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1、化学选矿应用实例,1、铀矿物原料的化学选矿2、铜矿物原料的化学选矿3、金矿物物料的化学选矿4、其它矿石物料的化学选矿,化学选矿应用实例,1 铀矿物原料的化学选矿,1）铀矿资源,根据铀矿物和含铀矿物的生成条件。铀的价态及工艺处理的难易，可分为原生铀矿物、原生含铀矿物及次生铀矿物三大类。,（1）原生铀矿：晶质铀矿和沥青铀矿，铀主要呈四价。晶质铀矿难以分解，沥青铀矿分布十分广泛，其工业价值最大。,（2）原生含铀矿物：具有工业价值的是微晶矿床，铀以类质同像的形态交代复杂氧化物中的钍、稀土、钙。这类矿物主要是钛钽铌酸盐类，铀还以类质同像形态存在独居石、萤石等矿物中。,（3）次生铀矿物和含铀矿物：有工业意
2、义的次生铀矿物为磷酸盐和钒酸盐。,目前处理的主要铀矿物为晶质铀矿、沥青铀和次生铀矿吻，可在提取稀有元素时顺便回收原生含铀矿物中的铀。,2）铀矿物的浸出,（1）稀硫酸浸出,物料：硅酸盐矿石浸出剂：稀硫酸氧化剂：二氧化锰,浸出工艺条件： 浸山时的矿石粗度约为16100目，液固比为0.61.2， 酸用量与矿石组成有关，易浸矿石的剩余酸度一殷为38克/L，难浸矿石为3040克/升、浸出温度为6080、MnO用量为矿石重量的0.52.0，溶液的还原电位约0.40.45伏、浸出时间依矿石性质和浸出条件而异。,浸出过程原理,氧化过程,浸出溶解过程,铀在硫酸浸液中呈络离子形态存在，25时存在下列平衡：,浸出时
3、，矿石中的氧化硅和氧化铝较稳定，溶解度与酸度和温度有关，硅酸胶体对后续工序影响饺大，故应尽置避免高酸浸硅。氧化铁相当稳定，但氧化亚铁易被硫酸分解(约4050%)。存在氧化剂时，浸液中的亚铁离子可氧化为硫酸高铁。矿石中的碳酸盐和钙镁氧化物全部被稀硫酸分解，矿石的磷钒全部进入浸液中。,（2）碳酸盐溶液浸出,物料：碳酸盐矿石浸出剂：碳酸钠、碳酸氢钠氧化剂：空气,浸出工艺条件,常温浸出工艺：浸出矿石粒度小于100200目，液固比0.81.4，常压浸出时的试剂浓应较高，常为矿石重量的48。,加压碱浸工艺：加压碱浸温度一般为100150，压力为10.1310515.20105帕，Na 2CO3560克L，
4、NaHCO3525克L。,3）浸出液的净化,（1）离子交换法,铀在溶液中以铀酰络阴离子形式存在，可采用强碱性阴离子交换树脂进行交换。 如果浸出过程为酸性浸出，在离子交换过程解析时，采用酸法解析，解析剂为酸化的硝酸盐或氯化物。如果浸出过程为碳酸盐浸出，在离子交换过程解析时，采用碱法解析，解析剂为硝酸盐或氯化物的中性或碱性液。,（2）溶剂萃取,采用三脂肪胺作为萃取剂。,酸性浸出体系,萃取时三脂肪胺的浓度不能太大，一股以0.1M左右为宜。介质pH控制在11.5左右。pH2时，由于铁、硅、铀的水解，会产生乳化现象。为防止出现三相，常加入混合醇，但混合醇的浓度不能太大。试验表明，对0.1M的三脂肪胺，混
5、合醇浓度以0.050.1M为宜。,常用的反萃剂为氯化物、NaCl、碳酸盐、碳酸铵与氢氧化铵的混合溶液。,碱性浸出体系,萃取剂为季铵盐。,季胺盐萃铀时季胺盐浓度一般约0.1M，混合醇浓度(体积)约35%，碳酸盐总浓度小于50克升，碳酸钠与碳酸氢钠的重量比应大干2，故碳酸氢钠浓度宜小于15克升(可用苛性钠调节)。萃取原液中的固体含量宜小于50ppm，否则易乳化。 反萃剂：碳酸盐溶液 一般采用0.74MNa2CO3+1MNaHCO3作反萃剂，温度为2535。由于萃取和反萃均在同一阴离子体系进行，不会引进其他阴离子杂质，产品品位较高，母液便于返回使用。,中性体系萃取,萃取剂有机相为510TBP磺化煤油
6、溶液，O：A1：2,反萃相比O：A34：1，反萃剂为用4%硫酸再加部分重铀酸铵沉淀母液。,4）铀化学精矿的制备,（1）从酸性含铀液中沉淀铀,常用氨水、苛性钠、石灰和氧化镁等作碱沉淀剂。氨水从硫酸铀酰溶液中沉淀铀的主要反应为：,（2）从碱性液中沉淀铀,碱分解法是从碱性液中沉铀的主要方法。三碳酸铀酰络合物仅在弱碱性介质中才稳定，若pH值大于11.6时会分解析出重铀酸盐沉淀：,酸分解法沉淀铀,加入硫酸，将溶液pH调整为34。,加热煮沸溶液赶除二氧化碳，此时铀及所有杂质均转入溶液中，再用碱中和至pH=6.57，铀定量沉淀析出。,2 铜矿物原料的化学选矿,1）铜矿资源,（1）硫化矿（氧化率30%）（3）
7、混合矿（30%氧化率10%）,2) 酸法浸出铜矿物原料,（1）酸浸沉淀浮选工艺,酸浸时采用浓度为0.53%的稀硫酸作浸出剂，目的是分解次生氧化铜矿物，余酸一般为0.050.1%，固液比为1:12。浸出是在室温或加温至5080条件下进行。,酸浸,沉淀时可用废铁、铁屑、海绵铁等作沉淀剂，也可采用硫化氢作沉淀剂，使铜呈海绵铜或硫化铜形态析出。沉淀时主要控制介质pH值、沉淀剂用量等因围素。铁耗主要取决于介质的剩余酸度，一般为1.23.5公斤公斤。若浸液余酸太高可先用石灰进行中和。,沉淀铜的浮选直接在弱酸性pH3.74.5矿浆中进行，一般采用黑药或双黄药作捕拉剂，以甲酚或松醇油作起泡剂，未分解的硫化铜矿
8、物与伴生贵金属和沉淀铜一起上浮。,沉淀,浮选,（2）酸浸萃取电积工艺,浸出剂：硫酸萃取剂：含羟肟基团的萃取剂，如Lix64等。,如某矿山氧化铜矿堆浸，浸液含铜4克/升。铁22克/和硫酸35克/升，用Iix 64萃铜，电积产铜18.2吨/日，纯度达99.9%。,3）铜矿物原料氨浸,氨浸可分为一般氨浸、氧化氨浸和还原焙烧氨浸类型。一般氨浸：处理铜矿物为次生铜矿，脉石为碳酸盐。氧化氨浸：处理除次生铜矿物外还含金属铜和原生硫化铜矿物。还原焙烧氨浸：铜呈难浸的硅酸铜或结合铜形态存在。,还原焙烧氨浸实例,焙烧：原料与占矿石重量5%的煤粉混合，在750850条件下于回转窑中进行还原焙烧，使矿石中大部分结合铜
9、转变为游离氧化铜，少部分被还原成金属铜。,浸出,浸出温度为4550，浸出剂含氨65克/升，二氧化碳40克/升，浸出3.5小时。采用三段浸出、四段洗涤流程。,沉法沉铜,浸出后的富铜氨浸出液送蒸氨沉铜，得铜含量约65%的氧化铜。蒸氨产生的氨气与二氧化碳气体经冷凝吸收后返回浸出作业。,4 离析 浮选法,基本原理：通过离析焙烧，使物料中的铜以金属铜的形式析出，再采用浮选方法进行回收。,备料、离析和磨浮，离析部分由配料加料系统、焙烧系统、收尘系统和仪表控制室组成。,生产条件与指标,该工艺的三个组成部分,当原矿铜品位为23%、粒度小于4毫米，水分约5%的矿石中添加3.54%的煤和1.82.0食盐，在入窑烟
10、气温度为11501250，窑头温度为880950，窑中温度为200750，窑尾温度100200，窑转速0.660.75转/分，分级溢流浓度为30，细度为75%-200目，浮选浓度为2428%， 采用一粗一精一扫的浮选流程，可获得铜精矿品位25%，铜回收率8085%的指标。,3 金矿物原料的化学选矿,1） 矿石资源,根据矿物组成及可选性，可将含金矿物原料分为砂金矿和脉金矿两大类。,脉金矿分类,（1）含少量硫化物的金矿石；（2）含大量硫化物的金矿石；（3）多金属含金矿石；（4）难选复杂含金矿石。,难选复杂含金矿石主要采用混汞法和氰化法处理。,2）混汞法提金,混汞：金粒被汞选择性润湿，继而汞向金粒内
11、部扩散形成金汞齐（金汞合金)，也称为汞膏。,混汞法提金的基本过程：混汞与蒸馏。,蒸馏：将汞膏汞加热至357以上时，汞呈元素汞形态挥发金呈海绵金形态留在容器中。,影响混汞因素,（1）金粒的粒度、形状和单体解离度 适宜混汞的金粒粒度一般为0.20.3毫米。（2）温度 温度高有利于混汞，但汞的挥发性增大。（3）矿浆浓度 矿浆浓度不宜过大，一般为1025%为宜。（4）混汞酸碱度 混汞pH通常为88.5。（5）汞的量与质量 加汞量过多会降低汞膏的弹性和稠度，易使汞膏和汞随矿浆流失；加汞量不足会使汞膏坚硬，失去弹性，降低捕金能力。添汞量一般为含金量的25倍。 汞的质量对混汞效果影响颇大，纯汞对金的润湿效果
12、不好，汞中含少的金银及贱金属可降低汞的表面张力，改善润湿效果。如汞中含金量为0.10.2时可加速汞对金的汞齐化过程。,混汞提金原则流程,2）氰化法提金,氰化法提金的基本过程包括氰化浸出与溶液中金的提取两个过程。,影响氰化浸出的主要因素,（1）氰化物和氧的浓度 浸出时氰化物的浓度一般为0.030.08。（2）矿浆pH 通常加石灰作保护碱以防止氰化物水解和使金的溶解处于最佳条件，石灰加入量以维持矿浆pH值为910为宜。矿桨pH值过高对溶金不利，因在金表面生成过氧化钙薄膜而明显降低金的溶解速度。（3）温度 提高温度有利于浸出进行，但会增加其它金属的溶解，一般不加温。,（4）物料粒度 减小物料粒度有利
13、于浸出的进行。（5）矿浆浓度与含泥量 含泥量大时，矿浆浓度要低，一般为2035%左右。（6）浸出时间 一般在2440小时左右。,溶液中金的提取,溶液中金的提取一般有锌置换法、碳浆 电解法、树脂矿浆电解法。,3）硫脲法提金,（1）硫脲化学性质,硫脲在碱性液中不稳定，易分解为硫化物和氨基氰，反应式为：,硫脲本身毒性小，无腐蚀性，对人体无损害，硫脲浸金废液含一定的硫脲分解产物，一般经石灰处理后可外排灌溉农田。,（2）硫脲溶金与沉金的化学过程,在氧化剂存在下，金呈Au(SCN2H4)2+络阳离子形态转入硫脲酸性溶液中。,沉金采用锌置换、电解等方法,（3）影响硫脲浸金的主要因素, 介质pH 一般采用硫酸调整介质酸度，增大溶液酸度可以提高硫脲的稳定性和溶液中硫脲的游离浓度。在常用硫脲用量条件下，介质pH值以小于1.5为宜。但介质酸度不宜太大，否则全增加杂质的酸溶量。氧化剂较为理想的氧化剂为二氧化锰、高价铁盐和溶解氧。物料粒度物料细对浸出有利。温度 浸出速度随温度的升高而提高，但硫脲的热稳定性较小，故矿浆温度不灾超过55，一般均在室温下进行浸出。硫脲浓度浸出时间,4、其它矿石物料的化学选矿,1）钽铌矿物原料的化学选矿2）离子吸附型稀土矿的化学选矿3）难选中矿的化学选矿,
