鋅粉置換回收銻精礦堿浸液中的金

欒會光，蔣宗來，郭 濤，孫建光

鋅粉置換回收銻精礦堿浸液中的金

欒會光，蔣宗來，郭 濤，孫建光

(山東恒邦冶煉股份有限公司，山東 煙臺 264109)

銻精礦堿浸液是濕法處理銻精礦產生的中間產物含有少量的金，必須回收。以山東某公司銻精礦堿浸液為原料，經多種提取劑對比，采用鋅粉置換回收其中的金?？疾炝虽\粉用量、料液pH、浸出溫度、時間的影響，得到的最佳工藝條件為：鋅粉用量4.0 kg/m3，溶液pH=11，反應時間3 h，反應溫度80 ℃，多批次試驗金回收率88%。工藝過程簡單，經濟性可行，有效解決了資源浪費問題，為銻精礦堿浸液回收金提供了一條新的工藝。

金回收；鋅粉置換；堿浸液；銻精礦

銻精礦處理方法主要分為火法冶煉和濕法，傳統銻精礦火法冶煉過程中會產生少量二氧化硫煙氣，低濃度SO2煙氣難以利用、污染嚴重，且存在火法熔煉溫度較高、耗能大等問題[1-4]。濕法浸出包括酸浸、堿浸等方法，酸浸產生的酸性廢水較難處理，堿浸同樣會產生堿性廢水，且堿性廢水中可能含有金，造成貴金屬的損失[5-7]。

余群波等[8]研究了堿性硫化鈉體系浸出高銻金精礦過程中金和銻的浸出行為，探討浸出條件對金和銻浸出率的影響。結果表明，浸出溫度50 ℃，浸出時間1 h，液固比2:1，硫化鈉100 g/L，氫氧化鈉10 g/L條件下，銻浸出率91%左右；但同時金浸出率也達到9%左右。肖永福[9]采用硫化鈉堿性溶劑浸出硫化銻精礦回收銻，進行了實驗室擴大及半工業試驗，半工業試驗結果表明，銻浸出率99.5%，隔膜電積銻的電流效率82%～85%，銻總回收率在97%以上，陰極銻經熔鑄后產出含銻99.6%以上的精銻。劉波[10]對某銻金精礦進行了濕法提取銻和金的工藝研究，結果表明，堿性浸出金損失率為16.72%，銻、金分離不徹底。酸法浸銻最佳工藝條件，浸出溫度為95 ℃，浸出時間為30 min，HCl濃度為4 mol/L，FeCl3過量系數為1.1，液固比為4.0，攪拌強度為100 r/min。在此條件下，渣中銻含量0.54%，銻浸出率99.05%，金含量為106.66 g/t，金損失率為0.99%，銻浸出效果良好，金損失率極小，實現了銻和金良好的分離效果，但后續含氯廢水較難處理。

本文以山東某公司毛銻車間銻精礦堿浸液為原料，采用鋅粉置換法，利用堿性條件下鋅與溶液中的硫化金離子反應生成金單質，達到回收銻精礦堿浸液中金的目的；并對回收金的方法及工藝條件進行研究，為銻精礦堿浸液回收金提供一條新的工藝。

1 實驗部分

1.1 原料

原料來源于山東某冶煉企業毛銻浸出廠房產出的銻精礦堿浸液，主要化學成分見表1。據文獻[8, 11]報道，銻精礦堿浸液中金以AuS-形式存在。

表1 銻精礦堿浸液的主要化學成分

Tab.1 Main chemical components of the alkali leached solution of antimony concentrate /(g/L)

1.2 實驗原理

置換和還原時主要反應為：

Zn+2AuS-+4OH-→ZnO22-+2H2O+2Au↓+2S2-(1)

Zn+2OH-→ZnO22-+H2↑ (2)

SO32-+2AuS-+2OH-→SO42-+H2O+2Au↓+2S2-(3)

1.3 實驗方法

1) 提取劑的對比選擇。取銻精礦堿浸液500 mL三組，分別加入2.0 g置換劑(鋅粉)、還原劑(亞硫酸鈉)和吸附劑(活性炭)，在一定溫度下攪拌3 h；反應結束后抽濾，濾液、濾渣取樣分析金含量。

2) 鋅粉置換條件考察。取銻精礦堿浸液500 mL，加入適量鋅粉，在一定溫度下攪拌反應，結束后過濾，濾液取樣分析含金量?？疾熹\粉用量、時間、溫度、pH等條件對置換效率的影響。

3) 測定和計算。濾液經酸化后，采用活性炭吸附-碘量法[12]測定金濃度，根據處理前后試液中的金量計算金的回收率。

2 結果與討論

2.1 回收金的方法選擇

取銻精礦堿浸液500 mL，分別加入2.0 g置換劑(鋅粉)、還原劑(亞硫酸鈉)和吸附劑(活性炭)作為金的提取劑，在常溫和80 ℃下攪拌反應3 h。反應后固液分離，液體取樣分析，結果列于表2。

表2 不同提金劑的提取效率

Tab.2 Extraction efficiency of different gold extractants /%

根據表2數據，常溫下活性炭吸附金的回收率最大，為22.4%。80 ℃下鋅粉置換金的回收率最大，為88.5%。亞硫酸鈉還原，在常溫下還是在80 ℃下，金回收率都較低，因此該方法不適合銻精礦堿浸液金的回收?；钚蕴吭谳^高溫度下，吸附性能降低，金回收率亦較低；較低溫度時，金回收率雖然較高，但只有22.4%，綜合考慮鋅粉置換較為合適。

2.2 鋅粉用量的影響

取銻精礦堿浸液500 mL，加入適量鋅粉，在80 ℃下攪拌反應3 h。改變鋅粉加入量，考察對金回收率的影響，結果如圖1所示。

圖1 不同鋅粉用量的提取效率

從圖1可以看出，pH=11，在鋅粉加入1.0 kg/m3時，金回收率40.4%，鋅粉加入4.0 kg/m3時，金回收率88.5%；鋅粉加入量增加3.0 kg/m3，金回收率提高48.1%，因此鋅粉用量對金回收影響較大。

如圖1所示，隨鋅粉用量增加，金回收率呈現先增加后趨于穩定的趨勢。加入鋅粉時，有黃色顆粒和氣泡生成，說明鋅粉加入后不僅發生置換反應，且與堿反應生成氫氣。鋅粉用量較低時，鋅粉量不足以完全參與置換反應；鋅粉用量較高時，參與置換反應的鋅粉量過量，置換出較多的金粉。綜合考慮，鋅粉用量為4.0 kg/m3較為合適。

2.3 反應時間的影響

取銻精礦堿浸液500 mL，按照4.0 kg/m3加入鋅粉，反應溫度80 ℃，改變反應時間，考察對金回收率的影響，結果如圖2所示。

從圖2可以看出，反應0.5 h時，金浸出率42.3%；當反應時間延長至3.0 h時，pH=11，金浸出率88.5%；置換反應時間延長2.5 h，金浸出率提高46.2%，說明反應時間對金的置換具有較大的影響。在反應時間0.5～4 h，隨著反應時間延長，金回收率呈現先增加后穩定的趨勢，說明置換反應時間較短時，鋅粉與溶液中AuS-的置換反應不充分，繼續延長反應時間，當延長至3～4 h時，金回收率無明顯增加，說明置換反應時間3 h較為合適。

2.4 反應溫度的影響

取銻精礦堿浸液500 mL，按照4.0 kg/m3加入鋅粉，反應時間3 h，改變反應溫度，考察對金回收率的影響，結果如圖3所示。

從圖3可以得出，隨溫度升高，金回收率呈現先增加后不變的趨勢。當反應溫度較低時，金回收率較低，但溫度較高時，金回收率較高，說明鋅粉置換金需要一定溫度才能進行，置換反應溫度為80 ℃最佳。

2.5 溶液pH的影響

取銻精礦堿浸液500 mL，按照4.0 kg/m3加入鋅粉，用硫酸調節溶液pH，在80 ℃下反應3 h，考察對金回收率的影響，結果如圖4所示。

根據圖4，隨溶液pH增大，金回收率呈現先增大后減小的趨勢。當pH=9時，金回收率為75.2%；pH=11時，金回收率為88.5%；pH=13時，金回收率為72.5%。說明溶液pH對鋅粉置換溶液中的金影響較大。

pH為9～11時，金回收率隨溶液pH增大而增大，說明提高溶液的堿度，有利于鋅粉置換出溶液中的金。pH為11～13時，金回收率隨溶液pH增大而減小，這是強堿性條件下，少量鋅粉與氫氧化鈉反應，導致參與置換金的鋅粉量減少。因此，選擇pH=11較為合適。

圖2 不同反應時間的提取效率

圖3 不同反應溫度的提取效率

圖4 不同堿浸液pH值的提取效率

2.6 多批次重復實驗

取銻精礦堿浸液500 mL，按照4.0 kg/m3加入鋅粉，在80 ℃下反應3 h，用硫酸調節溶液pH=11，重復試驗5次，考察銻精礦堿浸液回收金的穩定性，結果為：88.5%、88.4%、88.2%、88.3%和88.4%。采用鋅粉置換，5次實驗結果金的回收率均大于88.0%，重復性較好，實現了銻精礦堿浸液中金的回收。

2.7 經濟性分析

銻精礦堿浸液經過鋅粉置換可回收金，鋅粉加入量4.0 kg/m3，硫酸用量約9.8 kg/m3，1 m3堿浸液產出4.5 g金，加熱采用廠區余熱，不計入成本。按照鋅粉2.4萬元/t，硫酸150 元/t，金450元/g計算，1 m3銻精礦堿浸液回收金利潤1927.53元。

3 結論

1) 用鋅粉、亞硫酸鈉、活性炭等不同提取劑回收銻精礦堿浸液中的金，結果表明鋅粉置換的金回收率較高。

2) 鋅粉用量、反應時間、溫度、pH值等因素對金的回收率均有影響，最佳工藝條件：鋅粉用量4.0 kg/m3，反應時間3 h，反應溫度80 ℃，溶液pH=11。5次試驗，重復性較好，金回收率達88%。

3) 經濟性簡要分析表明，銻精礦堿浸液回收金利潤1927.53元/m3，經濟效益顯著。

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Recovery of gold from alkali leached solution of antimony concentrate by replacement of gold with zinc powder

LUAN Huiguang, JIANG Zonglai, GUO Tao, SUN Jianguang

(Shandong Humon Smelting Co. Ltd., Yantai 264109, Shandong, China)

Wet treatment of antimony concentrate using alkali leaching produces an intermediate solution which contains a small amount of gold to be recovered. This kind of solution from a Shandong-based company was used as the research object and the replacement of gold with zinc powder was chosed after different extractants had been tested and compared. The effects of the zinc powder dosage, pH of the feed solution, leaching temperature and time on the recovery efficiency were investigated. The optimum zinc powder dosage and pH value of the solution was determined to be 4.0 kg/m3and 11, respectively. When the recovery process was carried out at 80℃ for 3 h, a gold recovery of 88% was achievd, based on several batch tests. The process is technically simple and economically feasible, displaying a great potential for industrial application.

gold recovery; zinc powder replacement; alkali leaching liquid; antimony concentrate

TF803.21

A

1004-0676(2023)04-0028-04

2022-10-28

國家重點研發計劃項目(2018YFC1900306)

欒會光，男，高級工程師；研究方向：有色重金屬冶金工藝；E-mail: 15192400267@163.com