論文
技術(shù) | 難處理金礦——之“造锍捕金”法
更新時(shí)間：2022-03-08 關(guān)注：3702
前言
當(dāng)今世界，金作為一種特殊的金融戰(zhàn)略儲(chǔ)備，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著十分重要的影響。除此之外，金還以極其優(yōu)異的物理化學(xué)性能，在裝飾、航空航天、電子通信等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，金的需求越來(lái)越大，傳統(tǒng)易處理金礦資源日漸枯竭，將逐漸不能滿足社會(huì)對(duì)金日益增加的需求，因此對(duì)于從相對(duì)難處理的金礦資源中提取金成為全世界廣泛研究的課題。之前已經(jīng)對(duì)難處理金礦提金的傳統(tǒng)方法有過(guò)簡(jiǎn)單的介紹——難處理金礦的浸金工藝這里再詳細(xì)介紹一下目前比較**的“造锍捕金”方法處理難處理金礦的原理和工藝。
“造锍捕金”這種說(shuō)法來(lái)源于氧氣底吹銅熔煉或鉛熔煉技術(shù)中，產(chǎn)物銅锍或者鉛锍能夠捕集其中的貴金屬，包括Au、Ag、鉑族金屬等。關(guān)于富氧底吹造锍捕金的原理尚無(wú)定論，文獻(xiàn)報(bào)道較少，并且從熱力學(xué)計(jì)算或通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究也有較大難度。
劉時(shí)杰在《鉑族金屬冶金學(xué)》中認(rèn)為賤金屬捕集貴金屬的原理是“鉑族金屬和金、銀與鐵及重有色金屬銅、鎳、鈷、鉛具有相似的晶格結(jié)構(gòu)和相似的晶格半徑，可以在廣泛的成分范圍形成連續(xù)固溶體合金或金屬間化合物，因而熔融狀態(tài)的賤金屬及其二元或多元合金是貴金屬的有效而可靠的捕集劑”。
黎鼎鑫等在《貴金屬提取與精煉》中指出原子半徑也起一定作用，指出“銅是體心立方結(jié)構(gòu)，原子半徑也與鉑族金屬接近。與鉑、鈀、銠都能形成固溶體，且可溶解一定量的銥”。
周公度等在《結(jié)構(gòu)化學(xué)》中提出了賤金屬捕集貴金屬是一種高溫萃取過(guò)程的觀點(diǎn)，并以二硫化碳可以從含碘的水溶液中萃取碘為例，認(rèn)為鉛可以捕獲貴金屬是因?yàn)橘F金屬易溶解在鉛中，像碘易溶解在二硫化碳中一樣。
中國(guó)工程院院士陳景指出這些觀點(diǎn)均是以貴金屬和賤金屬的晶型、晶胞參數(shù)、原子半徑等物理特性參數(shù)相同或相近，作為賤金屬可以捕集貴金屬的“原理”，但他認(rèn)為這些參數(shù)不能作為捕集原理的充要條件。他從微觀層次討論火法熔煉過(guò)程中賤金屬相及锍相捕集貴金屬的原理，指出捕集作用的發(fā)生是由于熔融的渣相和賤金屬相兩者的組成結(jié)構(gòu)差異很大。渣相由脈石礦物成分SiO2、MgO、CaO以及熔煉中產(chǎn)生的FeO所組成。它們形成熔融的硅酸鹽，是一種熔融的玻璃體。渣相靠共價(jià)鍵和離子鍵把硅、氧原子和Ca2+、Mg2+、Fe2+等離子束縛在一起，鍵電子都是定域電子。因?yàn)橘F金屬的價(jià)電子或原子簇表面的懸掛鍵不可能與周?chē)亩ㄓ螂娮影l(fā)生鍵合，貴金屬原子在熔渣中不能穩(wěn)定存在。而金屬相靠金屬鍵把原子束縛在一起，原子間的電子可以自由流動(dòng)，貴金屬的鍵電子可以和周?chē)v金屬原子的鍵電子發(fā)生鍵合，分散進(jìn)入具有無(wú)序堆積結(jié)構(gòu)的熔融賤金屬相中，并且可降低體系自由能。锍在高溫下具有相當(dāng)高的導(dǎo)電率（數(shù)值在103～104S/cm范圍），且溫度系數(shù)呈負(fù)值，屬電子導(dǎo)電。因?yàn)槿埏车男再|(zhì)類(lèi)似金屬，因此，在造锍熔煉過(guò)程中，貴金屬原子進(jìn)入熔锍而不進(jìn)入熔渣。并且由于貴金屬的電負(fù)性及標(biāo)準(zhǔn)電極電位高，貴金屬化合物在還原熔煉中將先于賤金屬化合物被還原；在氧化性熔煉中將后于賤金屬被氧化。因此，在硫化礦的冶煉過(guò)程中，貴金屬原子**入锍相，后進(jìn)入粗金屬，最后進(jìn)入陽(yáng)極泥。
以銅锍捕金為例，將含金難處理精礦與銅精礦混合，采用氧氣底吹煉銅-陽(yáng)極泥處理的的方法提取難處理金礦中的金。
在1150℃～1250℃的高溫下，使含金銅精礦（銅精礦和難處理精礦）、石英石、渣精礦等配料，與鼓入的富氧空氣在底吹熔煉爐內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，爐料中的硫化亞銅（Cu2S ）與未氧化的硫化亞鐵（FeS)形成的以Cu2S-FeS為主，并溶有金、銀等貴金屬和少量其他金屬硫化物（如ZnS、PbS）和微量鐵氧化物（FeO、Fe3O4）的共熔體——銅锍，而爐料中的脈石成分（SiO2、CaO、MgO、Al2O3）與FeO一起形成液態(tài)爐渣（以鐵橄欖石2FeO·SiO2為主的氧化物熔體）。銅锍與爐渣并不相熔，且爐渣的密度比銅锍小，從而達(dá)到分離。
銅锍經(jīng)過(guò)一系列處理之后，銅成為成品——陰極銅，而金、銀等貴金屬富集進(jìn)入陽(yáng)極泥中待回收。
含金銅精礦工藝流程
某企業(yè)含金銅精礦的主要成分見(jiàn)表1
某企業(yè)銅锍的成分見(jiàn)表2：
某企業(yè)粗銅的主要成分見(jiàn)表3：
由此可見(jiàn)，原料中難處理金礦中的金通過(guò)“造锍捕金”技術(shù)富集起來(lái)，進(jìn)入銅锍，再進(jìn)入粗銅，最后在電解工藝中進(jìn)入陽(yáng)極泥。
陽(yáng)極泥處理采用加壓浸出、合金吹煉、銀電解、金精煉生產(chǎn)金錠、銀錠等。陽(yáng)極泥首先在加壓浸出工段經(jīng)預(yù)浸、加壓浸出，浸出礦漿經(jīng)過(guò)濾后，濾液返回電解車(chē)間，濾渣經(jīng)過(guò)濾、干燥后送合金吹煉工序氧氣斜吹旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐。產(chǎn)出的金銀合金板，送銀電解槽處理。銀電解產(chǎn)出銀錠及陽(yáng)極泥，陽(yáng)極泥采用氯化法生產(chǎn)金錠。
陽(yáng)極泥處理生產(chǎn)金銀的工藝流程：
某企業(yè)陽(yáng)極泥的主要成分見(jiàn)表4：
隨著礦產(chǎn)資源的不斷開(kāi)發(fā)利用，傳統(tǒng)易處理金礦資源日漸枯竭，“造锍捕金”能夠?yàn)殡y處理金礦中金的提取提供新的思路和方法。與傳統(tǒng)方法相比，難處理金礦的提金工藝是以銅冶煉工藝流程為主線，同時(shí)富集和回收貴金屬，具有環(huán)保、高效等特點(diǎn)，是未來(lái)難處理金礦提金技術(shù)的重要解決方案。
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