几种氰化法提金介绍

2017-09-26 廖德华紫金矿业 HOT全球矿业资讯

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1.氰化法提金概述

氰化法提金是以氰化物的水溶液作溶剂，浸出含金矿石中的金，然后再从含金浸出液中提取金的方法。

氰化法提金主要包括如下两个步骤：

（1）氰化浸出：在稀薄的氰化溶液中，并有氧（或氧化剂）存在的条件下，含金矿石中的金与氰化物反应生成一价金的络合物而溶解进入溶液中，得到浸出液以氰化钾为例，反应式为：

4Au+8KCN+2H2O→4KAu（CN）2+4KOH

氰化浸出金的工艺方法有槽浸氰化法和堆浸氰化法两类。槽浸氰化法是传统的浸金方法，又分渗滤氰化法和搅拌氰化法两种；堆浸法是近20年来才出现的新技术，主要用于处理低品位氧化矿。

自1887发现氰化液可以溶金以来，氰化法浸出至今已有近百年的生产实践，工艺比较成熟，回收率高，对矿石适应性强，能就地产金，所以至今仍是黄金浸出生产的主要方法。

（2）沉积提金：从氰化浸出液中提取金。工艺方法有加锌置换法（锌丝置换法和锌粉置换法）、活性炭吸附法（炭浆法CIP和炭浸法CIL）、离子交换树脂法（树脂矿浆法RIP和RIL）、电解沉积法、磁炭法等。锌粉（丝）置换法是较为传统的提金方法，在黄金矿山应用较多；炭浆法是目前新建金矿的首选方法，其产金量占世界产金量的50%以上；其余方法在黄金矿山也正日渐得到应用。

2.渗滤氰化法

渗滤氰化法是氰化浸出的工艺方法之一，是基于氰化溶液渗透通过矿石层而使含金矿石中的金浸出的方法，适用于砂矿和疏松多孔物料。

渗滤氰化法的主要设备是渗滤浸出槽。渗滤浸出槽通常为木槽、铁槽或水泥槽。槽底水平或稍倾斜，呈圆形、长方形或正方形。槽的直径或边长一般为5~12米，高度一般为2~2.5米，容积一般为50~150吨。

渗滤氰化法的工艺过程：

（1）装入矿砂及碱：要求布料均匀，粒度一致，疏松一致。有干法和湿法两种装法。干法适于水分在20%以下的矿砂，可用人工或机械装矿。湿法是将矿浆用水稀释后，用砂泵扬送或沿槽自流入槽内。

（2）渗滤浸出：装料完毕后即可把氰化液送入槽中。氰化液在槽中的流向有两种：一种是上进下出。即氰化液从槽顶注入，并在重力作用下自上而下通过矿砂层；一种是下进上出，好氰化液靠压力作用自下而上通过矿砂层。浸出完成后用水洗涤氰化尾矿。

（3）尾矿排出：有干法和湿法两种。干法通过槽底工作门排出氰化尾矿；湿法是用高压水冲刷氰化尾矿，让尾矿浆沿预先安排好的尾矿管（槽）流出。

3.搅拌氰化法

搅拌氰化法是氰化浸出的工艺方法之一，是将含金矿石磨矿和分级后得到的矿浆浓缩水至适宜的浓度，置于浸出槽中，添加氰化液，充气搅拌进行浸出。此法适用于粒度小于0.3~0.4毫米的物料。

搅拌氰化浸出法的主要设备是氰化浸出槽。根据搅拌方式的不同，氰化浸出槽分为三种：

（1）机械搅拌式浸出槽是选金厂目前普遍使用的浸出槽。

（2）空气搅拌式浸出槽是利用压缩空气的气动作用来搅拌矿浆，最为常用的是巴丘克浸出槽。

（3）空气-机械联合搅拌浸出槽是上述两种槽子的结合，兼有效机械和空气两种搅拌装置。主要优点是金的溶解速度快。

搅拌氰化浸出终了后，需用洗涤方法从矿浆中分离出含金溶液。洗涤方法有三种：

一是倾析法：分间歇法和连续法。前者因操作时间长及所用溶液量大等缺点而很少采用。连续倾析法按逆流原则进行洗涤，即矿浆由前向后依次给入浓缩槽，而洗涤液则由后向前依次返回，这样每次矿浆浓缩所用的洗涤液均用下一次浓缩时的溢流。这种洗涤方法可用串联几台单层浓缩机或多层浓缩机实现。

二是过滤法：用过滤机完成分离和洗涤作业。通常用连续式真空过滤机来完成。

三是流态化法：洗涤过程是在洗涤柱中完成的。目前此法在我国选金厂沿处于试验阶段。

4.堆浸氰化法

堆浸氰化法，又称堆浸法、堆淋法，是氰化浸出的工艺方法之一，主要用于处理低品位金矿石。1971年世界上第一家工业规模的金堆浸场在美国内华达州投产，目前已发展成为成熟的工艺。

堆浸氰化法是含金低品位矿石破碎或团矿成为3~10毫米的块矿，堆垛在防渗的底垫上，用氰化液从矿堆顶部喷淋，使矿石中的金溶解，含金贵液从矿堆中渗滤出来，汇集流入贵液池中。堆浸得到的含金贵液可用金属锌置换法、活性炭吸附法等回收金，回收后的贫液返回堆浸作业循环使用。

堆浸氰化法生产成本低，可很快投产，堆浸规模可大可小，每堆矿石多可至数万吨，在美国，每堆万吨矿石是标准堆；品位低于0.6克/吨的矿石棉般不经破碎直接堆浸，0.6~1.0克/吨的矿石破碎至一定粒度后堆浸，品位更高者粉碎后制粒堆浸。

5.锌丝置换法

锌比置换法的基本原理是锌与含金氰化浸出液作用，金被锌置换转化为金属状态而析出：2Au（CN）2-+Zn ==== 2Au+Zn（CN）42-

锌丝置换法是在锌丝置换沉淀箱（俗称金柜）进行的。锌丝置换沉淀箱是一用木板、钢板或水泥制成的敞口长方形箱体。箱长3.5~7米，宽0.45~1米，深0.75~0.9米。箱内由横间壁分成若干个（5~20个）格，每格内还有一个间壁。第一格一般用作含金溶液的澄清和添加氰化物（以提高溶液的氰化物浓度）；最后一格用于被溶液带走的金泥；其余各格均放置有带6~12目筛网的铁框，且筛网上装有锌丝。这样的结构是为了使含金溶液由前到后流到每个装有锌丝的格中。手柄是固定于筛网上的。要定期轻轻提起上下抖动使锌丝松动并使金泥脱离锌丝沉积于箱底。金泥一般每月排入1~2次，平时排放口用木箱堵住。金泥是冶炼的原料。

锌丝置换法是从含金氰化液中提取金的传统方法，早在1888年就得到工业应用。该法消耗锌丝和NaCN量大、所得金泥含锌高及占地面积大，现已基本被广泛使用的锌粉置换法取代。但该法操作简单、不耗动力且箱体容易制造，因此在我国的一些小型金矿和地方采金中仍有使用。

6.锌粉置换法

所谓锌粉置换法，就是将锌粉与含金溶液混合，金被锌置换后沉淀，然后过滤，金粉与过剩的锌粉进入滤饼（即氰化金泥），与脱金后液分离。其基本原理同锌丝置换法。由于锌粉单位重量的表面积比锌丝大得多，所以锌粉置换法的效率比锌丝置换法大得多。

在生产实践中，含金溶液在置换沉淀之前，通常用脱氧塔脱氧。

锌粉置换的设备联系。锌粉和含金脱氧溶液给入混合槽混合，然后通过槽底部的管自流下锌粉置换沉淀器进行沉淀和过滤，此时在真空泵吸力的作用金泥沉积于滤布上，而脱金溶液则透过滤布经由支管和总管排出。金泥的卸出是间歇进行曲，进行连续置换沉淀时需有2~3个替换用的锌粉置换沉淀器。

锌粉是用升华的方法使锌蒸气在大容积的冷凝器中迅速冷却而制得的，粒度小于0.01毫米，很易氧化，因此在运输或贮存中必须严格密封。

7.炭浆法

炭浆法（Carbon in Pulp，简称CIP），是从完成氰化浸出的矿浆中用活性炭吸附回收金的一种新工艺。1973年世界上第一个工业化CIP厂在美国霍姆斯塔克金矿投产，其后被迅速推广至世界各国。其工艺过程是：

图 CIP典型工艺流程图（北京浩沃特矿业技术有限公司绘制）

（1）预处理：氰化矿浆在吸附之前要筛分除去粗颗粒物料（如砂粒）和木屑等，以免这些杂质影响吸附及载金活性炭与脱金矿浆的分离，也避免活性炭磨损加速及脱金活性炭再生困难；活性炭在进入吸附槽之前，也应预磨以磨掉尖角和棱边。如不预磨，这些碎屑将进入脱金矿浆中造成金的损失。

（2）吸附：往经充分浸出的矿浆中加入活性炭，活性炭吸附氰化矿浆中的金而成为载金炭。吸附在吸附槽（炭浆槽）中进行。吸附槽有多种。处理含泥较细的矿浆，宜采用低速中心搅拌的普通多尔型槽；处理粒度较粗的矿浆，宜用巴丘克空气搅拌槽。生产中吸附槽串联使用。吸附完成后，利用炭浆槽上装有的筛子将载金活性炭和脱金矿浆分离。

（3）解吸：对从脱金矿浆中分离出来的载金炭进行脱金处理称解吸。常用的解吸方法有常压解吸法和加压解吸法。解吸在解吸柱中进行，将用清水洗净的载金炭装入解吸柱，再用4%的NaCN和2%的NaOH水溶液浸没炭层，在常压或加压条件下加热至90℃~95℃，2~4小时后开始用水洗涤金，全部解吸时间为12~24小时。解吸后得到富含金的解吸液和解吸炭。

（4）沉金：从富含金的解吸液中回收金。从解吸液中沉金的方法主要是电积法。

（5）解吸炭再生活化：解吸出金的贫炭经再生后按比例配入新活性炭中并在工艺过程中重复使用。

现今黄金生产中所使用的活性炭，国外多为椰子壳炭，国内多为杏核炭。选择使用活性炭时，主要应考虑活性炭的强度（即耐磨性）、吸附能力、解吸和再生性能、选择性及价格等，其中以强度最为重要。

炭浆法主要适用于矿泥含量高的含金氧化矿石。我国从80年代起对炭浆法进行研究。已先后在河南灵湖金矿、吉林赤卫沟金矿等建成20多座炭浆法提金工厂。

8.炭浸法

炭浸法（Carbon in Leach，简称CIL），是氰化浸出和活性炭吸附回收金同时进行的一种提金新工艺。它与炭浆法原理相同，不同之处在于炭浆法是浸出完成后再加活性炭吸附金。炭浸法是将活性炭加在浸出槽中，氰化浸出和炭吸附在同一槽内进行。

图 CIL典型工艺流程图（北京浩沃特矿业技术有限公司绘制）

9.离子交换树脂法

离子交换树脂法，是使用离子交换树脂从氰化矿浆中吸附回收金的方法，分RIP和RIL两种提金方式。RIP称为树脂矿浆法，是先浸出后吸附，前苏联已应用多年，西方世界仅有南非Jolden Jubilee金矿一家采用；RIL是边浸出边吸附，据说还没有工业应用的例子。也有人将RIP和RIL合称树脂矿浆法。

离子交换树脂法的原理是：离子交换树脂在溶液中能解离出两种离子化基团：不能进行离子交换的固定离子（R）和与固定离子电性相反的可交换离子。按可交换离子所带电荷的正负，离子交换树脂分阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。在氰化矿浆中，金以阴离子络合物Au(CN)的形式存在，所以采用离子交换树脂法提金时，必须采用阴离子交换树脂。用离子交换树脂从氰化液中提金所发生的离子交换反应是：R-OH+Au（CN）2- ==== R-Au(CN)2+OH-

树脂矿浆法提金的基本工艺过程是：

（1）吸附：含金氰化液通过交换树脂柱时，发生离子交换反应，金在树脂上吸附。

（2）解吸：用解吸剂使树脂上的金解吸进入溶液。对弱碱性载金树脂，可在常温常压下用pH=13的氢氧化钠溶液解吸；对强碱性载金树脂，可用次氯酸钠法、酸性硫脲法、锌氰络合物法及硫氰络合物法解吸。

（3）回收金：用锌粉置换法、碱液沉淀法或电解法从含金较富的解吸液中回收金。

目前用于从氰化液中吸附金的离子交换树脂有：强碱性阴离子交换树脂AM、AB-17，弱碱性离子交换树脂AH-18、704，混合碱性离子交换树脂AM-2B、A-2等。原苏联生产中较为广泛使用的是AM-2B。AM-2B是一种大孔结构的双官能团树脂，它兼有比其他树脂好的选择性、机械强度及吸附、解吸性能。

10.电积法

电积法是在直流电场作用下，直接从含金氰化物溶液中提取金的方法。

电积一般采用2~3个电解槽串联。电解槽为矩形，由塑料或玻璃纤维制成。采用不锈钢钻孔钢板作阳极，不锈钢棉作阴极。含金氰化液置入电解槽中。在电解沉积过程中，金银在阴极上沉积，电极反应如下：

阴极： Au（CN）2-+e ——— Au+2CN-

　　　　2H++e ——— H2

阳极： CN-+2OH- ——— CNO-+H2O+2e

　　　　2CNO-+4OH- ——— 2CO2+N2+H2O+6e

　　　　4OH- ——— 2H2O+O2+4e

当阴极上沉积金的数量达到阴极钢棉重量的5~10倍时，取出第一个电解槽中的阴极，将第二槽中的阴极置于第一槽内，用新的阴极装入第二槽中，如此扒进进行电沉积作业。从第一槽取出的阴极上取下沉积金（含金钢棉），用热的盐酸溶去部分（主要是Fe）后，即可进行熔炼得到金银合金。

影响电积过程的主要因素有：电解液中金的浓度、电解液中氢氧化钠的浓度、电解槽进液速度、阴极表面积、电解液搅拌、槽电压、电解液温度等。

11.磁炭法

磁炭法是在改进炭浆法的基础上发展起来的一种新型工艺方法。与炭浆法不同的是，磁炭法使用磁性活性炭吸附金，采用磁选机分离矿浆和炭；而炭浆法使用普通活性炭吸附金，采用细孔筛分离矿浆和炭。

磁性活性炭是用硅酸钠作粘结剂将细磨的磁铁粉与炭粘结在一起，经干燥、活化处理而制得。磁性活性炭的耐磨性优于普通活性炭。

目前尚未见到工业应用的例子。

12.氰化物及其选用

氰化物是氰化法提金必不可少的药剂。常用的氰化物药剂有NaCN、KCN、NH4CN、CaCN2及氰熔物。氰熔物是一种廉价氰化物，有用成分为45% CaCN2，其余为可溶性硫化物、碳及不溶物等杂质，在使用前要通过强力搅拌溶液并向其中添加铅盐使硫化物变成硫化铅沉淀，澄清的溶液用于氰化作业。

选择氰化物时，要考虑选用的氰化物对金的相对溶解能力、稳定性、所含杂质对工艺的影响、价格及供货的可靠性等。氰化物获得相等溶解能力的相对消耗量：KCN>NaCN>Ca（CN）2> NH4CN；氰化物在含有二氧化碳的空气中能被分解为HCN，其稳定性：KCN>NaCN> NH4CN> Ca（CN）2。

在工业生产中最常使用的是NaCN。应当指出的是，按氰化溶金的基本反应式，溶解1克金理论上仅需0.49克NaCN，但在实际生产中，由于机械和化学损失，实际的消耗量是理论消耗量的200倍以上。

13.氰化物中毒及其预防和急救

氰化物是剧毒物质，进入人体后首先造成呼吸中枢麻痹而导致死亡。人通过口腔吸入50~60毫克NaCN（以氰根计）可瞬间致死，鱼类每千克体重吸收0.04~0.1毫克就可造成死亡。

氰化物剧毒，因此在生产中一定要做好预防工作。预防措施主要有：

（1）生产过程中严格遵守操作和安全规程。

（2）防止固体氰化物粉尘污染手、脸、衣服、桌椅和地面等，防止由口腔吸入粉尘。工作后应及地洗澡和更换衣服。

（3）产生HCN的设备和场所要密封，并用抽风机抽气，抽气经稀碱液洗涤。

（4）含氰废水和洗水要经处理达标后排放。

（5）使用机械化或自动化加料，以减少人体直接接触。

（6）生产现场配备急救药品和设备，有关人员熟悉急救方法。

氰化物中毒的现场急救药品和设备，立即输氧，并使用戊基硝酸盐。若是吸入氰化物中毒，应将中毒者迅速从出事地点移出急救。若是皮肤接触氰化物，应大量用水冲洗局部。急救时，对一般中毒较轻、神志清醒、呼吸困难者，应采用吸氧治疗；对神志不清、或处于半清醒但不有呼吸者，可打开一个戊基硝酸盐丸，用布包上放在中毒者鼻子下面，放15秒后移开15秒，如此反复进行3分钟，使用3~4粒后，中毒者症状就有减轻，再采取吸氧治疗，好可恢复健康。如果中毒者已咽下氰化的，但神志尚清，可立即给中毒者喝一品脱含量1%的硫代硫酸钠或肥皂水，使中毒者呕吐，然后采用上述方法治疗。如中毒者神志不清，可用氧恢复患者的呼吸，然后用氧和戊基硝酸盐以中和氰化物。