全套材料含砷金精矿石砷的湿法提取探索试验.docx

毕业设计(论文)题 目：含砷金精矿中砷的湿法提取探索试验学院名称： 核资源工程学院 指导教师： 职 称： 副 教 授 班 级： 学 号： 学生姓名： 二一三年五月南 华 大 学毕业设计（论文）任务书学 院： 核资源工程学院 题 目： 含砷金精矿中砷的湿法 提取探索试验 起 止 时 间: 2012年 12月21日至2013年6月1日 学 生 姓 名： 专 业 班 级： 矿加091班 指 导 教 师： 教研室主 任： 院 长： 二一二年十二月论文 (设计) 内容及要求：一、毕业设计（论文）主要内容根据该项工艺的研究现状，确定了两种湿法提取砷的方案，是常压碱浸处理工艺，也就是用氢氧化钠作为浸出剂，通过化学反应将矿石中的砷转移到液相，从而使固相中的砷的含量大幅减少，有利于后续的氰化浸出工艺。后续的砷浸出液中砷的沉淀采用两种方案进行，探究不同方案的沉砷效果。二是硫酸铜置换法，根据查阅的文献这种方法需要在加热的条件下进行，可以在很大限度上将高砷铁金矿石中的砷转移到浸出液中，随后将浸出液中的三价砷氧化为五价砷，再将五价砷还原为三价并以结晶体的形式析出，达到制取砷化合物的目的。二、毕业设计（论文）基本要求运用所学的基础理论与专业知识（包括之前所完成的认知实习、生产实习和毕业实习的所获得的相关知识），在老师指导下，独立地、较系统地完成“含砷金矿石中砷的湿法提取探索试验”，巩固所学的各科知识，提高运用所学理论知识和专业技能的能力；熟悉并掌握该矿浸出工艺有关的元素分析、溶液pH值、氧化还原电位的测量及相关仪器设备的使用等，要求掌握word文档的制作、Excel的应用和CAD制图，掌握增强独立思考问题的能力，为今后走上工作岗位奠定良好的基础。具体要求如下：（1）按照毕业论文任务书的要求，在指导老师的指导和帮助下，结合实际情况，按期、认真完成“含砷铁金矿石有价金属回收探索试验”毕业论文的研究内容，按时提交毕业论文。（2）翻译与本专业有关的英文文献一篇（3000-5000汉字）。（3）文献综述一篇。（4）查阅设计（论文）所需查阅的资料三、毕业设计（论文）进度安排阶段阶 段 内 容起 止 时 间1广泛查阅相关文献资料并进行学习、分析、整理,编写开题报告。2012.12.212011.1.142根据所掌握资料，结合现场实际情况，认真研究、分析，制定试验方案。2013.2.282013.3.083试验准备。2013.3.92013.3.314碱法浸出、硫酸铜置换法以及沉淀试验2013.4.12013.5.15补充试验。2013.5.12013.5.116试验补充完善，编写论文。2013.5.122013.5.207预答辩，论文修改、审核。2013.5.212013.5.31答辩2013.6.12013.6.2四、主要参考文献1）中国黄金生产实用技术编委会，中国黄金生产实用技术【M】，北京：冶金工业出版社，19982）浸矿技术浸矿技术编委会,浸矿技术M,北京：原子能出版社，19943）有色金属硫化矿选矿M,冶金工业出版社.北京：1987.4）王喜良，童雄，强化含金矿石提金的理论与应用【M】.昆明：云南科学技术出版社，1999.5）选矿手册编委会，选矿手册【M】，北京：冶金工业出版社，2005. 6）有色冶金分析手册【M】，1981 7）金神矿石及其精矿的选冶技术和工艺编委，金神矿石及其精矿的选冶技术和工艺【M】，长春：冶金工业部长春黄金研究所，1985.8）Chemical Physics，19839）分析化学手册编委，分析化学手册【M】，北京：化学工业出版社，197910）杨显万，湿法冶金【M】，北京：冶金工业出版社，2001.黄礼煌，化学选矿【M】.北京：冶金工业出版社，1990.11）Hydrometallurgy,198512）苏）.维亚泽里什科夫，.帕里茨基，含金矿石和砂矿处理手册【M】.长春：冶金工业部长春黄金研究所.13）夏光祥. 难浸金矿提金新技术【M】.北京: 冶金工业出版社,1996.14) 黄礼煌，金银提取技术( 第二版)【M】. 北京: 冶金工业出版社, 2001.15）乔繁盛等编写；浸矿技术编委会编 北京原子能出版社:1994.1016）其它相关期刊文献资料。 指导老师： （签 名） 年 月 日本科生毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目含砷金精矿石砷的湿法提取探索试验设计（论文）题目来源导师自选课题设计（论文）题目类型研究类起止时间2012.122013.06一、 设计（论文）依据及研究意义：前期准备：在修完矿物加工相关的专业基础课以及专业课之后，并进行现场的生产实习与毕业实习，做好相关的理论与实践准备。在广泛查阅相关资料的基础之上，进行该项目方面的系统学习，能够对本课题有一个全面深刻的了解，以便开展下一步的工作。研究依据：本试验研究所用的矿样取自某选矿厂，该矿样中含有砷、铁、金等多种有价金属。通过探索试验研究来探讨湿法回收有价金属砷的路径和方法，以及如何提高砷的回收率，尤其是该矿石中的砷，在探索试验的基础上，最终拟定一个最佳的湿法提砷方案。 研究意义：对该项目进行探索性研究是开发和利用该矿的前提和条件。通过有价金属砷的回收探索试验，可以对有价金属的浸出条件以及各种可能限制条件和影响因素有一个更加明确的了解，以便实际工作的开展。如果通过该项目经试验证明该项目可行，则为该矿石的综合利用提供了一种新方案，可以提高生产效益。二、 设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）主要的研究内容：预期目标（技术方案）：1. 确定氢氧化钠碱法浸出含砷金矿石中砷的最佳条件；2. 探究加入不同助浸剂对碱法浸出砷浸出率的影响；3. 确定能够有效沉淀浸出液中砷的方案；4. 探索硫酸铜置换法的较优试验条件，提出合理的试验方案；5. 通过浸出率以及各方面因素的比较，确定湿法提取、回收砷的较优方案。标（路线）： 首先，了解本课题的研究国内外的应用进展状况，查阅相关资料，进行分析总结形成开题报告。 其次，进一步有针对性搜集阅读资料并研读，做好相关知识的记录，形成论题提纲，提出试验方案与方法并与指导老师探讨。 第三，深入探索试验研究，开展试验工作，做好相关数据记录。 第四，进行试验数据的分析、总计，必要时进行试验校正，对某些关键环节进行重复试验探究。 第五，根据试验过程中的数据处理以及得到的结论，进行论文的编写，形成初稿。最后，反复修改，完成定稿。技术路线图如下：图一：技术路线图三、 四、 设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：阶段阶 段 内 容起 止 时 间1广泛查阅相关文献资料并进行整理、分析,编写开题报告。2012.12.212013.1.142根据所掌握资料，结合现场实际情况，认真研究、分析，制定试验方案。2013.2.282013.3.83进行相关的试验准备工作。2013.3.92013.3.314碱法浸出、硫酸铜置换法以及沉淀试验2013.4.12013.5.15补充试验。2013.5.12013.5.116试验补充完善，编写论文。2013.5.122013.5.207预答辩，论文修改、审核。2013.5.212013.5.31答辩2013.6.2五、 进行设计（论文）所需条件：试验原料：含砷金矿石。 试验装置：振动磨样机，焙烧炉，高梯度磁选机等,恒温水浴锅，电子天平，酸度计，搅拌器，干燥箱等；试验仪器：研钵，铁坩埚、烧杯，量筒，玻璃棒，PH计，移液管等其它仪器； 试验所需试剂：氰化钾，石灰，硫酸，烧碱，氨水，硫代硫酸钠，高锰酸钾，硫酸铜，硫酸铵三氯化铁等。六、 指导教师意见：签名： 年 月 日文献综述课题名称含砷金精矿中砷的湿法提取探索试验指导老师系矿物加工工程系专业矿物加工班级矿加091班学生姓名学号20094720129开题日期2013年1月15日要求：一、说明材料来源情况；二、对课题的研究历史、研究现状等进行准确的分析与归纳并作出简要评述；三、表达自己的观点与主张，阐述该课题的发展动向和趋势；四、字数要求3000以上，可另附纸 3 含砷金矿中金的提取技术概述4 结语 指导老师签字： :：含砷金矿；预处理；湿法提砷 of arsenic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41.4.1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33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。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开展研究工作。1.2.1砷在自然界中的分布说砷黄铁矿（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】。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状态是最根本的原因。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-+H2上述化学反应是广泛用于产生砷化氢后以多种检测技术来测定砷的了理论基础。砷化氢是一种非常强的还原剂，能分解重金属盐使重金属沉积出来。砷化氢还原硝酸银是一个具有实际意义的反应。反应方程式如下：2AsH3+12AgNO3+3H2OAs2O3+12HNO3+6Ag1.3.2砷的氧化物特性氧化砷（As2O3）和亚砷酸，人们常称为“砒”或“白砒”，属于剧毒物品。氧化砷（As2O3）能够缓慢地溶解在水中生成亚砷酸H3AsO3。亚砷酸既有酸性又有碱性，属于两性物质。氧化砷（As2O5）和砷酸：将砷酸H3AsO4通过加热冷凝可制得As2O5。反应方程式如下：2H3AsO4As2O5+3H2O用浓硝酸氧化三氧化二砷可以生成砷酸，反应方程式如下：As2O3+4HNO3+H2O2H3AsO4+4NO2砷酸比亚砷酸酸性更强，并且砷酸容易被还原，所以可作为氧化剂。砷酸的酸性强度与磷酸相当。1.3.3砷的其它化合物砷的硫化物：自然界中存在砷的硫化物有As2S3（雌黄）和 As2S2（雄黄）。砷的卤化物：单质砷与卤素作用，很容易生成AsX3和AsX5型化合物【9】。1.4.1砷的用途砷广泛应用于电子工业，如砷化镓是一种半导体材料，在遥测、遥感、航天、自动化、航海等技术领域有广泛的用途；在有色金属行业生产合金中，加入少量的砷，有些可提高硬度，有些可增加机械性能或耐热性；三氧化二砷用于农药、灭鼠药、杀虫剂；在制革工业上，可以用来保护鸟类的羽毛及动物毛皮；还用于涂料、染料、玻璃脱色、防腐剂等【10】。1.4.2砷的毒性在砷的各类化合物当中，砷化氢的毒性最大，亚砷酸比砷酸的毒性大大约60倍，砷的低价氧化态的毒性也比高价氧化态的大得多。砷化氢是一种溶血剂，它常常会阻碍红血球过氧化氢酶，从而导致过氧化氢的积累和膜的破坏。无机亚砷酸盐和三氧化二砷的毒性效果是急剧性的，中毒后立即使人休克、死亡。人长期饮用含砷0.14.7mg/L的水会引起慢性中毒。如果口服As2O3550mg时引起中毒，60200mg时就死亡。如果长期吸入含有砷化氢2mg/m3的空气，也会引起黄疸和贫血等症状【11】。砷化物经过呼吸道、消化道进入人体而引起中毒，对皮肤也有非常剧烈的毒性。1.4.3砷对环境的污染及对人体的危害砷的大量使用导致砷在土壤和沉积物中有了显著积集，以致污染水域和海洋。环境中大都以无机砷存在，在微生物的作用下使砷甲基化。水体中的砷：水体中有无机砷和有机胂，一般地表水中可测出几种不同类型砷的离子。在天然水中氧化态与还原态之比是很低的，然而这对水样的收集、传送以及分析是十分重要的。土壤中的砷：砷在土壤中的形态，通常在旱田、干土中大部分为砷酸，水淹没使亚砷酸增多。砷酸抑制土壤对亚砷酸的吸附，亚砷酸能妨碍有机物对砷酸的吸附。砷也会阻碍作物水份的输送，从而使作物的根吸取水份受到妨碍，从而破坏作物的叶绿素，导致作物叶黄而枯死【12】。虽然元素砷呈无毒，但极易氧化为毒性很强的三氧化二砷进入人体和动物体内砷化合物。其中毒作用主要是砷与细胞酶蛋白的巯基结合，特别是与丙酮酸氧化酶的巯基相结合，使其失去活性，从而影响细胞的正常代谢。砷进入血循环后，还可直接损害毛细血管，同时可使心、肝、肾等实质性器官发生脂肪性变。急性中毒症状初期为恶心、呕吐、腹泻，继之出现中毒性神经炎和肾炎等症状。砷还有致癌作用，接触砷的人常有肺癌和皮肤癌发生。对鱼类生物来说，砷化物不仅有毒性作用，而且在其器官中有累积作用。总之，没有合理的利用，砷会对人体产生巨大的毒害作用。随着科学技术的不断进步，对含砷金矿石的预处理方法也在不断的增多，但不同的方法也有其不同优点以及缺点，现阶段，主要的预处理方法有氧化焙烧预处理技术、细菌氧化预处理技术、湿法化学预处理技术、微波加热预处理以及其它预处理方法等等。1.5.1氧化焙烧预处理技术【13】1.5.2细菌氧化预处理技术【14】1.5.3 湿法化学预处理技术湿法化学氧化法我们又称水溶液氧化法，是一种在常压状态下利用化学反应处理难浸金矿石的预处理方法，通常情况下是利用强的氧化试剂来氧化含金的难处理矿石，沉淀矿物体系中已溶解的有害组分或者去除金粒表面的包裹膜层等，使金粒得以暴露解离，常用的化学试剂包括石灰、三氯化铁、硝酸铅、氯气、硫化钠、氢氧化钠、氯化铵、硝酸、硫化铵等等。主要适用于含碳质和含砷的黄铁矿金矿石。常用的湿法化学氧化预处理方法有：碱浸预处理法、过氧化物法、硝酸氧化法、氯化氧化法、电化学氧化法、次氯酸盐法、硫酸铜置换法等等【14】。1、常压碱浸预处理所谓的常压碱浸预处理是指在常压状态下通过添加碱性的化学试剂对矿石中的有关组分进行氧化和处理。碱浸预处理是在氰化浸出前向碱性矿浆中预先充气，使一些影响氰化浸出的矿物如硫化铁、毒砂以及可溶性硫化物等组分充分氧化，减少或者消除对后续氰化工艺的干扰，从而提高后续氰化浸出的浸出率，这对于含金的毒砂矿物来说，碱浸预处理使其表面氧化形成砷酸。通过资料了解，对某含砷金精矿进行了常温、常压强化碱浸预处理的试验研究，该含砷铁金精矿石中的多金属矿物主要以金属硫化物的形式为主，主要为黄铁矿、毒砂、斜方砷铁矿。试验采用物理与化学综合分离方法，利用边磨边浸工艺，其主体设备采用塔式磨浸机对含砷金精矿进行超细磨，然后在常温、常压下利用强化预处理搅拌槽进行强化碱浸预处理，从而脱砷、脱硫或使金与硫化物充分解离，再进行氰化浸金，达到高效提金的目的。该方法具有环境友好、流程短、工艺简单、投资小、成本低等优点。2、硝酸氧化分解法硝酸氧化分解法是一种以硝酸作催化剂，在低压、低温的条件下氧化黄铁矿和砷黄铁矿的预处理方法。这种方法又可细分为阿辛诺法、HMC法、尼巢克斯法、瑞道克斯(Redox)法等等。利用硝酸氧化砷黄铁矿可以使原料中的硫化物得到充分的分解，从而使Au成倍地富集，这非常有利于Au的回收。前苏联曾经使用硝酸处理含砷金矿石，As和S分别被氧化成亚砷酸和硫酸，从而达到了充分解离包裹金的目的，使金粒得以暴露，从而使浸出渣氰化提金回收率大于95%。这种方法的酸耗大约为0.180.6t每吨矿石，但是我们可以通过通入氧气或空气使氧化过程加速进行，使HNO3的消耗量降低1/21/3。HNO3需要在350下蒸馏再生，然而这在工业上难以实现，各方面要求都比较高，并且As不但得不到充分的利用，而且还需固化处理，处理工艺很是复杂，因此我们可以认为该法在工业上应用的可能性非常小，除非Au的品位十分高，否则用这种方法来预处理含砷铁金矿石是很不经济的。3、热压化学预处理我们都知道，在密闭的容器中进行热压氧浸出可以提高反应速率，从而可以在较短的时间内达到反应的终点。我们把热压氧浸出用于难处理矿石的预处理，不仅可提高金的氰化率，并且还可以降低氰耗，但是这种方法的缺点是设备的耐压耐腐蚀的要求很高，初期投资和生产成本都比较较高。热压氧化预处理法主要用于预处理砷黄铁矿和硫化矿物，根据介质环境的不同，可以分为热压氧化酸浸和热压氧化碱浸。热压氧酸浸可用于黄铜矿、闪锌矿、铜锌硫化矿、方铅矿、含金黄铁矿、砷黄铁矿、镍钴硫化矿等的预处理；热压氧化碱浸主要是指热压氧化氨浸，其基本原理是一些金属阳离子能与氨形成具有可溶性的配合物质，同时在热氧压的条件下，大量的硫被氧化成硫酸根离子【15】。4、硫酸铜置换法根据有些专家学者的研究，我们可以利用硫酸铜置换法来提取含砷铁金矿石中所含有的砷，这种方法在预处理难浸金矿石方面应用还不是太多，但是有其广阔的发展前景。硫酸铜置换法的主要目的不仅仅在于除去含砷铁金矿石中的砷，更重要的是能够将提出的砷资源进行回收利用，生产白砷，这样可以达到资源综合利用的目的，切合了资源综合利用的主题。1.5.4其它预处理技术除了上述介绍的预处理方法以外，还有一些方法应用还不太成熟，其进一步应用还在研究当中。比如说真空脱砷法、挥发熔炼法、离析焙烧法、微波加热法等等。这些方法要想在实际生产中得到切实可行的应用还需要一代又一代专家学者进行前赴后继的研究工作。通过广泛查阅大量资料并进行认真的学习和总结之后，最终确定本次研究的侧重点放在用化学的方法提取高砷铁金矿石中的砷，并对其进行回收利用，也就是说用湿法提取砷，对其实验条件进行探究，确定较优的方案和条件。1.6.1本次试验研究的主要内容反应将矿石中的砷转移到液相，从而使固相中的砷的含量大幅减少，有利于后续的氰化浸出工艺。后续的砷浸出液中砷的沉淀采用两种方案进行，探究不同方案的沉砷效果。另外一种湿法提砷的方法是硫酸铜置换法，根据查阅的文献这种方法需要在加热的条件下进行，可以在很大限度上将高砷铁金矿石中的砷转移到浸出液中，随后将浸出液中的三价砷氧化为五价砷，再将五价砷还原为三价并以结晶体的形式析出，达到制取砷化合物的目的。1.6.2本次试验研究的目标探究利用湿法对高砷铁金矿石进行预处理，并将提取出来的砷进行回收，不仅可以避免了诸如氧化焙烧预处理等方法造成的对环境污染较大等缺点，而且还可以对砷资源进行综合回收利用。通过开展试验工作，对比在不同的试验方案、不同的试验条件下的除砷效果，并研究了不同方案的砷浸出液中砷的回收方法以及沉砷的效率。期望能够在试验工作完成之后，认真分析总结试验结果，提出一种更加切实可行的湿法提砷的方案。开展试验工作之前，必须对试验所学的物料、试验原理以及方法有一个详细的了解。只有做到统筹把握，才能更好地开展细节工作，做好每一步应该做的工作。试验的原理关系到一个试验工作开展的正确与否以及顺利性的问题，所以，必须在正确学习试验原理之后探讨试验方法，开展工作。2.1.1试验物料特征开展本次试验所用的物料来自某金一定程度的富集的金精矿，金是以微细粒状态包裹于砷黄铁矿或者黄铁矿当中。本试验采用湿法提取工艺，对含砷行预处理，并获取其中含有的砷，与其它方法相比，有很的环保效益。将矿石样品采用堆锥四分法选出试验所需矿石的数量，保证其代表性。2.1.2磨矿试验为了探究磨矿时间对矿石磨矿细度的相互关系，特在进行湿法提取之前开展了磨矿试验。试验取一定量的矿石，用振动磨矿机进行磨矿，分别对磨矿1min后、2 min后 、3 min后、 4 min后、 5 min后的+200目以及-200目的矿石质量进行统计，分析其磨矿效率。实验数据如下：表一：磨矿粒度试验磨矿时间+200目/g-200目/g总质量/g-200目含量/%1min68.899.8168.659.22min48.9117.4166.370.63min33.7129.7163.479.44min20.4141.7162.187.45min11.0148.3159.393.1绘制其磨矿细度随磨矿时间变化曲线，曲线图如下：图一：磨矿细度随时间变化的曲线由此可以看出，随着磨矿时间的增长，粒度逐渐变细，当磨矿时间达到5min的时候，细度可以达到-200目在90%以上，因此后续试验所需样品均为磨矿5min等到的试样。2.2.1（1）分析测试方法的选择。为了使实验过程的每一步都能够了解元素砷的赋存状况，所以必须要对每一步的样品进行砷含量的分析终选择快速碘量法作为分析砷含量的方法。（2）分析原理。矿石样品用碳酸钠和过氧化钠的混合溶剂进行熔融分解，然后再用水进行提取，砷就以砷酸钠的形式转入到溶液当中来，在强酸性的条件下，溶液用碘化钾将砷还原为三价用碘溶液进行滴定分析。基本原理方程式为：AsO3-+I2+H2OAsO43-+2I-+2H+ （3）分析的步骤。准确称取矿样0.5000g于铁坩埚中，然后加入2:1的过氧化钠碳酸钠混合溶剂，搅拌均匀之后在上面再盖一层混合溶剂，然后再650的温度下熔融5分钟，然后取出冷却，放入大概盛有60mL水的200mL烧杯中，然后用水洗出坩埚；用水将其准确稀释到100毫升，并放置澄清，随后吸取25毫升上层清液于250毫升的锥形瓶当中，加水稀释至100毫升左右，用1：1的硫酸中和（使用酚酞作指示剂）并过量5毫升，加2毫升的50%的碘化钾溶液，加热煮沸使其逐出绝大多数的游离碘。直到溶液呈浅黄色。冷却之后，加入25毫升的20%的酒石酸钠溶液，随后加入5毫升的淀粉溶液作为指示剂，再滴加的硫代硫酸钠溶液使溶液的蓝色退去，用氨水中和至酚酞变红，再滴加1:1的硫酸至红色消失，在过量23滴使溶液呈酸性，冷却之后，加入25毫升饱和的碳酸氢钠溶液，使溶液呈弱碱性，然后用的碘溶液进行准确的滴定，直至蓝色出现为滴定终点。2.2.2氢氧化钠碱法浸出由于矿石中的砷主要是以硫化物的形式存在，根据砷的性质，它的硫化物可以与碱发生反应并溶于其中，反应方程式为：As2S3+6OH-AsS33-+AsO33-+3H2O这也是我们进行碱法浸出试验所依据的主要原理。根据化学反应方程式我们可以大概确定一定量的矿石对碱的消耗量的多少。但是考虑到矿石中可能会存在其它组分对碱也有一定量的消耗，所以碱的用量也是碱法浸出的一个关键因素。此外液固比的确定以及浸出时间可能对浸出过程都会产生一定的影响，我们都应该确定最佳的反应条件。将矿石中的砷转移到浸出液之后，后续的工作就是如何把来。目前研究确定的砷的沉淀剂主要有氢氧化钙、三氯化铁、硫化钠等等。本次研究就探究综合使用沉淀剂对沉淀砷的效果以及效率。2.2.2硫酸铜置换法硫酸铜置换法可以用来处理硫化砷渣，所以也可以用来处理高砷的难处理铁金矿石。在335343K的条件下，砷和铜可以发生如下反应：As2S3+3CuSO4+4H2O2HAsO2+3CuO+3H2SO4通过这个反应产生的亚砷酸溶液经过冷却会析出三氧化二砷，这样不利于将固体三氧化二砷与滤渣分离开来，因此我们要先把亚砷酸氧化为砷酸，使砷以五价的形态在溶液中稳定存在。固液分离之后，再将溶液中的五价砷还原为三价，这样经过冷却结晶就会有三氧化二砷晶体的析出，从而不仅可以将高砷铁金矿石中的砷除去，利于后续工艺的进行，而且还可以将其进行回收，达到了资源综合利用的目的。由此看来，可以达到较好的效果，一举两得。2.3.1试验所用设备表二：试验所用设备一览表设备名称生产厂家设备用途备注电子万用炉天津市泰斯特仪器有限公司加热箱式电阻炉北京中兴伟业仪器有限公司高温熔融电热鼓风干燥箱北京中兴伟业仪器有限公司烘干试样振动磨样机武汉洛克粉磨设备有限公司磨矿振动筛长沙思科仪器纱筛厂筛分试样真空抽滤机武汉洛克粉磨设备有限公司固液分离六联电动搅拌器金坛市盛蓝仪器有限公司搅拌浸出分析电子天平上海舜宇恒平科学仪器公司准确称样A型电子天平常熟市百灵天平仪器有限公司称重2.3.2试验所需试剂表三：试验所需试剂一览表试剂名称规格生产厂家用途备注氢氧化钠分析纯西陇化工浸出剂氧化钙分析纯天津科密欧试剂有限公司助浸剂、配置氢氧化钙硫酸铜分析纯长沙市有机试剂厂浸出剂高锰酸钾分析纯天津市永大化学试剂厂氧化助浸三氯化铁分析纯西陇化工试剂厂沉淀剂硫化钠分析纯天津市红岩化学试剂厂沉淀剂过氧化钠分析纯天津大沽化工厂固体熔剂防止变质无水碳酸钠分析纯上海虹光化工厂固体熔剂硫酸分析纯衡阳化学试剂厂调节PH值碘化钾分析纯广州医药化学试剂公司分析用硫代硫酸钠分析纯天津市红岩试剂分析用酚酞分析纯佛山市化工