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贵金属冶金学邮箱联系电话主讲教师冶金工程系开课院系第10章树脂矿浆法离子交换树脂及机理树脂浆法工艺载金树脂的解吸及再生从解吸液中回收金银树脂矿浆法从氰化矿浆中提金的影响因素树脂矿浆法从氰化矿浆中提金的主要设备树脂浆法与炭浆法的比较内容提要�树脂矿浆法：是用离子交换树脂从浸出矿浆中提取已溶目的组分的工艺方法。适用：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。吸附提金。：边氰化浸出，边树脂加树脂吸附提金；—：氰化浸出后)sin(Re)sin(ReLeachinRILPulpinRIP树脂矿浆法包括：树脂矿浆法的工艺包括：原料准备——氰化浸出——矿浆吸附——载金树脂的解吸、再生——贵液电积等作业。树脂矿浆法一、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，如：Zn(CN)42－，Cu(CN)32－，Fe(CN)64－以及CN－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：Au(CN)2-Zn(CN)42-Ni(CN)42-Ag(CN)2-Cu(CN)43-Fe(CN)64-。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1—AM树脂；2—AM-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AM-26树脂为大孔径(孔径10~20nm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)10~12%，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：对氯离子的交换容量3.2mg/g，粒度0.6~1.2mm，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52~58%，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类型牌号基体材料官能团强碱基团含量/%孔结构强碱性AM-ПAMAB-17A101DUIRA-400717苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯季铵季铵季铵季铵季铵季铵77~81大孔凝胶大孔弱碱性AM-2БAП-2AП-3365BA378353ENK884IRA-93AH-18IRA-68704A7A308A305A260MG-1苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯苯乙烯-二乙烯苯丙烯酰胺苯乙烯-二乙烯苯酚醛环氧多胺环氧多胺脂肪胺丙烯酸-二乙烯苯叔胺、季铵叔胺叔胺叔胺、季铵叔胺叔胺、季铵叔胺叔胺叔胺叔胺、季铵仲胺叔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表10-1一些强碱性和弱碱性阴离子交换树脂的特性离子交换树脂及机理二、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10-1树脂从氰化矿浆中吸附金的典型流程矿浆除木屑矿浆氰化吸附浸出跳汰筛分树脂在摇床上精选检查筛分饱和载金树脂矿浆矿浆矿浆净化工段矿砂树脂树脂树脂矿砂去跳汰去再磨木屑1%NaCN、石灰乳解吸再生工段树脂树脂浆法工艺对于金品位为3~5g/t的矿石，树脂载金为5~20kg/t，约为矿石的2000~4000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0.01~0.02%，比传统的氰化法(0.03~0.05%)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时，由于矿浆中存在浮选药剂，它会被树脂吸附并占据部分活性基团，从而降低树脂对金的吸附容量。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。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。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。只有对载金树脂进行深度净化，除去众多的杂质，才能使树脂接近恢复初始特性，再返回吸附过程。1）硫脲解吸法洗水树脂洗涤液返回吸附去制备新鲜鲜NaOH溶液溶液树脂碱处理树脂去氰化过程洗涤水洗除氰化物树洗泥溶液贵液去电解3%硫酸酸+9%硫脲4~5%氰化钠洗出液新鲜水返回氰化过程脂树脂酸处理载金树脂中和送尾矿场解吸金银树脂吸附硫脲树脂洗涤硫脲溶液去制备硫脲溶液树脂洗去碱液溶液送中和尾矿场树脂新鲜水3%NaOH溶液氰化物洗涤图10-2载金树脂(AM-26)的解吸-再生工艺流程载金树脂的解吸及再生流程八道工序：⑴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，使试剂消耗增加。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2~3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3~4h。载金树脂的解吸及再生⑵用浓氰化物溶液洗铜、铁树脂经洗泥后，用4~5%NaCN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：R2−Cu(CN)3+2CN−=2R−CN+Cu(CN)32−R4−Fe(CN)6+4CN−=4R−CN+Fe(CN)64−但这种解吸液解吸铜、铁的效率不高，耗用5倍体积载金树脂的解吸液处理30~36h，仅能除去不到80%的铜、50~60%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时，才进行氰化处理。载金树脂的解吸及再生⑶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生柱总容积的50%。向再生柱中供清洁水，一直进行到从柱中排出的洗水不含CN-为止。洗涤通常耗时15~18h。⑷酸处理解吸锌配合物和氰根离子用0.5~3%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CN-解吸以HCN形式逸出：R2−Zn(CN)4+2H2SO4=R2−SO4+ZnSO4+4HCN2R−CN+H2SO4=R2−SO4+2HCN载金树脂的解吸及再生⑸硫脲解吸金、银酸性硫脲溶液是载金(银)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Au(CS(NH2)2)2+、Ag(CS(NH2)2)3+：2R−Au(CN)2+2H2SO4+4CS(NH2)2=R2−SO4+[Au(CS(NH2)2)2]2SO4+4HCN2R−Ag(CN)2+2H2SO4+6CS(NH2)2=R2−SO4+[Ag(CS(NH2)2)3]2SO4+4HCN配阳离子稳定地存在于溶液中。解吸液的组成为9%硫脲+2~3%硫酸载金树脂的解吸及再生图10-3载金树脂(AM-26)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⑹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1体积树脂需不少于3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，会在树脂相中生成难溶的硫化物沉淀，从而降低树脂的交换容量。⑺碱处理洗去硫脲后的树脂，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SO42-转化为OH-型。碱处理使用3~4%氢氧化钠溶液。过程消耗4~5倍树脂体积的碱液。载金树脂的解吸及再生组分AuAgZnCoFeNiCu-CN-Cl-OH饱和树脂15.221.38.04.12.81.60.9522.07.413.4再生树脂0.30.50.60.10.90.60.80.52.546.0⑻洗涤除碱用清洁水洗去树脂中残存的碱液和过剩的碱。表10-2载金吸附饱和树脂(AM-26)和再生后所含组分数量(mg/g)表10-2数据表明，新鲜的饱和载金树脂，经解吸再生后，98%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附量的5~6%，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、银的酸性硫脲溶液，从这种溶液中回收金主要有以下几种方法：⑴置换沉淀法通常使用锌、铝、铅等贱金属来置换贵金属,产出称为“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15~20%。⑵加碱沉淀法但存在如下一些缺点：①沉淀中金银的含量低；②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；3)因硫脲溶液中杂质的积累降低硫脲对金、银的解吸速度。⑶电积法电积在特制的电解槽中进行。阴极室和阳极室用阳离子交换膜隔开，阴极液为含金、银的酸性硫脲溶液(解吸液)；阳极液为2%的硫酸溶液。硫酸溶液返树脂酸处理阴极室溶液返回吸附过程脱金液滤渣阴极室沉淀水洗贵液过滤电解沉淀空气干燥取下阴极沉淀洗液调整成分后再生碳纤维上的阴极沉淀烧去碳纤维维(500~600℃)取样、称重品位90~95%金和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树脂矿浆工艺的主要影响因素：离子交换树脂的类型；吸附时间；离子交换树脂的加入量；吸附周期；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树脂矿浆工艺的主要设备：溶液分离器空气提升器再生柱帕丘卡吸附槽帕丘卡氰化搅拌槽(1)帕丘卡氰化搅拌槽1－槽体；2－带中间空气提升器的循环器；3－接风机支管；4－加试剂溶液的管头；5－带盖观察和取样孔；6－分散器；7－带盖人孔；8－支管；9－阀门图22帕丘卡氰化搅拌槽矿浆矿浆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1－槽体；2－循环器；3－空气提升器；4－排料装置；5－矿浆缓冲器；6－偏转板；7－分配器；8－倾斜筛；9－分散器；10－事故放空管图23帕丘卡吸附浸出槽矿浆树脂空气空气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：⑴树脂浆法的