专利名称:浸提法的制作方法
本发明涉及一种从矿石中分离金属的改进方法。
分离金属的浸提法已为人们所知，特别在金的分离中得到应用。分离金的氯化物和氰化物浸取法包括首先使金氧化成较高的氧化态，然后和使金溶解的氯离子或氰根离子形成络阴离子，再从溶液中分离出金。
在氯化物法中，氯气(Cl2)在溶液中同矿石一起存在导致金的氧化。
Au ()/(Cl2) Au+++氯离子的存在导致可溶性络阴离子的生成4Cl-+Au+++→Aucl-4这种氯化物法有许多缺点，即释放出有毒氯气和需要低pH值，这是一种耗酸量高的腐蚀性环境。使用氰化物法时要求较低的氧化电位，並可通过向溶液吹气泡的方法达到Au ()/(氧化) Au+生成可溶性氰化物络合物Au++2CN-→Au(CN)-2氯化物法要求低pH值，对大部分反应容器都有腐蚀作用。氰化法使用较高的pH值，避免了腐蚀问题。
氰化法的溶解比率相当低，浸出率一般是每小时10%(重量)的数量级。
近年来已提出一些使用电解槽浸取金属、特别是金的其它方法。Dextec Metallurgical pty.有限公司在澳大利亚的专利申请17789/83中公开了一种方法和一种将氧化电位(Eh)保持在750毫伏以上、在浓氯化物溶液中溶解银和金矿石的电解槽结构。该方法在一种电化学直流隔膜电解槽中进行。在一实施方案中，氯化钠溶液和含银矿石在电解槽中进行处理，其中氧化电位(Eh)保持在850毫伏以上，该电解槽隔膜在阳极和阴极之间，在滞留时间内通以足够时间的电流，由氯气的放出来维持所需的氧化电位。所公开的实施例提供的浸出率一般为每小时20%。
另一建议载于Shepherdson建筑综合技术有限公司的澳大利亚书25349/84，其中所要求保护的是通过在使用直流或交流电使混合物发生电解作用的同时，搅拌电导溶液中矿料的方法可以将黄金从含金矿料中分离出来。还要求保护的是金溶入溶液后可用常规技术，例如使用活性碳将其分离出来。没有公布浸出率或提取出，但解释了该方法包括使熔砂浆去离子，从而使分离出的金进入溶液。
本发明的目的在于改进已知的浸提法，特别是提高浸出率。
为此，本发明还提供一种将存在于矿石中的贵金属溶解的方法，该方法包括制备矿浆、在有一种氧化剂和一种有促进贵金属溶解的浸出剂存在下将矿浆置于交变电场之中。
该方法特别适用于分离金、银、铂。本发明可以用来改进氯化物浸提法或硫脲浸提法分离金。
氧化剂的存在同交变电场相结合显然确保了金氧化态的增加，从而可以和合适的浸出剂形成可溶性络合物。在有氯离子存在的情况下，该离子起着浸出剂的作用，使金以氯化物络合物形式溶入溶流。
本发明何以达到高浸取率和溶解速率尚无法解释，因其机理不清，但是，多次试验表明，仅有氧化剂存在时产量微不足道或者毫无意义，一旦应用交变电场则产量得以显著提高。
最好将矿石磨碎到使贵金属表面暴露出来，否则不能溶解，看来，溶解作用发生在和电场成直角的表面上，而不是在平行于电场的表面上发生。当尽管可为配位体但通常为阴离子的浸出剂不存在时，金倾向于再沉积，从而不溶入溶液。
为减少向浸提液添加化学添加剂的需要量，最好选用那些在溶液中pH值和贵金属矿石数量级相同的氧化剂和浸出剂。
只要合适的氧化剂是电子受体，它们就不需要具有高的氧化还原值。较高的氧化电势确实会使浸出率有增加的趋势，只要氧化剂在工艺条件下起到氧化剂的作用，这一点总是成立的。氧化剂可以选自次氯酸钠、氯化铵、三氯化铁、氢氧化铵和硫酸铜或者其它类似的氧化剂。一般情况下，这些化合物中有些被视为弱氧化剂，但在本方法中却是有效的。
合适的浸出剂是通过向矿浆中添加选自氯化钠、氯化铵、硫氰酸铵、氰化钠、硫代硫酸钠和硫脲的化合物而得到的。任何一种化合物，只要它能起到和贵金属形成可溶性络合物作用，即可适用。
在某些情况下氧化剂和浸出剂可以是同一种化合物，氯化铵和柠檬酸铁铵即为例子。
一般来说，氧化剂和浸出剂的最小浓度对于生成易溶贵金属络合物的强氧化剂和强浸出剂为矿浆的0.1%(重量)，对于较少数的氧化剂和浸出剂来说则为1%。
氧化剂-浸出剂的综合选择需要依据每种矿石的类型来决定，以便获得最佳条件和最低的提取费用。所选择的浸出剂在所选的氧化剂存在的情况下和在所用的pH值范围内必须稳定，这是必要的。
每厘米数伏的电场强度影响着浸出率。此时存在一个最小电场强度值(或者说，对每一种具体的电解槽，有一最小电压)，低于该强度值，则该工艺不以加速的浸出率来进行。一般来说该最小值为每厘米1伏特的电场强度。超出这个临界值时，浸入率则随着电场强度的增加而增加。
使用本发明，细磨矿石的初期浸出率可以达到每分钟95%以上或更高，这比得上氰化物法中用0.1%NaCN在pH10时从测金熔珠中每小时浸出0.06毫克或者在4小时内使所有可熔于氰化物的金完全溶解的标准浸出率。
在设计实施本发明的电解槽时应注意功率消耗以及电场强度取决于电极间距这一事实。电极在槽中的宽度和深度影响电流和最大功率消耗。但是电极间距将由最佳场强和指定的工作电压来确定。
在固定电压的电解槽内，功率消耗随着电流的增加而增加，电流随着pH值降低到7以下、固体含量减少以及离子浓度提高而增加。
因此，一般情况下高固体含量是理想的。
如果所用的浸出条件许可的话，则pH值接近7和电解质浓度低可优先为提供较低功率消耗的条件。此时反应速度可因较高的pH值或较低的电解质浓度而变小，但是功率消耗的节省可以证明采用较低反应速率比不用交流电场时仍然快很多，还是合算的。
交变电场的频率並不是关键性的，除非为了增加溶解速度而需要每秒3周左右的最小频率值。对于通常的电压，溶解速率随着频率的增加而增加，然后在较高的频率下维持不变。对于每一具体的矿石似乎存在一个最佳频率。经选择适当的电压和频率，可以获得合理的功率消耗下的回收率。
现在来说明一下本发明的最佳实施方案，附图中的图1和图2为下述实施例16、17中所述试验结果的曲线图，图3是应用本发明浸出法的成套处理设备流程图。
待处理的矿石从料斗5通过传送带6输送到颚式破碎机7。破碎后的矿石输送到振动筛8，将大于5毫米的物料分离出来並经由传送带9重新输回颚式破碎机7。细微的矿物被传送到细矿石料箱10，然后经由传送带11送到球磨机12，在此将矿粉和循环液混合成矿浆。从球磨机12出来的物料被送到筛子13，在此，被输到重力环路中的各种细碎物料提供了通过连续流动式电化学槽15的矿浆进料。该槽使用本发明所述的交流电流和电场进行工作。特定矿石在槽中的滞留时间根据所要求的提取率而定。含有溶解状态贵金属的矿浆经处理后从槽15送到带式过滤器16，剩余的残渣通过管道17送入废料堆。富含贵金属的溶液18输至离子树脂吸收柱19，将贵金属分离出来並且将液体重新输送到球磨机12进行循环。
现在进一步以实施例来说明这些实施例都是用悬挂在电解槽中的直径2毫米的金珠来进行的並测量了金珠的重量损失。矿石中的金通常为极其分散的微粒形状並由于溶解反应与有效表面积有关，所以业已证明，通常用金矿石观察到的重量损失速率达到用金珠观察到的速率的100倍。
注意所有氧化电位均为相对于标准氢电极的电位。
实施例1浸提液-3克/升Naclo、40克/升Nacl、pH为7.4氧化电位808(毫伏)、电压16.8伏、电流4.1安培、电场强度4.2伏/厘米、温度25℃、搅动、金溶解速率0.023毫克/分。
实施例2浸提液-3克/升Naclo、40克/升Nacl、pH为11.1氧化电位553(毫伏)、电压18.5伏、电流3.0安培、场强4.6伏/厘米、温度25℃、搅动、金溶解速率0.08毫克/分。
实施例3浸提液-10克/升NH4Cl、40克/升Nacl、pH为3.0氧化电位509(毫伏)、电压13.9伏、电流5.0安培场强3.5伏/厘米、温度25℃、搅动金溶解速率0.06毫克/分。
实施例4浸提液-10克/升NH4Cl、40克/升Nacl、pH为6.7氧化电位341(毫伏)、电压18.5伏、电流4.5安培场强4.6伏/厘米、温度25℃、搅动金溶解速率0.06毫克/分。
实施例5浸提液-10克/升NH4Cl、40克/升Nacl、pH为7.9氧化电位154(毫伏)、电压18.2伏、电流4.2安培场强4.5伏/厘米、温度25℃、搅动金溶解速率0.03毫克/分。
实施例6浸提液-20克/升Fecl3、10克/升Nacl、10克/升NH4SCN、pH为1.6氧化电位492(毫伏)、电压21伏、电流2.0安培场强5.2伏/厘米、温度25℃、搅动金溶解速率0.06毫克/分。
实施例7浸提液-20克/升Fecl3、10克/升Nacl、10克/升NH4cl、10克/升NH4SCN、pH1.6氧化电位490(毫伏)、电压15.8伏、电流3.5安培场强4.0伏/厘米、温度25℃、搅动金溶解速率0.11毫克/分。
实施例8浸提液-20克/升Fecl3、10克/升(NH2)2CS氧化电位499毫伏、电压16.6伏、电流1.5安培、pH为1.5场强4.1伏/厘米、温度25℃、搅动、金溶解速率0.21毫克/分。
本例表明硫脲用作使金以阳离子状态溶入溶液的配合基时的影响，达到本例的浸出率所消耗的功率较实施例1为少。
实施例9浸提液-10克/升NH4Cl、10克/升NacN、氧化电位340毫伏、电压18.3伏、电流1.6安培、pH为9.3
场强4.6伏/厘米、温度25℃、搅动金溶解速率0.05毫克/分。
实施例10浸提液-10克/升NH4Cl、1克/升Nacl、10克/升NacN pH为9.3氧化电位340毫伏、电压18.6伏、电流1.8安培场强4.6伏/厘米、温度25℃、搅动金溶解速率0.09毫克/分。
实施例11浸提液-10克/升饱和NH4OH溶液、10克/升NacN pH为11.1氧化电位361毫伏、电压19.2伏、电流0.96安培场强4.8伏/厘米、温度25℃、搅动、金溶解速率0.06毫克/分。
实施例12浸提液-10克/升CuSO4、10克/升Na2S2O3氧化电位435毫伏、电压18.8伏、电流0.44安培，pH为5.0场强4.7伏/厘米、温度25℃、搅动、金溶解速率0.02毫克/分。
实施例13用直径为2毫米的银珠代替金珠浸提液-20克/升Fecl3、10克/升(NH2)2CS氧化电位497毫伏、电压16.8伏、电流1.5安培、pH为1.5
场强4.2伏/厘米、温度25℃、搅动、银溶解速率0.10毫克/分。
实施例14铂试验所用的铂丝长30毫米、重0.21753克溶液200毫升水、4克Fecl3、2克CS(NH2)2、pH为1.72氧化电位550、搅动、未施加电压时溶解速率0.01毫克/分。
场强4.9伏/厘米时溶解速率0.13毫克/分电流量1.1安培。
实施例15本发明方法对矿石样品进行处理的可行性估价。所评价的矿石是Ⅰ)、Grosmont高品位氧化矿-这种矿石含有大量的蒙脱石土和膨润土，具有高粘性。
Ⅱ)、Sons of Gwalia尾矿一种类1、4和5。这些矿石来源于氧化和非氧化的矿石，其产地为Sons of Gwalia矿，该矿停产于1950年末。分析表明，在这些尾矿中大约有40-50%的金以铜-金矿形式存在，不溶于任何溶剂。
Ⅲ)、Blackwood，Grace Egerton Reef-这是一种非氧化矿石，硫化物含量高並且仅含有40-50%的游离金。
本发明的方法需要非常细的游离金来进行有效的萃取，因此Grosmont高品位矿石获得最好的效果也是不足为奇的。
检验矿石的固有酸度来确定浸出剂/氧化剂组合物在经济上可能是最可行的。在上述各矿石的情况下这些组合物为次氯酸盐/氯化钠和硫脲/氯化铁。
表1总结了上述试验工作硫脲/氯化铁试验工作对于Grosmont高品位矿，用氰化物可萃取到的金量达到90%。这种萃取在30秒内可完成，而在现有的氰化设备中需要12小时。
硫脲在各类sons of Gwalia矿石上的试验由于需要大量的HCl来获得所需的pH值，使工艺过程不符合经济要求，因而试验中断。
Blackwood矿石的硫脲试验工作，尽管pH值可迅速达到所要求的水平，但是发生硫脲的完全硫化，也未继续进行试验。
次氯酸盐/氯化钠试验工作如用硫脲进行试验那样，使用次氯酸盐的最好试验结果是在Grosmont高品位矿石上获得的，並且在30秒钟内获得65%可溶性金氰化物。在萃取各类Sons of Gwalia矿石时，氰化物可溶的金变动于38%和65%之间，而仅有22.6%Blackwood矿石中氰化物可溶的金被萃取出来。
对Bandigo红砂的试验表明次氯酸盐可以获得比氰化物萃取更好的结果，当使用电化学装置时，金在其中分别被封闭在夹杂矿物质或硫化物中的矿石，一般用氰化物比用其它浸出剂/氧化剂组合物可提取更多的金。
实施例16对重铬酸盐和次氯酸盐溶液进行了研究，测定各种不同氧化剂/浸出剂浓度、各种施加电压和电解槽搅动所起的作用。
图1说明了氧化剂浓度不变时改变氧化剂浸出剂组合的结果，尽管溶解速率的确随着氧化剂浓度的增加而缓慢增加，但是溶解速率在最佳浸出剂浓度时将达到最大值。
表2改变施加电压和槽内搅动对于金珠溶解速率的影响氧化剂 浸出剂 电压 溶解速率无搅动 强搅动0.1% 3%Nacl 20伏 0.08毫克/分 0.12毫克/分重铬酸盐0.1% 3%Nacl 40伏 1.48毫克/分重铬酸盐0.5% 3%Nacl 20伏 0.14毫克/分 0.28毫克/分重铬酸盐0.5% 3%Nacl 40伏 0.36毫克/分 1.36毫克/分重铬酸盐0.5% 5%Nacl 20伏 0.08毫克/分 1.12毫克/分重铬酸盐表2(续)氧化剂 浸出剂 电压 溶解速率无搅动 强搅动0.5% 5%Nacl 40伏 0.44毫克/分重铬酸盐1% 3%Nacl 1.6毫克/分重铬酸盐0.3% 2%Nacl 20伏 0.03毫克/分次氯酸盐0.3% 2%Nacl 40伏 0.13毫克/分次氯酸盐0.3% 4%Nacl 20伏 0.09毫克/分次氯酸盐0.3% 4%Nacl 40伏 0.23毫克/分次氯酸盐对于各种特定的氧化剂/浸出剂组合而言，增加槽电压导致溶解速率的明显增大。同样，在电压和氧化剂/浸出剂浓度一定时，槽内强烈的搅动使溶解速率明显增加。较高电压和强烈搅动的综合作用使溶解速率大幅度增加，速率增加的程度大于两个变量单独引起增加的总和。
实施例17曾经进一步进行了不同氧化剂/浸出剂组合在不同pH值时的金珠试验並测定了溶解速度。
结果示于图2。图2表明对于通常使用的pH条件下用来进行矿石处理的氧化剂/浸出剂组合也可用于本发明的方法。另外溶解速率大大超过那些相似的氰化物方法，同时，每种氧化剂/浸出剂组合在一定的pH值范围内呈现出最大溶解速率。
所试验的大多数氧化剂/浸取剂组合在酸性条件下具有最大金溶解速率。但是在pH值大于7的条件下。次氯酸盐和氯化铵氧化剂在含盐溶液中所达到的溶解速率比氰化物快60倍，值得注意的是，在氰化物溶液中使用铵盐作为氧化剂的本发明工艺过程中，溶解速率(相对于氰化物而言)增加到90倍。
这些实施例表明在不同条件下以氧化态溶入溶液的金在本发明的电场条件下增加了溶解速率。
权利要求
1.一种萃取矿石中贵金属的方法，该方法包括磨碎矿石並形成矿浆，随后将矿浆在有氧化剂和促使贵金属溶解的浸出剂存在下置于交变电场之中，並回收贵金属溶液。
2.如权利要求
1所述的方法，其中的贵金属选自金、铂和银。
3.如权利要求
2所述的方法，其中的贵金属为金，浸出剂选自硫脲或氯化钠，氧化剂选自次氯酸钠或三氯化铁。
4.如权利要求
1所述的方法，其中的电场强度至少为每厘米1伏，氧化剂浓度至少为矿浆重量的0.1%，浸出剂浓度至少为矿浆重量的0.1%。
专利摘要
用浸提法从矿石中分离贵金属、特别是金，该法将含有一种氧化剂和一种用来溶解贵金属的浸出剂的细磨矿浆置于加速并促进贵金属溶解的交变电场中。
文档编号C22B3/04GK86106986SQ86106986
公开日1987年8月5日 申请日期1986年9月9日
发明者迪安·巴特勒 申请人:迪安·巴特勒导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan