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《加壓氧化浸出工藝的機理研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、張文波廈門紫金礦冶技術有限公司，福建廈門361101摘要：加壓浸出法具有流程短、砷浸出率高、浸出時間短及無SO2等有毒物質產(chǎn)生的優(yōu)點，是預處理含硫、砷金礦石或金精礦的有效手段。在酸性介質中，硫化物、鐵化合物與砷化物發(fā)生高溫氧化的主要反應包括3種形式：硫化物全部被氧化成硫或硫酸鹽，反應過程中產(chǎn)生的Fe2+被氧化成Fe3+，砷被氧化成砷酸鹽。隨著易處理礦石資源日益減少，加壓浸出法在工業(yè)上的應用越來越廣泛，但對其浸出機理的研究相對較少。本文對熱壓氧化處理中的3個主要元素砷、硫和鐵在加壓浸出過程中的化學反應進行了綜述。關鍵
2、詞：金；砷；硫；鐵；加壓浸出；熱壓氧化；化學反應中圖分類號：TD953文獻標識碼：B文章編號：1005-2518（2011）05-0040-05加壓氧化法加壓氧化法始于20世紀50年代有色冶金工業(yè)中，用于從硫化礦精礦（如硫化鋅精礦）中提取有色金屬，后來由于以加拿大SherrittGordon公司為代表的一些單位卓有成效的工作，該方法已成為預處理含硫、砷金礦石或精礦的有效手段。由于高溫氧化作用使金精礦等礦物結構、性質發(fā)生改變，致使原來被包裹的金充分暴露，有利于氰化浸出[1]。加壓浸出法的優(yōu)點：首先，使精礦中的硫化物轉
3、變?yōu)镾元素或硫酸鹽，不產(chǎn)生SO2，防止了有害氣體的排放；其次，物料中的鐵能沉淀為赤鐵礦副產(chǎn)品，約含有60%（質量）的鐵，可直接銷售，減小了尾礦的處置；另外，加壓浸出廠與焙燒爐不同，工藝過程的嚴格控制不是關鍵因素。加壓浸出工藝能使難浸物料變得易于浸出與氰化，通常金屬回收率較高。加壓浸出法對礦石（含有4%~5%的硫就能進行自熱氧化）和精礦都可進行處理，甚至能處理硫品位較低的精礦，如在某些情況下直接處理礦石，可獲得更高的金屬回收率。同時，便于處理一些環(huán)境敏感雜質，工藝過程中不排放SO2或As2O3。加壓氧化可在酸性和堿性
4、介質中進行，但由于試劑（NaOH）費用高和砷（Na3AsO4）難處理的問題，阻礙了堿性加壓法的發(fā)展，所以多數(shù)企業(yè)采用在酸性介質中進行加壓浸出。因此，氧氣（約60％）與中和處理（約40％）的費用是加壓浸出工藝中最大的兩項直接費用。目前，砷、硫和鐵在加壓氧化處理過程中的浸出機理大多是在研究金精礦熱壓氧化預處理過程中發(fā)展來的。金精礦熱壓氧化預處理過程中涉及砷、硫和鐵的礦物主要有砷黃鐵礦、黃鐵礦和磁鐵礦。1加壓氧化法的反應機理酸性加壓浸出法是目前常用的金精礦處理方法。在預處理金精礦中一般都應采用高于S0熔點（119℃）的溫
5、度，最好采用170℃以上的溫度，以便于黃鐵礦和砷黃鐵礦完全氧化，使S0的生成量最少。因為硫會使金包裹，并且在加壓氧化過程中硫化物不發(fā)生反應，甚至會增加后續(xù)氰化處理的試劑用量，所以應盡量減少S元素的生成量。目前，采用加壓氧化法預處理金精礦的工藝，一般是在溫度為170~225℃、壓力為1100~3200KPa及氧分壓為350~700KPa的條件下進行，并且在1~3h內使硫化物基本上達到完全氧化，難浸金完全解離[2]。加壓氧化的原理：在酸性介質中，硫化物、鐵化合物與砷化物發(fā)生高溫氧化的主要反應包括硫化物全部被氧化成硫酸鹽
6、，反應過程中產(chǎn)生的Fe2+被氧化成Fe3+，砷被氧化成砷酸鹽。在工業(yè)實踐中，F(xiàn)e3+2與AsO2-在高壓釜中水解后沉淀為赤鐵礦、堿式硫4酸鐵、黃鉀鐵礬、臭蔥石（FeAsO·2HO）和（或）堿式42砷酸鐵[2-3]，當存在鉀和鈉時（由某些脈石組分溶解產(chǎn)生），預計有一部分硫酸鐵會水解成相應的黃鉀鐵礬。在金精礦預處理過程中，砷和鐵的沉淀率以及沉淀物的性質和組分均與溫度、酸濃度、硫酸鹽總濃收稿日期：2011-08-25；修訂日期：2011-09-16.作者簡介:張文波（1987-），男，福建永春人，助理工程師，從事濕法冶金
7、工作.zwenbo87@foxmail.com402011年10月度、礦漿濃度、硫化礦成分金品位及脈石組分的性質和數(shù)量有關。一般情況下，在加壓浸出過程中可使80%~98%的砷和60%~95%的鐵沉淀。進一步處理酸性氧化浸出液時（無論是否預先進行固—液分離，用石灰將酸性廢液中和至pH約為10~11，此時，砷酸鐵、硫酸鈣及其他金屬的氫氧化物將沉淀出來），能以沉淀物形式除去所有污染環(huán)境的雜質，而被解離的金仍保留在氧化浸渣中，以便用常規(guī)方法進行回收[2]。美國EPA（環(huán)境保護署）標準毒性試驗證明這類固體廢料無毒。當砷酸鐵中
8、的鐵與砷之比＞2時，被認為是穩(wěn)定的，這一特點對含砷高的礦石很重要，因為焙燒該類礦石會嚴重污染大氣。為了解決高溫加壓預氧化工藝在工業(yè)化過程中遇到的問題，根據(jù)不同的礦性，還可采用堿性加壓和低壓催化氧化預處理等工藝[1]。熱壓氧化處理過程中，砷、硫和鐵的相關化學反應情況如下。2.1砷黃鐵礦（FeAsS）反應機理金精礦在硫酸和硫酸鐵大量存在且溫度為100~150℃的
