贵金属冶金学10树脂矿浆法课件.pptx

1、贵金属冶金学贵金属冶金学第第1010章章 树脂矿浆法树脂矿浆法内容提要内容提要树脂矿浆法树脂矿浆法： 是用是用离子交换树脂离子交换树脂从浸出矿浆中提取已溶从浸出矿浆中提取已溶 目的组分的工艺方法目的组分的工艺方法。适用适用：传统氰化工艺难于处理的含有粘土、石墨、沥青页岩、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。氧化铁等天然吸附剂的矿石和砷金矿石等复杂金矿石。 吸吸附附提提金金。：边边氰氰化化浸浸出出，边边树树脂脂加加树树脂脂吸吸附附提提金金；：氰氰化化浸浸出出后后)sin(Re)sin(ReLeachinRILPulpinRIP树脂矿浆

2、法树脂矿浆法 包括：包括：树脂矿浆法的工艺包括：树脂矿浆法的工艺包括： 原料准备原料准备氰化浸出氰化浸出矿浆吸附矿浆吸附载金树脂的解吸、再生载金树脂的解吸、再生贵液电积等作业。贵液电积等作业。树脂矿浆法树脂矿浆法一、离子交换树脂及机理一、离子交换树脂及机理金、银均以氰化配阴离子Au(CN)2-、Ag(CN)2-的形式存在，从氰化工业中吸附回收金银无一例外均是使用 阴离子交换树脂阴离子交换树脂。阴离子交换树脂加入含金的氰化物溶液或氰化矿浆时，溶液中金、银与氰根的配离子会与树脂发生反应： OHCNAgRCNAgOHROHCNAuRCNAuOHR2222)()()()(其他金属的络阴离子也同时被吸附

3、，如：其他金属的络阴离子也同时被吸附，如： Zn(CN)42 ，Cu(CN)32 ， Fe(CN)64以及以及 CN等。等。副反应的进行，树脂上部分活性基团为杂质的配阴离子所占据，从而降低了树脂吸附金(银)的容量。通常，从矿浆中吸附到树脂上杂质比金(银)高几倍。现已查明，在离子交换树脂相中，存在有高配位数的银氰配合物Ag(CN)32-，Ag(CN)43-。这是因为离子交换树脂中吸附有大量的CN-离子，它与Ag(CN)-2进一步发生配位反应形成这些高配位数的离子。在AM-26阴离子交换树脂上的吸附顺序为：离子交换树脂及机理离子交换树脂及机理离子交换树脂的吸附性能可用其等温饱和曲线来衡量，它是设计

4、吸附过程及选择工艺条件的重要依据，图9-12 离子交换树脂吸附金的等温曲线1AM树脂；2AM-26树脂AM-26是前苏联广泛应用于树脂浆法的一种树脂离子交换树脂及机理离子交换树脂及机理离子交换树脂及机理离子交换树脂及机理AM-26树脂为大孔径(孔径1020nm占90%)、双官能团(强碱季铵基团和弱碱叔胺基团之比为1:1)阴离子交换树脂，基体为氯代甲醇处理过的苯乙烯和对二乙烯苯的共聚物组成，交联度(二乙烯苯的百分含量)1012%，因而能保证树脂所需要的机械强度，如以R表示树脂基体，则它的分子式为：CH3CH3Cl-+HN-CH2-R=N+Cl-CH3CH2CH2CH3AM-26型树脂的特性：型树

5、脂的特性：对氯离子的交换容量3.2mg/g，粒度0.61.2mm，树脂的比表面32m2/g，干树脂松装密度0.42g/cm3，商品树脂含水量5258%，树脂在水中的膨胀系数2.7，运输贮藏温度不低于50C。使用AM-26树脂在工业氰化液中进行吸附，金的吸附容量达12.8mg/g，金与杂质总吸附容量之比为1:1.63。而与之对比的强碱性AM树脂，金的吸附容量只有5.7mg/g，金与杂质总吸附容量之比高达1:10.23。离子交换树脂及机理离子交换树脂及机理类型类型牌牌 号号基体材料基体材料官能团官能团强碱基团含量强碱基团含量/% 孔结构孔结构强强碱碱性性AM-AMAB-17A101 DUIRA-4

6、00717苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯季铵季铵季铵季铵季铵季铵季铵季铵季铵季铵季铵季铵7781大孔大孔凝胶凝胶大孔大孔弱弱碱碱性性AM-2A-2A-3365BA378353ENK884IRA-93AH-18IRA-68704A7A308A305A260MG-1苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯

7、乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯丙烯酰胺丙烯酰胺苯乙烯苯乙烯-二乙烯苯二乙烯苯酚醛酚醛环氧多胺环氧多胺环氧多胺环氧多胺脂肪胺脂肪胺丙烯酸丙烯酸-二乙烯苯二乙烯苯叔胺、季铵叔胺、季铵叔胺叔胺叔胺叔胺叔胺、季铵叔胺、季铵叔胺叔胺叔胺、季铵叔胺、季铵叔胺叔胺叔胺叔胺叔胺叔胺叔胺、季铵叔胺、季铵仲胺仲胺叔胺叔胺混合胺混合胺混合胺混合胺混合胺混合胺50.035.527.016.585.82.40.614.711.23.03.9大孔大孔大孔大孔大孔大孔大孔大孔大孔大孔大孔大孔表表10-1 一些强碱性和弱碱性阴离子交换树脂的特性一些强碱性和弱碱性阴离子交换树

8、脂的特性离子交换树脂及机理离子交换树脂及机理二、树脂浆法工艺二、树脂浆法工艺从氰化矿浆中提金的离子交换吸附法和炭浆法一样有两种方式：一是矿浆在搅拌槽中氰化后，再送往吸附槽加离子交换树脂吸附金(银)；二是树脂与矿浆一起加入搅拌浸出槽，矿浆的氰化和树脂的吸附部分或全部同时进行(类似于炭浸工艺)，但其应用尚存在许多具体困难。图图10-1 树脂从氰化矿浆中吸附金的典型流程树脂从氰化矿浆中吸附金的典型流程矿矿 浆浆除木屑除木屑矿矿 浆浆氰氰 化化吸附浸出吸附浸出跳跳 汰汰筛筛 分分树树 脂脂在摇床上精选在摇床上精选检查筛分检查筛分饱和载金树脂饱和载金树脂矿矿 浆浆矿矿 浆浆矿浆矿浆净化工段净化工段矿矿

9、砂砂树树 脂脂树树 脂脂树树 脂脂矿矿 砂砂去跳汰去跳汰去再磨去再磨木木 屑屑1%NaCN、石灰乳、石灰乳解吸再生工段解吸再生工段树树 脂脂树脂浆法工艺树脂浆法工艺对于金品位为35g/t的矿石，树脂载金为520kg/t，约为矿石的20004000倍。因此，送去再生的树脂数量很少。吸附及浸出的氰化物浓度为0.010.02%，比传统的氰化法(0.030.05%)低，这是因为随着氰化物浓度增加，溶液中的CN-被树脂吸附的量也增加，因而降低树脂对金的吸附容量，此外随着CN-浓度增加，转入溶液的杂质种类和浓度也增加，同样导致树脂载金容量的降低。除了影响氰化浸出过程常见的杂质外，用树脂浆法处理金的浮选精矿

10、时，由于矿浆中存在。现已查明，AM-26树脂能强烈地吸附丁基黄原酸根离子。树脂浆法工艺树脂浆法工艺三、载金树脂的解吸及再生三、载金树脂的解吸及再生离子交换树脂吸附金的选择性远低于活性炭。离子交换树脂吸附金的选择性远低于活性炭。在吸附金的同时，通常会吸附超过几倍甚至十几倍至几在吸附金的同时，通常会吸附超过几倍甚至十几倍至几十倍的贱金属和其它杂质。十倍的贱金属和其它杂质。对不同的树脂，杂质离子的化学行为又各不相同，从而对不同的树脂，杂质离子的化学行为又各不相同，从而使得解吸再生工艺复杂化。使得解吸再生工艺复杂化。只有对载金树脂进行深度净化，除去众多的杂质，才能只有对载金树脂进行深度净化，除去众多的

11、杂质，才能使树脂接近恢复初始特性，再返回吸附过程。使树脂接近恢复初始特性，再返回吸附过程。1） 硫脲解吸法硫脲解吸法洗洗 水水树树 脂脂洗涤液洗涤液返回吸附返回吸附去制备新鲜鲜去制备新鲜鲜NaOHNaOH溶液溶液溶溶 液液树树 脂脂碱处理碱处理树树脂脂去氰化过程去氰化过程洗涤水洗涤水洗除氰化物洗除氰化物树树洗洗 泥泥溶溶 液液贵贵 液液去电解去电解3% 3% 硫酸酸硫酸酸+9% +9% 硫脲硫脲45% 45% 氰化钠氰化钠洗出液洗出液新鲜水新鲜水返回氰化过程返回氰化过程脂脂树树 脂脂酸处理酸处理载金树脂载金树脂中中 和和送尾矿场送尾矿场解吸金银解吸金银树树 脂脂吸附硫脲吸附硫脲树树 脂脂洗涤硫

12、脲洗涤硫脲溶溶 液液去制备硫脲溶液去制备硫脲溶液树树 脂脂洗去碱液洗去碱液溶溶 液液送中和尾矿场送中和尾矿场树树 脂脂新鲜水新鲜水3%NaOH 3%NaOH 溶液溶液氰化物洗涤氰化物洗涤图图10-2 载金树脂载金树脂(AM-26)的解吸的解吸-再生工艺流程再生工艺流程 载金树脂的解吸及再生载金树脂的解吸及再生流程八道工序：流程八道工序： 洗泥和除木屑洗泥和除木屑卸下的载金树脂通常含有矿泥和木屑，须用清洁水洗卸下的载金树脂通常含有矿泥和木屑，须用清洁水洗涤除去。涤除去。因为矿泥和木屑会与解吸液反应并污染溶液，使试剂因为矿泥和木屑会与解吸液反应并污染溶液，使试剂消耗增加。消耗增加。洗涤的办法是将载

13、金树脂放入再生柱中，通以新鲜的洗涤的办法是将载金树脂放入再生柱中，通以新鲜的水流，每一体积的树脂需消耗水流，每一体积的树脂需消耗23体积的洗水，洗泥最好是体积的洗水，洗泥最好是采用热水逆流洗涤，特别是处理浮选精矿吸附过程产出的树采用热水逆流洗涤，特别是处理浮选精矿吸附过程产出的树脂时，热水可以充分洗去吸附在树脂表面的浮选药剂。洗水脂时，热水可以充分洗去吸附在树脂表面的浮选药剂。洗水返回氰化过程，洗涤作业一般需返回氰化过程，洗涤作业一般需34h。 载金树脂的解吸及再生载金树脂的解吸及再生 用浓氰化物溶液洗铜、铁用浓氰化物溶液洗铜、铁树脂经洗泥后，用树脂经洗泥后，用45%NaCN溶液进行净化处理，

14、以溶液进行净化处理，以CN-取代载金树脂中吸附的铜、铁配离子：取代载金树脂中吸附的铜、铁配离子：R2 Cu(CN )3 + 2CN = 2R CN + Cu(CN )32R4 Fe(CN )6 + 4CN = 4 R CN + Fe(CN )64但这种解吸液解吸铜、铁的效率不高，耗用但这种解吸液解吸铜、铁的效率不高，耗用5倍体积载倍体积载金树脂的解吸液处理金树脂的解吸液处理3036h，仅能除去不到，仅能除去不到80%的铜、的铜、5060%的铁，同时也有一部分金、银被洗出。所以，只的铁，同时也有一部分金、银被洗出。所以，只有铜、铁在载金树脂中积累到严重影响树脂吸附金的容量有铜、铁在载金树脂中积累

15、到严重影响树脂吸附金的容量时，才进行氰化处理。时，才进行氰化处理。 载金树脂的解吸及再生载金树脂的解吸及再生 洗涤氰化物洗涤氰化物树脂经氰化处理后，树脂颗粒间残存的氰化物溶液约占再树脂经氰化处理后，树脂颗粒间残存的氰化物溶液约占再生柱总容积的生柱总容积的50%。向再生柱中供清洁水，一直进行到从柱。向再生柱中供清洁水，一直进行到从柱中排出的洗水不含中排出的洗水不含CN-为止。洗涤通常耗时为止。洗涤通常耗时1518h。 酸处理解吸锌配合物和氰根离子酸处理解吸锌配合物和氰根离子用用0.53%的稀硫酸溶液处理树脂，以溶解锌及少量钴的的稀硫酸溶液处理树脂，以溶解锌及少量钴的氰配合物，并使被树脂吸附的氰配

16、合物，并使被树脂吸附的CN-解吸以解吸以HCN形式逸出：形式逸出：R2 Zn(CN ) 4 + 2 H 2 SO4 = R2 SO4 + ZnSO4 + 4 HCN2 R CN + H 2 SO4 = R2 SO4 + 2HCN 载金树脂的解吸及再生载金树脂的解吸及再生 硫脲解吸金、银硫脲解吸金、银酸性硫脲溶液是载金酸性硫脲溶液是载金(银银)树脂最佳的金、银解吸剂。硫脲的解树脂最佳的金、银解吸剂。硫脲的解吸作用是，在解吸过程中硫脲与金、银生成稳定的配阳离子吸作用是，在解吸过程中硫脲与金、银生成稳定的配阳离子Au(CS(NH2)2)2+、Ag(CS(NH2)2)3+：2R Au(CN ) 2 +

17、 2H 2 SO4 + 4CS ( NH 2 ) 2= R2 SO4 + Au(CS ( NH 2 )2 )2 2 SO4 + 4HCN2R Ag (CN ) 2 + 2H 2 SO4 + 6CS ( NH 2 ) 2= R2 SO4 + Ag (CS ( NH 2 ) 2 )3 2 SO4 + 4 HCN配阳离子稳定地存在于溶液中。解吸液的组成为配阳离子稳定地存在于溶液中。解吸液的组成为9%硫硫脲脲+23%硫酸硫酸 载金树脂的解吸及再生载金树脂的解吸及再生图图10-3 载金树脂载金树脂 (AM-26)金的解吸和金的回收曲线金的解吸和金的回收曲线1解吸；2金回收率 载金树脂的解吸及再生载金树脂

18、的解吸及再生 洗涤硫脲洗涤硫脲载金树脂解吸金后，其表面和树脂颗粒间都残留有硫脲，需载金树脂解吸金后，其表面和树脂颗粒间都残留有硫脲，需用水洗涤除去。洗出的溶液返回配制硫脲溶液，再用于解吸。用水洗涤除去。洗出的溶液返回配制硫脲溶液，再用于解吸。通常通常1体积树脂需不少于体积树脂需不少于3体积的水来洗涤。树脂中的硫脲须洗体积的水来洗涤。树脂中的硫脲须洗干净，因为含硫脲的树脂用于吸附过程时，会在树脂相中生成干净，因为含硫脲的树脂用于吸附过程时，会在树脂相中生成难溶的硫化物沉淀，从而降低树脂的交换容量。难溶的硫化物沉淀，从而降低树脂的交换容量。 碱处理碱处理洗去硫脲后的树脂，要经过碱处理以除去树脂相中

19、的硅酸洗去硫脲后的树脂，要经过碱处理以除去树脂相中的硅酸盐等不溶物，并使树脂由盐等不溶物，并使树脂由SO42-转化为转化为OH-型。碱处理使用型。碱处理使用34%氢氧化钠溶液。过程消耗氢氧化钠溶液。过程消耗45倍树脂体积的碱液。倍树脂体积的碱液。 载金树脂的解吸及再生载金树脂的解吸及再生组分组分AuAgZnCoFeNiCu-CN-Cl-OH饱和树脂饱和树脂15.2 21.3 8.04.12.81.60.9522.07.413.4再生树脂再生树脂0.30.50.60.10.90.60.80.52.546.0洗涤除碱洗涤除碱用清洁水洗去树脂中残存的碱液和过剩的碱。用清洁水洗去树脂中残存的碱液和过剩

20、的碱。表表10-2 载金吸附饱和树脂载金吸附饱和树脂(AM-26)和再生后所含组分数量和再生后所含组分数量(mg/g) 表表10-2数据表明，新鲜的饱和载金树脂，经解吸再生后，数据表明，新鲜的饱和载金树脂，经解吸再生后，98%的金、的金、97.65%的银被解吸，虽然残留在树脂中的金、银和其它杂质占树脂总吸的银被解吸，虽然残留在树脂中的金、银和其它杂质占树脂总吸附量的附量的56%，但树脂的吸附性能基本上得以恢复。，但树脂的吸附性能基本上得以恢复。 载金树脂的解吸及再生载金树脂的解吸及再生四、从解吸液中回收金、银四、从解吸液中回收金、银用硫脲解吸法解吸载金树脂得到的解吸液为含金、银的用硫脲解吸法解

21、吸载金树脂得到的解吸液为含金、银的酸性硫脲溶液，从这种溶液中回收金主要有以下几种方法：酸性硫脲溶液，从这种溶液中回收金主要有以下几种方法： 置换沉淀法置换沉淀法通常使用锌、铝、铅等贱金属来置换贵金属通常使用锌、铝、铅等贱金属来置换贵金属,产出称为产出称为“金泥金泥”的沉淀物，但其金、银的品位低，金泥中金银的总含量不超过的沉淀物，但其金、银的品位低，金泥中金银的总含量不超过1520%。 加碱沉淀法加碱沉淀法但存在如下一些缺点：但存在如下一些缺点： 沉淀中金银的含量低；消耗沉淀中金银的含量低；消耗大量沉淀剂，特别是沉淀法因硫脲分解而增大硫脲的消耗量；大量沉淀剂，特别是沉淀法因硫脲分解而增大硫脲的消

22、耗量；3)因硫脲溶液中杂质的积累降低硫脲对金、银的解吸速度。因硫脲溶液中杂质的积累降低硫脲对金、银的解吸速度。 电积法电积法电积在特制的电积在特制的电解槽中进行。阴电解槽中进行。阴极室和阳极室用阳极室和阳极室用阳离子交换膜隔开，离子交换膜隔开，阴极液为含金、银阴极液为含金、银的酸性硫脲溶液的酸性硫脲溶液( (解吸液解吸液) )；阳极液；阳极液为为2%2%的硫酸溶液。的硫酸溶液。硫酸溶液硫酸溶液返树脂酸处理返树脂酸处理阴极室阴极室溶溶 液液返回吸附过程返回吸附过程脱金液脱金液滤滤 渣渣阴极室沉淀阴极室沉淀水水 洗洗贵贵液液过过 滤滤电电解解沉沉 淀淀空气干燥空气干燥取下阴极沉淀取下阴极沉淀洗洗

23、液液调整成分后再生调整成分后再生碳纤维上的阴极沉淀碳纤维上的阴极沉淀烧去碳纤维维烧去碳纤维维(500600)取样、称重取样、称重品品 位位9095% 金和银金和银 从解吸液中回收金、银从解吸液中回收金、银五、树脂矿浆法从氰化矿浆中提金的影响因素五、树脂矿浆法从氰化矿浆中提金的影响因素树脂矿浆工艺的树脂矿浆工艺的主要影响因素主要影响因素： 离子交换树脂的类型；离子交换树脂的类型； 吸附时间；吸附时间； 离子交换树脂的加入量；离子交换树脂的加入量； 吸附周期；吸附周期； 离子交换树脂的流量；离子交换树脂的流量；六、树脂矿浆法从氰化矿浆中提金的主要设备六、树脂矿浆法从氰化矿浆中提金的主要设备树脂矿浆

24、工艺的树脂矿浆工艺的主要设备主要设备： 溶溶液液分分离离器器空空气气提提升升器器再再生生柱柱帕帕丘丘卡卡吸吸附附槽槽帕帕丘丘卡卡氰氰化化搅搅拌拌槽槽(1) 帕丘卡氰化搅拌槽帕丘卡氰化搅拌槽1槽体；槽体；2带中间空气提升器的循环器；带中间空气提升器的循环器；3接风机支管；接风机支管；4加试剂溶液的管头；加试剂溶液的管头；5带盖观察和取样孔；带盖观察和取样孔；6分散器；分散器；7带盖人孔；带盖人孔；8支管；支管；9阀门阀门图图22 帕丘卡氰化搅拌槽帕丘卡氰化搅拌槽矿浆矿浆矿浆矿浆 树脂矿浆法从氰化矿浆中提金的主要设备树脂矿浆法从氰化矿浆中提金的主要设备(2) 帕丘卡吸附浸出槽帕丘卡吸附浸出槽1槽体

25、；槽体；2循环器；循环器；3空气提升器；空气提升器；4排料装置；排料装置；5矿浆缓冲器；矿浆缓冲器；6偏转板；偏转板；7分配器；分配器；8倾斜筛；倾斜筛；9分散器；分散器；10事故放空管事故放空管图图23 帕丘卡吸附浸出槽帕丘卡吸附浸出槽矿浆矿浆树脂树脂空气空气空气空气 树脂矿浆法从氰化矿浆中提金的主要设备树脂矿浆法从氰化矿浆中提金的主要设备七、树脂浆法与炭浆法的比较七、树脂浆法与炭浆法的比较树脂浆法在前苏联、南非和我国已得到工业应用，特别树脂浆法在前苏联、南非和我国已得到工业应用，特别是在前苏联，已广泛用于大型氰化厂，成为一种基本的生产是在前苏联，已广泛用于大型氰化厂，成为一种基本的生产工艺

26、。它的技术经济指标及对原料的适应性，不亚于炭浆法。工艺。它的技术经济指标及对原料的适应性，不亚于炭浆法。两者可作如下比较：两者可作如下比较： 树脂浆法的吸附速度比炭浆法快，载金能力也较强，可树脂浆法的吸附速度比炭浆法快，载金能力也较强，可以对离子交换树脂活性基团进行改性，从而改进其选择性和以对离子交换树脂活性基团进行改性，从而改进其选择性和载金能力；载金能力； 载金树脂在常温下即可解吸，而载金活性炭的解吸需要载金树脂在常温下即可解吸，而载金活性炭的解吸需要加温进行；加温进行； 炭浆法的吸附和解吸均是在碱性介质中进行，而树脂浆炭浆法的吸附和解吸均是在碱性介质中进行，而树脂浆法的吸附是碱性介质中进

27、行，硫脲解吸工艺是在酸性介质中法的吸附是碱性介质中进行，硫脲解吸工艺是在酸性介质中进行，树脂浆法的解吸过程产生进行，树脂浆法的解吸过程产生HCN等有毒气体；等有毒气体；（4） 树脂不吸附钙，而活性炭吸附钙；树脂不吸附钙，而活性炭吸附钙；（5）活性炭的价格虽低，但易磨损，每吨金矿石耗损活）活性炭的价格虽低，但易磨损，每吨金矿石耗损活性炭性炭50100g，而树脂仅为，而树脂仅为1020g； （6） 活性炭对金、银的选择性好，而树脂则较差，树脂活性炭对金、银的选择性好，而树脂则较差，树脂常常吸附高于金银含量数十倍的杂质，解吸再生需一系常常吸附高于金银含量数十倍的杂质，解吸再生需一系列的净化过程；列的净化过程；（7）树脂对）树脂对CN-的吸附容量大，产出的污水易处理；的吸附容量大，产出的污水易处理；（8） 载金活性炭与矿浆的分离较容易；载金活性炭与矿浆的分离较容易；（10）树脂浆法可以处理含碳的金矿。）树脂浆法可以处理含碳的金矿。 树脂浆法与炭浆法的比较树脂浆法与炭浆法的比较