《金精礦微波焙燒-自浸出過程中單質硫的生成與作用機制》是依託北京科技大學，由孫春寶擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：金精礦微波焙燒-自浸出過程中單質硫的生成與作用機制
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：孫春寶
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對傳統氰化浸金工藝環境污染嚴重的現狀，本研究擬對金精礦進行微波焙燒，使其中硫化礦物中的硫以單質形式產出，並將單質硫與石灰反應形成浸金試劑，實現金的非氰自浸出。通過對金精礦中典型載金硫化礦物黃鐵礦、砷黃鐵礦等在不同氣氛下的焙燒熱力學研究，分析硫、砷等元素的焙燒產物形式，揭示單質硫生成的熱力學條件；研究金精礦微波焙燒的物相轉變及硫、砷等元素賦存狀態變化規律，闡明單質硫的生成機理；對金精礦的微波焙燒動力學研究，建立焙燒反應控制模型；研究自浸出過程中單質硫的價態變化和焙砂性質對浸出過程的影響規律，最佳化自浸出過程，探究微波焙燒條件-焙砂性質-金自浸出率三者的關係，揭示微波焙燒對自浸出過程的強化機制。金精礦的微波焙燒和非氰自浸出的研究順應我國高效、綠色礦山開發的需求，有望在黃金的高效、清潔提取方面取得原創性成果，對我國黃金礦山的可持續發展有著重要的意義。
結題摘要
氰化法是從礦石中提取黃金的主要方法，但氰化物的毒性給黃金生產企業帶來了巨大的安全和環保壓力。本研究提出利用金精礦微波熱分解生成的單質硫來實現金的非氰自浸出這一新技術，探討了金精礦中的載金硫化物微波熱分解過程中單質硫的釋放規律和生成機理；闡明了單質硫在鹼性條件下的浸金機理及微波焙燒對金浸出過程的強化機制，完善了金精礦微波中性焙燒-自浸出的基礎理論體系。研究表明金精礦熱分解生成的硫單質主要來源於黃鐵礦，其在惰性氣氛中的高溫相變溫度為500~600℃，高砷金精礦熱分解過程中存在脫砷和脫硫兩個吸熱反應，單質硫的生成量較少。黃鐵礦具有優良的微波吸收能力，隨著焙燒溫度升高立方晶系的黃鐵礦逐漸轉變為六方晶系的磁黃鐵礦，部分硫元素以氣態硫單質形式產出，相變過程主要發生在500~750℃階段；當焙燒溫度900℃時，硫的轉化率為48%，S/Fe摩爾比降至1.09。微波加熱使磁黃鐵礦相出現的溫度降低了約100℃，促進了黃鐵礦中硫元素賦存狀態的轉變，降低了熱分解反應活化能。微波中性焙燒使載金硫化物中原本緻密的礦物顆粒變得疏鬆多孔，顆粒內部出現大量空洞和孔隙，在溫度為700℃下焙燒30 min後，孔隙率由32.9%升至48.9%，使得被硫化物包裹的金顆粒充分暴露，增加了金與浸出劑的接觸面積。在惰性氣氛中，微波加熱處理使黃銅礦轉變為六方硫鐵銅礦、硫化亞鐵和硫化銅礦物，強化了其在鹼性硫代硫酸鹽體系中銅的溶出。探討了載金硫化物微波中性焙燒-自浸出的可行性，利用生成的單質硫製備鹼性含硫試劑進行浸出試驗，在銅氨絡合物的作用下金的浸出率可達91.98%。研究發現鹼性含硫試劑在金表面發生明顯吸附，濃度越高吸附量越大，金表面鈍化越嚴重；製備鹼性含硫試劑所用硫源對金的溶出速率影響不大，升高溫度或添加銅氨絡離子可促進金表面含硫鈍化層的溶解，顯著提高金的溶出速率，金溶出後以硫金化合物形式存在。本研究為非氰浸金提供了新的思路，順應我國高效、綠色礦山開發的需求，對我國黃金礦山的可持續發展有著重要的意義。
