專利名稱：邊磨邊浸-液膜萃取提金工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種采用邊磨邊浸-液膜萃取技術(shù)從金礦中提取黃金的工藝方法及為實(shí)施該工藝而設(shè)計的專用塔式磨浸機(jī)。
近年來，隨著黃金生產(chǎn)不斷發(fā)展，尋求開發(fā)新的和回收利用低品位金礦的資源越來越被人們重視。采礦工業(yè)中采用的現(xiàn)代堆浸工藝就是處理低品位礦石的有效方法之一。但是堆浸液中金含量濃度極低，富集和提取比較困難。此外，目前工業(yè)采用較多的是鋅粉置換法和炭漿法，例如，炭漿法其工藝流程示意圖如

圖1。它包括礦石破碎1、磨礦2、分級3、再磨4、濃密5、多級浸出6、吸附7、解吸8、炭再生活化9及電解10幾個主要工序。由于這些工藝冗長，設(shè)備投資大、高電耗和磨耗，都使黃金的生產(chǎn)成本較高。同時該工藝由于跑炭造成的金流失，使金提取率較低，以及氰化浸出液流失存在對環(huán)境的污染等問題都限制該工藝的發(fā)展。目前所采取工藝難以克服的技術(shù)關(guān)鍵其一是礦石粉碎磨浸工藝較長、設(shè)備損耗和電耗較嚴(yán)重;其二是浸出貴液中金濃度太低，提取困難及氰化物流失引起污水處理等問題。與本發(fā)明的技術(shù)比較接近也曾報導(dǎo)過，采用邊磨邊浸氰化提金工序是在臥式球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行。但是臥式球磨機(jī)完成邊磨邊浸工序只用于在磨礦段使用循環(huán)氰化液，并只能溶解50～70%的可溶金。美國專利US4，269，808提供了一種利用塔式磨礦機(jī)完成對礦石的邊磨邊浸氰化提金技術(shù)。但該磨浸機(jī)螺旋軸的兩個支撐點(diǎn)均在筒體上3，而螺旋則呈懸垂式結(jié)構(gòu)。因此，不但設(shè)備總體高，而且螺旋運(yùn)轉(zhuǎn)易產(chǎn)生偏擺，造成負(fù)荷不穩(wěn)甚至出現(xiàn)卡仃現(xiàn)象。同時由于提金浸出條件不好，使金提取率只能達(dá)到89%左右。關(guān)于從稀溶液中回收貴金屬的方法，近些年發(fā)展起一種新的液膜分離技術(shù)。例如在膜科學(xué)技術(shù)雜志中(1989，9(4)，39)曾報導(dǎo)過利用乳化液膜法提取金。其工藝過程為將制乳得到的乳狀液分散到磨浸分離后的浸出液中進(jìn)行液膜提取處理。然后對經(jīng)液膜提取處理后液體進(jìn)行分離，其殘液可返回至氰化工序作堆浸液循環(huán)使用，而對分離液進(jìn)行破乳，經(jīng)破乳后再進(jìn)行分離得到富集后的高濃度含金液，直接進(jìn)行電解可得高純度金。而對乳化液膜有機(jī)相可作為制乳原料循環(huán)制乳使用。在上述工藝中制乳，即乳狀液的制備是重要的一道工序，它是將含有流動載體，表面活性劑的有機(jī)溶劑與含有水溶性反萃劑的內(nèi)相在一定速度下充分?jǐn)嚢杌旌现瞥?。目前，采用乳化液膜法提金工藝中，反萃劑常利用硫脲和鹽酸。但硫脲作為反萃劑富集后的金很難冶煉獲得純金，且硫脲不但價格昂貴，它還是一種致癌物質(zhì)。同時在上述酸性體系中能生成劇毒的氫氰酸，因此該工藝很難在工業(yè)中應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是克服已有提金工藝中所存在的缺點(diǎn)，提供一種改進(jìn)的邊磨邊浸-液膜萃取提金工藝。這種工藝流程短、金的回收率高，操作簡單，并能解決一般氰化提金廠的環(huán)境污染。此外，采用該工藝設(shè)備投資少，設(shè)備損耗和能耗低，能大幅度降低生產(chǎn)費(fèi)用適于工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用。本發(fā)明的另一個目的是為實(shí)現(xiàn)上述工藝而設(shè)計一種專用設(shè)備-邊磨邊浸塔式磨浸機(jī)。
本發(fā)明的邊磨邊浸-液膜萃取工藝其流程圖如圖2所示，圖中11、破碎;12、邊磨邊浸;13、固液分離;14、液膜萃取;15、制乳;16、破乳;17、電解。即該工藝包括礦石破碎11，對粉碎后的礦料利用氰化液進(jìn)行邊磨邊浸12，浸出液進(jìn)行固液分離13，利用含有流動載體，表面活性劑的有機(jī)溶劑與含有水溶性反萃劑進(jìn)行制乳15，將制得乳化液分散到分離后的浸出液中進(jìn)行液膜萃取14，所分離出的無機(jī)水相返回邊磨邊浸工序循環(huán)使用其氰化物，而乳化液進(jìn)行破乳16處理，其有機(jī)相返回制乳工序15，水相為富集含金液可直接進(jìn)行電解17得提純黃金完成氰化提金工藝。本發(fā)明工藝的特征在于其邊磨邊浸工序12是在塔式磨浸機(jī)內(nèi)完成的。邊磨邊浸塔式磨浸機(jī)將粉碎礦料(粒度約15mm)經(jīng)磨浸使礦料被磨到約80%為75μ時，礦石中的含金約92%被浸出，完成該工序。其另一特征在于制乳工序15中所用的內(nèi)相溶液中水溶液反萃試劑是采用堿或堿性鹽或者在堿或堿性鹽中添加不大于堿或堿性鹽重量50%的無機(jī)鹽，例如，氫氧化鈉或鉀，氫氧化鈣、碳酸鈉或鉀、硫酸氫鈉或鉀、硫酸鈉或鉀、氯化鈉等。制乳工序15是按下述方法1、配制一定濃度的表面活性劑，載體和有機(jī)溶劑組成的油相溶液及內(nèi)相水溶性反萃試劑，其中表面活性劑含量(占油相體積百分比濃度)為0.1～20%;載體含量為1～25%，余為有機(jī)溶劑。2、將配制成的油相溶液與內(nèi)相溶液按體積比為0.1～20比例混合，在乳化器，例如膠體磨，超聲波乳化器或者采用高速攪抖拌器中進(jìn)行乳化制成油包水型乳狀液。本發(fā)明邊磨邊浸-液膜萃取提金工藝中的其它工序可按照已有技術(shù)進(jìn)行。
在上述本發(fā)明的工藝中，需要具有一定性能的磨浸機(jī)才能完成邊磨邊浸工序。為此本發(fā)明在已有塔式磨浸機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行較大的改進(jìn)設(shè)計了一種能滿足上述工藝要求的專用設(shè)備邊磨邊浸塔式磨浸機(jī)。作為已有技術(shù)的塔式磨浸機(jī)包括動力裝置、塔體及螺旋三個主要部分。塔體作為磨浸機(jī)主體，由筒體、襯板及附設(shè)裝置組成，筒體為制造方便常設(shè)計成上、下兩段(或多段)，鋼筒體內(nèi)側(cè)壁襯有襯板。筒體上段設(shè)有給料口及溢流口，下段設(shè)返砂給礦口，排球排漿口等附設(shè)裝置。螺旋是塔式磨浸機(jī)的主要運(yùn)動部件和易磨損件，它由螺旋軸、螺旋葉片組成。普通塔式磨浸機(jī)中螺旋軸兩支撐軸承均在筒體上方的框架上，螺旋則呈懸垂式。動力裝置也設(shè)置在筒體上部的框架上，包括電機(jī)、轉(zhuǎn)動齒輪、減速機(jī)等。電機(jī)的動力經(jīng)減速機(jī)變速通過轉(zhuǎn)動齒輪帶動螺旋轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的塔式磨浸機(jī)同樣包括動力裝置，塔體及螺旋三個主要部分，其特征在于螺旋是由螺旋軸，螺旋中心軸及螺旋葉片組成，螺旋軸為一軸套管，軸套管內(nèi)加有一同軸螺旋中心軸，螺旋軸上部與中心軸相接固定，螺旋葉片同普通螺旋相同固定在螺旋軸外構(gòu)成螺旋。中心軸支撐在筒體上、下兩端框架的軸承上，形成兩端支撐式螺旋結(jié)構(gòu)。由于螺旋為兩端支撐有效地解決了螺旋高速運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)生偏擺問題，避免造成卡仃等故障。而且可以較大的縮短螺旋軸的長度，降低設(shè)備的總高度。當(dāng)螺旋軸采取兩端支撐式結(jié)構(gòu)時，為解決塔底端支撐點(diǎn)處的礦漿密封問題，在塔底支撐軸承外加一軸套。并與塔底連接處密封好，中心軸穿進(jìn)軸套內(nèi)安裝在塔底的支撐軸承上。軸套高度小于螺旋軸，但應(yīng)稍高于筒體上的溢流口高度，也可有效防止浸液進(jìn)入到中心軸內(nèi)。本發(fā)明的另一特征在于，在塔底部加入通氣裝置，使壓縮空氣能由塔底部導(dǎo)入，并由螺旋軸底部分布均勻的導(dǎo)出，滿足浸出工藝需氧要求。通氣裝置由進(jìn)氣管、塔底氣孔及軸套組成。壓縮空氣充入進(jìn)氣管，通過氣孔進(jìn)入軸套和中心軸之間并順其向上，再從螺旋軸內(nèi)壁與襯套外側(cè)反到螺旋軸底部然后排出。在磨浸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，由于從螺旋軸底部排有流量穩(wěn)定且分布均勻的壓縮空氣，一方面滿足了工藝上的要求，另一方面也在磨浸機(jī)內(nèi)形成一上升氣流，有利于筒體內(nèi)各浸出區(qū)的分級。使得達(dá)到合格粒級的產(chǎn)品隨即排出磨浸機(jī)，不發(fā)生過粉碎現(xiàn)象，這也是磨浸機(jī)磨礦和金浸出效率高的重要因素之一。同時這種通氣裝置既使在長時間仃車時，該裝置也不會堵塞。此外，本磨浸機(jī)在動力裝置部分也作了改進(jìn)，其特征在于除主體動力系統(tǒng)之外，又附設(shè)輔助起動動力系統(tǒng)，該輔助起動系統(tǒng)是一低速起動裝置。需要起動磨浸機(jī)時，輔助起動系統(tǒng)即低速起動，起動完畢，通過離合裝置使輔助起動系統(tǒng)解脫，該系統(tǒng)仃止運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣就大大降低了主體傳動系統(tǒng)的電機(jī)配備功率。作為附設(shè)裝置尚有柴油發(fā)電機(jī)。當(dāng)意外仃電時，即可起動柴油發(fā)電機(jī)帶動輔助起動系統(tǒng)低速維持運(yùn)轉(zhuǎn)，使磨浸機(jī)內(nèi)介質(zhì)不因沉降時間太長而淤塞。下面通過實(shí)例對本發(fā)明的工藝及專用設(shè)備的結(jié)構(gòu)給予進(jìn)一步說明。
實(shí)例1，塔式磨浸機(jī)附圖3為塔式磨浸機(jī)結(jié)構(gòu)圖。附圖4為螺旋及通氣裝置結(jié)構(gòu)圖。由附圖3，塔式磨浸機(jī)是由動力裝置，塔體和螺旋組成，其動力裝置包括主體動力系統(tǒng)和輔助起動系統(tǒng)兩部分，其主體動力系統(tǒng)由主電機(jī)21、轉(zhuǎn)動齒輪22及主機(jī)減速機(jī)23組成;輔助起動系統(tǒng)由輔電機(jī)26，輔助減速機(jī)25及離合裝置24組成。動力裝置安裝在塔式磨浸機(jī)主體筒體上方框架上。塔體由筒體28，筒體28內(nèi)壁襯板29，位于筒體上段的給料口35和溢流口27及筒體下段的排球排漿口32，返砂給礦口34及通氣裝置33組成。由附圖4螺旋及通氣裝置結(jié)構(gòu)，其螺旋由螺旋軸30，螺旋中心軸31，螺旋葉片36組成。螺旋軸30為一軸套管，套管內(nèi)加有一同軸螺旋中心軸，螺旋軸30上部與中心軸31相接固定，在螺旋軸外固定有螺旋葉片。螺旋中心軸通過筒體上、下兩端的上、下支撐軸承37、38安裝在筒體中央。通氣裝置由軸套39、氣孔40、進(jìn)氣管41組成。軸套39為其內(nèi)徑大于中心軸31外徑，其外徑小于螺旋軸內(nèi)徑的鋼套管，它安裝在塔底盤中央，并與筒體襯板之間密封好。螺旋中心軸穿進(jìn)軸套39內(nèi)安裝在下支撐軸承上。軸套39高度應(yīng)高于筒體上的溢流口上端面，以保證筒體內(nèi)浸液不能流到中心軸內(nèi)。在軸套39內(nèi)的塔底上開有氣孔40，并在塔底部安裝進(jìn)氣管41將所開氣孔40包括在其內(nèi)。通過進(jìn)氣管41，氣孔40并沿中心軸31與軸套39之間及軸套39與螺旋軸30內(nèi)壁之間空氣可以由塔體外導(dǎo)入，然后從螺旋軸底部排到筒體內(nèi)。需要起動磨浸機(jī)時，開動輔電機(jī)26，調(diào)整輔助減速機(jī)25和主機(jī)減速機(jī)23，操縱離合裝置4使螺旋低速起動，起動完畢，操縱離合裝置24使輔助起動系統(tǒng)解脫，開動主電機(jī)21使螺旋正常運(yùn)轉(zhuǎn)。并向進(jìn)氣管21內(nèi)鼓入壓縮空氣，空氣由螺旋軸底部均勻排出。其它操作與普通塔式磨浸機(jī)相同，即可高效完成邊磨邊浸工序。
實(shí)例2乳狀液制備(制乳工序)制備油包水乳狀液，油相溶液(體積比)是失水山梨醇油酸單酯5%，三正辛胺4%，聚丁二烯2%，煤油89%。將1%(重量比)Na2CO3水溶液慢慢加到油相中比例1∶1，使用強(qiáng)烈攪拌，攪拌速度3000轉(zhuǎn)/分約15分鐘，即可制成一種穩(wěn)定的油包水的乳狀液。
實(shí)例3，本發(fā)明提金工藝與炭漿法提金工藝對比試驗(yàn)利用本發(fā)明提供的邊磨邊浸塔式磨浸機(jī)及邊磨邊浸-液膜萃取工藝以10T/日試驗(yàn)與目前工業(yè)采用的炭漿法提金技術(shù)進(jìn)行對比試驗(yàn)，其平均值比較如下10T/日炭漿廠※10T/日本發(fā)明工藝能量消耗(KWh/T礦)107.749.3碎磨浸工序消耗1000.43生產(chǎn)費(fèi)用1000.51黃金生產(chǎn)費(fèi)1000.62※10T/日炭漿廠為100求相對值。
由以上實(shí)例，采用本發(fā)明的提金工藝與目前采用較多的炭漿法提金技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、工藝流程大為縮短，生產(chǎn)周期縮短近50倍，且金回收率可達(dá)90%以上。
2、設(shè)備投資少，僅為60～65%。
3、能耗低可節(jié)省約50%，可節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用約50%。
4、氰化物可循環(huán)使用，對環(huán)境無污染。
此外，本發(fā)明提供的邊磨邊浸塔式磨浸機(jī)也可以單獨(dú)完成氰化提金工藝的磨浸工序而和目前工業(yè)采用的其它提金浸出液的濃縮提取黃金的工藝方法相結(jié)合，也能收到一定的良好效果。這種邊磨邊浸工藝也可以用于對其它含貴金屬礦石中金屬元素的磨浸處理。
權(quán)利要求
1.一種邊磨邊浸一液膜萃取提金工藝包括礦石破碎、邊磨邊浸、固液分離、液膜萃取、制乳、破乳及電解幾道主要工序組成，其特征在于該工藝中邊磨邊浸工序是在塔式磨浸機(jī)內(nèi)完成的；制乳工序中所用的內(nèi)相溶液中水溶性反萃試劑是采用堿或堿性鹽，或者在堿或堿性鹽中添加不大于堿或堿性鹽重量50%的無機(jī)鹽，例如氫氧化鈉或鉀、氫氧化鈣、碳酸鈉或鉀，硫酸氫鈉或鉀，硫酸鈉或鉀、氯化鈉等。
2.一種專用于實(shí)施權(quán)利要求1所述工藝的邊磨邊浸塔式磨浸機(jī)由動力裝置，塔體及螺旋組成，其特征在于螺旋是由螺旋軸、螺旋中心軸及螺旋葉片組成，螺旋軸為一軸套管，軸套管內(nèi)加有一同軸螺旋中心軸，且螺旋軸上部與中心軸相接固定，中心軸支撐在筒體上、下兩端框架的軸承上，形成兩端支撐式螺旋結(jié)構(gòu);同時在塔底支撐軸承外加一軸套，并與塔底連接處密封好，中心軸穿進(jìn)軸套內(nèi)安裝在塔底的支撐軸承上;此外，塔體的底部加入通氣裝置，通氣裝置由進(jìn)氣管、氣孔及軸套組成，壓縮空氣充入進(jìn)氣管，通過氣孔進(jìn)入軸套和中心軸之間，并順其向上再從螺旋軸內(nèi)壁與襯套外側(cè)反到螺旋軸底部排出。
3.按照權(quán)利要求2所述的塔式磨浸機(jī)，其特征在于動力裝置除主體動力系統(tǒng)之外，又附設(shè)輔助起動動力系統(tǒng)，該輔助起動系統(tǒng)是一低速起動裝置。
全文摘要
一種邊磨邊浸-液膜萃取提金工藝，其邊磨邊浸工序是在塔式磨浸機(jī)內(nèi)完成，制乳工序中所用的內(nèi)相水溶性反萃試劑是采用堿或堿性鹽或者在其中加入無機(jī)鹽。為實(shí)現(xiàn)上述工藝所設(shè)計的塔式磨浸機(jī)，其螺旋軸由軸套筒式螺旋軸和螺旋中心軸組成，螺旋是兩端支撐式結(jié)構(gòu)，并在塔底部設(shè)置有通氣裝置，使壓縮氣體由螺旋軸底部排出，該工藝簡單、生產(chǎn)周期可縮短50倍，金回收率可達(dá)90％以上，且氰化物可循環(huán)使用，對環(huán)境無污染，同時能耗低，可大幅度降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C22B3/02GK1071465SQ9110626
公開日1993年4月28日 申請日期1991年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月11日
發(fā)明者呂謙, 金美芳, 張佩璜, 溫鐵軍, 吳敏杰, 林立, 羅鯤, 劉鳳芝, 孟宇群 申請人:中國科學(xué)院金屬研究所, 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所