[發明專利]一種鈷、乙二胺四乙酸催化硫代硫酸鹽浸金的方法

有效

• 申請號: 201610018078.5
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN105603185B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 徐斌;李騫;劉曉亮;姜濤;楊永斌;閔欣;李光輝;郭宇峰;范曉慧;張元波;許斌;陳許玲;彭志偉;甘敏;楊凌志
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B3/08
• 分類號: C22B3/08;C22B11/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 袁靖

技術領域

本發明涉及濕法冶金技術領域，具體地說是一種鈷、乙二胺四乙酸(EDTA)催化硫代硫酸鹽浸金的方法。

背景技術

目前，氰化法因工藝成熟、流程簡單等優點長期在黃金提取工業中占有統治地位。但其存在三個重大缺陷：(1)氰化物劇毒，嚴重威脅生態環境及人類的健康；(2)對難處理金礦的浸金效果差，而我國金礦資源三分之一以上為難處理礦；(3)浸金速度慢，浸出周期長，設備利用效率低。因此，非氰化浸金技術的開發意義重大。非氰化技術中，硫代硫酸鹽法具有浸出劑無毒且價格便宜、浸金速率快、在堿性介質中浸金對設備腐蝕小等優點，被廣泛認為是最有潛力取代氰化法。但傳統的硫代硫酸鹽法需在浸出液中加入銅和氨作催化劑以加速浸金的速率。然而，S₂O₃^2-是亞穩態的，易被溶液中的Cu(NH₃)₄²⁺氧化，導致硫代硫酸鹽的消耗量大，生產成本高。且S₂O₃^2-分解產物如S_xO₆^2-、SO₃^2-等的存在也使得浸金液成分復雜，不利于金的回收。此外，氨的引入也會對環境造成威脅。空氣中氨氣的允許濃度是14mg/L，被列入與HCN毒性相似的一類氣體。上述問題的存在，導致硫代硫酸鹽法浸金難以實現廣泛的工業應用。

針對硫代硫酸鹽法所存在的以上問題，國內外的研究主要集中在浸出液中銅(Ⅱ)及溶解氧濃度等反應條件的控制、使用添加劑、硫代硫酸鹽的自生成和取代銅、氨的催化這幾個方面。浸出液中銅(Ⅱ)和溶解氧的濃度是動態值，要控制它們在適宜的范圍內難度很大。在添加劑的使用方面，針對特定類型的金礦，某些添加劑的使用對降低硫代硫酸鹽的消耗具有一定效果。但添加劑和礦石類型之間存在匹配性，目前還未出現能普遍有效降低硫代硫酸鹽消耗的添加劑。已有的研究表明，硫化物金精礦氧化預處理渣中的硫磺能在氧壓堿浸過程中自發轉化為硫代硫酸鹽，且渣中的金能被自生成的S₂O₃^2-同步浸出。但該浸金體系副反應較多，要獲得滿意的浸金率很困難。鐵、草酸和鐵、EDTA取代銅、氨催化硫代硫酸鹽浸金，可顯著降低S₂O₃^2-消耗，但需要加入可能致癌的物質—硫脲以提高浸金速率。且當體系中出現伴生礦物黃鐵礦、磁黃鐵礦時，金的浸出將受到嚴重影響。綜上所述，目前的研究暫還不能有效解決硫代硫酸鹽浸金的上述問題。

鈷、EDTA催化的機理為：首先，EDTA和溶液中的Co²⁺離子發生配位反應生成配離子[Co(EDTA)]^2-；然后[Co(EDTA)]^2-發生如式(1)所示的反應，被溶液中的O₂氧化為[Co(EDTA)]^-；之后生成的[Co(EDTA)]^-作為氧化劑參與如式(2)所示的反應，使金被氧化溶解為[Au(S₂O₃)₂]^3-，而[Co(EDTA)]^-自身被還原為[Co(EDTA)]^2-。該催化體系中的氧化還原電對[Co(EDTA)]^-/[Co(EDTA)]^2-的電位要明顯低于銅、氨催化體系中的電對[Cu(NH₃)₄]²⁺/[Cu(S₂O₃)₃]^5-的電位，故其可以顯著降低S₂O₃^2-的氧化分解。

4[Co(EDTA)]^2-+O₂+2H₂O→4[Co(EDTA)]^-+4OH^-(1)

Au+[Co(EDTA)]^-+2S₂O₃^2-→[Au(S₂O₃)₂]^3-+[Co(EDTA)]^2-(2)