在高铜金矿氰化提金中回收铜锌和氰化物的方法和系统

技术领域

本发明是一种改良的氰化提金方法和系统，具体为一种在高铜金矿氰化 提金中回收铜锌和氰化物的方法和系统，可在氰化提金中回收铜锌金属和氰 化物。

背景技术

Merrill-Crowe氰化提金是近代从金矿中提取金最为常用的方法，从 1889年开始应用，至今已有100多年的历史，具有简易、经济、回收率高、 适应性较强等优点。氰化提金过程通常包括浸出工序和锌粉置换工序，浸出 工序是在充分供氧的条件下用氰化物溶液对金矿进行浸取，使金与氰化物形 成金络合物而溶解产生贵液，此外为了保持氰化物溶液的稳定性，在浸出工 序中通常以石灰乳作保护碱并维持溶液pH值为12左右；锌粉置换工序是将 锌粉与金发生置换反应，金被锌置换后沉淀而得到分离，在金分离的同时产 生贫液。

上述的贫液中，游离氰仅为总氰的30-40％，直接返回至浸出工序进行循 环浸金时，不仅需要补充大量的氰化物来满足浸金需求，并且贫液中所含的 大量金属离子会影响浸金效果。如部分外排时，贫液中所含的大量氰化物和 金属离子将会造成后续废水处理困难，从而产生环境隐患。

此外，研究表明：上述氰化提金方法用于高含铜金矿时，铜消耗大量的 NaCN,运行成本大大提高。因此，如何实现对高含铜金矿低成本的浸出，是亟 待解决的现实问题。

发明内容

本发明提供一种在高铜金矿氰化提金中回收铜锌和氰化物的方法和系 统，用于解决现有技术的方法易造成环境污染、不适用于高含铜金矿等技术 缺陷。

本发明的所述方法包括如下顺序进行的步骤：

采用氰化物溶液对高铜金矿进行浸出，对浸出液进行固液分离，产生含 金贵液；

对含金贵液进行超滤，超滤的反洗水返回至氰化池，超滤的渗出液进行 纳滤，纳滤产生渗出液和浓缩液；

向所述浓缩液中依次加入浓硫酸和可溶性硫化物，随后固液分离，产生 铜的硫化物沉淀和上清液，并同步回收溶铜氰化物；

向所述上清液中加入石灰乳调节pH值，随后固液分离，将产生的上清 液与纳滤产生的渗出液混合后与锌粉进行置换，对反应液进行固液分离，产 生金和贫液；

对贫液进行超滤，超滤的反洗水返回至锌粉置换单元，超滤的渗出液进 行纳滤，纳滤产生渗出液和浓缩液；

在浓缩液中依次加入浓硫酸和可溶性硫化物，随后固液分离，产生锌的 硫化物沉淀和上清液，并同步回收溶锌氰化物；

向上清液中加入石灰乳调节pH值，随后固液分离，将产生的上清液和 上述纳滤产生的渗出液混合后返回至氰化池。

本发明人经研究发现：常规氰化提金方法在用于含铜金矿时，金矿中的 铜和金会形成竞争关系，不仅会额外消耗大量的氰化物并影响金的浸出，而 且后续的锌粉置换工序中还会消耗大量的锌粉，因此整个氰化提金工艺的运 行成本高；如在氰化浸金的贵液中回收铜，在后续的锌粉置换工序中回收锌， 同时在回收铜锌的同时还能够实现对溶铜锌氰化物的回收，从而使贫液中的 游离氰含量大大提高，贫液无需外排即可全部返回氰化浸金工序中进行循环 浸金，不仅可避免环境污染，还可显著降低整个浸金工艺的氰化物用量，整 个工艺运行成本低，鉴于此完成了本发明。

本发明的上述方法适用于含铜金矿(含铜量为3％以上)，特别是含铜量 较高的高铜金矿(例如含铜量为16％以上的金矿)，通过采用超滤和纳滤对 贵液进行处理，能够形成含有金、银等一价金属离子的渗出液和含铜、锌、 铁等二价或多价金属离子的浓缩液，因此铜等其他金属离子能够与金分离， 同时，由于含铜等金属离子的溶液得到浓缩，因此在后续铜回收工序中可显 著减小回收处理规模，不仅避免了铜资源的浪费，而且可以产生品位在60％ 以上的高品位铜泥；此外，更重要的是，在回收铜的同时还可实现溶铜氰化 物的回收，减少氰化物的投量。

进一步地，本发明还对锌粉置换后的贫液进行超滤和纳滤，并对贫液中 的锌进行回收，不仅避免了锌资源的浪费，更重要的是，在回收锌的同时实 现了溶锌氰化物的回收，贫液中的游离氰浓度大大提高，游离氰占总氰比例 可达60％-70％以上，贫液不仅可以全部返回至系统中用于循环浸金，从而整 个工艺过程中氰化物的用量显著减小，此外整个工艺零排放、绿色环保，并 且运行成本显著降低，经济效益显著提高

在本发明中，可以采用本领域的常规方法进行所述浸出，浸出工艺流程 例如可以为：磨矿→浓缩→搅拌浸出→洗涤(固液分离)→贵液。本发明对 浸出工艺中的相关参数不作严格限制，其可以为本领域的常规参数，例如： 磨矿可使金矿中200目以下的矿粒占90-95％；浓缩可将矿浆的浓度控制在 40-45％，并且可向矿浆中添加石灰乳作为保护碱并使矿浆的PH值控制在12 左右；所述氰化物可以采用为氰化钠；氰化物溶液的浓度可以为0.3％左右； 氰化液溶液中的含氧量可以为7.5-8mg/L；搅拌浸出的时间可以为24-48小时 等。

在本发明中，所述浓硫酸用于破坏金属和氰所形成的络合物，从而使金 属分离并形成游离氰；所述可溶性硫化物用于使金属形成金属的硫化物沉淀 而得以分离。本发明对所采用的可溶性硫化物不作严格限制，例如可以为硫 化钠等，其可实现金属硫化物沉淀的快速沉降，并且金属的沉淀效率可达95％ 以上，沉淀中金属的含量可达50％以上。

本发明对所述浓硫酸及可溶性硫化物的加入量和处理时间不作严格限 制，可根据形成金属硫化物沉淀的量和金属的品位的最大化来确定，其中可 溶性硫化物的加入量低于理论加入量的两倍。在一实施方式中，纳滤产生的 浓缩液在搅拌条件下，加入浓硫酸控制pH值为3-5，加入可溶性硫化物反应 时间为5-15min，例如10min，沉淀时间为20-40min，例如30min。

在本发明中，所述超滤主要用于除杂，从而保证后续纳滤的进液质量。 本发明进行所述超滤所采用的滤膜需要在强碱性环境中(PH值12左右)使 用。超滤所采用的膜的流道宽度可以为0.8mm(31mil)，并且可以控制所述 超滤膜的工作压力为2MPa(20bar)，最大压降(单支膜)为0.05MPa(0.5bar)。

在本发明中，所述纳滤主要用于实现铜等二价或多价金属离子与金等一 价金属离子的分离。本发明进行所述纳滤所采用的滤膜需要具备使铜、金分 离和在强碱性环境中(PH值12左右)使用的性质。纳滤所采用的纳滤膜为 耐碱的复合膜，所述复合膜由聚酰胺层、聚砜层和聚酯层复合而成，其可以 通过市售获得；进一步地，进行所述纳滤所采用的膜的流道宽度可以为 0.8mm，并且可以控制所述纳滤膜的工作压力为4MPa，最大压降(单支膜) 为0.05MPa。

本发明的锌方面提供一种用于实施上述方法的系统，包括依次设置的氰 化浸金装置、铜超滤装置、铜纳滤装置、铜化学沉淀分离装置、石灰化学沉 淀分离装置、锌粉置换装置、锌超滤装置、锌纳滤装置、锌化学沉淀分离装 置和石灰化学沉淀分离装置，连接方式参照工艺流程图。

本发明上述系统中的各装置均可为本领域的常规装置，其中氰化浸金装 置可以为氰化池，其用于实施氰化浸金，铜超滤装置和铜纳滤装置分别用于 对氰化浸金所形成的含金贵液进行超滤和纳滤，铜化学沉淀分离装置用于回 收铜，锌粉置换装置用于实施锌粉置换，锌超滤装置和锌纳滤装置分别用于 对锌粉置换装置所产生的浓缩液进行超滤和纳滤，锌化学沉淀分离装置用于 回收锌。

上述系统可用于含铜金矿的氰化提金，其在氰化提金过程中可以同时实 现铜和锌的回收，并且在回收铜和锌的同时实现溶铜氰化物和溶锌氰化物的 回收，回收的氰化物溶液可返回氰化浸金装置进行循环浸金，从而形成闭路 循环，该系统零排放、绿色环保。

本发明的实施，至少具有以下优势：

1、本发明采用超滤和纳滤对贵液进行处理，从而使贵液中的金和铜得到 分离及浓缩，显著减少对铜回收的处理规模，降低工程投资。

2、本发明采用浓硫酸和可溶性硫化物对铜进行回收，铜的回收率高达 95％以上，铜的品位达到50％以上，此外随着铜的回收，与铜结合的氰化物 同步被回收，溶铜氰化物的回收率高达90％以上，氰化物的用量显著减小。

3、本发明采用浓硫酸和可溶性硫化物进一步对锌进行回收，锌的回收率 高达95％，锌的品位达到50％以上；此外，随着锌的回收，与锌结合的氰化 物同步被回收，溶锌氰化物的回收率高达90％，同时贫液中游离氰占总氰比 例可达70％以上，氰化物的用量显著减小。

4、本发明通过对铜和锌进行回收，从而使贫液中的金属浓度大大降低， 同时游离氰的浓度大大提高，形成的贫液无需外排即可全部返回进行循环浸 金，从而形成闭路循环，是一个零排放的绿色工艺及系统。

附图说明

图1为本发明实施例1的在高铜金矿氰化提金中回收铜锌和氰化物的方 法的工艺流程图；

图2为本发明实施例1的在高铜金矿氰化提金中回收铜锌和氰化物的系 统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附 图和实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明 中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例的在高铜金矿氰化提金中回收铜锌和氰化物的方法的工艺流程 图如图1所示，该方法包括如下顺序进行的步骤。

1、氰化浸金

对金砂矿(铜和金的共生矿，铜含量为16％左右)进行湿法磨矿，使金 矿中200目以下的矿粒占90％以上，随后浓缩，并使矿浆的浓度为45％左右， 向矿浆中加入石灰乳作为保护碱并维持矿浆的pH值为12左右；在搅拌条件 下，在氰化池中采用浓度为0.3％、含氧量为8mg/L的氰化钠溶液对上述矿浆 进行浸出，浸出48h后，对形成的浸出液进行过滤，产生含金贵液。

2、超滤和纳滤

采用流道宽度为0.8mm的超滤膜对上述贵液进行超滤，超滤时工作压力 为2MPa，连续运行的pH值为12左右，单支膜的最大压降为0.05MPa，超 滤的反洗水返回至氰化池，超滤的渗出液进入纳滤装置。

随后，在纳滤装置中，采用流道宽度为0.8mm的纳滤膜对上述超滤液的 渗出液进行纳滤，纳滤膜为耐碱的复合膜，所述复合膜由聚酰胺膜、聚砜膜 和聚酯膜复合而成，纳滤时工作压力为4MPa，连续运行的pH值为12左右， 单支膜的最大压降为0.05MPa，产生含金等一价金属离子的渗出液和含铜等 二价金属离子的浓缩液。

3、铜化学沉淀分离

在搅拌条件下，向上述浓缩液中加入浓硫酸至pH值为4左右，再向浓 缩液中加入硫化钠，反应10min后，沉淀30min，产生铜的硫化物沉淀和上 清液，对铜的硫化物沉淀进行脱水，脱除的水合并至上清液中，其中铜的沉 淀效率达到95％，沉淀中铜的含量为50％，同时溶铜氰化物的回收率达90％， 产生的铜的硫化物可经常规冶炼方法产生铜。

在清液中加入石灰乳调节pH值至12左右，沉淀，形成硫酸钙(石膏) 和上清液，对硫酸钙进行脱水，脱除的水与上清液和步骤2产生的渗出液混 合。

4、锌粉置换

混合后脱氧，随后与锌粉进行置换反应，对反应液进行固液分离，产生 金和贫液，贫液进入超滤和纳滤膜系统。

5、超滤和纳滤

采用流道宽度为0.8mm的超滤膜对上述形成的贫液进行超滤，超滤时工 作压力为2MPa，连续运行的pH值为12左右，单支膜的最大压降为0.05MPa， 超滤的反洗水返回至锌粉置换单元，超滤的渗出液进入纳滤装置。

随后，在纳滤装置中，采用流道宽度为0.8mm的纳滤膜对上述超滤的渗 出液进行纳滤，纳滤膜为耐碱的复合膜，所述复合膜由聚酰胺膜、聚砜膜和 聚酯膜复合而成，纳滤时工作压力为4MPa，连续运行的pH值为12左右， 单支膜的最大压降为0.05MPa，形成渗出液和浓缩液。

6、锌化学沉淀分离

在搅拌条件下，向步骤5形成的浓缩液中加入浓硫酸至pH值为4左右， 再向浓缩液中加入硫化钠，反应10min后，沉淀30min，产生锌的硫化物沉 淀和上清液，对锌的硫化物沉淀进行脱水，脱除的水合并至上清液中，其中 锌的硫化物的沉淀效率达到95％，沉淀中锌硫化物的含量为50％，同时溶锌 氰化物的回收率达90％，产生的锌硫化物可经常规冶炼方法产生锌，整个工 艺中铜的品位可提高至50％。此外，经检测，步骤5的渗出液和步骤6的上 清液混合液中，游离氰占总氰的70％以上，可返回至氰化池进行循环浸金。

如图2所示，用于实施上述方法的系统包括依次设置的氰化浸金装置1、 铜超滤装置2、铜纳滤装置3、铜化学沉淀分离装置4、石灰化学沉淀分离装 置5、锌粉置换装置6、锌超滤装置7、锌纳滤装置8、锌化学沉淀分离装置 9和石灰化学沉淀分离装置10，铜纳滤装置3具有渗出液出口和浓缩液出口， 锌粉置换装置6与铜纳滤装置3的渗出液出口连接，铜化学沉淀分离装置4 与铜纳滤装置3的浓缩液出口连接；锌纳滤装置8具有渗出液出口和浓缩液 出口，锌化学沉淀分离装置9与锌纳滤装置8的浓缩液出口连接，并且石灰 化学沉淀分离装置10具有排液口。此外，锌纳滤装置8的渗出液出口和石灰 化学沉淀分离装置10的排液口分别与氰化浸金装置1连接。

在上述系统中，氰化浸金装置1用于实施氰化浸金，形成的含金贵液进 入铜超滤装置2中进行超滤，超滤形成的超滤液随后进行铜纳滤装置3中进 行纳滤，纳滤形成渗出液和浓缩液，其中浓缩液进入铜化学沉淀分离装置4 进行回收，回收后形成的上清液进入石灰化学沉淀分离装置5中，经石灰乳 调pH值至12左右后进行沉淀，沉淀产生的上清液随后进入锌粉置换装置6； 而渗出液进入锌粉置换装置6，在锌粉置换装置6中，金与锌粉发生置换反 应，反应液经固液分离即产生金并形成贫液，贫液依次进入锌超滤装置7和 锌纳滤装置8进行处理，形成渗出液和浓缩液，浓缩液进入锌化学沉淀分离 装置9进行回收，回收后形成的上清液进入石灰化学沉淀分离装置10，经石 灰乳调pH值至12左右后进行沉淀，沉淀产生的上清液随后与锌纳滤装置8 形成的渗出液混合并进入氰化浸金装置1循环浸金。

对照例

本对照例的氰化提金方法由氰化浸金和锌粉置换两步组成，其中氰化浸 金与实施例1相同，形成的贵液与锌粉进行置换反应，对反应液进行固液分 离，产生金和贫液，该贫液中的游离氰仅占总氰的30％左右，因此需要额外 补加大量的氰化钠进行氰化浸金。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对 其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。