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硝酸预氧化法提金—催化氧化酸浸法

2020-01-29 11:1363210选矿技术网

    1)催化氧化酸浸预处理砷黄铁矿
    中国科学院化学冶金研究所开发的催化氧化酸浸预处理砷黄铁矿,引入的催化系统是由稀硝酸及结构多极性基团的表面活性剂—木质素磺酸钠(NaL)组成。此法在100℃及400 kPa条件下进行,对含砷金精矿进行催化氧化酸浸预处理,金浸出率高达95%~99%。研究工作着重分析了FeAsS在这一体系中的反应。
    ①FeAsS在H2S04-O2 和 HN03-H2S04-02水溶液体系中的比较。由于FeAsS氧化电位较低,即使在H2S04水溶液系统中,也有一定的反应速率。加入硝酸后,体系反应速率增加,如在100℃时,加入5g/L硝酸,反应达同样的转化率,时间则缩短为1/2,在90℃时,则缩短两倍。
    由于存在HNO3,FeAsS的行为与在纯H2S04体系中不同。在后者中,速率与氧分压的一次幂成正比;而有HNO3时,速率与氧分压无关。这样,FeAsS在HNO3-H2S04-O2水溶液体系中的氧化反应可以在较低的操作压力下进行,而无需像硫酸体系中那样,要求较高压力。
    在H2S04系统中,增加酸度时可提高速度。有HN03时,酸度降低反而极有利反应速率的增加。因此,FeAsS在HN03-HH2S04-02水溶液中的浸出反应就可以在较低的酸度下进行,这样就可以节约所用的H2S04量。
    所以,FeAsS在HN03-H2S04-02水溶液体系中的氧化优于在其H2S04-02水溶液体系中的氧化;主要表现在提高反应速率,降低反应氧分压和减少反应耗酸量。
    ② FeAsS与FeS2在HN03-H2S04-02水溶液体系中的比较。FeS2的活化能值为38.5 kJ/mol,而FeAsS仅为23.4kJ/mol,说明FeS2比FeAsS难以氧化,FeS2的速率受酸度的影响很小,有别于FeAsS。
    FeS2 和 FeAsS在100℃的HN03-H2S04-02水溶液体系中,其速率常数与硝酸浓度的关系相似(1/K与1/c(HN03)呈线性关系)。但FeS2浸出速率比FeAsS的浸出速率受HN03浓度变化的影响大。
    虽然,当含有FeS2及FeAsS的金精矿进行催化氧化酸浸预处理时,可推论其操作条件主要受FeS2的制约。
    2)用硝酸催化氧压浸出法从含银硫化精矿中回收银
    20世纪80年代发展起来的Nitrox法、Arseno法和Redox法,已向工业化发展,这些方法处理金、银顽固矿时,需要通过随后的氰化法回收金、银。吴彼锦等报道仅用硝酸催化氧压浸出含银硫化精矿中回收银,并使硝酸循环使用。
    通常原料含硫大于7%时采用高温法,对于含硫20%以上,属于难分解黄铁矿型的银精矿,选用高温方案是理想的,还可简化氧化氮再生HN03 。至于从浸出液回收Ag,因强酸介质,不宜采用Pb、Zn和Fe置换法,用NaCl沉淀法,残氯对高压釜材料不锈钢有腐蚀作用,也不可行。因此采用硫氰酸根沉淀银的方法。
    试验矿样主要金属矿物有黄铁矿25%、闪锌矿15%、方铅矿6%、硫盐6%~7%、含银硫盐2%~3%、锡石2%,还有脉石。试验的化学分析结果见表1。

表1       试验化学分析结果
成分
Ag
Sn
Zn
Pb
Sb
Cu
As
Fe
S
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
含量w/%
1.783
2.84
9.30
7.30
3.89
0.16
0.28
15.88
21.63
25.59
7.85
<0.025
<0.028

    通过浸出条件、脱硝条件和沉银条件的探索与选定,最后的浸出系统试验结果见表2。

表2        浸出系统试验结果
沉银
脱硝
浸出银
再生硝酸
含银量/(mg·L-1
NO3-含量/(g·L-1
氧化氮回收率/%
脱硝浸出
最后浸出
总银浸出率/%
废气中氧化氮
回收率/%
浸出液
沉银后液
沉银后液
脱硝后液
脱硝渣含银/(g·L-1
浸出率/%
浸渣含银/(g·L-1
浸出率
1562
0.55
99.98
151.24
0.103
99.93
12949
47.16
638
50.53
97.69
76.3
>99.99
    沉银条件:KSCN用量为化学计量的1.02倍,浓度0.1994mol/L;
    脱硝条件:外加H+(H2SO4)浓度2.5mol/L,液固比5:1,搅拌速度600r/min,总压800kPa,110℃,停留时间30min; 
    浸出条件:浓度为2.5mol/L的HNO3,液固比5:1,搅拌速度600r/min,氧分压200kPa,130℃,停留时间30min。

    由表2可知,银浸出率97.69%,氧化氮循环利用率大于99.9%,废气含NOx小于100×10 -4%,符合排放标准。
    为防止脱硝过程进入铅铁钒,必须外加酸。外加酸所产生的高酸流出液,可用于氧化铜或湿法炼锌,这样,主要消耗的是氧气,方法经济合理。

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