專利名稱：貴金屬的無毒低成本提煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及貴金屬的提煉，具體涉及一種貴金屬的無毒低成本提煉方法。
背景技術(shù)：
難選冶金礦石就是不能用傳統(tǒng)的氰化方法提取黃金的礦石，美國的卡琳型金礦就是典型的難浸金。氰化法自十九世紀(jì)八十年代應(yīng)用于黃金生產(chǎn)以來，百余年間西方工業(yè)化國家已將許多容易氰化的金礦床采完，早期發(fā)現(xiàn)尚有開采價值的多數(shù)礦床許多是氰化法處理有困難的，不能用氰化法有效提金。這些礦石之所以“難浸”，是因它們含有碳等能吸附金的有機(jī)物，造成金隨尾礦流失，或金粒嵌布于載體礦物(主要為砷，銻等硫化物)的晶體間及裂隙中，使得金的回收率不高。我國目前的黃金浸出率只有60％，也就是說有40％被浪費(fèi)。
目前黃金的主要提取工藝過程是首先通過重砂法分選出粗粒的黃金，然后通過浮選法選出較細(xì)粒的黃金，最后通過氰化法浸出提取。另外還有一些浸出提取的方法如生物細(xì)菌氧化浸出、高壓氧化浸出、焙燒氧化浸出、微波氧化浸出等。
除極微細(xì)的碳質(zhì)難浸金礦石仍缺乏有效的處理辦法外，目前，世界黃金的總產(chǎn)量已有1/3左右是產(chǎn)自于難浸金礦。從上世紀(jì)70年代開始的難浸金礦資源開發(fā)技術(shù)及工藝過程研究，是國際上黃金提取研究方面最引人注目、最活躍和最激致力人心的領(lǐng)域。它是通過氧化反應(yīng)，使難浸金礦中的金元素游離出來，其后用常規(guī)方法提取，使不同類型的難浸或難選冶金礦資源得到有效開發(fā)。二十一世紀(jì)難處理金礦石的基本預(yù)處理方法主要有焙燒方法、熱壓方法和細(xì)菌氧化方法，它們具有將難處理金礦石氧化分解成金硫化礦物，破壞硫化礦物晶體結(jié)構(gòu)使被包裹的金暴露，以利于氰化提金的共同特性?，F(xiàn)已開發(fā)出熱壓氧化，微生物氧化和焙燒氧化等處理技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用為難浸礦石的處理提供了可行性，但都有一定的局限性和弊端，有待改進(jìn)發(fā)展。例如，焙燒方法對操作參數(shù)和給料成分變化敏感，容易造成過燒或欠燒，導(dǎo)致金的浸出率下降，而且焙燒時會產(chǎn)生二氧化硫和三氧化二砷，綜合回收不力時，會嚴(yán)重污染大氣與環(huán)境；熱壓氧化方法對設(shè)備的防腐設(shè)計和材質(zhì)安全要求很高，且基建投資費(fèi)用較高，只有建設(shè)日處理量1200噸以上的大規(guī)模處理廠，經(jīng)濟(jì)上才比較合理；細(xì)菌氧化方法的氧化時間長，礦漿濃度低，需要大容積的攪拌槽，需要消耗能量降溫冷卻，特別是出現(xiàn)“誤操作”，細(xì)菌可能會死亡，需要幾周的時間才能恢復(fù)細(xì)菌的生物量。
中國是世界重要黃金生產(chǎn)國，經(jīng)過多年的開發(fā)，易選冶黃金資源正在不斷減少，后備資源緊缺的情況比較突出，但是，廣泛分布于西南、西北和東北等地區(qū)的難處理金礦，儲量約占全國金礦地質(zhì)儲量的30％，其遠(yuǎn)景儲量更為可觀。有必要研究與開發(fā)操作條件比較溫和、方法投資費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)用少、更加適合于國情、更容易在國內(nèi)推廣應(yīng)用的難處理金礦石預(yù)處理方法。此外，現(xiàn)有金礦石選冶的大多數(shù)工業(yè)流程也存在使用劇毒性藥劑或在流程中產(chǎn)生、排出毒害性物質(zhì)，污染環(huán)境嚴(yán)重，以及流程長而復(fù)雜、回收率低、成本高的缺點，因此，亟待研究與開發(fā)回收率高、成本低、無毒環(huán)保、可取代氰化法的提取黃金方法。
超臨界水技術(shù)是近年來國際上熱門研究課題之一，現(xiàn)已不同程度應(yīng)用于化工、環(huán)保、醫(yī)藥、礦冶領(lǐng)域。超臨界水是指溫度和壓力分別超過臨界溫度374.3℃和臨界壓力22.1MPa時的水，其具有標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)水所沒有的獨特性質(zhì)。超臨界水的密度可以通過改變溫度和壓力而連續(xù)地改變，各種物質(zhì)在其中的溶解度均隨密度增加而增加。超臨界水能與許多有機(jī)化合物質(zhì)完全互溶，也能與空氣、氧氣、二氧化碳等氣體互溶。而在高溫和高壓下無機(jī)鹽和重金屬的溶解度極低，在降壓分離中很容易分離回收。但現(xiàn)有的超臨界水氧化法提金，具有反應(yīng)速度慢的缺點。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種可取代氰化法，完全無毒、高效、低本、環(huán)保的貴金屬的無毒低成本提煉方法。
實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是貴金屬的無毒低成本提煉方法，包括如下步驟
1)對待提煉的礦料進(jìn)行超微細(xì)化處理，使其細(xì)度達(dá)到亞微米至納米量級；2)將超微細(xì)化處理后的礦料和水加入高壓反應(yīng)釜中，加熱加壓使水達(dá)到超臨界狀態(tài)，并通入高壓含氧氣體，使礦料充分氧化；3)減壓，蒸發(fā)水分，篩選余留固體，得到所需的貴金屬。
所述超微細(xì)化處理可由包括如下步驟的過程來實現(xiàn)1a)先將礦料初步破碎成細(xì)度符合超細(xì)設(shè)備進(jìn)料要求的粉體；1b)將上述粉體制成固含量50～70％的漿料；1c)使用超細(xì)設(shè)備對漿料進(jìn)行研磨粉碎，使得粉體粒度為90nm～1500nm。
優(yōu)選的是，在步驟2)的反應(yīng)中還加入重質(zhì)碳酸鈣粉。
所述重質(zhì)碳酸鈣粉優(yōu)選是細(xì)度高于6000目的重質(zhì)碳酸鈣超細(xì)粉。
所述重質(zhì)碳酸鈣超細(xì)粉的加入量優(yōu)選為礦料中所含硫的摩爾數(shù)的3倍。
在步驟1a)中可使用雷蒙磨或高壓輥壓磨作為粗磨設(shè)備，將原料制成粒度為0.044mm～0.13mm的粉體。
所采用的超細(xì)設(shè)備優(yōu)選有介質(zhì)超細(xì)磨。
進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述有介質(zhì)超細(xì)磨是攪拌磨或以串聯(lián)方式排列的旋流磨。
采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于1)由于本發(fā)明中對礦石進(jìn)行了納米級的超細(xì)處理，將被包裹的黃金和其伴生礦物以物理形式分離，這是目前傳統(tǒng)工藝所不具備的；并且使得隨后一系列高溫化學(xué)反應(yīng)在納米尺度下進(jìn)行，由于納米效應(yīng)的存在，會使得反應(yīng)速率提高數(shù)倍至數(shù)十倍，產(chǎn)出率大大提高，成本極大降低，其處理時間短、效率高、可將碳、砷、硫等徹底氧化，并一次性分離提金，不必氰化處理，而且生產(chǎn)成本低，無環(huán)境污染，還可熱能回收利用，硫酸鈣、坤鹽及硅可各自回收，具有較高的綜合性效益，其結(jié)果有效提高黃金的提取率，特別是對于“難浸金礦石”，最終實現(xiàn)在低成本下的黃金的提取。2)在礦漿中加入適量的(根據(jù)礦石中硫的含量來決定加入量，要求加入量最好是硫的摩爾數(shù)的3倍)重質(zhì)碳酸鈣粉，能夠同時解決硫氧化后生成的二氧化硫和硫酸對大氣和環(huán)境的污染問題，由于超臨界水能與有機(jī)物及空氣、氮氣、二氧化碳、二氧化硫等氣體完全互溶，因此，硫氧化后形成的二氧化硫溶于水中與重質(zhì)碳酸鈣發(fā)生充分反應(yīng)，生成不溶于水的硫酸鈣即石膏，消除其排放后對空氣的污染。3)選用細(xì)度高于6000目的重質(zhì)碳酸鈣超細(xì)粉，由于其粒度細(xì)，比表面積很大，使得反應(yīng)充分而迅速，能夠更加快速徹底的消除二氧化硫這一污染物。
具體實施方式
一種貴金屬的無毒低成本提煉方法，其工藝流程為1)首先對待提煉的礦料進(jìn)行超微細(xì)化處理，使其細(xì)度達(dá)到納米量級。一般而言，由于礦料多數(shù)粒度較大，因此最好先經(jīng)過雷蒙磨等球磨機(jī)或高壓輥壓磨進(jìn)行粗磨，以制成超細(xì)設(shè)備可以接受的粉體，按照現(xiàn)有一般超細(xì)設(shè)備的要求，進(jìn)料粉體的粒度在0.044mm～0.13mm之間都是允許的。另外，根據(jù)超細(xì)設(shè)備的工作方式的不同，對于濕法研磨的設(shè)備還要將粉體制成符合其要求的漿料，一般固含量在50～70％之間都是適宜的，當(dāng)漿料固含量為100％時，則適用干法研磨的超細(xì)設(shè)備。至于超細(xì)設(shè)備的選擇，可根據(jù)處理量以及具體原料的特點來進(jìn)行，一般可選攪拌磨、振動磨、氣流磨等超細(xì)設(shè)備，本發(fā)明優(yōu)選有介質(zhì)類超細(xì)磨如攪拌磨或以串聯(lián)方式排列的旋流磨。經(jīng)超細(xì)設(shè)備研磨粉碎后，出料粉體粒度控制在90nm～1500nm之間都是適合的。
2)然后將納米級礦料和水加入高壓反應(yīng)釜中，加熱加壓使水達(dá)到超臨界狀態(tài)，并通入高壓含氧氣體，例如空氣，使礦料充分氧化。在此過程中還可加入細(xì)度高于6000目的重質(zhì)碳酸鈣超細(xì)粉，以解決硫氧化后對大氣的污染問題，其加入量最好是礦料中所含硫的摩爾數(shù)的3倍。超臨界水在氧氣的作用下，可較好地氧化金礦石，在高溫和高壓下，礦漿中的硫、砷、碳在空氣中氧氣的作用下可產(chǎn)生自燃，并自發(fā)氧化放熱使溫度升高至400～600℃，99.9％以上的硫、砷、碳等物質(zhì)被迅速氧化。黃金、其他重金屬、鐵、無機(jī)鹽類在超臨界水中的溶解度極低，減壓后能與水蒸氣等迅速分離沉淀，同時暴露的金、銀、鐵、硅等被一起分離，碳、硫和砷被氧化成CO2和無機(jī)鹽類形成無害化排放和分離。而超臨界水在降壓時產(chǎn)生的高壓高溫飽和蒸氣可驅(qū)動汽輪發(fā)電機(jī)用于發(fā)電，產(chǎn)生的余壓蒸汽可用于生產(chǎn)和生活。
3)最后減壓，蒸發(fā)水分，篩選余留固體，得到所需的貴金屬。篩選余留固體可以采取按比重對留下的固體進(jìn)行重選的方法，分離出黃金。
具體實施例先將貴州金礦出產(chǎn)的含金量為15.03克/噸的卡琳型金礦石200公斤，投入深圳偉雄機(jī)械設(shè)備有限公司出品的WG3型高壓輥壓磨中破碎成礦粉，過100目篩，再將所述礦粉加水并加35公斤6000目重質(zhì)碳酸鈣，制成固含量為60％的礦漿。然后將所述礦漿投入深圳偉雄機(jī)械設(shè)備有限公司出品的WXA5型超細(xì)度旋流態(tài)磨機(jī)(該超細(xì)度旋流態(tài)磨機(jī)已申請中國專利，專利申請?zhí)柺?00410081580.8)中用10分鐘時間超細(xì)處理成粒度為納米量級的礦漿，然后將礦漿通過泵送入華南理工大學(xué)自制的高壓反應(yīng)釜中，然后加壓加溫至407℃和臨界壓力23.1MPa超臨界狀態(tài)，同時按60～160升/分鐘通入高壓空氣，75秒后，停止通入空氣，同時放出漿料，水大量蒸發(fā)，留下的固體按比重進(jìn)行重選，分離出黃金。
所分離出的黃金，放入烘箱中溫度為110℃下烘干，稱重為2.987克，回收率高達(dá)99.3％。
本技術(shù)還可用于其它貴金屬的提取。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能解釋為本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.貫金屬的無毒低成本提煉方法，包括如下步驟1)對待提煉的礦料進(jìn)行超微細(xì)化處理，使其細(xì)度達(dá)到亞微米至納米量級；2)將超微細(xì)化處理后的礦料和水加入高壓反應(yīng)釜中，加熱加壓使水達(dá)到超臨界狀態(tài)，并通入高壓含氧氣體，使礦料充分氧化；3)減壓，蒸發(fā)水分，篩選余留固體，得到所需的貴金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貴金屬的無毒低成本提煉方法，其特征在于所述超微細(xì)化處理包括如下步驟1a)先將礦料初步破碎成細(xì)度符合超細(xì)設(shè)備進(jìn)料要求的粉體；1b)將上述粉體制成固含量50～70％的漿料；1c)使用超細(xì)設(shè)備對漿料進(jìn)行研磨粉碎，使得粉體粒度為90nm～1500nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貴金屬的無毒低成本提煉方法，其特征在于在步驟2)的反應(yīng)中還加入重質(zhì)碳酸鈣粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的貴金屬的無毒低成本提煉方法，其特征在于所述重質(zhì)碳酸鈣粉是細(xì)度高于6000目的重質(zhì)碳酸鈣超細(xì)粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的貴金屬的無毒低成本提煉方法，其特征在于所述重質(zhì)碳酸鈣超細(xì)粉的加入量為礦料中所含硫的摩爾數(shù)的3倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求2～5任意一項所述的貴金屬的無毒低成本提煉方法，其特征在于在步驟1a)中使用雷蒙磨或高壓輥壓磨作為粗磨設(shè)備，將原料制成粒度為0.044mm～0.13mm的粉體。
7.根據(jù)權(quán)利要求2～5任意一項所述的貴金屬的無毒低成本提煉方法，其特征在于所述超細(xì)設(shè)備是有介質(zhì)超細(xì)磨。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的貴金屬的無毒低成本提煉方法，其特征在于所述有介質(zhì)超細(xì)磨是攪拌磨或以串聯(lián)方式排列的旋流磨。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種貴金屬的無毒低成本提煉方法，包括如下步驟對待提煉的礦料進(jìn)行超微細(xì)化處理，使其細(xì)度達(dá)到納米量級；將納米級礦料和水加入高壓反應(yīng)釜中，加熱加壓使水達(dá)到超臨界狀態(tài)，并通入高壓含氧氣體，使礦料充分氧化；減壓，蒸發(fā)水分，篩選余留固體，得到所需的貴金屬。本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于由于本發(fā)明中對礦石進(jìn)行了納米級的超細(xì)處理，由于本發(fā)明中對礦石進(jìn)行了納米級的超細(xì)處理，將被包裹的黃金和其伴生礦物以物理形式分離，這是目前傳統(tǒng)工藝所不具備的；并且一系列高溫化學(xué)反應(yīng)在納米尺度下進(jìn)行，使得反應(yīng)速率提高數(shù)倍至數(shù)十倍，產(chǎn)出率大大提高，成本極大降低，而且無環(huán)境污染，還可熱能回收利用，具有較高的綜合性效益。
文檔編號C22B9/00GK1683573SQ20051003370
公開日2005年10月19日 申請日期2005年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月15日
發(fā)明者畢舒 申請人:深圳市偉雄機(jī)械設(shè)備有限公司, 華南理工大學(xué)