從硫代硫酸鹽溶液電回收金和銀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及采礦工業(yè)和對包含金和銀的礦物和材料的處理。更具體而言，其涉及一種通過自發(fā)電解法從硫代硫酸銅溶液回收金和銀的方法。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點是其比用銅進行的置換沉淀更快，并且不使用電流。所要求保護的方法特征在于其在自持續(xù)電化學單元中進行，在該單元中陽極和陰極被短路連接；并且陽極室和陰極室被離子交換膜隔開。另外，提供了銅陽極并使用反提取溶液作為陽極電解液，使得溶解銅水平保持穩(wěn)定，由此保持了硫代硫酸鹽溶液的瀝濾能力，由此其能夠再循環(huán)返回到瀝濾步驟中。
【專利說明】從硫代硫酸鹽溶液電回收金和銀發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及采礦工業(yè)和對包含金和銀的礦物和材料的處理。具體而言，其涉及一種使用自發(fā)(自動發(fā)生，autogenerated)電解法從硫代硫酸銅溶液回收金和銀的方法,其中在陰極室中從富集溶液回收金屬值。隨后將貧溶液用作陽極電解液，重建再循環(huán)回到浙濾階段所需的銅濃度。
【背景技術(shù)】 [0002]目前，金和銀使用不同方法從其礦物、濃縮物及其它材料中得到。這些方法是含金和銀的材料的性質(zhì)以及其等級的函數(shù)。因此，如果其是高等級材料，采用熔融法。另一方面，如果材料僅包含少量金和銀，則通常選擇濕法冶金處理(浙濾)。
[0003]從十九世紀末以來，基于氰化物溶液的方法已被成功用于從低等級材料浙濾金和銀。然而，氰化物溶液通常毒性很強。另外，一些材料對于該方法來說難以控制(refractory)或包含高銅濃度,其會在浙濾過程中消耗大量氰化物，正如以下文獻所教導的[G.Senanayake, gold leaching in non-cyanide lixiviant systems:critical issueson fundamentals and applications, Mineral Engineering2004(17)785-201]。
[0004]已提出了氰化法的若干替代方案，其中之一是基于硫代硫酸鹽的方法。自1920年以來，該化學體系已經(jīng)以工業(yè)試運行(pre-1ndustry)規(guī)模采用[FathiHabash1.A Textbook of Hydrometallurgy, 2nd edition(Second ed).QuebecCity, Canada:Metallurgie Extractive Quebec, 1999]。然而，因其被二價銅離子(Cu (II))氧化為連四硫酸鹽甚至硫酸鹽而導致的更高試劑消耗阻礙了其大規(guī)模實施。
[0005]近年來，這種不便已通過如下方式使用改變銅離子氧化特性的添加劑角軍決[Gretchen Lapidus-Lavine, Alejandro Rafael Alonso-Gomez, JoseAngelCervantes-Escami I la, Patricia Mendoza- MuflOZ and Mario FranciscoOrtiz-Garcia, “Mejora al Proceso de Lixiviacion de Plata de Soluciones deTiosulfato de Cobre(Improvement to the Silver Leaching Process with CopperThiosulfate Solutions) ”]，墨西哥專利，授權(quán)于 2008 年 2 月 26 日，MX257151]:即，將硫代硫酸鹽消耗限制為低于其初始值的5% [Alonso-Gomez, A.R.and Lapidus, G.T.(2009), “Inhibition of Lead Solubilization during the Leaching of Gold andSilver in Ammoniacal Thiosulfate Solutions (effect of phosphate addition)，，，Hydrometallurgy, 99(1-2), 89-96]。
[0006]另一方面，從硫代硫酸鹽浴回收的值主要通過置換沉淀(cementation)來實施，其中添加還原劑(通常為金屬)以產(chǎn)生氧化還原反應，所述氧化還原反應產(chǎn)生金屬態(tài)的金和銀。該技術(shù)的缺點是不能充分控制試劑的還原能力，這導致分離效率差，從而得到被銅污染的金和銀。
[0007]用作分離方法的直接電沉積是可行的選擇，包括在具有低金和銀濃度的溶液中進行，甚至當銅離子濃度比銀濃度高50倍和比金濃度高100倍以上時也可行[Alonso-Gomez, A.R., Lapidus, G.T.and Gonzalez,1., “Proceso de Lixiviacion yRecuperacion de Plata y Oro con Soluciones de Tiosulfato Amoniacales deCobre, solicitud PCT/MX2009/000022, 2008 年 3 月 14 日提交(W020097113842, 2009 年 9月17日公開)]。為得到高于50%的效率，在具有獨立的陽極室和陰極室的反應器中采用旋轉(zhuǎn)圓柱電極以防止硫代硫酸鹽的氧化和沉積的金和銀的再氧化。在這種類型的單元中，得到雜質(zhì)少于 2% 的沉積物[Alonso, A.R., Lapidus, G.T.andGonzalez, 1.(2008), “Selectivesilver electroseparation from ammoniacal thiosulfate leaching solutions usinga Rotating Cylinder Electrode reactor (RCE)，，，Hydrometallurgy, 92 (3-4)，115-123]。
[0008]盡管使用這種類型的反應器得到了極好的結(jié)果，由于電力成本高，相對低的電流效率可被認為是一個缺點。
[0009]近年來，已探索了自發(fā)電解(autogenerated electrolyses)。其由兩個電極單元組成，其中不同于傳統(tǒng)的電流驅(qū)動的電沉積，金屬離子被還原并沉積在陰極上，在這種情況中陽極由氧化電勢低于金屬離子的還原電勢的材料制成，因此不需要額外的電力來驅(qū)動該方法。當陽極氧化時，電子流通過電導體行進到陰極，在這里發(fā)生電沉積?；谠撛颍枠O室和陰極室必須通過離子交換膜隔離。
[0010]自發(fā)電解與置換沉淀共享以下原理:使用金屬氧化來還原另一種更貴重的金屬。
[0011]然而，一方面，在自發(fā)電解中，隔離的陽極室和陰極室允許選擇金屬會沉積于其上的基底(類似于常規(guī)電解)，這消除了對沉積物的污染。在另一方面，由于陽極與不同于包含要被沉積的金屬離子的溶液的溶液接觸，還可以根據(jù)過程需要來調(diào)整陽極電解液組成和以此方式調(diào)整系統(tǒng)的還原能力。
[0012]該方法足以從硫代硫酸鹽溶液回收金和銀，通過金屬陽極氧化消除了對電能的需要。需要提及的是對陽極材料的選擇將取決于陽極和陰極的氧化還原電勢之差，以及特定材料的溶解將為該方法提供的好處。這應當導致較低的方法成本。
[0013]發(fā)明目的
[0014]本發(fā)明的一個目的是提供一種以與銅置換沉淀相比較快的速度從硫代硫酸鹽溶液回收金和銀而不使用電流的選擇性分離方法。
[0015]另一個目的是使用貧溶液作為陽極電解液實現(xiàn)上述任務，以該方式保留溶解銅的水平，以便保持硫代硫酸鹽溶液的組成，從而使其能被再循環(huán)回浙濾階段。
[0016]應用該原理并源于本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點可通過研究包含在這里用于說明而非限制目的的以下說明和圖表而變得顯而易見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明設(shè)計用于解決從硫代硫酸銅浙濾溶液分離金和銀的問題，提供了對傳統(tǒng)分離方法(置換沉淀和外部電流驅(qū)動的電解)的改進。該改進的特征在于使用新型的自發(fā)(自發(fā)，autogenerated)電解法，在具有通過離子交換膜(其防止了硫代硫酸鹽溶液的污染)隔離的陽極室和陰極室的反應器中，采用工業(yè)銅片作為陽極和鈦陰極。
[0018]該膜實現(xiàn)了分離陽極和陰極部分的目的，防止了在每個室中使用的溶液混合。這對于避免金和銀在銅表面上的置換沉淀是重要的，所述置換沉淀會使方法變慢并污染產(chǎn)品。另一方面，重要的是考慮到由于浙濾法的性質(zhì)，富集(母)溶液(位于陰極室內(nèi))的銅含量很低，且其氧化能力有限；這允許得到有效的金和銀沉積，這是因為幾乎沒有再溶解。通過阻止母液與銅陽極的接觸，該溶液中的銅濃度保持很低，并且出于該原因膜起雙重作用。
[0019]為更好地理解本發(fā)明的特性，以下說明連同圖表和附圖形成一個整體，其表示說明而非限制性的，并且在下面的部分中描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是在電化學自發(fā)單元中電沉積金和銀的方法的示意圖。
[0021]圖2顯示了電化學自發(fā)單元的示意圖。
[0022]圖3對應于表明在實施例1中進行的電解過程中銀濃度變化的圖表。
[0023]圖4是實施例2中所用的浙濾溶液的批次(lots) A和B的再循環(huán)過程的圖表。
[0024]圖5顯示了在批次A中進行的在第一次浙濾LAl過程(實線和實心標記)中以及在第一次自發(fā)電解Cal (虛線和空心標記)過程中的銀濃度變化的圖示。
[0025]圖6是對在批次A中進行的全部電解Cal、Ca3和Ca5 (標記分別為〇、□和Λ )過程中保留在溶液中的銀量進行比較的一系列圖表。
[0026]圖7顯示了在批次A中進行的第一次浙濾LAl過程中的鉛濃度。
【具體實施方式】
[0027]本文中所述方法根據(jù)圖1中的圖示進行:
[0028]?來自浙濾階段(100)并已被過濾(200)之后的含有金和銀離子的硫代硫酸銨溶液被引入到電化學反應器(300)的陰極室(310)中。
[0029]?所述電化學反應器具有離子交換膜(350)，其隔離陰極室(310)和陽極室(320)。
[0030].已被提取出貴金屬的溶液(360)被引入到電化學反應器(320)的陽極室中。
[0031].陰極(330)和陽極(340)短路相連(360)。
[0032]?陰極室和陽極室(310和320)中的溶液在電沉積過程的全部時間內(nèi)被攪拌，該時間可為1/2~4小時。
[0033].一旦電沉積過程結(jié)束，將陰極(330)從反應器中取出并機械刮擦以得到金和銀金屬。陰極室中的溶液被置于陽極室中，以備用于下一個電沉積循環(huán)(360)。
[0034].陽極室(320)中的溶液已用必要試劑(銅離子)增濃，其被再循環(huán)回浙濾階段(140)。
[0035].浙濾反應器用新鮮的可浙濾固體材料(160)裝料。新鮮溶液(150)僅在初始循環(huán)中被進給到浙濾反應器中。
[0036]電化學自發(fā)反應器的操作在圖2中呈現(xiàn):
[0037].該反應器由單個優(yōu)選為矩形的儲器(400)組成，盡管其不限于所述構(gòu)造。
[0038].將反應器分為至少兩個室，盡管其可以有更多個。
[0039].各室通過陽離子膜(450)隔離，該膜阻止了硫代硫酸銀和硫代硫酸金離子從陰極室(410)到陽極室(430)的通行。
[0040].陰極(420)可以是鈦片或鈦網(wǎng)。
[0041].陽極(440)是銅片。[0042].一旦將溶液裝料入反應器中，將電極短路(460)相連。[0043].在電沉積時間內(nèi)對溶液進行機械攪拌(470)。
[0044].對陰極應當進行機械處理以移走金和銀沉積物。
[0045].陽極應當定期更換，因為其在電沉積過程中會被消耗。
[0046]實施例
[0047]實施例1
[0048]為更好地理解本發(fā)明，將許多實驗之一作為實施例詳細描述，其采用諸如圖2所描繪的反應器。使用60cm2(暴露的幾何面積)鈦板作為陰極和具有相同暴露面積的銅板作為陽極。用表1中所示組成制備合成溶液，其模擬浙濾階段之后的真實溶液，將其引入到陰極室(410)中。
[0049]表1.自發(fā)電解反應器中陰極室中所用溶液的組成
[0050]
【權(quán)利要求】
1.一種用于從硫代硫酸鹽浙濾溶液電回收金和銀的自發(fā)電解單元，其特征在于包括被離子交換膜隔離的陰極室和陽極室、短路相連的銅陽極和鈦陰極、與浙濾母液相同的陰極電解液和在陰極室中其金和銀已被提取的陽極電解液。
2.一種在自發(fā)電解單元中從硫代硫酸鹽浙濾溶液電回收金和銀的方法，所述方法由以下步驟組成:在第一階段，將源自浙濾步驟中的溶液進給到陰極室中，將類似于陰極電解液但不含溶解金和銀的合成溶液進給到陽極室中，在指定時間內(nèi)保持電解單元的運行，機械回收金和銀沉積物，所述方法的特征在于:在如前面的權(quán)利要求中所述的自發(fā)電解單元中進行；所述單元運行的預定時間是允許陰極電解液中的金和/或銀濃度和陽極電解液中的銅濃度達到預定水平的時間；在所述第一階段后進行連續(xù)階段，其中陽極電解液是金和銀已被提取之后的陰極電解液，且浙濾溶液是已用銅離子增濃之后的陽極電解液。
3.如權(quán)利要 求1或2所述的從硫代硫酸鹽浙濾溶液電回收金和銀的方法，其特征還在于:一方面，預定的銅濃度水平足以保持自發(fā)電沉積所需的電勢差，另一方面，該預定的銅濃度水平足以用于金和銀浙濾。
【文檔編號】C25C1/20GK103842557SQ201180067296
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月9日
【發(fā)明者】G.T.拉皮杜斯拉維恩, A.R.阿隆索戈梅茲 申請人:首都自治大學, 派諾爾斯管理服務公司