為石英;金屬礦物為褐鐵礦、孔雀石。金主要分布在網脈狀、脈狀褐鐵礦中,粒度很細,絕大部分小于0.02 mm。
3. 2試驗結果與討論
對陜西葫蘆溝金礦和內蒙阿拉善盟呼倫西貝金礦分別進行堆浸試驗。試驗結果見表1表2。
由表1、表2可以看出,在制粒堆浸試驗中,加入氧化劑高錳酸鉀后,金的浸出率有了明顯提高。葫蘆溝金礦金浸出率提高了7.19%,呼倫西貝金礦金浸出率提高了2.16%。試驗中發現,高錳酸鉀的加入加快了浸出速度,葫蘆溝金礦加高錳酸鉀浸出7d的結果與不加高錳酸鉀浸出15d的結果相同;呼倫西貝金礦加高錳酸鉀浸出4d的結果與不加高錳酸鉀浸出6d的結果相同。由此可見,氧化劑高錳酸鉀的加入,可以提高堆浸提金工藝中金的浸出率,加快金的浸出速度。
注:原礦金品位1.31g/t。用-2 mm原礦團礦制粒.每t礦石水泥、石灰和氰化鈉用量分別為20kg.2kg;和2.0kg。
表2呼倫西貝金礦堆浸試驗結果
注:原礦金品位6.63 g/t。用-12mm原礦團礦制粒.每t礦石水泥、NaOH和氰化鈉用量分別為8kg, 1.1kg,1.1kg。
4結語
氰化溶金過程中,氧起著非常重要的作用。在堆浸提金工藝中,選用高錳酸鉀作氧化劑,不僅提供了氰化溶金時所需的氧,而且操作簡單,易于控制,對提高金的浸出率、加快金的浸出速度有益。