[发明专利]一种超临界水氧化选冶难选金矿石的方法及设备

说明书

技术领域

本发明属难选金矿石的制备及设备领域，特别是涉及一种超临界水氧化选冶难选金矿石的方法及设备。

背景技术

超临界水氧化技术得益于水的超临界性能，在374.3℃和22.1Mpa状态下，水的物理性能尤其是溶解性能与常温下截然不同，这种状态被成为超临界状态。在超临界状态下，水如同高密度的气体一样对有机物有很高的溶解能力，与轻的有机气体以及CO等能完全互溶，但无机化合物尤其是盐类难溶于其中。另外，超临界水具有较高的扩散系数和较低的粘度。上述这些超临界性能再加上较高的温度和压力使水成为有机质氧化反应的理想介质。超临界水氧化技术与其他处理技术相比，具有明显的优点：(1)效率高，处理彻底，有毒物质的清除率高达99.99％以上；(2)反应速度快，停留时间短(小于1min)，反应器结构简单，体积小；(3)适应范围广，可以适用于各种有毒物质废水废物处理；(4)没有二次污染，不需进一步处理，且无机盐可从水中分离出来，处理后的废水可完全回收利用；(5)当有机物含量超过10％时，不需额外供热，实现热量自给。尽管超临界水氧化的高温高压的操作条件无疑对设备材料提出了严格的要求，再实际进行工程设计时还须注意一些工程方面的因素，如腐蚀，盐的沉淀，催化剂的使用，热量传递等，它还存在一些有待解决的问题，但是由于它本身所具有的突出优势，是一项有着广阔发展前景的金矿选冶技术。

目前，在金矿开采方面，随着易开采金矿资源的日趋减少，难开采金矿资源的合理、高效、环保地开发已成为人们面对的主要问题，我国难开采的金矿资源储量大，已探明的黄金有1000吨以上，难选的占总量的1/4，该类矿石的主要特点为硫、砷和碳含量较高，另外含金颗粒微小，有的粒径达到纳米级。用常规氰化提金工艺，金回收率为20％～3.％；目前采用的氧化焙烧工艺进行预处理，又会造成As₂O₃和SO₂的污染。

因此，有必要研究出一种新的选冶方法，以减少对环境污染的同时，提高经济效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超临界水氧化选冶难选金矿石的方法及设备，本发明的选冶方法消除了As₂O₃和SO₂的污染，金矿石的回收率达到90％以上，解决了环境污染的问题。

本发明的一种超临界水氧化选冶难选金矿石的方法，包括：

(1)将硫含量高、砷含量高的难选金矿石小颗粒磨成细小粉末60-100目，配成质量百分比为10％的固水混合液；

(2)将上述固水混合液放入超临界水氧化装置料斗中，经加压泵加压0.6-1.2Mpa，送入预热器加热，利用分离器的余热加热，并把氧气或空气送入计量气体增压器加压22.1-23MPa，将预热后的固水混合液与加压后的氧气或空气在混合器中混合，使O；C摩尔比达到1.0，之后送入超临界第一级加热反应器；

或将步骤(1)的固水混合液与双氧水混合，使O；C摩尔比达到1.0，经加压泵加压22.1-23MPa后直接送入第一级加热反应器；

(3)将物料在第一级加热反应器中加热至374℃以上，控制加热反应器压力在22.1-23Mpa，使固水混合液达到水的超临界状态，发生氧化反应，并串联第二级反应器，使固水混合液中的有机物氧化更彻底；

(4)反应后，固体颗粒从两个反应器的底阀排出，采用物理方法，将金与其他固体颗粒分离，超临界流体从第二级反应器的顶部排出依次进入第一级分离器和第二级分离器，气液在分离器中采用水冷却进行分离，冷却后的水从两个分离器底部阀门排出，气体从第二级分离器顶部阀门排出。

本发明的一种超临界水氧化选冶难选金矿石的设备，包括：进料桶1通过管道顺次连接计量柱塞泵2、热交换器3、气液混合器4，所述的气液混合器4的另一个进口通过管道顺次连接计量气体增压器11、气体储罐10、氧化剂气体过滤器9，所述的气液混合器4的出口通过管道顺次连接第一级加热反应器5、第二级反应器6、第一级分离器7、第二级分离器8。

所述的热交换器3、第一级加热反应器5、第二级反应器6、第一级分离器7、第二级分离器8上装有热电偶温度计12和可控压力计13；

所述的第一级加热反应器5外套有高频电加热套管14；

所述的热交换器3的出水口和第一级分离器7的进水口相连，所述的热交换器3的进水口和第二级反应器6的出水口相连。