电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法与流程

本申请涉及黄金湿法冶金，具体涉及一种电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法。

背景技术：

1、氰化浸出法是目前全球黄金提取的主流工艺，其基本原理基于埃尔斯纳方程（elsner方程）：4au + 8cn-+ o2+ 2h2o → 4[au(cn)2]-+ 4oh-。其中，溶解氧作为阴极电子受体，是金溶解的关键氧化剂。

2、然而，氰化浸出工艺面临两个核心问题：其一，工业氰化体系中溶解氧浓度通常仅为6~10 mg/l，远低于金快速溶解所需的最优浓度（>15 mg/l），导致浸出速率慢、周期长；其二，为补偿溶氧不足，工业上往往通过提高氰化物浓度来维持浸出推动力，导致氰化钠用量通常为0.3~1.5 kg/t矿石，对于含铜、砷等有害杂质的复杂难处理矿石，氰化钠消耗可高达3~5 kg/t甚至更多，不仅增加药剂成本（占总成本20%~40%），更带来严峻的环保压力和安全风险。

3、现有技术中，提高溶解氧的方法主要包括：（1）变压吸附（psa）制氧机现场供氧（溶解氧可达15~30 mg/l），但设备投资大、运行成本高；（2）添加h2o2作为化学氧化剂，虽可加速浸出，但h2o2化学性质不稳定，运输储存困难，且过量添加会将cn-氧化为cno-（cn-+ h2o2→cno-+ h2o），反而增加氰耗；（3）高剪切预氧化反应器（如aachen反应器），通过物理手段提高氧传质效率，但仍依赖外部供氧。

4、综上所述，开发一种活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，是当前黄金湿法冶金领域的迫切需求。

技术实现思路

1、鉴于背景技术中存在的技术问题，本申请提供了一种电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，该方法可以实现“自供给”氧化驱动力，无需依赖化学添加h2o2，且能够在低氰化物浓度下维持金的快速溶解。

2、为了实现上述目的，本申请实施例提供了一种电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，包括以下步骤：

3、s1、将含金矿石破碎，加水调配为第一矿浆；

4、s2、向所述第一矿浆中加入保护碱，调节ph，得到第二矿浆；

5、s3、向所述第二矿浆中加入氰化钠，得到第三矿浆；

6、s4、在浸出反应器中，对所述第三矿浆进行电化学辅助浸出，得到含金浸出液；

7、其中，所述浸出反应器中设置有碳基气体扩散阴极和惰性阳极，阴极和阳极之间设置有绝缘隔膜；进行所述电化学辅助浸出时，向阴极侧通入含氧气体，并接通直流电源。

8、进一步的，在步骤s4中，进行所述电化学辅助浸出时，采用恒电位模式或方波脉冲电流模式；所述电化学辅助浸出的时间为24~48h。

9、进一步的，在步骤s4中，采用所述恒电位模式时，控制阴极电位为-0.3v~-1.0v，电流密度为5~50ma/cm2。

10、进一步的，在步骤s4中，采用所述方波脉冲电流模式时，控制脉冲频率为0.1~10hz，占空比为20%~80%，峰值电流密度为20~100 ma/cm2。

11、进一步的，在步骤s4中，所述电化学辅助浸出时，还包括旋流强化步骤：对所述第三矿浆施加旋流场，旋流强度以入口流速计，强度为1.0~5.0 m/s。

12、进一步的，在步骤s4中，所述碳基气体扩散阴极为碳毡、石墨毡、碳布、改性碳纸中的一种或多种；所述惰性阳极为dsa电极、铂钛电极、不锈钢电极中的一种；所述绝缘隔膜为多孔聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜或陶瓷膜中的一种，孔径为0.1~10μm。

13、进一步的，在步骤s4中，所述含氧气体为空气、纯氧中的一种或两种混合，所述含氧气体的通气量为0.5~2.0 l/min，所述第三矿浆中溶解氧的浓度≥10 mg/l。

14、进一步的，在步骤s1中，所述含金矿石破碎后，粒径小于200目的颗粒的质量百分数≥85%。

15、进一步的，在步骤s2中，所述第二矿浆的ph为10.0~11.5。

16、进一步的，在步骤s3中，所述第三矿浆中游离氰根的浓度为50~200 mg/l。

17、本申请的有益技术效果为：

18、（1）本发明通过在对矿浆进行电化学辅助浸出时，向阴极侧通入含氧气体，利用电化学原位产h2o2直接补充了阴极半反应所需氧化剂，加速金的阳极溶解动力学，浸出速率较传统工艺提升20%~40%，浸出时间缩短。h2o2在电极表面原位生成、即时消耗，无需外源h2o2的运输、储存和投加，消除了h2o2储运的安全隐患。

19、（2）本发明通过电化学原位产活性氧（ros）提供氧化驱动力，游离氰根浓度可从传统的300~500 mg/l降至50~200 mg/l，氰化钠用量降低50%~70%。氰化物用量大幅降低直接减少尾液氰化物残留量，降低后续氰化物破氰处理成本和环保风险。

20、（3）活性氧（ros）浓度精准可控：通过调节电流密度和阴极电位，可精确控制h2o2的产率和浓度，始终维持在“促进浸出”的最优区间，避免化学添加h2o2时因局部浓度过高导致cn-氧化分解的副反应。

21、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

1.一种电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，其特征在于，在步骤s4中，进行所述电化学辅助浸出时，采用恒电位模式或方波脉冲电流模式；所述电化学辅助浸出的时间为24~48h。

3.根据权利要求2所述的电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，其特征在于，在步骤s4中，采用所述恒电位模式时，控制阴极电位为-0.3v~-1.0v，电流密度为5~50ma/cm2。

4.根据权利要求2所述的电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，其特征在于，在步骤s4中，采用所述方波脉冲电流模式时，控制脉冲频率为0.1~10 hz，占空比为20%~80%，峰值电流密度为20~100 ma/cm2。

5.据权利要求1所述的电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，其特征在于，在步骤s4中，所述电化学辅助浸出时，还包括旋流强化步骤：对所述第三矿浆施加旋流场，旋流强度以入口流速计，强度为1.0~5.0 m/s。

6.根据权利要求1所述的电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，其特征在于，在步骤s4中，所述碳基气体扩散阴极为碳毡、石墨毡、碳布、改性碳纸中的一种或多种；所述惰性阳极为dsa电极、铂钛电极、不锈钢电极中的一种；所述绝缘隔膜为多孔聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜或陶瓷膜中的一种，孔径为0.1~10μm。

7.根据权利要求1所述的电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，其特征在于，在步骤s4中，所述含氧气体为空气、纯氧中的一种或两种混合，所述含氧气体的通气量为0.5~2.0 l/min，所述第三矿浆中溶解氧的浓度≥10 mg/l。

8.根据权利要求1所述的电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，其特征在于，在步骤s1中，所述含金矿石破碎后，粒径小于200目的颗粒的质量百分数≥85%。

9.根据权利要求1所述的电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，其特征在于，在步骤s2中，所述第二矿浆的ph为10.0~11.5。

10.根据权利要求1所述的电化学原位产生活性氧辅助低氰化物处理含金物料的方法，其特征在于，在步骤s3中，所述第三矿浆中游离氰根的浓度为50~200 mg/l。