混汞提金法是一种古老的选金方法。指用液态金属汞润湿矿浆中的金粒,生成汞齐,从而使金粒与其他金属矿物和脉石分离的化学选矿方法。混汞法约创始于中国秦末汉初,《神农本草经》中有“水银……杀金银”的记载,后来才传入西方各国。这一古老的提金方法近代已逐渐被氰化浸出法和浮选法所代替,但在回收解离的单体自然金,尤其是解离的粗粒自然金方面,混汞法仍是提金的主要方法。1
基本介绍砂矿床中的金常呈单体存在,脉矿中的金多呈自然金及银金矿形态存在。砂金选矿时混汞可作为单独的选金作业,处理脉金矿时,混汞法常作为辅助方法预先回收粗粒金,再用其他方法回收混汞后留在矿浆中的细粒金。混汞作业分为内混汞和外混汞两大类。内混汞是在捣矿机和磨矿机等碎磨设备中进行的边碎矿边混汞的作业;外混汞是在碎磨设备外进行的混汞作业。
由于金的化学性质非常稳定,其表面生成极薄的表面膜,而汞能润湿金粒并向金粒内部扩散生成汞齐。除金外,银、铜、锌、锡和镉等也能与汞生成汞齐,但比金困难,其他贱金属则因其表面膜难以去除而无法与汞生成汞齐。金粒与汞生成的汞齐由汞金化合物、残留金和自由液态汞组成。汞齐含金小于10%时呈液态,含金达12.5%时为致密体,称汞膏;汞膏为银白色糊由汞,则获得致密汞膏,将致密汞膏置于蒸汞罐中加热至400~450℃,汞升华,经冷凝后呈球状液滴而回收,汞的回收率一般大于99%。蒸汞后产出的海绵金的含金量约60%~80%,还含少量银、汞、铜等,一般用石墨坩埚将其熔炼为合质金锭。当海绵金中的金银含量达70%~80%以上时,也可将其熔铸成合金板,送去进行电解提纯。
20世纪80年代后期美国研制了全封闭强化水银提金新技术,与常规混汞法的差别为:可强化汞的捕金能力,比普通汞高300倍;汞中加入镀汞剂后可使汞直接镀在紫铜板上,省去镀银工序;汞中加入阻氧剂,大大延缓或阻止汞的氧化;在水中加入带正电的离子,以提高金的回收率,充电活化汞可使汞恢复或保持强大的捕金能力;加入除污剂可提高汞的捕金能力。强化汞提金工艺在密闭的负压管道中进行,可防止汞蒸气污染空气。
中国规定混汞车间空气中含汞量不许超过0.01~0.02mg/m,工业废水中汞及其无机化合物最高允许浓度为0.05mg/L。含汞的蒸气、烟气和工业污水必须经过净化处理。混汞厂应采用切实有效的安全措施防止汞中毒。1
流程混汞过程,实质上包括汞对金的湿润和汞齐化过程。汞对金的湿润是在水介质中进行的,要使汞液能很好地湿润金,必须使金粒尽量暴露于矿石的表面,并使金粒表面保持新鲜状态。银、铜之类的化合物及铁屑、机油等都易污染金粒和汞珠表面使汞对金的湿润性变差。如汞液中含少量金、银或微量贱金属,则能改善汞对金的湿润性。汞湿润金粒表面后,向其内部扩散,并形成汞齐即合金,这个过程叫汞齐化过程。
混汞的产物是汞膏,其主要成分是金汞合金,并含有过剩的汞和其他杂质。首先用水洗涤汞膏以除去夹杂在其中的重砂、脉石及其他杂质。再将洗净的汞膏压滤,除去游离汞,最后将压滤后的汞膏置于蒸馏罐内,隔绝空气在底部加热到1073K温度左右。罐内汞膏受热分解、气化,由顶部导管逸出,导管外部有冷却水套,液化后的汞液顺管子流入冷却水盆内。冷凝汞液与压滤出的汞液合并返回混汞作业。金以海绵金形态留于管内,经熔炼、精炼后得到金锭。2
工艺分类混汞作业可分为外混汞法、内混汞法和特殊混汞法三类。
外混汞法先磨矿后混汞,磨矿设备和混汞设备无结构上的联系,一般用以回收从球磨机内流出的矿浆中的粗金粒,主要设备是混汞板。
内混汞法混汞作业在磨矿设备内进行,即磨矿与混汞同时进行;此法只宜于处理铜、铅、锌含量甚微和不含硫化物的金矿,设备有捣矿机、辗盘机、球磨机、棒磨机和混汞筒。
特殊混汞法即活化混汞法,主要用于处理一些不易混汞的含金物料。2
优缺点混汞法提金时一种比较古老的提金方法,其工艺简单,便于操作,设备投资小,对金的回收率也相对较高,选金厂中的应用十分普遍。但混汞法提金也存在一个问题,就是汞的回收问题,混汞法提金必然要用到液体汞,在使用的过程中汞回收一定的损失。怎样把汞的损失量降至最低,以及怎样在混汞法中最大程度的回收汞,也是混汞法提金面临的难题。
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王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所