1、摘要:本次试验研究提出了两种湿法除砷的方案，分别是氢氧化钠碱浸预处理和硫酸铜置换法预处理，探究不同试验条件下将矿石中的砷浸出的效果。结果表明，碱法浸出工艺中，用5%的氢氧化钠，液固比为3:1，加20kg/t的高锰酸钾作助浸剂常温搅拌浸出24h可以提高砷的浸出率近20%，并且优越于硫酸铜置换法浸出含砷金矿石中的砷。相同条件下碱法二次浸出可以使总浸出率达到85%。使用三氯化铁和氢氧化钙作沉淀剂，保证铁砷摩尔比为1.26:1，用氢氧化钙调节PH值为12，可以将浸出液中的砷沉淀约85%。关键词：含砷金矿；预处理；湿法提砷Experimental Study on the Wet Extraction
2、of Arsenic from Arsenic-bearing Gold ConcentrateAbstract: This paper put forward to two kinds of wet arsenic removal methods, they are the sodium hydroxide alkaline leaching pretreatment and the pretreatment of copper sulfate substitution method. The results show that, alkaline leaching process, whi
3、ch using 5% sodium hydroxide, liquid to solid ratio is 3:1, plus 20kg/t potassium permanganate as leaching agent can improve the normal temperature agitation leaching of arsenic leaching rate of nearly 20%, and it is superior to copper sulfate replacement leaching of arsenic in gold ore containing a
4、rsenic. Two times alkali leaching method under the same conditions can make the total leaching rate reached 85%. The use of ferric chloride and calcium hydroxide as precipitant, ensure that the iron arsenic molar ratio of 1.26:1, using calcium hydroxide adjust pH value about 12, the precipitation of
5、 arsenic in leaching solution about 85%.Keywords: Arsenic-bearing gold ore; Preliminary treatment; Arsenic extraction in wet process.目录摘要i关键词i第一章 绪 论11.1 引言11.2 砷在自然界的分布以及高砷金矿石的特征11.2.1砷在自然界中的分布11.2.2难处理金矿石的种类21.2.3难处理金矿石的资源特点21.3 砷及其化合物的性质31.3.1砷的氢化物性质31.3.2砷的氧化物特性41.3.3砷的其它化合物41.4 砷的用途以及对环境及人体的危害4
6、1.4.1砷的用途41.4.2砷的毒性41.4.3砷对环境的污染及对人体的危害51.5 高砷金矿预处理技术现状51.5.1氧化焙烧预处理技术61.5.2细菌氧化预处理技术61.5.3 湿法化学预处理技术71.5.4其它预处理技术81.6 本次研究的主要内容以及目标91.6.1本次试验研究的主要内容91.6.2本次试验研究的目标9第二章 试验物料、原理以及方法102.1试验物料102.1.1试验物料特征102.1.2磨矿试验102.2 试验原理及方法112.2.1分析测试的原理及方法112.2.2氢氧化钠碱法浸出122.2.2硫酸铜置换法122.3 试验所用设备以及试剂132.3.1试验所用设备
7、132.3.2试验所需试剂13第三章 碱法浸出砷及浸出液中砷的沉淀工艺研究153.1 原矿中砷含量的分析测定153.1.1硫代硫酸钠标定铜标准溶液153.1.2碘溶液标定硫代硫酸钠溶液163.1.3矿样中砷含量的测定163.2 碱浸试验研究173.2.1碱浸试验173.2.2滤液中砷含量的分析测定183.2.3滤饼中砷含量的分析测试193.3 氢氧化钠碱法二次浸出矿渣中的砷203.3.1 浸出过程203.3.2 滤饼及滤液中砷含量的分析213.4 砷的沉淀回收工艺研究213.4.1氢氧化钙溶液的配制223.4.2氢氧化钙、三氯化铁混合沉淀砷223.4.3滤液中砷含量的分析223.4.4 氢氧化
8、钙、硫化钠混合沉淀砷243.5 小结24第四章 硫酸铜置换法浸出砷及砷的提取254.1 硫酸铜置换法浸出砷254.1.1 浸出过程254.1.2 滤饼中砷含量的分析测定264.1.3 滤液中砷含量的分析274.2 浸出液中砷的沉淀结晶284.3 小结28第五章 总结305.1 本次试验研究的主要结论305.2 本次研究存在的不足以及建议30参考文献32致谢33iv第一章 绪 论1.1 引言矿产资源的综合开发利用在很大程度上关系到国家的经济命脉，也关系到一个国家抵御国际上金融通货膨胀的能力。在我国，黄金产量居世界第五位，而我国是世界第三大黄金消费国，所以这些年来黄金工业有着突飞猛进的发展，世界各
9、地高度重视黄金的开发利用。可是，问题是现在世界范围内金矿资源枯竭，并且容易处理的金矿石更是少之又少。所以现在黄金提取方面的研究主要集中在低品位复杂难处理矿石的开发利用上【1】。众所周知，金矿中含砷对黄金的浸出产生的巨大的影响，严重影响了金的浸出，国内外众多专家学者都将研究的重点放在了含砷金矿的预处理上面，以期望通过对矿石进行预处理出去矿石中的砷，从而提高金的浸出率。因此，目前国内外众多专家学者都把其研究重点放在了高砷金矿的预处理脱砷以及难处理金矿中金的回收方面。目前国内外预处理除砷的主要方法是氧化焙烧法，然而这种方法由于产生了有毒的含砷气体，严重影响了人类生存的环境，尤其是近年来环境保护的呼声
10、不断提高，因此氧化焙烧法有其巨大的局限性【2】。越来越多的学者将研究重点放在了低污染的湿法化学预处理上。本文的侧重点也是在此，通过湿法化学处理的方法，除去高砷金矿中的砷，从而期望能够提高后续工艺中金的浸出率。由此看来，在当前的形势之下，使用更多科技含量高、环境污染少的方法进行矿产资源的综合利用，对实现人与资源、环境以及社会的协调和可持续发展，具有非常重要的战略意义和现实意义。1.2 砷在自然界的分布以及高砷金矿石的特征在了解和认识含砷金矿石之前，我们应该对砷在自然界中的分布有一个明确的了解。此外，高砷金矿作为难处理金矿的一种，我们还应该了解难处理金矿的种类以及分布特征，这些有利于我们更进一步的
11、开展研究工作。1.2.1砷在自然界中的分布砷广泛存在于世界范围内，是地壳的构成元素，在地壳中砷的丰度大约是2 g/t，广泛分布于土壤、岩石和水环境当中。环境中的砷多以含砷矿石的形式存在，比如说砷黄铁矿（FeAsS）、毒砂（FeAsS）、砷镍矿（NiAs2）、斜方砷铁矿（Fe2As3）、红砷镍矿、雌黄（As2S3）、雄黄（As2S2）、砷钴矿、鸡冠石等【3】。由于砷是一种亲硫元素，因此不少硫化矿都伴生有砷。自然界中砷矿物约有150多种，其中主要为毒砂。与自然界中的其它元素有些不同，砷是一种非常分散的元素，自然岩石的风化作用以及人类综合开发利用地下资源是导致元素砷引入环境中的主要原因。在砷的矿物中
12、以纯单质存在的砷很少，主要是以砷所形成的化合物形式存在，最常见的是砷和硫的化合物。砷的风化产物形成砷华三氧化二砷（又名砒霜）。因为化肥、农药、土壤中含有少量砷，所以常常导致在粮食、蔬菜中含有少量的砷，以至于在人体排泄物中也含有微量砷【4】。综上所述，环境中的土壤、水体、大气都有砷的存在。1.2.2难处理金矿石的种类所谓难处理金矿石，顾名思义，是指金以细粒浸染状赋存于硅酸盐、硫化物、碲化物或亚锑酸盐中，或者是由于矿石中存在有碳质矿物，如果不经预处理则不适合直接氰化的矿石，因为矿石中的金由于化学结合、物理包裹或者是化学覆盖膜包裹而不能通过氰化浸出直接提取【5】。 根据不同类型的矿石，我们可以将难处
13、理金矿石分为三种类型：第一种类型是由非硫化脉石组分的矿石，矿石中金粒太小，因为无法用磨矿解离，所以金粒难以接触氰化液，从而使矿石难浸；第二类，金被包裹在硫化矿物比如说黄铁矿和毒砂当中，同样的原因由于其嵌布粒度过于细，从而很难使其解离，并且由于铜、铁、镍等对氰化物消耗量比较大的物质的存在，也严重影响了金的氰化浸出；第三种类型是含碳质矿石，因为矿石中所含有碳并且具有相当的活性，所以在金浸出后，其络合物很容易被溶液中的具有高度活性有机碳吸附【6】。正是由于难浸金矿石具有上述特点，所以处理此类难处理矿石，我们通常是先采用氧化预处理，随后再用碱性氰化工艺提取其中的金。1.2.3难处理金矿石的资源特点难处
14、理金矿石一般都具有难冶或难选的特性，这种类型的矿石在资源的开发或利用过程中，如果依靠常规的或者单一的选冶工艺方法常常很难有效地提取有用元素，因此要采用多种选冶方法来组成复杂的工艺流程进行提取。与其它国家相比，我国难处理金矿资源还算是比较丰富，截至目前，在已探明的地质储量中，我国约有1000吨左右属于难处理金矿资源，大约占已经探明储量的1/4左右。这类资源分布相对来说比较广泛。其中贵州、甘肃、云南、青海、四川、陕西、广西、内蒙等西部省份占有比较大比例，除此之外，在辽宁、广东、湖南、江西等省区也有较大的储量【7】。综合分析原因，导致这些矿石难处理的缘故是多方面的，归根结底，矿石中金的矿物组成和赋存
15、状态是最根本的原因。1.3 砷及其化合物的性质砷在周期表中是第四周期、第五族元素，元素符号为As，原子量是74.9216，属于一种斜方六面体的灰黑色非金属，但是具有金属光泽，并且能升华。砷的沸点为615。单质砷的化学活性不高，不易溶于水、酸或醇类，没有毒性。砷的化合物有三价和五价两种。在氧化剂作用下或在空气中加热都可氧化成为三氧化二砷（俗称砒霜），可与卤族元素和硫化合【8】。一般情况下不与碱溶液作用。1.3.1砷的氢化物性质已知的砷的氢化物有：As2H2、As4H2、AsH3。在酸性溶液中，金属锌、铝及其它许多金属与砷化合物反应生成砷化氢。反应方程式如下：AsO33-+3Zn+9H+3Zn2+3H2O+AsH3AsO43-+4Zn+11H+4Zn2+4H2O+AsH3硼氢化钾（KBH4）还原砷化合物也可以生成砷化氢。反应方程式如下：KBH4+2H2OKBO2+4H22As3+BH4-+2H2O2AsH3+BO2-+
