氰化锌粉置换规范讲义.doc
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1、氰化-锌粉置换工艺技术管理规范讲课讲义1、氰化提金工艺概况1.1黄金生产技术的发展简史自从约5000年前人类认识和利用黄金以来,黄金生产工艺经历了漫长的时期,最初人们长期是从含天然金的河床砂金中获得黄金,天然砂金开采殆尽时,人们又开始了浅层岩金的开采,希腊人在最终富集以前采用简陋的焙烧工艺,将富选矿(即砂金和硫化物),测量称重,放入反应釜中,并按比例放入一定量的铅、盐及少量锡,大麦皮一起搅拌混合,然后置入炉中焙烧熔炼,得到较纯净的金。公元前1000年,埃及人发现了将金与汞混合的混汞法;约公元前700年,土耳其人用盐从金金属中使银生成氯化银出去,生产出第一枚金币,公元前500年,埃及人已知道金银
2、合金工艺。十八世纪中叶氰化法的出现和应用,使世界黄金生产发生了深刻的变革。直到今天氰化法仍是世界最普遍采用的的方法。第二次世界大战后,炭又再次被利用于金氰化工艺中,这是由于研制出了颗粒状活性炭及活性炭的淋洗方法,并使其可循环利用。在美国霍姆斯特克矿成功应用了炭浆法(CIP)之后,世界范围的一些矿石也相继的采用了炭浆法和炭浸法(CIL)。因为这种工艺的设备费和生产费用均低,约是锌粉置换法的6090。80年代以来,世界黄金提取技术的研究与开发十分活跃,其重点是“难处理”矿石的处理与利用。焙烧法在处理难处理矿的预处理的中普遍得到了应用。1949年加拿大的大耶洛奈夫首先使用流化床焙烧法焙烧浮选精矿以来
3、,许多国家和地区都建立了金精矿焙烧工厂。1988年美国默克尔建立了第一座金矿石非酸性加压氧化厂,这种方法适合处理含碳酸盐高的矿石。更新一代的预氧化技术是微生物湿法化学氧化(细菌氧化)。随着金矿石难处理性的增大和环保日益严格的要求,人们正寻求能用于酸性介质以避免氧化后产物的碱性氰化处理所需要的高中和费用的浸出剂,以及相应的氰化提金技术。虽至今仍未实现工业应用,但这毕竟是提金技术的一个重要发展方向。微生物浸出是利用微生物(细菌)的氧化作用选择性溶解矿石中某组分的工艺过程,既可以用来提取金属,也可以用来除去矿石中的有害干扰组分。难浸金矿往往是因为金属中硫化矿对金形成包裹的原因,细菌氧化可以破坏这些金
4、属硫化矿,从而提高金的氰化浸出率。对金属硫化矿通常采用氧化铁硫杆菌或嗜热硫杆菌。细菌冶金的问题包括细菌的采集、分离和培养以及为了适应建厂地区的环境对细菌进行训化。这种方法处理复杂含矿我国处于世界领先水平。但采用细菌浸出对矿石的要求是有条件的,如果矿石中含硫很高并含有铜等有价金属,采用该方法会产生大量的硫酸盐和稀酸,不但硫、铜、砷等无法回收,还要用大量的石灰进行中和,产生大量的渣,增加了渣堆场的容积。从已投入生产的几个企业来看,综合回收和经济效益并不理想。压热氧化浸出就是通过提高温度和通氧气来增大有价金属或有害金属在浸出剂中的溶解度,从而加速浸出反应的过程。这一方法使难浸金矿中硫化物及含砷化合物
5、被氧化成硫酸和砷酸盐,使金粒暴露出来便于氰化浸出。压热氧化浸出是在压力为20kg/cm2。温度为180200的条件下进行的。对设备材料、机械加工、自动化仪表及控制、操作技术水平都有较高要求。我国在镍冶金方为得到广泛应用,但在黄金冶炼方为尚处在研究阶段。本方法只适用于原矿,不适于选矿的精矿。尽管有人提出催化氧化法以降低浸出温度和压力,但对材料、配套设备、自动化仪表及控制综合研究不足,没有达到预期的效果,因规模小,经济效益也不好。造琉捕金适应性更为广泛,尤其针对难处理矿各元素回收率高,不使用氰化钠等更能适应严格的环保要求。1.2黄金生产工艺概述1.2.1破碎与细磨矿石的破碎与细碎,以及精矿的细磨,
6、主要是为了解离金、含金矿物以及其他有经济价值的金属,最佳细碎粒度受各种经济因素的限制,如金的回收率,加工费用和细碎费用之间的平衡。物料破碎分为三段:粗碎至150125mm,中碎至10025mm,细碎至205mm。矿石主要采用各种破碎机,如鄂式破碎机、圆筒破碎机、锤碎机等。1.2.2 筛分与分级筛分是为了从破碎后的矿石中,分出细粒产品。按目的不同,可分为预先筛分、检查筛分、准备筛分和最终筛分。筛分可实现一下功能:(1)跟据后续加工过程按粒极分别处理的要求,对物料进行分级。(2)从矿浆和溶液中通过筛分过程分离出吸附剂。(3)用于尾矿构筑中尾矿的分级。1.2.3 选矿在金的提取流程中,选矿作为一种颗
7、粒金回收的方法,或在氰化之前作为“预富集”手段而被广泛应用,其主要作用是:(1)通过重选或混汞回收游离金和与重矿物伴生的金。(2)用浮选法剔除部分品味低但对下步金提取会产生副面影响的组分,如消耗氰化物的硫化物、吸附金的含炭物质、耗酸的碳酸盐。(3)优先浮选,例如金、含金黄铁矿、砷黄铁矿的分离。1.2.4 预氧化处理用常规浸出法处理时,金回收率低,或是试剂消耗过高的矿可采用预氧化处理的方法,使金变得适合于氰化浸出。局部氧化适合于钝化难处理矿石,解离出与特定矿物伴生的金,或是解离出在硫化物中的、在优先氧化部位的金。全部氧化通常用于嵌布细粒金的,或完全与之伴生的硫化物矿。焙烧氧化法用来处理含硫化物、
8、砷化物、炭质及碲化矿物的矿石和精矿,在世界范围内以应用了几十年。而且被证明是可行的方法。生物氧化以被用于处理含硫化物和砷化物的浮选精矿,尽管氧化速度较慢,但与焙烧法和加压氧化法比较,具有费用低、有利于环保因此有一定的推广价值。1.2.5浸出所有湿法冶金中,金的提取都采用浸出步骤以获得提取回收金的含金溶液,目前仍采用稀的碱性氰化物溶液作为溶解金的浸出溶液。金的氰化浸出有两种基本方法:搅拌浸出和堆浸。这两种方法提金原理相同,所不同的只是矿石的最终处理粒度及浸出作业不同。(1)搅拌浸出搅拌浸出是在混合搅拌槽中进行的,一般要求矿石粒度达80150m(100目)和804m(400目)之间。矿石和氰化物溶
9、液皆在动态中将金浸出。浸出时用空气或机械搅拌使固体保持悬浮状态。影响氰化浸出的因素较多,标准氰化浸出工艺条件下,矿将浓度为3550,pH值用石灰调至9.511.5之间、氰化物浓度为0.020.1,通空气或纯氧以保持浸出时足够的溶解氧(通常条件下,氧在水中最高溶解度为510mg/L)温度2145,浸出时间2440h。(2)堆浸堆浸工艺是先将破碎后的矿石堆放于不透水的底垫上,然后将氰化溶液喷洒到矿堆的顶部,氰化物溶液渗透过矿石堆并将金浸出来。一般情况下,堆浸时矿石粒度为1025mm,堆浸时间6090d,金的浸出率一般为70。1.2.6固液分离固液分离在提金过程中有着重要意义,浸出矿浆经固液分离才能
10、获得供下一步回收金用的澄清贵液,而为了提高金的回收率,需对固液分离后的固体进行洗涤,以尽量回收固体部分所夹带的含金溶液。生产中用倾析、过滤法和流态化法(试验采用流态化洗涤塔代替浓密机进行洗涤和液固分离。由于流态化洗涤塔系运用逆流原理,传质效率高,可以使洗涤过程得到强化。)进行浸出矿浆固液的分离与洗涤。倾析法分为连续倾析法和渐断倾析法两种。前者在澄清器或浓密机中进行,后者多在几台单层或多层浓密机中以连续逆流方式进行。矿浆或者浑浊溶液分离还能涉及到多种化学药品及其组合应用。这些药品包括pH调整剂(如氢氧化钠、氢氧化钙、及硫酸)、絮凝剂、凝结剂及粘度调整剂。它们都会对下步过程有明显影响。1.2.7回
11、收从浸出液或通过中间富集及纯化阶段回收金,是应用化学的或电解的还原过程实现的。对于稀的浸出液,一般直接采用锌粉置换沉淀方法回收金,但电积法不适用,因为在稀溶液中电流效率很低而且处理体积很大的浸出液需要很大的电解槽;因此,一般都采用锌粉置换的工艺。1.2.8 精练提纯金银有火法、化学法和电积法。目前采用电积法,其特点是操作简单、原材料消耗少、效率高、产品纯度高、劳动条件好,且能综合回收铂族金属。其次采用化学提纯法,如硫酸浸煮法、硝酸分银法和王水分金法等,主要用于某些特殊原料和特定流程中。火法为古老的金银提纯方法,目前一般不在使用。1.2.9 废物处理/处置废料可用解毒法或回收有价值废料组分的处理
12、办法。一般步骤是:试剂回收和循环;金属的回收;去毒性。前两步骤主要用于提高经济效益,并可能去处一部分毒性,改善环境。当废物含毒物量超过法规允许的范围时,或者废物需要在工艺过程中有效循环使用时去毒是非常必要的。1.3氰化浸出锌粉置换的理论基础1.3.1氰化浸出理论基础在含氧的氰化物溶液中金的溶解,称为氰化浸出。贵金属金和银是化学性质很稳定的元素,它很难氧化,在绝大多数的溶剂中也不会溶解。人类在十八世纪中叶就发现了金、银和铜等金属能够溶解 于氰化物的水溶液中,同时也确定了有空气存在的作用和温度对溶解速度的影响。1.3.1.2金溶解的化学的化学反应金对电子就有很强的亲合力,因此它的电离氧化过程需要很
13、大的能量。在氰化过程中,金在形成络合离子之间,先转化成离子状态,然后再形成金的络合离子。同样,对于银:在氰化物溶液中,当有氰存在时,金溶解可以用下面的反应方程式表示:或反应式分两步进行:如果用热力学反应式,金的溶解则可以写成: 卡; 卡; 卡;以上三式相加:卡;这个反应的平衡常数 。对于银在氰化物溶液中得溶解,反应方式与金相似,而卡和。为了使金、银得到较快的溶解速度,合理的条件既不单是溶解氧的浓度,也不单是游离氰化物的浓度,而是两者浓度的比值。因此,如果只是片面的强调充气而忽视了游离氰化物的浓度,或者加入过量的氰化物,而溶液中的氧含量低于理论值,对提高金、银的浸出速度都是成效不大的,都会造成充
14、气动力或氰化物的浪费。1.3.2置换理论基础当向溶液中加入锌后,金被锌置换转换化为金属状态而析出,同时锌溶解于碱性的氰化物溶液中。锌置换的过程是电化学反应过程,金的沉淀是由于生成电偶的结果,该电偶为锌铅电偶,锌为阳极,铅为阴极。铅的来源除矿石含有外,主要是向锌的产品中加入的铅或置换过程中加入可溶性铅盐。金氰络合离子在电偶电流的作用下,必然向阳极移动与锌作用,使锌以氰锌络合离子状态进入溶液中,而金被还原沉淀出来,其反应式为:锌同时也部分溶解于碱性的氰化物溶液中其反应过程为:水解离过程产生氢离子,其反应式为:氢离子在阴极还原析出,反应式为:综合以上反应,可得出下列反应式:当溶液中有氧存在时,锌被氧
15、化: (白色)在低浓度氰化物溶液中,氢氧化锌和氰化锌沉淀会沉积在锌的表面妨碍金的置换,所以金的置换过程中,要保持溶液中有一定的氰化物和碱的浓度,避免和的生成,使金的置换过程顺利进行。1.4工艺流程图2、原料管理 对于买矿型企业来说至关重要,原料的品质,适应性,品位误差,细度,含杂等方面都直接影响到元素回收率和企业的经济效益。2.1地磅房原料质量把关采样,水分测定,试样加工,加工室样品传递,实验以及原料进厂过程中争议的处理等。夹杂:是指在金精矿中混入石块、木屑、石灰、塑料袋、草袋等杂物。混装:是指把不同种类的金精矿混装在一车之上,从外观判断主要有不同粒度的混装,不同颜色的混装等种类。氰化渣:主要
16、是指经过氰化处理的矿因技术问题没有被有效浸出的金精矿,主要判断的依据是PH是否超过正常的范围。当发现金精粉PH值大于8.5时要取样送安全环保处监测站化验金精粉含氰化物品位,作为最终判断的依据。样品的加工2.2原料库存的管理原料仓库应严格按供货单位和批次将进厂原料分别堆放,并在醒目的位置插放标识,严禁混合堆放。建立原料库存台帐,台帐的内容应包括入库,出库和库存三个大项。根据生产需要按照精矿实验报告单认真配矿。没有出具精矿实验报告单的精矿严禁进入流程。配矿数据要建立台帐,配矿单台帐应包括各配入矿的仓位、干量、品位、金属量、浸出率和配成矿的仓位、品位、金属量、干量、浸出率等。2.3岗位技术造作规程2
17、.3.1原料库管岗位技术操作规程运输金精矿的车辆,经质检化验部检斤、采样后,进入分厂原料仓库,库管员根据传递卡的内容对来矿车号、重量等进行登记。初步判断来矿品位,分类堆放,并进行编号。卸完车,检查矿已卸完,车已冲净后,库管员按规程在传递卡上加盖入库章及库管员章后,运矿车辆方可驶离仓库。库管员每天对入库原料进行结算,填写金精矿入库日报表并上报分厂。库管员要及时了解原料库存情况,并上报有关单位。2.3.2配矿岗位技术操作规程配矿前根据公司原料相关规定,检查原料是否符合要求,确定原料的堆放地点。根据配矿技术指标确定所需的组分、重量,编制配矿单。配矿单经批准后,指令铲车根据要求,将确定的原料进行配矿。
18、原料经配矿后必须均匀。经混合均匀的原料送至供矿岗位。2.3.2.1技术指标:粒度要求:大于200目 占80元素要求:AuAgCuPbS备注3845g/t 50150g/t0.82.1%210%视情况而定其他有害元素均不含有2.3.3供矿球磨岗位技术操作规程:熟悉皮带输送机、球磨机等设备、用途、操作及安全操作规程;要求均匀连续供矿,保证矿浆浓度在2225%;白灰和化肥要适量连续加入,保证PH值在10.511.5;每班每隔一个半小时测定一次调浆浓度;旋流器底流浓度22%。2.3.3.1技术指标:矿浆浓度:2225%矿浆PH10.511.5化肥加入量:2.5Kg/吨3、浸出洗涤3.1氰化浸出洗涤作业
19、过程控制3.1.1、作业要求:控制浸出矿浆浓度、氰根浓度、保护碱浓度和矿浆中溶氧量,确保生产正常进行;控制各洗涤作业矿量水量均衡稳定、严格控制洗水量和矿浆浓度,以保证洗涤效果;3.1.2工艺流程:金精矿 (经磨矿)一段浸出一段洗涤二段浸出二段洗涤过 滤贵液尾渣滤液贫液金精矿常规氰化浸出洗涤工艺流程图见下图。3.1.3工艺控制条件及指标(参照下表5据实填写): 浸出洗涤作业指标要求 表5作业名称给矿浓度排矿浓度(CN-)浓度碱浓度风量贵液品位一 浸二 浸一 洗二 洗过 滤 3.1.4操作控制 1.设备操作按浸出洗涤设备操作规程进行。生产过程必须遵守选矿安全规程GB18152-2000。设备运转情
20、况记录在浸出洗涤设备运转记录上;2.产品检验由测定员负责,发现不符合要求的产品,测定员要及时通知操作工进行调整并记录,从而保证浸出洗涤作业运行条件正常,生产结果达到要求。3.2浸出岗位技术操作规程3.2.1开车前的准备工作检查浸前浓密机、各浸出槽、搅拌槽叶片、搅拌机等各部件是否完好,螺丝是否紧固,润滑情况是否良好;检查油箱内油位是否适中,以确保设备运行中充分润滑;检查浸前浓密池、浸出槽内是否有杂物,并将之清理干净;开启罗茨风机,往浸出槽输送空气;开启氰化钠泵,输送氰化钠溶液,并检查各槽的加药管及阀门是否完好畅通;通知洗涤岗位开启各浓密机耙架并进行升降,使之空载运转,检查是否运行可靠;确认各部位
21、无误后,将9m浓密机和7.5m浓密机内加入清水或贫液,使之呈满溢状态;通知铅浮选岗位做好接送矿准备。3.2.2开车步骤接到供矿球磨岗位送矿指令后依次开启浸前浓密机,输送泵,1#8#浸出槽搅拌机,浸前浓密机准备接矿;待浸前浓密机开始输送矿浆后,使矿浆依次(1至8槽)流入到浸出槽;在向8个浸出槽打入矿浆的同时,同时注入氰化钠溶液,控制量的大小,通知化验班检测各浸出槽氰化钠浓度以及1#槽矿浆浓度,使之符合工艺要求。待8#槽内矿浆即将打满,通知氰化洗涤岗位准备接收矿浆;通知置换岗位做好接收贵液准备,待6m浓密机溢流流出后,开启溢流阀门使贵溢流至贵液前液槽;经8#调浆槽搅拌后,将矿浆打入氰化洗涤9米浓密
22、机进行洗涤。3.2.3停车步骤通知供矿球磨机岗位停止输送矿浆;依次关闭1#8#各槽的加药阀门,停止加入氰化钠溶液;待6m浓密机底流浓度降至控制范围之下后,将6m浓密机打循环或停泵;通知洗涤岗位停止输送洗水。各底流泵在停止运转前,要用清水浆管道冲洗干净。3.2.4工艺指标浸出槽NACN浓度2.53.5。 浸出槽PH值1011。 CaO浓度:0.81 。 矿浆浓度:3842%。浸出时间:48小时。 细度:400目80%3.3洗涤岗位技术操作规程3.3.1开车前的准备工作:检查各浓密池内是否有杂物,如有则清理干净;检查各浓密机底流球阀是否灵活可靠,确认无误后将球阀关闭;开启各浓密机耙架使之空载运转,
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