加压氧化浸出工艺的机理研究

《加压氧化浸出工艺的机理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、张文波厦门紫金矿冶技术有限公司，福建厦门361101摘要：加压浸出法具有流程短、砷浸出率高、浸出时间短及无SO2等有毒物质产生的优点，是预处理含硫、砷金矿石或金精矿的有效手段。在酸性介质中，硫化物、铁化合物与砷化物发生高温氧化的主要反应包括3种形式：硫化物全部被氧化成硫或硫酸盐，反应过程中产生的Fe2+被氧化成Fe3+，砷被氧化成砷酸盐。随着易处理矿石资源日益减少，加压浸出法在工业上的应用越来越广泛，但对其浸出机理的研究相对较少。本文对热压氧化处理中的3个主要元素砷、硫和铁在加压浸出过程中的化学反应进行了综述。关键

2、词：金；砷；硫；铁；加压浸出；热压氧化；化学反应中图分类号：TD953文献标识码：B文章编号：1005-2518（2011）05-0040-05加压氧化法加压氧化法始于20世纪50年代有色冶金工业中，用于从硫化矿精矿（如硫化锌精矿）中提取有色金属，后来由于以加拿大SherrittGordon公司为代表的一些单位卓有成效的工作，该方法已成为预处理含硫、砷金矿石或精矿的有效手段。由于高温氧化作用使金精矿等矿物结构、性质发生改变，致使原来被包裹的金充分暴露，有利于氰化浸出[1]。加压浸出法的优点：首先，使精矿中的硫化物转

3、变为S元素或硫酸盐，不产生SO2，防止了有害气体的排放；其次，物料中的铁能沉淀为赤铁矿副产品，约含有60%（质量）的铁，可直接销售，减小了尾矿的处置；另外，加压浸出厂与焙烧炉不同，工艺过程的严格控制不是关键因素。加压浸出工艺能使难浸物料变得易于浸出与氰化，通常金属回收率较高。加压浸出法对矿石（含有4%~5%的硫就能进行自热氧化）和精矿都可进行处理，甚至能处理硫品位较低的精矿，如在某些情况下直接处理矿石，可获得更高的金属回收率。同时，便于处理一些环境敏感杂质，工艺过程中不排放SO2或As2O3。加压氧化可在酸性和碱性

4、介质中进行，但由于试剂（NaOH）费用高和砷（Na3AsO4）难处理的问题，阻碍了碱性加压法的发展，所以多数企业采用在酸性介质中进行加压浸出。因此，氧气（约60％）与中和处理（约40％）的费用是加压浸出工艺中最大的两项直接费用。目前，砷、硫和铁在加压氧化处理过程中的浸出机理大多是在研究金精矿热压氧化预处理过程中发展来的。金精矿热压氧化预处理过程中涉及砷、硫和铁的矿物主要有砷黄铁矿、黄铁矿和磁铁矿。1加压氧化法的反应机理酸性加压浸出法是目前常用的金精矿处理方法。在预处理金精矿中一般都应采用高于S0熔点（119℃）的温

5、度，最好采用170℃以上的温度，以便于黄铁矿和砷黄铁矿完全氧化，使S0的生成量最少。因为硫会使金包裹，并且在加压氧化过程中硫化物不发生反应，甚至会增加后续氰化处理的试剂用量，所以应尽量减少S元素的生成量。目前，采用加压氧化法预处理金精矿的工艺，一般是在温度为170~225℃、压力为1100~3200KPa及氧分压为350~700KPa的条件下进行，并且在1~3h内使硫化物基本上达到完全氧化，难浸金完全解离[2]。加压氧化的原理：在酸性介质中，硫化物、铁化合物与砷化物发生高温氧化的主要反应包括硫化物全部被氧化成硫酸盐

6、，反应过程中产生的Fe2+被氧化成Fe3+，砷被氧化成砷酸盐。在工业实践中，Fe3+2与AsO2-在高压釜中水解后沉淀为赤铁矿、碱式硫4酸铁、黄钾铁矾、臭葱石（FeAsO·2HO）和（或）碱式42砷酸铁[2-3]，当存在钾和钠时（由某些脉石组分溶解产生），预计有一部分硫酸铁会水解成相应的黄钾铁矾。在金精矿预处理过程中，砷和铁的沉淀率以及沉淀物的性质和组分均与温度、酸浓度、硫酸盐总浓收稿日期：2011-08-25；修订日期：2011-09-16.作者简介:张文波（1987-），男，福建永春人，助理工程师，从事湿法冶金

7、工作.zwenbo87@foxmail.com402011年10月度、矿浆浓度、硫化矿成分金品位及脉石组分的性质和数量有关。一般情况下，在加压浸出过程中可使80%~98%的砷和60%~95%的铁沉淀。进一步处理酸性氧化浸出液时（无论是否预先进行固—液分离，用石灰将酸性废液中和至pH约为10~11，此时，砷酸铁、硫酸钙及其他金属的氢氧化物将沉淀出来），能以沉淀物形式除去所有污染环境的杂质，而被解离的金仍保留在氧化浸渣中，以便用常规方法进行回收[2]。美国EPA（环境保护署）标准毒性试验证明这类固体废料无毒。当砷酸铁中

8、的铁与砷之比＞2时，被认为是稳定的，这一特点对含砷高的矿石很重要，因为焙烧该类矿石会严重污染大气。为了解决高温加压预氧化工艺在工业化过程中遇到的问题，根据不同的矿性，还可采用碱性加压和低压催化氧化预处理等工艺[1]。热压氧化处理过程中，砷、硫和铁的相关化学反应情况如下。2.1砷黄铁矿（FeAsS）反应机理金精矿在硫酸和硫酸铁大量存在且温度为100~150℃的