氰化作業(yè)的技術(shù)條件Word版

1、傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！氰化作業(yè)的技術(shù)條件氰化提金作業(yè)過程中，主要應(yīng)控制好溶液中的氰化物濃度、氧濃度、堿度和完成溶解所需要的時間。對前三個參數(shù)，在作業(yè)中應(yīng)重點考察它們的濃度、測定濃度的方法和影響消耗的原因，使這些參數(shù)控制在選定的數(shù)值范圍內(nèi)。此外，還應(yīng)設(shè)法減少能量消耗，添加合適的氧化鉛量和考察若干其他次要的參數(shù)。一、氰化作業(yè)時間及其條件控制所謂氰化作業(yè)時間，是指處理完適當(dāng)數(shù)量的一批原料的操作過程所需要的時間。攪拌浸出氰化作業(yè)包括攪拌4h以上溶解礦漿中的大部分金，到72h完全分解礦石中的碲化金。滲濾浸出可能需要5天或更長。事實上，容許的氰化時間只是為了最大限度地提高金

2、的提取率，要提取原料中的全部金是辦不到的。這是因為：（一）在溶解速度方面，與浸出過程接近終點時，金的浸出效率是很低的。到最后，每提取1%的金的成本，可能比回收金屬的實際價值還高。（二）在時間方面，如把減少這批原料的最終浸出時間用于處理另一批原料，則在相同的時間內(nèi)可以增加原料的處理總量，從而能大人增加金屬的產(chǎn)量。下列因素也說明有必要減少氰化作業(yè)的最終浸出時間和金的最終提取率。（一）在整個氰化分解期間，金粒的表面積不斷減小，粗粒的變細(xì)，細(xì)粒的被完全溶解，使礦砂中的金含量越來越低。故氰化作業(yè)可首先使礦砂中60%70%的金溶解后，礦漿再送到加氰化物磨礦工序中進(jìn)行磨礦。（二）隨著溶解的繼續(xù)進(jìn)行，溶液雖能

3、擴散入裂隙深處溶解其中的金，但裂隙中金粒的溶解速度相當(dāng)緩慢，這是由于攪拌只能起到緩慢地傳導(dǎo)介質(zhì)的作用。此時，增加攪拌強度并不會加速裂隙中金的溶解過程。（三）盡管在實踐中金濃度不會增加到阻礙金溶解的程度，但氰化時間長了，溶液中金濃度的增加會影響溶解反應(yīng)的進(jìn)行。（四）由含鐵硫化物、輝銻礦等帶入的鐵、硫和球磨機內(nèi)襯與鐵球磨損的鐵，會因長時間氰化而在金礦物的表面生成不溶性薄膜，阻礙或影響金的溶解。二、氰化過程中氧的濃度及其控制氰化作業(yè)過程中，是通過向礦漿中充氣供入氧的。氧在氰化溶液中的溶解度是決定氰化提金效果的主要因素之一。（一）氧在溶液中的濃度氧在氰化物水溶液中的溶解度隨溫度和液面上的壓力而變化。在

4、特制的設(shè)備中，氧在溶液中的溶解度主要取決于設(shè)備中液面上的局部大氣壓狀況和運轉(zhuǎn)過程中溶液的含鹽濃度。通常氧在水中的最高溶解度為510mgL（510）104%）的范圍。在通常條件下，氰化作業(yè)不需要控制高的溶液溫度（除防止礦漿凍結(jié)的必要條件外），也不需要增大氧的壓力（如使用高壓空氣或于密閉容器中供氧）。而只是通過攪拌機葉輪的充氣作用，或者供給壓縮空氣攪拌，使礦漿中的氧達(dá)到飽相。如使用帕丘卡空氣攪拌浸出槽，是用鼓風(fēng)機將卒氣鼓入裝有1216m深的濃礦漿槽內(nèi)，向礦漿中供入高濃度的氧。（二）氧濃度的測定可以用許多方法測定氰化液中氧的濃度?，F(xiàn)在常用的方法有：1、懷特（White）的比色法。將堿性連苯三酚溶液加

5、入氰化液中，當(dāng)溶液變?yōu)楹稚珪r證明氧的存在，然后進(jìn)行比色確定含氧量。2、溫里根（Weinig）的快速容量法。使用靛藍(lán)色的二磺酸鹽作指示劑，用連二亞硫酸鹽滴定。3、固態(tài)電極極譜法和貝克曼（Bechman）氧電極直接插入法。這是近代測定氧濃度的兩種方法。只要將電極稍微插入礦漿中，便可獲得相當(dāng)于澄清溶液樣品的含氧量。鑒于難以測定溶液中氧的絕對濃度，因而通常采用快速方法來測定溶液中含氧飽和度的百分率。這種易于獲得的數(shù)值，能更有效地比較各臺設(shè)備之間的溶液由于充氣不同而出現(xiàn)氧濃度的實際變化。氰化液中的含氧值可以從設(shè)備中采取氣泡通過的特別飽和氧的溶液試樣，用標(biāo)準(zhǔn)方法測定。（三）氧的消耗在氰化工廠，礦石需消耗的

6、氧量是無法確切知道的?？傁牧恐械难踔饕獡p耗在磨礦和分級過程中。此外，盡管知道攪拌供入的總氧量（供入的是相同的空氣），但這些氧通?？偛皇嵌寄芾玫摹＿@是由于供入的空氣雖分散呈近似的小氣泡分布于整個礦漿中，但其中的大部分后來又可能逸出返回大氣中。故實際得到利用的氧量與供入空氣中的氧量相差很大。氧的標(biāo)準(zhǔn)消耗量可能只有45kgt礦石。氧從氣相向液相傳遞的速度會因礦漿的濃厚而降低。在粘性礦漿中的傳遞速度比在水中慢很多。因此，某些工廠盡可能使用稀礦漿作業(yè)，以增加氧的溶解度。礦石中主要消耗氧的物質(zhì)有金、鐵、硫化物等。1、金。金在溶解過程中消耗的氧只是總耗氧量的很少一部分。如每噸礦石含金8g，溶解這些金所需

7、的氧量可按埃爾斯納反應(yīng)式：4Au8NaCNO22H2O 4NaAu（CN）24NaOH計算出：4Au8CNO22H2O 4Au（CN)24OHO2gt18 0.32故金溶解時消耗的氧量僅為實際供入量的萬分之一。2、金屬鐵。礦砂中的金屬鐵主要來自磨礦設(shè)備內(nèi)襯和鐵球的機械磨損（約為每噸0.52.5kg），它也需要消耗若干的氰化物和氧。在閉路作業(yè)中，金屬鐵的氧化可能先在金粒的表面生成氧化鐵薄膜而妨礙或阻止其進(jìn)一步溶解。但金屬鐵的氧化可自行抑制而僅氧化表面。3、硫化物。礦漿中的硫化物是氧的主要消耗者。黃鐵礦幾乎總是存在于金礦石中，在常溫時，它的氧化速度受化學(xué)作用控制。白鐵礦和磁黃鐵礦則常常消耗顯著超過

8、化學(xué)計算量的活性氧。為了獲得滿意的氰化效果，礦石在氰化前應(yīng)經(jīng)過焙燒處理?；蛘?，通過適當(dāng)?shù)某錃?，使大部分的硫化物飄浮富集而除去，也常常是提高氰化效果的重要措施之一。J.T.伍德科克（Woodcock）在大量研究了硫化礦物在水溶液中的氧化活性機理后指出，黃鐵礦在水溶液中的反應(yīng)可用下式表示：4FeS216OH15O2 8SO424Fe（OH）32H2O反應(yīng)式顯示的最終產(chǎn)物是硫酸根離子和氫氧化鐵，但中間產(chǎn)物包括亞鐵離子和硫代硫酸根，以及在氰化物存在的條件下生成的硫代氰酸根和鐵氰絡(luò)合物。反應(yīng)過程由化學(xué)作用所控制，該過程趨向于自行抑制，僅在礦物表面產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀，且少量的黃鐵礦事實上能起著氧化劑的作用。

9、4、氧濃度的控制。由于攪拌機中空氣的分布是可以觀察到的，所以許多工廠都使用任一的手動空氣調(diào)節(jié)閥調(diào)整。E.K.彭羅斯（Penrose）等測定了6臺德弗羅型攪拌機的數(shù)據(jù)。每臺攪拌機的直徑為10m，深5.4m。每臺攪拌機供風(fēng)使用14m3min、85kPa的風(fēng)機，各臺攪拌機所攪拌的溶液含氧飽和率為（見表1）： 表1 各臺攪拌機所攪拌的溶液含氧飽和率攪拌機號l23456氧飽和率%3545455590100A.金（King）引證的帕丘卡空氣攪拌浸出槽和機械攪拌機所攪拌溶液含氧濃度的變化情況如圖1所示。圖1 帕丘卡空氣攪拌機和機械攪拌機中氧濃度的變化與金溶解的關(guān)系（伍德科克，1949年）三、氰化過程中氰化物

10、的濃度及其控制（一）用作氰化提金的氰化物氰化提金使用的氰化物包括堿金屬氰化物和堿土金屬氰化物。常用的有氰化鈉、氰化鉀、氰化銨和氰化鈣四種。各氰化物溶解金的相對能力決定于單位重量氰化物中的氰根數(shù)量，以及構(gòu)成氰化物的金屬元素的原子價和氰化物的分子量。表2列出了4種氰化物的性質(zhì)和以KCN為100%的溶解金的相對能力。在選用氰化物時必須考慮它們?nèi)芙饨鸬南鄬δ芰?、穩(wěn)定性、價格以及所含雜質(zhì)對金溶解的影響等因素。 表2 四種氰化物的性質(zhì)和對金的相對溶解能力分子式相對分子質(zhì)量金屬的原子價相對溶解量時的相對消耗量相對溶解能力（以KCN為100）NH4CN44144147.7NaCN49149132.6KCN65

11、165100.0Ca（CN）292246141.3盡管氰化提金最初幾乎只使用KCN，但由于它對溶解金的相對能力低且價格貴，故現(xiàn)代提金多使用NaCN有時還使用Ca（CN）2。各工廠使用的氰化鈉是不一樣的，生產(chǎn)中常用的NaCN純度達(dá)94%98%。奧斯特拉里恩（Australian）礦山使用的兩種固體氰化鈉的效果都不錯。使用這兩種固體氰化鈉可降低運輸保存費用。其中一種為白色塊狀體，約含98%的NaCN；另一種為小片狀，它由氰化鈉、氯化鈉、游離堿和碳組成，約含48%的NaCN。加拿大和南非使用一種約含30%NaCN的液體氰化鈉效果也很好。（二）溶液中氰化物的濃度氰化鈉在水中的溶解度在30%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超

12、過氰化作業(yè)實踐中所需要使用的任何濃度范圍。在正常作業(yè)條件下，應(yīng)使金的溶解速度和氰化物消耗量兩者之間達(dá)到平衡。氰化溶液中的氰化鈉濃度通常在0.02%0.1%的范圍（用硝酸銀液滴定），滲濾浸出溶液中的濃度在0.03%0.2%范圍。但應(yīng)指出的是，溶液中游離氰化物的真實濃度通常比滴定值小，因為滴定值中包含有Zn（CN）42和Cu（CN）42這類絡(luò)合物中的氰化物。（三）氰化物濃度的測定測定氰化物的方法，是取澄清溶液試樣，以碘化鉀作指示劑用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液滴定。其反應(yīng)為：2NaCNAgNO3NaAg（CN）2NaNO3AgNO3KIAgIKNO3也就是說，銀和氰化物反應(yīng)生成銀氰絡(luò)合物。當(dāng)試樣中存在的全部氰根與

13、銀反應(yīng)生成銀氰絡(luò)合物后，再滴入的硝酸銀就與碘作用生成碘化銀沉淀，而顯示滴定的終點。這種方法可測定出純氰化液中全部游離氰離子的真實濃度，但任何氰化液中總會存在著未離解的NaCN或Ca（CN)2；況且，用于氰化處理的溶液總含有銅氰絡(luò)鹽和鋅氰絡(luò)鹽，而它們是可以離解放出氰根的。以銅氰絡(luò)陰離子為例，它的離解反應(yīng)為：Cu（CN）43 Cu（CN)32CNCu（CN）32 Cu（CN）2CNCu（CN）2 CuCNCN鋅氰絡(luò)陰離子也同樣能離解釋放出氰根。因此，該法不能確切地指示終點。但鐵氰絡(luò)離子的離解常數(shù)為1037，與Cu（CN）43約為102相比，前者的影響極微。所以，測定溶液中氰根最好是測定“總氰”，即

14、包括游離氰根和呈銅、鋅絡(luò)合物的氰根以及可能以其他化合物形式存在的氰根。但不包括硫代氰化物（CNS）。測定的方法，是取澄清溶液的試樣加酸酸化，經(jīng)蒸餾使生成HCN揮發(fā)并捕集于NaOH溶液中，再用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液滴定之。碘量法測定溶液中的CN濃度，不受Cl和Ag干擾，也允許試樣稍帶混濁。且碘標(biāo)準(zhǔn)液較銀標(biāo)準(zhǔn)液易于保存，濃度較穩(wěn)定，操作簡單。當(dāng)終點判斷把握不住時，還可連續(xù)處理多次，直到滿意為止。試驗者將此法用于堆浸現(xiàn)場分析，在礦石成分不太復(fù)雜時，測定結(jié)果與銀鹽滴定法結(jié)果一致。因而此法用于生產(chǎn)監(jiān)控、氰化鈉質(zhì)量檢測和氰化液配制尤為方便。碘標(biāo)準(zhǔn)液按每升含KI 35g加I2 13g配制，標(biāo)準(zhǔn)濃度用已知濃度的Na3A

15、sO3或Na2S2O3液標(biāo)定。碘量法的定量反應(yīng)為：CNI2CNII當(dāng)?shù)鈽?biāo)準(zhǔn)液C（I2）0.1000molL時，p（NaCN）2.450gL。分析手續(xù)：按試樣NaCN濃度量取50mL左右（低濃度樣取100mL，能測出0.02gL NaCN濃度），置于500mL容量瓶中，加NaHCO3 12g控制堿度，在搖動下以碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至出現(xiàn)與空白試驗一致的淺黃色為終點（空白一般為0.1mL）。對于混濁試樣，可加CCl4 34mL劇烈振搖滴定至有機層呈淺紅紫色為終點。若把握不住，可補加計量的原試樣搖至有機層退色，再用碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定。此操作可反復(fù)進(jìn)行多次，直到終點判斷滿意為止。根據(jù)4個試樣的對比，碘量法的測定結(jié)果

16、比銀量法低0.12%1.34%。（四）氰化物的消耗氰化作業(yè)過程中，每噸礦石氰化物的消耗量在2501000g礦石的范圍，通常為250500g。黃鐵礦精礦和焙砂的氰化鈉消耗量達(dá)26kgt。造成這樣高的氰化鈉消耗量是由于：1、氰化物的自行分解。在調(diào)整溶液時，液中的氰化物會緩慢分解生成碳酸根和氨。但這種損失并不重要。2、水解生成HCN。隨著溶液pH的下降，氰化物通常會水解生成具有揮發(fā)性的HCN而造成損失。其反應(yīng)為：NaCNH2O HCNNaOH而當(dāng)溶液中的pH升高時，氰化物于溶液中分解成游離氰離子。在不同的pH溶液中，氰化物分解生成HCN和CN的比例如圖2。由圖看出，當(dāng)pH為7時，氰化物幾乎全部生成H

17、CN；當(dāng)pH為12時，氰化物幾乎全部離解成CN。二者的分界值約在pH9.3處。圖2 在不同的pH溶液中氰化物生成CN和HCN的比值（威利斯，1948年）由于空氣中帶入的CO2、水中帶入的酸性物質(zhì)以及礦石中所含的無機鹽（如碳酸鹽），或由硫化礦物氧化生成的產(chǎn)物，都會酸化溶液使pH降低，必要時供作業(yè)用的水應(yīng)先用堿處理。HCN的揮發(fā)損失，主要發(fā)生在渣的真空過濾和母液的除氣過程中。3、硫化鐵引起的消耗。硫化鐵能消耗溶液中的氧、堿和氰化物。黃鐵礦通常是不太活潑的，但磁黃鐵礦通常是相當(dāng)活潑的。在反應(yīng)中，氧化生成的Fe2在pH910時能與氰離子生成鐵氰絡(luò)合物。在pH1112時，被氧化的硫容易生成硫代氰酸鹽。但

18、為磁黃鐵礦所消耗的氰化物，在向溶液中加入氧化鉛或其他鉛鹽后就能重新得到利用。4、銅礦物引起的消耗。E.S.利弗（Lesver）和J.A.武爾走（Woolf）所測定的銅礦物在氰化渡中的溶解率（表3），證明很多銅礦物在氰化液中是可溶的。這些銅礦物中，黃銅礦的存在對氰化影響不大。但礦石中含有少量的碳酸銅時，就會因氰化物的消耗過大，成本增加而不能采用氰化法處理。碳酸銅在氰化液中的分解反應(yīng)如下式：2CuCO38NaCN 2Na2Cu（CN）3（CN）22Na2CO3即每1mol（分子）碳酸銅消耗1.117mol（分子）NaCN。表3 一些銅礦物在氰化液中的溶解率礦物名稱組分銅溶解率%2345黃銅礦CuF

19、eS25.68.2硅孔雀石CuSiO311.815.7黝銅礦4Cu2SSb2S321.943.7硫砷銅礦3CuSAs2S565.875.1斑銅礦FeS2Cu2SCuS70.0100.0赤銅礦Cu2O85.5100.0金屬銅Cu90.0100.0輝銅礦Cu2S90.2100.0孔雀石CuCO3Cu（OH）290.2100.0藍(lán)銅礦2CuCO3Cu（OH）294.5100.0試驗條件是將各種銅礦物分別磨碎至0.15mm（100目），與0.15mm的石英砂配制成含銅0.2%的試樣，于0.1%NaCN液中浸出24h，固體物料占9%。5、鋅礦物引起的消耗。鋅礦物可溶于氰化液中，但原料中鋅的溶解率較小。E

20、.S.利弗和J.A.武爾夫測定的鋅礦物在氰化液中的溶解率如表4。在含游離氰離子和氧的氰化浸出過程中，鋅的溶解會導(dǎo)致氰化物的消耗增高：2Zn8CNO22H2O 2Zn（CN）424OH表4 一些鋅礦物在氰化液中的溶解率礦物名稱組分試樣含鋅%鋅溶解率5硅酸鋅礦ZnSiO41.2213.1異極礦（ZnOH）2SiO31.1913.4閃鋅礦ZnS1.3618.4鋅華3ZnCO32H2O1.3635.1紅鋅礦ZnO1.2235.2菱鋅礦ZnCO31.2240.2試驗條件：將各種鋅礦物分別磨碎至100目，加入100目石英砂配制成含鋅1.25%左右的試樣，在0.2% NaCN液中浸出24h，固液比15。6、

21、砷、銻礦物引起的消耗。砷礦物在氰化液中反應(yīng)生成S、AsS3、CNS、S2O32、AsO33和AsO43。銻礦物也反應(yīng)生成類似的物質(zhì)。這些物質(zhì)大多數(shù)容易在pH大于11的條件下形成，并使金的溶解速度降低。但在pH910時加入硝酸鉛（0.150.75kgt）有助于消除這些礦物的有害影響。7、氰化物的機械損失。氰化物機械損失的大小，取決于洗滌水總量、最終的礦漿濃度、最后固液分離的方式和最終殘料中的氰化物含量。當(dāng)廢棄貧氰殘料時，應(yīng)考慮盡可能減少氰化物的這種損失。（五）氰化物濃度的控制大多數(shù)工廠每隔1或2h取溶液試樣用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行人工滴定，并根據(jù)滴定結(jié)果通過人工調(diào)節(jié)氰化物加料機的加料量來控制氰化液中的

22、氰化物濃度。在加拿大，1964年采用連續(xù)自動滴定法來測定溶液中的游離氰離子濃度。1969年開發(fā)了用于測定氰化液中銅氰絡(luò)合物的裝置。G.T.W.奧姆洛德（Ormrod，1974年）等報道了南非成功地使用銀電極和參比電極來指示Kegold系統(tǒng)浸出作業(yè)時的氰化物濃度。近年來，武漢市儀器儀表研究所研制出DWH201型“總氰”測定儀，測量范圍為（0.0026260）106，最大相對誤差10%。赫德利（Hedley）等指出，溶液中的總氰離子濃度與呈銅氰絡(luò)合物的氰離子濃度摩爾分子比必須超過41，金的溶解速度才能令人滿意。四、氰化過程中堿的濃度及其控制在氰化作業(yè)過程中和含氰溶液貯存期間，都必須使溶液中保持一定

23、的游離堿濃度，這就是文獻(xiàn)中所稱的“保護(hù)堿”。它可中和過程中產(chǎn)生的礦酸，防止氰化物的分解損失和產(chǎn)生HCN氣體，以及獲得為使金正常溶解所需的pH值。石灰是大多數(shù)工廠常用的堿，它既便宜，也有助于礦漿中固體物料的凝集，能加速礦漿的濃縮和過濾。（一）石灰的用量和堿度溶液中的石灰濃度極限約含0.15%的CaO。正常作業(yè)時的濃度范圍為0.002%0.012%CaO。這時，相應(yīng)的pH為912。有步數(shù)工廠是在“負(fù)堿度”（即溶液接近微酸性）的條件下進(jìn)行操作的，檢驗時加酚酞后再滴定游離的氰離子濃度。某些工廠的作業(yè)則在高堿度條件下進(jìn)行，這有助于碲化物的分解。大多數(shù)工廠，為了降低氰化物的損失，都在高堿度的條件下進(jìn)行操作。若礦石中的若干硫化物在高pH溶液中更易與氧作用時，則使用低pH的溶液較為有利。為了快速溶解某些礦物中的金，溶液的pH至少應(yīng)保持在9的水平（圖3）。當(dāng)然，為使礦石中若干碲化物快速分解，更需要在高pH的條件下進(jìn)行操作。圖3 若干自然金和純金在不同pH溶液中的溶解速度總之，必須根據(jù)礦石的具體情況來確定溶液的CaO含量或確定礦漿的pH值。另外，當(dāng)使用含有鎂鹽的水時，應(yīng)使溶液中