第9章炭浆法.ppt

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资源描述

1、1,第9章 炭浆法,9.1 活性炭 9.2 活性炭吸附金的机理 9.3 从氰化物溶液中吸附金 9.4 炭浆工艺 9.5 炭磁法,炭浆法氰化提金简史,2,1985年,我国在灵湖矿和赤卫沟矿建成炭浆提金厂, 此后,相继建成十几座炭浆提金厂,1934年,齐普曼直接加木炭从氰化浸出矿浆中吸附金,炭不循环使用,1952年,扎德拉(Zadra)发现:热NaOH+NaCN溶液可从载金炭上 解吸金。奠定了当代炭浆工艺的基础活性炭实现了循环使用,1961年,美国科罗拉多洲卡林顿选金厂首次用炭浆工艺进行小规模生产,1973年,美国南达科它洲霍姆斯特克金矿选矿厂首次用炭浆法 进行生产,矿石处理量为 2250 t/d

2、; 之后,在美国、南非、菲律宾、澳大利亚、津巴布韦等 国相继建成几十座炭浆提金厂,1847年,莱扎斯基首次发现活性炭能从含金溶液中吸附金,1880年,澳大利亚广泛使用活性炭从溶液中吸附回收金;但仍不能解决传统氰化法中的液固分离问题,3,活性炭:多孔的炭质吸附剂,制备活性炭的材料:煤质类、果壳类、木质类及高分子类等,9.1 活性炭,制备的方法:在隔绝空气条件下加热到800-900 oC,微孔直径0.5-2 mm,比表面400-1000 m2/g,4,5,1)以金属被吸附: 表明有黄色金属金,X射线光电光谱中金的表观价态为+0.3价,解吸剂非氰化物不可。但一氧化碳和碳都不能还原Au(CN)2-。

3、(2)以Au(CN)2离子吸附:活性炭与氧接触,形成具有碱性特征的表面氧化物,氧结合不牢固,以电离出氢氧根,使炭表面存在带正电荷的格点。但Cl-和ClO4-并不降低其吸附容量。 (3)以Mn+Au(CN)2n-离子对被吸附:中性分子(如煤油)存在会使金的吸附量下降。M为碱土金属,是表面吸附作用和沉淀作用综合的结果。 (4) 以AuCN被吸附:由氧化或酸分解作用产生AuCN,pH越低吸附容量越大,9.2 活性炭吸附金的机理,6,综合机理: (1)在炭的巨大内表面上或微孔中,吸附Mn+Au(CN)2n-离子对或中性分子,并随即排出Mn+; (2) Au(CN)2化学分解成 不溶性AuCN ,并保留

4、在微孔中; (3) AuCN混合物部分还原成某种0价或1价的金原子,7,9.3 从氰化物溶液中吸附金,堆浸或渗滤浸出的含金、银浓度低且杂质含量高。用锌置换或 离子交换树脂法沉金效果都不好。而活性碳具有较高的选择性, 且吸附彻底。 吸附方法: 1、渗滤法 活性碳用量少,但如果有矿泥等细物料会堵塞炭层。 2、沸腾层吸附法 要考虑四个因素。 每吨活性炭吸附2-5 kg金或银比较合适。 3.35-1.0 mm炭粒悬浮流速17 L/(m2s) 1.4-0.6 mm 10 L/(m2s) 静止时活性炭的高度不大于直径的3倍,塔高为炭层高度的 2.5-3倍,8,日处理5000t矿石氰化浸出时的金分布图,9,

5、大规模堆积使用吸附槽:高度为1.5 m,炭层0.6-0.7 m,炭重290-370kg/m2。 流速保持在600-1200 L/m2min。 小规模常采用吸附塔:装活性炭25-30 kg,9.4 炭浆工艺,10,把氰化浸出槽排出的矿浆,送到吸附槽用活性炭吸附矿浆中的 金银的方法,称为炭浆法(CIP)。 把活性炭投入氰化浸出槽中,使氰化浸出金与炭吸附金在同一 槽中进行的方法,称为炭浸法(CIL)。 当前,它已成为新建金矿的首选方法,世界产金量一半以上是 用该法生产的,11,吸附提金的优点,取消了繁杂昂贵的浮选富集工序和矿浆固液分离工序。占地少,基建投资可节省10%。 在处理低品位难选原矿时,可获

6、得较高的金回收率,尤其适合处理含泥多、难于沉降和过滤、细泥吸附已溶金的矿石。即使对含铜等杂质较多的溶液,对锌置换不利,但不影响吸附。 金的纯度高,熔炼是熔剂消耗少,金随炉渣和烟气的损失也少,12,炭浆工艺原则流程,13,图9-4 典型炭浆法流程示意图,14,典型炭浆工艺由预筛、氰化溶出、吸附、解吸、电解和炭的 再生等几个主要作业组成,1、预筛 用28目的筛子除掉杂物,避免与载金碳混合。特别是木屑,会堵塞后面 筛子,且吸附金造成损失。 2、吸附 20目的活性炭逆流吸附。中间筛为20目,最后用28目的筛子检查筛分。 一般每升矿浆加炭40g左右,吸附槽4-7个,吸附率达到99%。 与离子交换和溶剂萃

7、取类似,炭对金的吸附平衡容量与溶液中金的浓度成 正比。降低尾矿含金量必须有较长的浸出时间和增加矿浆中的炭浓度。 炭浸法通常是前两个槽不加炭,增加炭的载金量,15,吸附系统的影响因素,16,炭吸附系统设备要求: (1)在吸附槽内炭和矿浆最充分的接触。 (2)载金炭和矿浆在筛上进行最有效的分离。 (3)尽可能地减少整个吸附系统内炭粒的磨损。 (4)在吸附槽内应尽量避免矿浆发生短路现象,17,3、解吸 (1)常压解吸法 85 0C下,用1%氰化钠和1%氢氧化钠,24-60h解吸。 或95 0C下,用4%氰化钠和2%氢氧化钠,12-14h解吸。 (2)酒精解吸法 80 0C常压下,用0.1%氰化钠、1

8、%氢氧化钠、20%体积 的酒精,5-6h解吸。缺点是易燃,费用高,需回收。 (3)高压解吸法 160 0C、3.5*105Pa下,用0.1%氰化钠、1%氢氧化钠、 2-9h解吸,或用含1%氰化钠和5%氢氧化钠溶液预处理后5倍 炭体积热水解吸 优点是试剂消耗少解吸时间短,但需高压,减压前需冷却,18,活性炭再生的原因:炭粒污染,对贵金属的吸附活性降低。 炭的再生分两步进行: 第一步 酸洗除去CaCO3及大部分贱金属络合物。 用 稀HCl或HNO3浸洗活性炭,后经中和、水洗至中性。 可安排在三个地方。 过程中可能会产生剧毒的HCN气体,应加以防护。 第二步 加热活化,除去炭粒中的其它无机和有机杂质

9、。 将活性炭在间接加热的回转窑中隔绝空气加热至6500C 左右,持续30分钟,后经风冷或水冷。20目过筛,水洗,4、电解 略 5、炭再生,2.6.3 炭浆工艺的主要影响因素,19,炭浆工艺氰化浸出系统的影响因素与搅拌氰化浸出相同,炭浆工艺吸附系统的影响因素,炭浆工艺范例 (美国霍姆斯特克矿业公司莱德矿,20,9.5 磁炭法,21,磁性活性炭的制备,磁炭法:磁性炭浆法。 操作与炭浆法和炭浸法基本相同,但由于可采用弱磁选机回收浸出吸附尾浆中的载金细粒炭,因此磁炭工艺可克服活性炭易磨损而造成细粒载金炭损失的缺点。 磁炭组成:活性炭65%,磁铁粉20%,粘合剂15,22,磁碳法工艺流程,23,第10章

10、 树脂矿浆法,24,10.1 离子交换树脂及交换反应 10.2 吸附流程 10.3 树脂再生 10.4 金、银电积 10.5 树脂矿浆法与炭浆法的比较,25,树脂矿浆法: 是用离子交换树脂从浸出矿浆中提取已溶 目的组分的工艺方法,适用:传统氰化工艺难于处理的含有粘土、石墨、沥青页岩、 氧化铁等天然吸附剂的矿石和砷金矿石等复杂金矿石,树脂矿浆法 包括,树脂矿浆法的工艺包括: 原料准备氰化浸出矿浆吸附载金树脂的解吸、再生 贵液电积等作业,10.1 离子交换树脂及交换反应,26,树脂对Au(CN)2的吸附为阴离子交换过程,其他金属的络阴离子也同时被吸附,如:Zn(CN)42 ,Cu(CN)32 ,

11、Fe(CN)64以及 CN,CNS-等。 选择性差导致从矿浆中吸附到树脂的杂质比金高几倍。 吸附能力强弱:Au(CN)2Zn(CN)42Ni(CN)42 Ag(CN)2Cu(CN)32 Fe(CN)64,27,图10-1树脂吸附处理金矿的典型工艺流程,10.2 吸附流程,28,1) 帕丘卡氰化搅拌槽,29,2) 帕丘卡吸附浸出槽,30,吸附浸出时氰化物浓度为0.01-0.02%,比传统氰化法低得多(0.03-0.05%)。 原因:1,降低树脂的吸附; 2,降低杂质的浓度和种类,31,1) 洗涤除泥和木屑:载金饱和树脂于再生柱中,用热水进行逆洗,2) 氰化除铁铜:5%NaCN解吸除去树脂中的铁、

12、铜等的氰络合物,3) 水洗氰化物:用清水洗除树脂床中的氰化物溶液,4) 酸处理除锌、钴和破坏CN-: 用20-30g/L H2SO4解吸除去锌和部分钴的氰络合物并 使CN-呈HCN气挥发,10.3 树脂再生,32,6) 洗除硫脲:用清水洗除树脂床中残存的硫脲,起回 收与降低吸附干扰的作用,7) 碱处理转型:用3-4%的碱除去树脂相中吸附的硅酸盐, 并使树脂由SO4 型转变为OH 型,8) 洗涤除碱:用清水洗除树脂床中的碱液,5) 硫脲解吸金:5060,用3% H2SO4+9% SCN2H4解吸金,33,树脂矿浆工艺的主要影响因素: 离子交换树脂的类型; 吸附时间; 离子交换树脂的加入量; 吸附

13、周期; 离子交换树脂的流量,10.4 金、银电积,34,1)置换沉积法 用锌、铝、铅来置换硫脲解吸液中的贵金属。金、银含量不超过15-20%。 (2)碱沉淀法 50-600C下加碱,氢氧化物再过滤、灼烧,得含金36-50%的烧渣。 (3)电积法 最合理的方法,优点是贵金属品位高,试剂消耗低。 具体工艺略,35,10.5 树脂矿浆法与炭浆法的比较 1、树脂矿浆法的吸附速度比炭浆法快,载金能力也强; 2、树脂法常温即可解吸,而活性炭要加温解吸; 3、树脂易再生,活性炭再生困难,需一套活化设备; 4、树脂不吸附钙,而活性炭吸附钙; 5、活性炭价格比树脂低,但活性炭易磨损,每吨磨损活性炭50-100g,而树脂为10-20g; 6、活性炭对金、银的选择性好,而树脂则较差; 7、树脂对CN-的吸附容量大,因而污水易处理; 8、树脂矿浆可以处理含碳的金矿,36,本章结束

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