新型環保提金劑的研究及應用概況

崔銘耀,李傳明,蘇慧麗,高文昊,李曉暢,呂憲俊

(山東科技大學化學與生物工程學院)

引 言

傳統的氰化法因具有工藝成熟、投資成本低等優點,長期在黃金選冶工業中占據統治地位。據統計,目前全球90 %以上的金由氰化法提取而得。氰化法使用劇毒氰化物作為浸出劑,生產過程中會產生大量氰化尾渣和廢水,氰化尾渣的堆存不僅會占用大量土地,且通過雨水沖刷、揚塵和濾液滲透,尾渣中殘留的氰化物會遷移至周邊環境中,污染土壤及水資源,因而氰化法的使用存在巨大的環境風險。隨著環境保護意識的日益增強,中國對環境保護的要求也日漸提高,2021年1月1日起施行的《國家危險廢物名錄(2021年版)》[1],將采用氰化物進行黃金選礦過程中產生的氰化尾渣和含氰廢水處理污泥歸為無機氰化物危險固體廢物(HW33);《中華人民共和國環境保護稅法》[2]規定,于2018年1月1日起,對危險固廢和水污染物分別征收1 000元/t和1.4～14元/污染當量(衡量不同污染物對環境污染的綜合性指標或計量單位)的環境保護稅。高昂的氰化尾渣和含氰廢水的處置與處理費用,勢必會增加黃金企業的環保成本壓力。因此,亟須研發“綠色、環保、安全”的提金劑以替代劇毒氰化物,降低企業環保成本。

新型環保提金劑是近年來在中國出現的一些用于替代氰化物的無毒或低毒提金藥劑。這些新型環保提金劑與傳統的硫脲、鹵素、多硫化物、硫氰酸鹽、硫代硫酸鹽等非氰提金劑[3]不同,新型環保提金劑一般采用鐵氰化物配制尿素、燒堿等化工試劑經高溫反應而合成,具有低毒環保、儲存及運輸方便、選擇性好、浸金速率快、生產成本低等優點,目前已成功應用于中國部分黃金企業的工業生產,展現出了廣闊的市場應用前景,有望克服傳統氰化提金技術存在的藥劑毒性強、污染治理困難等突出問題[4]。

本文重點對新型環保提金劑的種類及性能、對不同類型礦石的浸出效果、合成方法和浸金機理進行了歸納和分析,提出該類提金劑未來推廣應用的重點研究方向,以期為實現“綠色、環保、安全”的黃金選冶提供借鑒。

1 新型環保提金劑的種類及性能

近年來,中國市場上出現的新型環保提金劑主要有:金蟬[5-12](廣西森合高新科技股份有限公司)、圣的[13-14](Sandioss,上海圣的新材料有限公司)、CG505[15](沈陽金垚環保科技有限公司)、敏杰[16-17](廣西科學院)、東北虎(廣西地生金化工有限公司)、王牌(河南天之水化工有限公司)和金斧(廣西鑫開力科技有限公司)等,該類產品均是由多種藥劑經高溫合成,成分一般為氧化鈉、氮、銨、鈣和鐵等[4]。

需要注意的是,采用檢測氰化物(如NaCN)溶液中游離CN-的方法可以檢測到新型環保提金劑溶液中存在“氰基”,但在毒性方面與氰化物存在很大差異。按照GBZ 230—2010 《職業性接觸毒物危害程度分級》[18],氰化物屬于極度危害物質,而該類新型環保提金劑的毒性屬于遠低于極度危害等級(Ⅰ級,LD50(經口半數致死劑量)<25 mg/kg)的氰化物(LD50為6.4 mg/kg),多屬于中度危害(Ⅲ級,LD50>500 mg/kg)和輕度危害等級(Ⅳ級,LD50>5 000 mg/kg)。可見,該類新型環保提金劑的毒性顯著低于氰化物,具有無毒或低毒的產品特性。

從中國已有的研究和應用報道來看,與傳統的浸金氰化物相比,新型環保提金劑不僅能獲得相當的金浸出率,而且能夠縮短浸出時間、提高浸出效率。幾種典型提金劑的應用情況簡要介紹如下。

1.1 “金蟬”提金劑

“金蟬”作為一種新型環保提金劑,可廣泛應用于氧化型金礦石、高硫高砷金礦石、氰化尾渣、金精礦、硫酸礦渣等,并且充分適應堆浸、池浸、炭漿法(攪拌浸出)等選礦工藝,具有環保無毒,穩定性好、回收快、用量少、儲存運輸方便等優點,近年來在中國市場快速發展。

尹福興等[5]以浮選硫精礦焙燒—酸浸后的含金礦渣(金品位9.8 g/t)為研究對象,對比了氰化鈉與“金蟬”提金劑在相同浸出條件下的金浸出效果,試驗條件為:磨礦細度-0.045 mm占85 %、浸出劑用量3 kg/t、浸出時間30 h、充氣流量0.3 m3/(m3·h)、液固比1.5∶1、CaO堿浸4 h、浸出pH值11～12.5。最終,“金蟬”提金劑和氰化鈉的金浸出率分別為95.35 %、93.47 %。試驗結果表明,使用“金蟬”提金劑獲得了更高的金浸出率,該新型環保提金劑是一種可替代氰化鈉的良好浸金劑。

康維剛等[6]使用“金蟬”提金劑對老撾爬奔碳酸鹽型金礦石(平均金品位5.76 g/t)進行了浸出試驗。參照氰化物浸金的工業生產條件:磨礦細度-0.074 mm占(90±2) %、提金劑用量(0.42±0.02)kg/t、CaO用量(0.8±0.1)kg/t、浸出pH值11～12,“金蟬”提金劑的金浸出率達到92 %～95 %,相較于傳統的氰化浸出工藝,金浸出率提高1.4百分點、藥劑消耗量減少200 g/t、浸出時間縮短了12 h以上,浸出效果良好。而且,浸出液中氰化物質量濃度<0.004 mg/L,尾礦庫下游各點中pH、氰化物含量、COD和懸浮物含量均符合GB 8978—1996 《污水綜合排放標準》一級要求。

柳耀鵬等[7]對四兒溝金礦的蝕變巖型氧化金礦石(金品位2.21 g/t)進行了試驗研究,在相同浸出條件下,“金蟬”提金劑和氰化鈉的金浸出率分別為90.49 %和90.95 %。試驗結果表明,在與氰化法相同的浸出條件下,“金蟬”提金劑的金浸出率與氰化法相當,可以應用于實際生產。

郭鵬志等[8]對老撾的一種碳酸鹽型金礦石(金品位7.5 g/t)進行了浸出試驗研究,控制浸出條件為:磨礦細度-0.074 mm 占90 %、“金蟬”提金劑用量0.6 kg/t(NaCN 0.8 kg/t),“金蟬”提金劑浸出時間24 h (NaCN浸出36 h)、礦漿濃度40 %、CaO用量3 kg/t(堿浸4 h),“金蟬”提金劑和氰化鈉的金浸出率分別為96.4 %和95 %。結果表明:“金蟬”提金劑的金浸出率與氰化鈉相當,但“金蟬”提金劑的藥劑用量及浸出時間明顯減少,說明“金蟬”提金劑非常適合處理這類金礦石;氰化鈉浸出液中氰化物質量濃度高達210 mg/L,而“金蟬”浸出液中和尾渣中氰化物質量濃度<0.004 mg/L,銅、鉛、鋅、砷等含量均符合國家排放標準,浸出廢液可直接外排,并可明顯降低生產成本。

呂超飛等[9]采用“金蟬”提金劑處理某難處理金精礦經硫酸化焙燒—硫酸浸銅后的礦渣(金品位40.38 g/t),在浸出條件相同情況下,“金蟬”提金劑的浸金率略高于氰化法,能夠創造良好的經濟效益和環境效益。

吳弋[10]針對徽縣鴻遠礦業有限責任公司褐鐵礦化微細粒金礦(金品位2～4 g/t)全泥氰化炭漿浸出工藝的優化,進行了“金蟬”提金劑和氰化鈉浸出對比試驗。小型試驗結果顯示,在空氣攪拌情況下,“金蟬”提金劑與氰化鈉的浸金效果非常相似;在富氧條件下,“金蟬”提金劑的金浸出效果不及氰化鈉的金浸出效果。在小型試驗的基礎上,采用浸出槽中充入空氣的方法,進行了工業生產流程的對比試驗,在工藝條件相同的條件下,“金蟬”提金劑和氰化鈉的金浸出率分別91.25 %和89.26 %、吸附率分別為99.78 %和99.76 %。結果表明,在工藝條件相同,流程不做任何改動的條件下,“金蟬”提金劑完全可以替代氰化鈉用于工業生產。

李和付等[11]對陜西商洛夏家店金礦石(金品位1.42 g/t)進行了浸出試驗研究。在磨礦細度-0.074 mm占65 %、提金劑用量300 g/t、攪拌速度400 r/min、浸出時間24 h、礦漿濃度40 %、浸出pH值11的條件下,“金蟬”提金劑和氰化鈉的金浸出率分別為89.87 %和88.73 %,且“金蟬”提金劑金的吸附及載金炭解吸效果與氰化鈉基本相同。

BEYUO等[12]選用加納塔夸礦山氧化型金礦石,在磨礦細度-0.106 mm占比大于80 %、“金蟬”提金劑用量0.4 g/L(NaCN 0.23 g/L)、浸出時間48 h(NaCN浸出24 h)、礦漿濃度55 %、石灰用量1.27 kg/t(NaCN浸出石灰用量1.99 kg/L)、浸出pH值10.5～11.5的條件下,“金蟬”提金劑和氰化鈉的金浸出率均為97 %。由此可以看出,浸出時間足夠的條件下,“金蟬”浸金率與氰化法相當。

1.2 “敏杰”提金劑

“敏杰”提金劑也是近年來研究和應用報道較多的一種新型環保提金劑,該提金劑對于含金氧化礦石、貧硫化物金礦石具有良好的浸出效果;在浸出工藝方面,“敏杰”提金劑使用炭漿法(攪拌浸出)或堆浸法可以替代氰化鈉,并且有效縮短浸出時間,具有良好的經濟效益和和環境效益。

張明洋等[16]針對大白陽金礦的礦石性質,進行了“敏杰”提金劑的小型試驗與工業試驗,考察了“敏杰”提金劑的浸金效果。結果表明,采用工業試驗浸出條件(磨礦細度-0.074 mm占85 %、提金劑用量0.55 kg/t (NaCN 0.65 g/L)、浸出時間42 h、礦漿濃度40 %、浸出pH值11),敏杰”提金劑工業試驗金浸出率為88.7 %,高于氰化鈉85.5 %的金浸出率,且浸渣含氰量達到國家環保標準要求,可以替代氰化鈉用于生產實踐。

劉金貴[17]采用“敏杰”提金劑對張家口弘基礦業金礦石進行了堆浸工業試驗研究和生產應用。結果表明,控制堆浸生產工藝條件為:筑堆粒度-40 mm、藥劑用量400 g/t、NaOH用量350 g/t、浸出pH值10～11、椰殼活性炭用量19 t、炭吸附時間45 d、提金劑噴淋時間45 d(采用噴淋20 min、間歇40 min的方式進行噴淋)、預浸時間3～5 d,“敏杰”提金劑和氰化鈉的金浸出率分別為50.46 %和50.43 %,而且浸出時間可縮短25 %、單位成本可降低1.75元/t,“敏杰”提金劑完全可以替代NaCN應用于堆浸工業生產。

1.3 其他提金劑

“圣的”提金劑(圣的環保黃金浸金劑,Sandioss)在金精礦焙燒渣等含金礦石浸出中也有成功應用的報道,對于酸浸礦渣和氧化型金礦石具有良好的浸出效果,在相同浸出條件下可以替代氰化鈉,具有環保無毒、穩定性好的特點。呂超飛等[13]以高硫低鉛金精礦經硫酸化焙燒—酸浸除銅后的礦渣(金品位70.67 g/t)為原料,在磨礦細度-0.074 mm占90 %、提金劑用量20 kg/t,助浸劑SD-1010用量20 kg/t、浸出時間48 h、液固比1.5∶1、浸出pH值12的條件下,“圣的”提金劑的金浸出率為98.58 %,與氰化鈉的浸出效果相當。ROMERO等[14]對秘魯帕塔斯某氧化型金礦石(金品位13.30 g/t)進行了“圣的”提金劑浸出試驗,在110 ℃烘箱預處理金礦12 h、提金劑用量0.75 g/L、礦漿濃度33 %、浸出pH值11、攪拌浸出時間48 h的條件下,得到金浸出率為79.15 %。

使用CG505新型環保提金劑在排山樓金礦進行了替代氰化物的工業應用試驗,取得了良好的技術經濟指標[15]。該提金劑由浸金藥劑 CG505-A和治理藥劑CG505-B組成,單獨使用CG505-A浸金劑替代氰化鈉,金浸出率為90.5 %,與氰化鈉浸金階段金浸出率基本一致,但浸出尾礦濾餅中總氰化合物質量濃度由6.43 mg/L降低為2.15 mg/L、濾液中總氰化合物質量濃度由244.25 mg/L降低為96.94 mg/L;在尾礦漿中添加CG505-B治理劑后,浸出尾礦濾餅中總氰化合物質量濃度由6.43 mg/L降低為1.14 mg/L、濾液中總氰化合物質量濃度由244.25 mg/L降低為0.18 mg/L,藥劑聯合使用的環保處理效果更佳。工業試驗結果表明,使用新型環保浸金劑CG505代替氰化鈉,生產指標良好,環保指標完全符合國家標準,解決了使用劇毒氰化鈉存在的安全、環保風險。

“綠金”提金劑在金銀礦山的使用結果表明,該產品能夠完全替代劇毒氰化鈉,性能良好,與氰化鈉相比,具有浸出時間快、浸出率高、藥效持續穩定、綜合價格低廉等優點,已在靈寶三聯礦業炭漿廠、靈寶大戶公司炭漿廠、內蒙古某堆浸廠得到工業應用。經上海危險化學品分類檢測檢驗中心鑒定,該產品屬于普通貨物,無爆炸危險性、無氧化劑危險性、不屬易燃危險品、不屬放射性危險品、不屬腐蝕品等,可以進行公路、鐵路、海運、空運的安全運輸;經河南省疾病預防控制中心進行毒性檢測鑒定,該產品屬于低毒產品,毒性僅相當于燒堿;生產廢水經河南省環保局分析檢測中心進行水質分析,完全符合國家排放標準。宋翔宇等[19]對“綠金”新型環保浸金劑進行了全泥炭漿提金工藝條件研究及工業應用試驗,結果表明,“綠金”新型環保提金藥劑與氰化鈉的浸出效果基本一致,工業試驗中金浸出率可以達到92 %以上。對尾渣的有害性分析結果表明,該藥劑的干排尾渣中氰化物含量遠遠低于氰化浸出工藝的干排尾渣,符合環保標準。

ZHANG等[20]以亞鐵氰化鉀、尿素和碳酸鈉為主要原料,合成了一種用于蝕變巖型金礦石浮選金精礦浸出的新型環保提金劑,取得了良好效果。金精礦原礦品位37.6 g/t,磨礦細度-0.038 mm占92 %,在浸出劑質量分數為0.3 %、初始pH值為10～11、液固比為2.5∶1、攪拌速度為600 r/min的攪拌浸出試驗條件下,新型環保提金劑對金精礦的浸出率在24 h達到97.5 %(氰化鈉達到97.1 %浸出率的浸出時間為36 h),活性炭吸附率達到99 %。結果表明,合成的新型環保提金劑不僅具有與氰化鈉相當的金浸出率,而且浸出速度更快。

以上情況表明,新型環保提金劑已能夠替代氰化物用于某些金礦石浸出,而且具有低毒環保、儲存及運輸方便、選擇性強、綜合成本低等優點。然而,該類藥劑的推廣應用規模仍然較小,對不同類型礦石的適應性有待進一步應用驗證。

2 新型環保提金劑的合成工藝

2.1 合成原料

2.1.1 亞鐵氰化物+酰胺類+堿金屬碳酸鹽或堿

不同環保提金劑的合成原料復雜多樣,但大部分合成專利文獻中包含了亞鐵氰化物(亞鐵氰化鉀(黃血鹽)或亞鐵氰化鈉)、尿素(又稱脲或碳酰胺)、碳酸鈉或氫氧化鈉,只是不同專利中所添加的比例有很大差異。尿素的配比一般為20 %～50 %[21-26],個別達到60 %[27];黃血鹽配比一般為10 %～30 %[21-26,28],個別為1 %～5 %[23];碳酸鈉和氫氧化鈉配比一般為20 %～50 %[21,23-27],少數5 %～15 %[22,29]。部分專利文獻在上述原料基礎上添加少量的硫代硫酸鹽[23-24,27,30]、丁基黃原酸鹽[25]、鹵化物[22-23,31-32]、硫化物[23,32]等。

一些專利文獻報道的典型原料配比包括:尿素、黃血鹽和碳酸鈉的比例分別為30 %～40 %、10 %～20 %和50 %～60 %[21];黃血鹽20～40份、尿素30～50份、硫化鈉20份、氫氧化鈉5～15份、碳酸鈉20～40份,碘化物5～7份[22];碳酸鈉20 %～50 %、尿素10 %～50 %、氯化鈉1 %～10 %、硫化鈉1 %～5 %、碘1 %～5 %、鐵氰化鉀1 %～5 %、硫氰酸鈉1 %～5 %、溴化鈉1 %～5 %和硫代硫酸鈉1 %～5 %[23];尿素25～35份、氫氧化鈉15～25份、硫代硫酸鈉5～15份、碳酸鈉10～20份和黃血鹽5～15份[24];堿金屬氧化物、堿金屬碳酸鹽、尿素、黃血鹽、氯化羥基鈉鹽、丁基黃原酸鹽的質量比為(6～12)∶(8～16)∶(20～40)∶(12～20)∶(4～8)∶(2～5)[25];黃血鹽與尿素的質量比1∶(1～6)、pH調節劑(氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀或碳酸氫銨)[26];尿素、黃血鹽和碳酸鈉分別為50～70份、25～40份、5～10份,硫代硫酸鈉0.5～5份[31];碳酰胺1～60份、黃血鹽1～40份、蘇打1～50份、硫代硫酸鈉1～15份[30];尿素20～50份、六偏磷酸鈉5～10份、硫化鈉5～10份、溴化鈉0～10份、亞鐵氰化鈉0～30份、純堿20～50份和燒堿5～10份[32]。

2.1.2 亞鐵氰化物+氰酸類+堿金屬碳酸鹽或堿

在部分專利中,使用氰酸鹽(如NaCNO;可由氰酸在堿性條件下生成)或氰尿酸(又稱三聚氰酸,C3O3N3H3)替代尿素,其中氰酸鹽的配比一般為20 %～60 %,碳酸鈉和氫氧化鈉的配比一般為5 %～50 %,黃血鹽配比一般為5 %～50 %[33-34]。例如,有文獻報道的合成原料為:氰酸鹽20～60份、氫氧化鈉5～10份、硫酸鈉2～10份、亞鐵氰化鈉5～30份和鉛鹽10～30份[34];也有文獻采用氰酸鹽與黃血鹽的質量比是4∶1[35];文獻[36]中添加了氰酸鈉7～7.4份、亞鐵氰化鈉9.4～9.8份、尿素11.8～12.2份和工業純堿9.3～9.7份。

實際上,提金劑是由原料在高溫加熱條件下反應合成;當溫度高于160 ℃時,尿素就可分解產生氨氣和氰酸,生成的氰酸又可三聚成六元環化合物三聚氰酸,反應如式(1)和式(2)所示。由此可見,尿素、氰酸鹽和三聚氰酸在提金劑合成過程中很有可能發揮相似的作用。

(t>160 ℃)

(1)

(2)

2.1.3 其 他

部分專利文獻中未采用黃血鹽等含氰絡合物,而采用過渡金屬鹽和胺類化合物為主要原料。文獻[37]中采用過渡金屬化合物(硫酸亞鐵、硫酸鐵、氫氧化鐵、硫酸銅、硫酸鎳等)5～50份,有機堿(三乙胺、三乙烯二胺、四乙基氫氧化胺等)1～10份,碳酸鹽(碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈣、碳酸銨、碳酸鎂、碳酸鋅)20～100份和酰胺類化合物(丙二酰脲、磺酰胺、磺胺、縮二脲、尿素)20～100份,還有鉛鹽2～3份。

也有專利采用腐植酸鈉2～6份、純堿30～40份、尿素55～67份和浸金活化劑鉛鹽(硝酸鉛或醋酸鉛)或錳酸鹽(錳酸鈉或錳酸鉀)0.1～0.9份合成新型環保提金劑[38]。

2.2 合成方法

從專利文獻中報道的新型環保提金劑的合成方法來看,主要包括:一段焙燒法、兩段[28,31,33]或多段焙燒法[36]和焙燒-添加劑復配法[22,25,33-34]。

大多數新型環保提金劑采用高溫焙燒合成工藝,只是焙燒溫度、焙燒氣氛和焙燒時間各不相同。關于焙燒氣氛,大多數提金劑的合成采用空氣氣氛焙燒,極少數文獻采用富氧氣氛焙燒[37];部分專利中并沒有明確指明采用何種氣氛,僅提到在密閉容器內焙燒合成[23]。關于焙燒溫度和保溫時間,環保提金劑的焙燒溫度基本上在600 ℃～900 ℃,少量專利中采用的焙燒溫度低至500 ℃[27]或高至1 000 ℃[25,29];保溫時間大多數在1～6 h,個別專利文獻中保溫時間僅為5～15 min[30]。

2.2.1 一段焙燒工藝

大多數專利中提金劑的合成采用一段焙燒[21-25,27-28,30,32,34,37-39],即在達到設定溫度后保溫一定時間,焙燒溫度一般保持在450 ℃～1 000 ℃,保溫時間一般在1～3 h,個別專利需要保溫4～6 h[21,23,30,38]。例如:文獻[21]需要合成藥劑在密閉容器內加熱至800 ℃～850 ℃,保溫3～6 h;文獻[23]合成藥劑在密閉容器中加熱至700 ℃～800 ℃進行熱反應,且保溫5 h;文獻[30]需要藥劑在密閉容器中450 ℃～860 ℃溫度下反應3.5～5.5 h;文獻[38]需要合成藥劑在容器中加熱至650 ℃～750 ℃,保溫4～5 h。

2.2.2 多段焙燒工藝

少數專利采用兩段焙燒[28,31,33]或多段氧化焙燒[36]。文獻[31]通過兩段合成工藝進行制備,第一段融合:首先將硫酸鹽、碳酸鹽、氰絡合物及含氮化合物按照(2～5)∶(15～50)∶(10～50)∶(20～40)的質量比混合均勻,加入到耐熱耐腐蝕反應釜中,在450 ℃～550 ℃的條件下攪拌熔融1～1.2 h,將熔融之后的混合液倒出待用,不熔的雜質去除;第二段融合:將強堿、氯化物、碳酸鹽按(3～6)∶(2～5)∶(5～10)的質量比充分混勻,之后按1∶1的質量比加入第一段熔融之后的混合物,二者混合后加入到反應釜中,在700 ℃～900 ℃的條件下攪拌熔融1～1.5 h,熔融物經常溫冷卻,破碎、篩分后得到產品。文獻[33]中原料在2 h內持續升溫到300 ℃,保溫5～10 min,再經4 h升溫至800 ℃～850 ℃,停止加熱,保持5～10 min后冷卻。

文獻[36]采用的原料組分包括:六偏磷酸鈉12～12.4份、氰酸鈉7～7.4份、亞鐵氰化鈉9.4～9.8份、硫化鈉10.3～10.7份、硫磺13.3～13.7份、溴化鈉10.4～10.8份、氯化鈉6.3～6.7份、二氧化錳8.2～8.6份、尿素11.8～12.2份、工業純堿9.3～9.7份,合成步驟包括:①將所有原料組分混合后于480 ℃～520 ℃密閉混煉30～40 min,再在通風條件下自然氧化反應60～70 min(480 ℃～520 ℃);②一次熔煉的溫度為820 ℃～870 ℃,時間為4～6 h;二次熔煉的溫度為820 ℃～870 ℃,時間為0.8～1.2 h;③空氣氧化反應的時間為18～25 min,溫度為580 ℃～620 ℃;④將塊狀原料于常溫下放置2.8～3.2 h冷卻。

2.2.3 焙燒+添加劑復配

部分環保提金劑采用“焙燒+添加劑復配”工藝,即環保提金劑是由高溫合成的藥劑與某些添加劑混合制得,這些添加劑包括除砷劑、碘化物、鉛鹽、氫氧化鋇、過氧化鈣、硫脲、硫代硫酸鈉和溴化物等[22,25,33-34]。文獻[22]提出一種改進型環保提金劑,采用螯合工藝,提金劑由黃血鹽、尿素、碳酸鈉等原料螯制而成,再取60份熬制而成的物質加入氧化劑、除砷劑、碘化物或鉛鹽或氫氧化鋇混合而成。文獻[25]中加入氯化羥基鈉鹽和丁基黃原酸鹽后,可廣泛應用于金、銀的氧化礦及硫化礦的浸出,有較好的浸出率,并且其捕收能力較強。還可以將其做成捕收劑,適用于銅、鉛、鋅、鎳硫化礦的捕收劑,特別對于含有少量硫化礦的復雜礦。例如,對含有部分氧化銅、鉛礦石的硫化礦原料,因為其強捕收能力,且與其他所有的無毒氰化藥品相比,具有藥性穩定、藥品環保、成本較低等優勢。文獻[34]中把熔融產品冷卻粉碎后添加溴化物及鉛鹽復配,從而制備一種性能更優越,能對貴金屬氧化礦、原生礦、有害雜質較多的難選硫化礦高效浸出,產品適應性更強,選冶效果更好,能完全替代劇毒氰化物的環保提金劑。

3 新型環保提金劑的浸金機理

新型環保提金劑的浸金機理與其有效成分密切相關。然而,一方面,不同環保提金劑的組成存在差異;另一方面,由于環保提金劑相關專利的保護性及提金試劑組成研究的匱乏,目前環保提金劑的有效成分和浸金機理尚不明確。部分研究報道對“金蟬”“敏杰”提金劑的組成及其可能的浸金機理進行了初步探討。

3.1 “金蟬”提金劑溶金機理

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

3.2 “敏杰”提金劑溶金機理

(8)

(9)

(10)

因此,“金蟬”或“敏杰”提金劑可能通過形成Au3(CN)3C3H3N6O3和[Au(CS(NH2)2)2]+或[Au(N(CN)2)2]-、[AuNax(N(CN)2)x+2]-及[Au(S2O3)2]3-等實現金的浸出過程。新型環保提金劑的有效成分及其浸金機理需要更多詳細的工作加以研究和證實。

4 結 語

與傳統的非氰化提金劑相比,新型綠色環保提金劑不僅能夠取得與氰化物相媲美的提金效果,而且在生產實踐中已獲得應用并取得良好的經濟與環保效益,具有非常廣闊的應用前景。盡管如此,目前有關新型環保提金劑的理論基礎研究匱乏,為了大力推動新型環保提金劑的大規模推廣及應用進程,亟須加強以下幾方面的工作:①新型環保提金劑合成及其自身性質的研究。重點解決合成原料和條件對環保提金劑的組成和性能的影響、環保提金劑分子結構及其浸金反應機理。②新型環保提金劑對不同類型金礦石的普遍適應性研究。重點解決環保型提金劑對復雜難處理金礦的浸出效果,提高環保型提金劑對不同含金物料的普遍適應性。③新型環保提金劑類產品相關行業標準及市場管理措施的制訂。近幾年,新型環保提金劑已進入成長期,具有巨大市場潛力,然而其使用和管理尚不夠規范,需要在成分、性能和機理研究基礎上,制定環保提金劑行業標準及相關管理措施,促進新型環保提金劑類產品的推廣應用。