CN101120107A - 从含金溶液中回收金的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用活性炭从含金氯化物溶液中回收金的方法。该含金溶液和炭彼此接触，之后，已经以金属颗粒形式形成于该炭表面上的金通过物理分离方法以含金属金的金精矿的形式与该炭分离。

Description

从含金溶液中回收金的方法

技术领域

本发明涉及一种用活性炭从含金氯化物溶液中回收金的方法。该含金溶液和该活性炭彼此接触，之后，已经以金属颗粒形式形成于该炭表面上的金通过物理方法以含金属金的金精矿的形式与该炭分离。

背景技术

从精矿或其他含金物质中回收金的一种方法是与精矿的火法冶金处理有关的回收金。另一种方法是获得可溶形式的金。含金物质的溶浸能通过各种不同方法实现。最普遍的方法之一是氰化物溶浸，其中金在氰化物和氧化剂的存在下在水中溶解。

由氰化物溶浸回收金通常采用炭来进行。回收方法包括CIC、CIP和CIL法。在CIC或Carbon-In-Column法(炭柱法)中，含金的稀溶液经过数个柱，该柱装有由炭形成的流化床。该方法具有优势，特别是当溶液中有固体时。CIP或Carbon-In-Pulp法(炭浆法)是传统氰化物工艺的一种变化形式，其中在氰化物溶浸后不进行通常的固体分离，而是将浆料送至装有活性炭的搅拌反应器中。在实践中，存在五或六个搅拌罐反应器，其中浆料和炭依据逆流原理接触。炭吸收溶液中的金至其表面，含金的炭通过筛选从溶液中去除。CIL或Carbon-In-Leach法(炭浸法)是在单一工艺中组合溶浸和CIP法。在这种情况下，溶浸反应器装有炭保留筛，且不需要单独的CIP反应器。另一种传统方法是使含金溶液在充满活性炭的柱中经过，金被吸附在活性炭上。

在上述方法中，通常通过洗脱，即通过将其溶浸到氰化物溶液中而从活性炭中回收金。熟知的洗脱工艺包括美国专利6,679,984中所述的Zadra和AARL工艺。例如在Zadra工艺中，含1-2％NaCN和1-2％NaOH的溶液在高于85℃的温度下循环通过炭床。完全洗脱花费大约48小时。例如通过锌沉淀或电解，从洗出液中回收金。这些方法都使用了氰化物。这些方法的必要部分是炭的再生，这涉及洗涤阶段和热活化阶段，该活化在700℃的炉中进行。

WO公开2004/059018描述了一种氯化物基金工艺，其中溶解的金被吸附在活性炭上，但通过氰化物溶浸从该活性炭中回收金。

上述方法必须采用有毒的氰化物，因为实际上金是被吸附在活性炭的表面和孔中的。另外，该方法需要化学洗脱以及由洗脱液化学或电解地进行金沉淀。活性炭在两个步骤中再生也是必要的：首先经过溶液纯化，然后在炉中进行热处理。

发明内容

根据本发明，金首先用氯化物基方法从溶液中沉淀到活性炭上。然后，通过物理方法，金以高度浓缩的含金属金精矿与炭分离。采用此方法避免了已知方法的缺点，如使用有毒氰化物，金还原阶段和炭再生阶段。

本发明的基本特征在随后的权利要求中陈述。

本发明涉及一种方法，其中在含氯化物的溶液中的金首先与活性炭接触并在活性炭表面以金属颗粒沉淀。之后，以金属颗粒形式形成的金通过物理分离方法与活性炭分离。

活性炭与含金氯化物溶液的接触能通过各种类型的本身已知的设备来实现。它们包括包含至少一个柱的一系列含炭柱，其中炭床或固定或移动。炭也可以被送入包含至少一个反应器的一系列反应器中，其中炭通过溶液流动、重力或机械混合(比如在搅拌反应器中)来移动。炭和溶液的接触时间根据溶液进料或炭返回或以上两者来调节，以使对物理分离来说金颗粒长得足够大。在物理分离期间，相当于金进料的金颗粒量以含有大量金属金的精矿的形式与炭分离。来自分离的废物返回到柱或反应器系统中。

物理分离大体上包括两个阶段：金颗粒的脱离和使用重力的金颗粒的浓缩。在炭移动的系统中，金颗粒从炭中的脱离部分地发生在金沉淀期间，此时炭颗粒之间、与设备壁和搅拌器都会发生碰撞。

在物料传送期间也发生脱离，例如，当颗粒通过改变其方向的泵或管道移动时。在柱中，当炭床保持固定时，金必须分别通过超声波，通过摩擦或在物理重力分离期间脱离。

游离金的物理浓缩方法是一种基于重力分离或比重分离的方法。这类方法有离心分离(Knelson或Falcon分离器)、螺旋分离、摇动、振动、水力分离或等效的方法，通过该方法，具有较大比重的金颗粒与具有较小比重的活性炭分离。

附图说明

图1代表本发明的一个实施方式的流程图，其中金与活性炭的接触在反应器和随后的浓缩器中进行。

具体实施方式

本发明的金分离方法基于在研究HydroCopper^TM工艺(美国专利6,007,600)过程中所进行的显微观察，根据该观察，溶浸在氯化物环境中的金通过活性炭的作用从溶液中以金属形式沉淀，可能通过以下的化学反应进行：

4AuCl₃+6H₂O+3C→4Au⁰+12HCl+3CO₂                  (1)

另外发现，金以金属颗粒的形式沉淀在活性炭表面上的各处-推测起来无论如何是沉淀在表面的更活性的点上。金颗粒首先单独生长，当条件合适时，随着生长的继续形成由几个颗粒组成的聚集体，它可以通过简单的物理措施变松并与炭分离。该发现通过了进一步的试验，其中可用连续的实验室设备从溶液中沉淀金，并通过简单物理重力分离从活性炭中制得含高达84％金的精矿。

在目前研究的方法中，含金溶液被送入用作图1实例的搅拌反应器1中，还向其中加入了活性炭。在此情况下反应器的数目为一个，但也可以是几个，在该情况下它们形成一系列反应器。含金和炭的浆液从该一个反应器或一系列反应器送到浓缩器2，其底流接着被送到重力分离3，由此较轻的含炭部分返回到反应器。反应器的固体含量通过底流的返回保持在足以使金沉淀的水平。采用该返回流还增加了金回收阶段中成核金颗粒在炭表面上的延迟时间。延长的延迟时间意味着金颗粒的颗粒尺寸生长并变得更适合于重力分离。

炭和金的重力分离在如此大量的炭上进行，以使供入的金量能在该工艺中被提取。取决于进料溶液的金含量，物理分离可以是连续工艺或仅是间歇进行。

当涉及搅拌反应器时，单独的脱离阶段可能不是必需的，因为作为搅拌器的结果，金颗粒在炭上变松。当物料传送通过改变其方向的泵或管道进行时，在那里也发生脱离。如果除了在搅拌反应器和与之相连的设备中出现的变松之外还需要额外的脱离，则其可以作为单独的阶段例如通过超声波或摩擦来进行。

一些基于重力分离的方法(即比重分离)被用作游离金的物理浓缩方法。除了是一种浓缩方法之外，重力分离还部分地起到了脱离方法的作用。基于重力分离的方法有离心分离(Knelson或Falcon分离器)、螺旋分离、摇动、振动、水力分离或一些其他等效方法，其中具有较大比重的金颗粒与具有较小比重的活性炭分离。这样，最终的金精矿的生产通过重力分离来进行。

在炭上沉淀金是以其发生在普通搅拌反应器中的方式来描述的。除了搅拌反应器，也能使用其它反应器，这些反应器被用在氰化物方法中并且其中炭在不停地运动。它们包括重力阶梯式系统、封闭箱吸附系统和各种形式的流化床系统。

构造和使用都比搅拌反应器简单的柱也可以用于金的回收。柱的数目可为一个或几个，以便它们形成一系列柱。为了简化，我们在本申请中使用一系列柱这一术语，其包括至少一个柱。柱可以是已知的任何构造形式。在一个优选实施方式中，炭床为固定的(固定床吸附器)且它还可是加压的。在另外一种形式的柱中，炭床是脉冲移动的(移动或脉冲床吸附器)。还有另外一种柱为深流动床柱。

金的物理分离如上所述还可被用于在柱中回收的含金炭的浓缩处理。当柱或系列柱中的炭床为固定床时，使用单独的金颗粒脱离阶段是有利的。如上所述，这可以通过例如超声波或摩擦来进行。

在重力分离后，由本发明工艺所得的金精矿通过例如熔炼或化学方法作进一步处理。

实施例

实施例1

已经进行了用连续的实验室设备从溶液中将金回收到活性炭上的研究，该设备由装有热护套的玻璃制成的柱构成，所述柱的内径为4cm，高为90cm。柱中存在由烧结玻璃制成的多孔底板，在其顶部为60cm高的活性炭床。活性炭的平均颗粒尺寸为1.5mm。

含60g氯化物形式的Cu²⁺和260gNaCl/L以及5mg/L以Au³⁺氯化物加入的金的溶液以不同的速率(见表1)提供给该柱，其操作温度为80℃。从上向下进料。

表1

周期号	持续时间(h)	进料(L/h)	产物溶液的平均Au(mg/L)
				1	20	0.5	＜0.005
2	10	1.0	0.015
				3	73	2.0	0.004
4	165	3.0	0.66

根据表1，试验结束时柱炭中的金的平均量平均起来大约为0.9％Au。结构研究表明，在某些地方，金作为金属晶粒和由所述晶粒形成的聚集体出现在炭颗粒表面。晶粒和聚集体的尺寸在小于1微米(μm)至几十微米之间变化。

用水力分离器对含金炭进行重力分离试验，通过利用水力分离器可在比重的基础上分离在矿物中以非常少量出现的重矿物部分。得到的结果是含金高达37％的金精矿。

实施例2

已经用连续的实验室设备对从溶液中将金回收到活性炭上进行了研究，该设备由装有混合器的反应器和装有耙的浓缩器组成。反应器和浓缩器的溢流体积分别为2升和3.5升，温度为80℃和50℃。

含60g氯化物形式的Cu²⁺和260gNaCl/L以及可变量的以Au³⁺氯化物加入的金的溶液以1L/h的速率给入反应器中。在试验开始时，在该设备中放置总共300g活性炭，其90％的颗粒尺寸为小于0.01mm。140g炭置于反应器中，160g置于浓缩器中。进料溶液的金浓度在5mg/L下保持12小时，随后在30mg/L水平保持12小时，接着在5mg/L再保持12小时，如此等等。改变金浓度的目的是加速炭的金含量提高，同时理解该提高对炭从溶液中去除金的能力的影响。

该试验一共花了3周(每周5天，每天24小时)，即360小时。在这期间，浓缩器底流以0.4L/h的速率分批返回到反应器。该返回的目的是保持反应器中的碳含量足够高以保证金良好的沉淀收率，也就是尽可能有效地利用炭。

表2表明了在该试验运行过程中由浓缩器溢流样品分析的溶液的金含量。它表明在整个试验运行过程中炭很好地发挥了作用。该变化的原因在于进料溶液的金含量在5至30mg/L之间的上述周期性变化。

表2

		浓缩器溢流Au(mg/L)
					天	小时	第1周	第2周	第3周
星期一	0618	0.300.18		1.34
					星期二	0618	0.420.30	0.280.32	1.680.10
星期三	0618	0.700.22	1.260.36	0.720.06
					星期四	0618	0.620.10	1.140.26	0.680.08
星期五	0618	0.300.01	1.300.14	0.18
					最小		0.01	0.14	0.06
平均		0.32	0.63	0.61
					最大		0.70	1.30	1.68

当试验结束时，从该设备中取出炭，洗涤并干燥。从这些炭取得的样品分析表明含1.2-1.7％的金。通过样品的微观结构研究表明金已经以细晶粒和纯金颗粒的形式在炭粒表面各处沉淀。这些颗粒起到了核的作用并且随着金沉淀而生长，甚至生长为自形立方金晶体。随着沉淀的继续，晶粒的尺寸增大，且晶粒累积在一起形成大的聚集体。晶粒和聚集体的尺寸在小于1微米(μm)至几百微米之间变化。

用水力分离器对含金炭进行重力分离试验，通过利用水力分离器可在比重的基础上分离在矿物中以非常少量出现的重矿物部分。得到的结果是含金高达58％的金精矿。

实施例3

用实施例1的连续的实验室设备及实施例1中所采用的方式对从溶液中将金回收到活性炭上进行了研究，但使用另一级别的活性炭。通过采用这种D(50％)颗粒尺寸为0.04-0.05mm且体积重量为450g/L的炭，对于溶液和炭的金含量甚至得到稍微好的结果，且在重力浓缩试验中，在试验结束时，从试验系统中取得的含金约2％的炭上得到的金精矿的含金量高达84％。

Claims (14)

1.一种用活性炭从含氯化物的溶液中回收金的方法，其特征在于使含金氯化物溶液与炭彼此接触，之后，已经以金属颗粒形式形成于该炭表面上的金通过物理分离方法以金精矿的形式与该炭分离。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于含金氯化物溶液和炭在由至少一个柱组成的一系列柱中接触。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于柱的炭床是固定的。

4.根据权利要求2的方法，其特征在于柱的炭床是移动的。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于该氯化物溶液和炭在由至少一个反应器组成的一系列反应器中彼此接触。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于该反应器是搅拌反应器。

7.根据前述权利要求1-6中任一项的方法，其特征在于金颗粒与活性炭的物理分离由金颗粒的变松和通过重力分离的脱离的颗粒的浓缩组成。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于金颗粒从活性炭上的脱离是通过超声波来进行的。

9.根据权利要求7的方法，其特征在于金颗粒从活性炭上的脱离是通过摩擦来进行的。

10.根据权利要求7的方法，其特征在于，当含金溶液和活性炭在搅拌反应器中接触时，金颗粒从活性炭上的脱离主要与混合和物料传送有关而发生。

11.根据权利要求7的方法，其特征在于金颗粒从活性炭上的脱离与重力分离有关而发生。

12.根据权利要求7的方法，其特征在于获得富金产物的重力分离使用下列方法中的至少一种来进行：离心分离、螺旋分离、摇动、振动和/或水力分离。

13.根据前述权利要求1-12中任一项的方法，其特征在于金精矿的进一步处理通过熔炼来进行。

14.根据前述权利要求1-12中任一项的方法，其特征在于金精矿的进一步处理通过化学方式来进行。

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