[發明專利]一種超臨界水氧化選冶難選金礦石的方法及設備

無效

• 申請號: 200810203496.7
• 申請日: 2008-11-27
• 公開（公告）號: CN101418376A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 馬承愚;彭英利;曹欽;靳琳芳;龐杰
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C22B11/00
• 分類號: C22B11/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬難選金礦石的制備及設備領域，特別是涉及一種超臨界水氧化選冶難選金礦石的方法及設備。

背景技術

超臨界水氧化技術得益于水的超臨界性能，在374.3℃和22.1Mpa狀態下，水的物理性能尤其是溶解性能與常溫下截然不同，這種狀態被成為超臨界狀態。在超臨界狀態下，水如同高密度的氣體一樣對有機物有很高的溶解能力，與輕的有機氣體以及CO等能完全互溶，但無機化合物尤其是鹽類難溶于其中。另外，超臨界水具有較高的擴散系數和較低的粘度。上述這些超臨界性能再加上較高的溫度和壓力使水成為有機質氧化反應的理想介質。超臨界水氧化技術與其他處理技術相比，具有明顯的優點：(1)效率高，處理徹底，有毒物質的清除率高達99.99％以上；(2)反應速度快，停留時間短(小于1min)，反應器結構簡單，體積??；(3)適應范圍廣，可以適用于各種有毒物質廢水廢物處理；(4)沒有二次污染，不需進一步處理，且無機鹽可從水中分離出來，處理后的廢水可完全回收利用；(5)當有機物含量超過10％時，不需額外供熱，實現熱量自給。盡管超臨界水氧化的高溫高壓的操作條件無疑對設備材料提出了嚴格的要求，再實際進行工程設計時還須注意一些工程方面的因素，如腐蝕，鹽的沉淀，催化劑的使用，熱量傳遞等，它還存在一些有待解決的問題，但是由于它本身所具有的突出優勢，是一項有著廣闊發展前景的金礦選冶技術。

目前，在金礦開采方面，隨著易開采金礦資源的日趨減少，難開采金礦資源的合理、高效、環保地開發已成為人們面對的主要問題，我國難開采的金礦資源儲量大，已探明的黃金有1000噸以上，難選的占總量的1/4，該類礦石的主要特點為硫、砷和碳含量較高，另外含金顆粒微小，有的粒徑達到納米級。用常規氰化提金工藝，金回收率為20％～3.％；目前采用的氧化焙燒工藝進行預處理，又會造成As₂O₃和SO₂的污染。

因此，有必要研究出一種新的選冶方法，以減少對環境污染的同時，提高經濟效益。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種超臨界水氧化選冶難選金礦石的方法及設備，本發明的選冶方法消除了As₂O₃和SO₂的污染，金礦石的回收率達到90％以上，解決了環境污染的問題。

本發明的一種超臨界水氧化選冶難選金礦石的方法，包括：

(1)將硫含量高、砷含量高的難選金礦石小顆粒磨成細小粉末60-100目，配成質量百分比為10％的固水混合液；

(2)將上述固水混合液放入超臨界水氧化裝置料斗中，經加壓泵加壓0.6-1.2Mpa，送入預熱器加熱，利用分離器的余熱加熱，并把氧氣或空氣送入計量氣體增壓器加壓22.1-23MPa，將預熱后的固水混合液與加壓后的氧氣或空氣在混合器中混合，使O；C摩爾比達到1.0，之后送入超臨界第一級加熱反應器；

或將步驟(1)的固水混合液與雙氧水混合，使O；C摩爾比達到1.0，經加壓泵加壓22.1-23MPa后直接送入第一級加熱反應器；

(3)將物料在第一級加熱反應器中加熱至374℃以上，控制加熱反應器壓力在22.1-23Mpa，使固水混合液達到水的超臨界狀態，發生氧化反應，并串聯第二級反應器，使固水混合液中的有機物氧化更徹底；

(4)反應后，固體顆粒從兩個反應器的底閥排出，采用物理方法，將金與其他固體顆粒分離，超臨界流體從第二級反應器的頂部排出依次進入第一級分離器和第二級分離器，氣液在分離器中采用水冷卻進行分離，冷卻后的水從兩個分離器底部閥門排出，氣體從第二級分離器頂部閥門排出。

本發明的一種超臨界水氧化選冶難選金礦石的設備，包括：進料桶1通過管道順次連接計量柱塞泵2、熱交換器3、氣液混合器4，所述的氣液混合器4的另一個進口通過管道順次連接計量氣體增壓器11、氣體儲罐10、氧化劑氣體過濾器9，所述的氣液混合器4的出口通過管道順次連接第一級加熱反應器5、第二級反應器6、第一級分離器7、第二級分離器8。

所述的熱交換器3、第一級加熱反應器5、第二級反應器6、第一級分離器7、第二級分離器8上裝有熱電偶溫度計12和可控壓力計13；

所述的第一級加熱反應器5外套有高頻電加熱套管14；

所述的熱交換器3的出水口和第一級分離器7的進水口相連，所述的熱交換器3的進水口和第二級反應器6的出水口相連。