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发布时间:2020-07-23 09:29:45

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作者:印万忠 主编 马英强 副主编

出版社:化学工业出版社

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贵金属选矿及冶炼技术问答

贵金属选矿及冶炼技术问答试读:

前言

贵金属包括金、银和铂族元素,即金、银、铂、钯、铱、锇、铑、钌八种元素。贵金属由于其理化特性,除作饰物和货币外,在工业、电子信息、航天、军工等领域也得到广泛应用,例如,生产硝酸用铂锗催化网,石油工业用铂(或铂-铼等)重整催化剂,主要成分是铂、钯、铑的汽车尾气净化催化剂,新能源燃料电池用铂催化剂等。贵金属对新技术的发展起着越来越大的作用,被许多国家列为战略物资。

贵金属的选矿技术就是金、银矿选矿和铂族金属选矿。贵金属矿的选矿方法很多,但实际中一般常用的有重选、浮选、化学方法和微生物处理等或几种方法的组合,有时候也用到磁选。贵金属矿石的加工处理一般包括:矿石准备作业,破碎、筛分、预选(包括手选和拣选)、磨矿分级等;选冶工艺的选择,在重选、磁选、混汞、浮选、堆浸、氰化、炭浆、硫脲浸出等各种工艺对比中选择合适的流程;选矿产品的处理,包括脱水、干燥等;冶炼,即贵金属的精炼与提纯等。

由于贵金属化学性质稳定,地壳中含量少,开采提取困难,产量少,价格昂贵,所以贵金属选冶技术的提高显得尤为重要。

为普及贵金属选冶相关知识,方便与贵金属相关的人员查阅,推动厂矿选冶生产水平的提高,特编写了《贵金属选矿及冶炼技术问答》一书。本书以问答的形式简明扼要地介绍了贵金属基本概念、贵金属矿物与矿床、贵金属选矿技术、含贵金属矿石浮选、贵金属化学选矿、贵金属冶炼、含氰污水的处理、二次资源中贵金属的回收、黄金工业生产指标解释及计算方法等方面的知识,可供贵金属选冶技术人员和高等院校学生阅读,也可方便初入贵金属矿业开发市场的相关人员查阅,还可供其他相关专业技术人员及管理干部参考。

本书由印万忠教授担任主编,并编写第4章、第7章、第8章;东北大学马英强为副主编,并编写第1章、第2章、第9章;辽宁工程技术大学刘豹编写第3章,福州大学迟晓鹏编写第5章,辽宁工程技术大学李强编写第6章。

由于编者水平有限,书中难免有不足之处,敬请广大读者批评指正。编者第1章 贵金属概述第1节 贵金属简介1 贵金属有哪些?

贵金属主要指金Au、银Ag和铂族金属(钌Ru、铑Rh、钯Pd、锇Os、铱Ir、铂Pt)8种金属元素。除金和银以外的6种元素称为铂族元素或铂族金属(又叫稀有贵金属)。铂族元素中,钌、铑和钯称为轻铂族金属,锇、铱和铂称为重铂族金属。2 什么是原生贵金属?原生贵金属在自然界主要以什么形态存在?

原生贵金属就是在自然界中发现的贵金属。如金、银、铂均在自然界中发现,故可称为原生贵金属。

原生贵金属以自然金属、各种化合物及与其他金属形成合金的形式存在。例如,自然金有块金、片金和很细的胶体离子等形式;金的化合物,已发现的有碲化金、脆金锑矿(AuSb)等。23 黄金的主要用途是什么?

黄金具有商品和货币双重职能,其主要用途如下。(1)黄金用作货币

早在远古时代,黄金就作为交换手段进入了流通领域。黄金具有以下特殊和良好的物理化学性质,如产量稀少,到目前为止,人类总共开采的黄金只有17万吨左右;价值高,价格昂贵;体积小,便于携带和储藏;耐腐蚀,不变质;易于分割与合并;经久耐磨,不易耗损,重量和外形不易变化等。以上物理化学性质赋予了黄金很多的社会自然属性,使它成为表现商品价值量、充当一般等价物的最好材料,成为公认的“货币金属”,成为唯一突破地域及语言限制的国际货币。(2)黄金的工业用途

黄金的工业用途是从20世纪50年代初随着高科技的发展才形成的,主要用于电子工业、信息产业、航空和宇航等工业中。黄金被现代工业应用的原因是其具有许多优良的特性,如化学稳定性、耐腐蚀、不氧化、导电性和对太阳光的热反射性等。

①在电子和信息工业中的应用。黄金被广泛地用于电子、电器和通信工业的设备和耗材中,如电话机、程控交换机、电视机和无线通信器材等的继电器、固体电路微型集成块、插接件、高频开关等,使用纯金或镀金材料,可保证其接点可靠,以及反复连通或切断的转换性能。

②在航空航天工业中的应用。黄金可使安装在喷气式飞机、宇航飞行器、导弹上的电子系统与地面接收系统之间发出的指令和信号在通过联结器传送到接收器的过程中,不会发生千分之一秒的中断;在宇航站的外壳上加装镀金铝塑隔热反射屏后,可使站内温度由43℃降到24℃;在宇航服上镀一层厚0.2μm的金,可使宇航员在太空行走时免受红外线的热辐射等。

③在军事工业中的应用。可使用黄金制造各种用途的红外线探测器和反弹道导弹装备;在航海望远镜上镀金,可使望远镜无需擦洗,长期保持清晰。

④在化学工业中的应用。在化学工业中,黄金主要作催化剂使用,精细制备的黄金载体催化剂具有高活性和选择性,而且比其他任何催化剂的工作温度都低;纳米级金载体催化剂催化活性强,可降低一些化学化应的反应温度;以黄金为原料生产的金盐是电镀工业的主要原料;黄金常被用作化工设备的安全膜。

⑤在纺织工业中的应用。黄金合金是制造化学纤维生产设备喷丝头的首选材料;扁平的镀金丝在棉线或丝线上,常被用于高贵纺织品的花边或镶边;黄金作丝绸上印金敷彩技术的原料。

⑥在陶瓷和玻璃工业中的应用。黄金可作陶瓷和玻璃工业中的着色剂。将金、铋、铑合金溶解于芳香油中制成“金水”,作为染料,在高档瓷器、搪瓷和工艺瓷器釉面上绘制花纹图案,经煅烧即成金边或金色花纹图案;氯化金用于装饰瓷器的红、紫釉底色;在弱酸性氯化金的稀溶液中加入氯化锡溶液制成的紫红色胶体,是红色玻璃的着色剂等。

⑦在建筑装饰中的应用。黄金可用于建筑装饰,以显示建筑物的豪华;另常用于建筑玻璃的防护材料,可反射太阳光的热辐射。

⑧在日用品工业中的应用。黄金是制造加热和干燥设备红外线辐射器的良好材料;还常用于金笔、表壳、表带、眼镜架等日用品的生产中。(3)黄金用于制造首饰

黄金具有高化学稳定性、美丽的颜色等优良的特性和观赏收藏价值,故常将黄金用于制作首饰、饰品和各种器物等。目前,全世界每年都要用大量黄金制作首饰,约占制造业总用金量的80%。(4)黄金用于医疗

黄金可用于治病和长寿的药物,金可用于治疗肺结核和关节炎。另外,金广泛用于牙科材料、针灸材料和人体植入材料等。如金可用于镶牙,制造针灸中的14K金针,用作埋入式心脏起搏器的材料,用作视觉、听觉、疼痛等多种神经修复刺激装置的材料等。4 银的主要用途是什么?

银除了作货币外,在现代工业和医疗中也具有广泛的用途。(1)银用作货币

银和金一样,具有许多优良的理化性质和自然属性:呈银亮色,具美学价值;产量和储量少;呈固态,有良好延展性,易于制形;密度大、体积小,便于携带和储藏;易于分割与合并;有储存价值。因此,银在古代就被用作货币。由于黄金贵重,所以黄金作主币,白银作辅币。(2)银用于制作首饰等饰品

由于白银具有月光般美丽的颜色、柔软的质地、较好的耐腐蚀性、良好的延展性和银白光亮的色泽,因此常用于制作各种饰品和银制餐具,如银盆、银碗、银匙、酒杯以及项链、戒指、手镯等。(3)银在医疗中的应用

在外科方面,银基合金材料广泛用于牙科镶嵌、修复和材料焊接,银合金可用于针灸的材料,氯化银是制作医用光纤的材料;在医学诊断和检测方面,卤化银是良好的光敏材料,用于制作感光成像材料,因此广泛用于医疗诊断器材,如医用X光片、CT片和核磁共振成像片等,以银为材料的电极可制作生物传感器,用于血液检测;在医药学方面,银具有消毒杀菌作用,并可用于水、葡萄酒、醋和奶的保鲜。(4)银的工业用途

①在宇航、电子电器工业中的应用。银具有良好的导电、导热性能以及良好的化学稳定性和延展性,故可用于宇航工业中,如航天飞机、宇宙飞船、卫星和火箭上的导线;在电子和电器工业中,可作为导体材料、电接触材料和银电池等,用于计算机、电话机、电视机和雷达等的集成电路、印刷线路、开关电路。

②银用作感光材料。银对光具有很强的敏感性,是最好的光敏物质,因此可用于感光材料,制作黑白和彩色胶片、干版和相纸等。

③在化工领域的应用。化学镀银是一种电化学离子反应过程,也称“银镜反应”,可在非金属材料上镀银,如制镜工艺就是在玻璃上镀银,广泛应用于医疗器械、显微镜、望远镜的制造中;用于耐碱材料,如制造烧碱用的碱锅,制造实验室熔融氢氧化钠和氢氧化钾的银坩埚等;生产硝酸银,可用于人工降雨、化学分析、医药及胶片冲洗等。5 贵金属提取的方法有哪几种?

金银从矿石中的提取方法主要有混汞、重选、浮选和氰化法。除混汞法已不允许再用外,其他提取方法得到了广泛的采用。

铂族元素是先通过富集,再进行提取。铂族元素富集的方法主要有三种:一是选矿富集,即通过浮选、重选及其联合工艺富集;二是火法富集,即通过高温熔炼和挥发工艺富集;三是浸出富集。另外,在硫化铜镍矿铂族元素富集提取中,会采用熔炼富集、选矿浸出和电解富集的方法进行。6 铂族金属在自然界主要以什么形态存在?

和其他稀贵金属一样,在自然界中,铂几乎都是以单质状态存在,其他铂族金属主要富集在与超基性岩和基性岩有关的铜镍矿床、铬铁矿床和砂矿床中。近些年来,在某些铜矿床、铂矿床、金矿床、锡矿床、黑色页岩等矿物中也发现了铂族金属。生产铂的主要矿床类型有以下几种。(1)铜镍硫化矿床

在这类矿床中,铂与其他铂族元素多与碲、锑、铅、锡、砷、硫等形成互化物或者化合物,如含铂的黄铜矿和硫镍矿、锑铂矿(PtSb)、砷铂矿(PtAs)、硫砷铂矿[Pt(AsS)]等。222(2)铬铁矿床

在铬铁矿中,铂主要以单质、金属互化物、硫化物和砷化物等形式存在,如粗铂矿(Pt)和铱铂矿(PtIr~PtIr)等。212(3)砂矿床

砂矿中的稀贵金属以单质状态为主。砂矿中的铂族金属矿物密度较大,利用重选方法可以获得粗铂或铂精矿。7 铂族金属工业要求是什么?

国际市场上的商品铂族金属一般为金属锭或海绵状、棒状、片状,也有条带状、丝状或箔状。商品级的产品含铂族元素不得低于99.8%,其中含铂和钯必须大于99.5%。用于实验器皿或电接头的铂族金属原料要求纯度大于99.9%,用于热电偶和高温计者纯度须在99.999%以上。

目前我国已在选冶过程中综合回收与铜镍硫化物伴生的铂族金属。金川的铂族元素矿物有数十种。铂矿物和含铂的矿物有砷铂矿、自然铂与金属互化物(铂金矿、铂金钯矿)等,钯矿物和含钯的矿物有钯金矿、单斜铋钯矿、铋碲钯矿与含钯自然铋等。砷铂矿与金属互化物占铂矿物的90%以上。砷铂矿粒度0.042~1mm,以0.1~0.3mm最多见。以矿物形态存在的铂在铜镍富矿中占92%~99%,在贫矿中占83%~94%。钯也主要以矿物的形式存在。铑、铱、锇、钌主要存在于磁黄铁矿、镍黄铁矿、紫硫镍铁矿与黄铜矿中(为原矿的10余倍)。

铜镍富矿的选矿流程采用一段粗选直接产出部分合格精矿,二、三段粗选精矿集中精选的流程,通过合理球磨,采用合适的旋流器分级,使小于0.074mm的粒度在一、二、三段分别达到55%、70%和80%,提高了矿物单体解离度。Ni回收率稳定在89%~90%,Cu回收率82%~85%,Pt、Pd回收率达80%以上,富集比(3~4):1。Ru、Rh、Os、Ir的回收率近70%。

贫矿石采用另一套流程,回收率:Cu41%、Ni55%以上,但铂族金属的回收率不高,除铂回收率达70%外,其余回收率均不足50%。

铜镍混合精矿用火法熔炼,用转炉吹炼得到高锍,使贵金属在熔炼阶段被金属相捕集。当高锍中铜镍比为0.3:1、合金产率为10%时,从中可回收95%以上的贵金属。合金中的贵金属含量比高锍中高10倍,合金经处理后得到更富的二次铜镍合金,其中铂族金属与金含量可达2500g/t。二次合金经盐酸浸出镍,控制电位氯化浸出铜与镍,经浓硫酸浸煮除贱金属和四氯乙烯脱硫,得到铂钯12%左右的贵金属精矿,再进一步分离提纯。

铂族金属的一般工业要求见表1.1。表1.1 铂族金属的一般工业要求3注:原生矿的品位单位为g/t;砂铂矿的品位单位为g/m。8 铂族金属是怎么回收的?

铂族金属矿石品位很低,一般难以直接提取,往往需要经过处理,逐步富集,获得其精矿后再进一步分离、提纯而得到纯金属。因此,富集是铂族金属提取的关键,而且铂族金属的提取过程通常是一个以其他金属为主要回收对象的复杂工艺过程。(1)铂族金属的选矿富集

铂族金属的选矿富集过程与金银矿的选矿富集过程相似,目前对铂族金属的选矿富集通常采用的方法是浮选、重选和它们的联合工艺。(2)铂族金属的火法富集

铂族金属易与其他各种过渡金属形成合金或金属间互化物,且具有亲硫而不亲氧性质(锇、钌易于氧化挥发除外),因而可以经过高温化学反应,使富集着铂族金属的产品与其他物质分离。常用的方法有熔炼和挥发两种。(3)铂族金属的浸出富集

浸出是富集提取铂族金属的常用方法,其要点是将非贵金属组分溶解进入浸出液,与富集了贵金属的浸出渣分离;或使贵金属进入溶液,与难溶物(如硅酸盐、二氧化硅等氧化物)分离。为提高浸出效率,有时需要增加焙烧或其他预处理工序及加压浸出等强化手段。(4)含铂族金属硫化铜镍矿的富集提取

1936年前,铂族金属主要从砂矿中提取,工艺简单。现代铂族金属主要从含铂硫化铜镍矿中提取,其提取存在多种工艺。

①含铂硫化铜镍矿的熔炼富集。

②铜镍高锍的处理。铜镍高锍是镍、铜硫化物的共熔体,早期应用“顶底法”,即用硫化钠处理高锍,使液态硫化铜熔入硫化钠顶层,而较重的硫化镍留在底层,冷却后,两层可撞击分开,铂族金属富集在底层,从电解阳极泥中回收;后期提取过程中发展成将高锍通过磨浮、选择性浸出、加压浸出等方法进行处理、富集。

③电解富集。电解是贵金属的传统富集方法。不仅粗金属、合金,甚至连镍高锍也可以用电解(或电溶)的办法处理,使贵金属富集在阳极泥中。但是贵金属在此方法处理过程中容易发生电解损失,故以提取铂族元素为目的时,电解不是一种较好的方法。9 铂族金属有哪些主要用途?

铂族金属应用非常广泛,现代最主要的应用领域是汽车工业、珠宝首饰和金融业、石化工业、电子工业、玻璃工业、医药卫生、能源及环境保护等。(1)首饰和金融方面的应用

铂族金属银白光亮的外表、稀少和昂贵的价格,使其在西方的珠宝首饰业及私人货币储备方面得到广泛利用。近年来,铂和黄金、白银一样,以锭、棒或币的形式开始在金融市场流通,作为硬通货储备或投资。(2)用以制作国际标准量器

质量的国际标准“千克”和长度的国际标准“米”原器都是由90%铂和10%铱的合金制成的,从-183~+630℃的国际温标,是由铂丝制成的电阻温度计标定的。(3)在现代工业中的应用

①汽车工业。铂的最大用户是汽车工业。利用铂族金属高的催化活性和稳定性,汽车尾气通过一个含铂、钯、铑的催化剂装置可使其中的碳氢化合物、一氧化碳及氮的氧化物转变为无害的化合物,仅1988年西方用于制造汽车催化剂的铂族金属就达45吨。

②玻璃及玻璃纤维工业。利用铂族金属的高熔点、高温抗氧化性、良好的高温强度及抗熔融玻璃腐蚀不污染玻璃的化学惰性,制造弥散强化铂、铂-铑合金或用铂包覆钼或其他金属的坩埚,用于熔炼优质或特种玻璃。此外,至今只有铂-铑合金可作生产玻璃纤维的坩埚漏板材料。优质大功率激光器的心脏部件——单晶宝石的熔点在2000℃左右,只能用铱或其他铂族金属的坩埚熔炼。

③化学化工、石油及有色冶金工业。化学工业中铂族金属的最主要用途是用铂-铑合金网在氨氧化塔中催化氨氧化为NO,进而用NO制造硝酸、化肥和炸药。

石油化学工业中用含铂0.2%~0.7%的A12或沸石为催化剂进行石油重整,生产抗爆性良好的高辛烷(92%以上)汽油。石化工业中其他化工产品的提纯、氧化、脱氢、异构、合成等方面也广泛使用铂、钯、铑、铱、钌的各种催化剂。

铂族金属或镀、涂铂族金属的阳极在化学工业中广泛用于一些强氧化性化学试剂的生产过程。

用铂作催化剂的气体扩散电极在重有色金属电积中代替普遍使用的铅阳极和铅锑阳极,能节省大量电能。

此外,试验室各种坩埚、电极及其他器皿,很多是由铂及铂族金属合金制作的。

④电器工业。利用铂族金属特别是含铂触头接点材料,常是其他材料无法代替的。由于其导电性好、散热快、耐磨及电弧放电或火花放电时抗氧化烧损及抗腐蚀性好,不易熔焊或黏结,故常用于要求十分可靠的工作环境和各种精密仪器及仪表。利用铂族金属及其合金在苛刻条件下稳定的电性能,及耐连续受滑线接触摩擦等性质,可用于各类精密电位器绕组及电阻应变栅。

⑤铂族金属新材料的应用。铂族金属新材料的不断出现,对有关科技领域产生了重大影响。近20年来,铂族金属催化剂以石油精炼和石油化学为轴心,应用范围不断扩展,在以汽车废气净化催化剂为代表的公害防治、环境保护、非晶态合金催化剂、接触燃烧催化剂、光解制氢、煤直接液化等一系列领域得到广泛应用。(4)在高新技术方面的应用

铂族金属在生物工程、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术等高新技术方面应用日益广泛。第2节 贵金属物理化学特性10 贵金属元素的基本物理性质是什么?

贵金属元素的基本物理化学性质见表1.2。表1.2 贵金属元素的基本物理性质11 金、银有哪些物理性质?

金、银常见的形态分别为黄色和白色金属。不同纯度或不同颗粒度的金或银的单质的颜色不同,如流传已久的用试金石鉴定金的纯度的方法——条痕比色,有“七青、八黄、九紫、十赤”的结论,意思是条痕呈青、黄、紫和赤色的金的含量分别为70%、80%、90%和纯金。随着金银颗粒度的减小,金或银可以呈现色彩丰富的各种颜色,而颗粒度小到纳米尺度时,无论是银或金所呈现的颜色均为黑色。

金、银均为面心立方晶体结构,晶胞参数a分别为0.4079nm和0.4086nm,晶格和晶胞参数上的相似性决定了金和银特别容易形成互熔合金(固溶体),而且金银合金中金和银的比例没有任何限制。

金、银都具有极为良好的可锻性和延展性。金可压成0.0001mm厚的箔,这样的金箔透明,所透过的光为绿色。金、银可拉成直径为0.001mm的细丝。

金和银的导热、导电性能非常好。银的导电性胜过所有其他金属,金仅次于银和铜。金的蒸气压大大低于银。银的挥发性在高温下相当高,且在氧化气氛下比还原气氛下更高。这一特性在火法冶金中必须重视。12 金有哪些化学性质?

金的化学性质很稳定,是唯一在高温下不与氧起反应的金属。1000℃下将金置于氧气气氛中40h,没有检测到失重,在1075℃、1125℃和1250℃下于空气中分别熔化金,经1h后损失金的质量分数分别为0.009%、0.10%和0.26%,这部分为“挥发”损失,而非氧化损失。

金具有宝贵的化学稳定性的原因可以从电离能进行探讨。决定金氧化态稳定性的因素很多,通常要考虑完整的能量循环,需要用到元素的电离能、电子亲和能和水合能等热力学数据。由于许多离子及化合物缺乏这方面的数据,有时只能用电离能作为一般指导性判据。ⅠB族元素的电离能如表1.3所示。表1.3 ⅠB族元素的电离能

从第一电离能数据可见,金具有宝贵的化学稳定性的原因在于14101Au具有很高的第一电离能。Au的外层电子分布为4f5d6s,由于4f和5d电子对核电荷的屏蔽作用较弱,致使Au的6s电子受到较高的有效核电荷作用,不容易失去。

比较第二和第三电离能可以看出,Ag的第二电离能相对较高,决定了它的主要氧化态是+1,而Au的第三电离能相对较低,导致Au易形成+3氧化态。由于Au的后几级电离能也相对较小,因此Au存在Au(Ⅴ)氧化态。

Cu、Ag和Au的电子亲和能的理论值分别为118.3kJ/mol、125.7kJ/mol和222.73kJ/mol。可以看出,Au的电子亲和能最高。

金的相对较高的电子亲和能可与碘的电子亲和能(295.3kJ/mol)相比较,因此有人把Au看作拟卤素。已有的证据是化合物CsAu,+-可认为是CsAu。基于Au有高的电离能和电子亲和能,可以预料Au具有高的电负性值。根据Pauling的电负性标度,Au的电负性为2.4,是所有金属元素中最大的,比非金属元素P的电负性(为2.1)大,而与非金属元素C、S和I的电负性值(均为2.5)相近。

据上所述,Au的化合物的性质与Cu、Ag化合物的性质的不同之处远大于其相似之处。在许多情况下,把Au与周期表中同周期相邻元素铂和汞进行比较,比与同族的Cu、Ag比较更有价值。例如,存-+在着[AuCl]与HgCl,[Au(PPh)]与Au(PPh)以及223333-2-[AuCl]与[PtCl]的等电子配合物。44

单一的硝酸、硫酸或盐酸均不与金发生反应,碱对金也无显著侵蚀作用。

金可以溶解于下列溶液中:王水溶液、硫脲溶液、碱金属氰化物---溶液、I-I溶液、Br-Br溶液、Cl-Cl溶液、硫代硫酸盐溶液、亚砜222基氯化物溶液、石灰-硫黄合剂、铵盐存在下的混酸、碱金属氯化物3+存在下的铬酸以及含有Fe的盐酸等溶液。其中,王水溶解金的速度最快。作为贵金属,金最重要的特征是化学活性低。在空气中,即使在潮湿的环境下金也不起变化,故古代的金制品可保存到今天。在高温下,金也不与氢、氧、氮、硫和碳反应。金和溴在室温下可起反应,而和氟、氧、碘要在加热下才反应。

金在水溶液中的电极电位很高:

因此,无论在碱中还是在硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸以及有机酸中,金都不溶解。

在有强氧化剂存在时,金能溶解于某些无机酸中,如碘酸(HIO)、硝酸。有二氧化锰存在时金溶于浓硫酸,金也溶于加热的56无水硒酸(HSeO)(非常强的氧化剂)中。24

金易溶于王水、饱和有氧气的盐酸、含有氧的碱金属和碱土金属的氰化物水溶液中。3+

含Fe的硫脲酸性水溶液也是金的很好溶剂。此外,可溶解金的其他溶剂还有氯水、溴水、溶有KI或HI的碘液等。在所有场合下,金+3+溶解都是形成相应的配合物,而不是以Au或Au这样的简单离子出现。13 银有哪些化学性质?

银是元素周期表中的第47号元素,核外电子排布为2262610261011s2s2p3s3p3d4s4p4d5s。从银的核外电子排布可见,银和碱金属元素一样,在最外层都只有一个电子,因此它的化学性质与同周期的铷有些相似。但是由于银原子的有效核电荷较多(屏蔽效应较小),因此银原子对外层s电子的束缚力比铷原子强,银的原子半径比铷的原子半径小得多,银的第一电离势(7.574eV)比铷(4.176eV)的第一电离势大得多,所以银不如铷活泼。由于银的5s电子和4d电子的能量相差不大,因此银的氧化数有+1、+2和+3三种,但铷只有一种氧化数+1。

在铜族中,化学活性按Cu、Ag、Au的顺序递减。银在室温不与氧或空气作用,如有湿气存在,它容易被臭氧氧化,若将银加热至大约225℃,反应最有效,主要的反应产物是氧化银(Ⅱ)AgO。

银在加热时能与硫直接化合生成硫化银(Ⅰ)AgS。在室温2下,银不与纯HS反应,若把银浸入含有HS但不含氧的水中,它也22不会变黑,如果溶液含有溶解氧,则HS与银反应,从而使银变黑:24Ag+2HS+O→2Ag2S+2HO222

升高温度,SO也能与银作用生成AgSO和AgS:22424Ag+2SO→AgSO+AgS2242

当有足够的氧存在并且温度低于1085℃时,则只有AgSO生成:242Ag+SO+O→AgSO2224

卤素与银作用生成相应的卤化银,但在室温下反应较慢,若升高温度可使反应加快。

银不与氢氟酸作用。但当有空气或其他氧化剂存在时,它能与盐酸、氢溴酸和氢碘酸反应生成相应的不溶性卤化银:4Ag+4HX+O→4AgX+2HO22

热的浓硫酸易使银溶解,生成AgSO,并放出SO:2422Ag+2HSO→AgSO+SO↑+2HO242422

银溶于硝酸,与浓、稀硝酸的反应分别是:Ag+2HNO→AgNO+NO↑+HO33223Ag+4HNO→3AgNO+NO↑+2HO332

金属银具有较强的还原性,它能够还原FeCl、HgCl等物质,如32用银片处理FeCl的水溶液时,发生如下反应:3Ag+FeCl→AgCl+FeCl32

低温时银粉与过量HgCl发生的反应是:2Ag+HgCl→HgAgCl22

在水浴上加热,反应加快,并得到汞:2Ag+HgCl→Hg+2AgCl2

银在水溶液中的电极电位是:

因此,银和金一样,不能从酸性水溶液中析出氢,对碱溶液也是稳定的。但与金不同,银能溶于强氧化性酸,如硝酸和浓硫酸。与金一样,银易与王水、饱和有氯气的盐酸作用,但银形成微溶的氯化银而留于不溶渣中。人们常利用金和银的这种差别将二者分离。有氧气存在时细微银粉能溶于稀硫酸。与金相似,银也溶于饱和有空气的碱3+金属和碱土金属的氰化物溶液中,溶于有Fe存在的酸性硫脲溶液中。

在空气存在下,银能溶于碱金属氰化物溶液中:---4Ag+O+8CN+2HO→4[Ag(CN)]+4OH222+

该反应能够进行是由于Ag与CN-结合生成了比较稳定的-[Ag(CN)],致使银电对的电极电势低于氧电对的电极电势:2

利用这一性质,可以从矿物中提取白银或用银粉直接生产氰化银钾。14 铂族金属有哪些物理性质?

铂族金属包括铂、钯、铑、铱、锇、钌6种元素,位于元素周期表中第Ⅷ副族。它们具有类似的性质,如高熔点、高强度、耐腐蚀、良好的催化活性和电热性。铂、钯、铑、铱为银白色,锇、钌为钢灰色。

钌、铑在有氧存在和强热下,容易与氧化合为四氧化物,具有挥发性,钌的挥发速度较慢,锇则较快。铂(大于1000℃时)、铱和铑(大于2000℃时)能形成挥发性氧化物。3

铂族金属密度大。轻铂金属密度大于12g/cm,重铂金属密度大3于21g/cm。铂族金属的沸点都很高。按元素周期表顺序,从左向右逐渐降低,从上向下逐渐提高。其中,钯的沸点最低,锇的沸点最高。

锇、钌和铑的特点是硬度高并且脆,故能研磨成细粉末,它们都很难机械加工。铂和钯具有延展性,可以辗制和拉丝。纯净的铂具有高度的可塑性,将铂冷轧可以制得厚度为0.0025mm的箔。铱仅当升温至红热时才能承受机械加工。

铂族金属的特殊性质是其表面具有吸附气体(特别是氢气)的性能,呈粉末和胶体状态时其吸附能力大为增强。钯对氢的吸附能力最强,常温下1体积的钯能吸附901体积以上的氢。钯中吸附的氢易全部放出。按照钯、铱、铑、铂、钌、锇的次序,它们吸附氢的性能依次降低。15 铂族金属有哪些化学性质?

铂族金属电离电位很高,在常温下对许多化学试剂(如酸、碱和最活泼的非金属)有很高的抗腐蚀能力。但在一定条件下,它们可与酸、碱、氧和卤素反应。铂族金属在热处理过程中被钝化,这是由于在金属表面形成一层稳定的氧化薄膜。以金属细粉(铂黑)形式存在的铂族金属最容易溶解。海绵状和粉末状的铂族金属不易溶解,致密状态的金属更难溶。

铂族金属有一种特殊的性质:当它们与比较活泼的金属熔融成合金时,就有可能用无机酸溶解。容易与铂族金属形成合金的金属有铅、锡、铋和锌。(1)铂族金属对酸和其他试剂的作用

铂:抗酸、碱的腐蚀性能良好,致密状的铂不与单独的无机酸起作用,熔融状态的碳酸盐、硫酸盐和卤化物对它略起作用。铂溶于王水,但它的溶解速度与它的状态有关。致密状的铂在王水中溶解缓慢,直径为1mm的铂丝,需4~5h才能完全溶解。粉末状的“铂黑”能同沸硫酸作用。铂能被过氧化钠熔融分解。铅扣中的铂不被硝酸分解。

钯:金属钯可溶解于硝酸中,在同发烟硝酸作用时生成Pd(NO)。钯也溶解于浓硫酸中,生成褐色硫酸钯溶液。钯在王32水作用下,可得到四价钯的化合物——氯钯酸(HPdCl),将此溶26液用盐酸煮沸,还原为H(PdCl)。24

铑:致密的金属铑在酸中几乎不溶解。极细粉末状的铑能缓慢溶解在沸硫酸或王水中。当金属铑用碱金属焦硫酸盐熔融时,生成可溶于水的硫酸铑。在过氧化钠或氧化剂(如NaNO)存在的情况下,3金属铑用碱熔融并且同过氧化钡烧结生成水合氧化铑,将其溶于盐酸转变为铑的氯络合物。粉末状的金属铑和氯化钠混合在氯气流中加热到400℃,也能生成铑的氯络合物NaRhCl,易溶于水及酸中。金属36铑与铅或铋的合金,也能溶解于硝酸中。粉末状的铑在300~500℃下与过量的锡(100~1000倍)的熔块可溶于浓盐酸中。

铱:铱不溶于酸。金属铱用过氧化钠熔融或用过氧化钡烧结以后用盐酸浸取可使其转入溶液。或者用氯化钠混合进行氯化,用水浸取而转入溶液。铱同碱和硝酸钠(或过氧化钠)氧化熔融后转入溶液中,用盐酸浸取生成铱的氯铬合物。铱同铑相反,同焦硫酸钠、铅和铋的熔融物不能转入溶液中。但它同金属锡熔融后生成的合金用盐酸和过氧化氢混合溶液处理而转入溶液。铱同铂形成富铂合金后可溶解在王水中,当合金中铱大于1%时,溶解较慢。

钌:金属钌不溶解于酸和王水,它不同KHSO反应。钌在同苛4性钠和氧化剂熔融后,可转变为可溶于水的钌酸盐(MeRuO)。熔24融剂可以采用下列混合物:碱和硝酸钠或氯化钠;碳酸钾和硝酸钾;过氧化钡和硝酸钡。当钌和过氧化物加热时,生成绿色高钌酸钠(NaRuO)可溶于水。钌溶于碱金属的次级酸盐形成挥发性四氧化4钌(RuO)。钌同次氯酸钠反应比同次氯酸钾反应激烈。钌同铑、4铱类似,能够同氯化钠混合加热氧化而转入溶液中。

锇:致密状态的锇不溶解在酸和王水中,细小粉末状的锇可被沸腾的硫酸氧化生成四氧化锇(OsO)。浓硝酸可氧化细小粉末状的4金属锇。锇同碱金属氯化物加热氯化时,生成碱金属的氯锇酸盐(MeOsCl),它被水蒸气分解生成HCl和OsO。锇同碱熔融转变为264锇酸盐(MeOsO)而完全溶于水。以5~6倍的过氧化钠熔融锇可得4到同样的结果,当用盐酸浸取时,熔融物可分离和析出OsO。4(2)铂族金属的氧化还原性质

六个铂族金属在其化合物中的氧化状态不同,其金属/离子的氧化-还原电位为正值,因此,容易将这些金属离子还原为单质状态。从溶液中用不同的还原剂可使铂族元素从高价状态还原为低价,甚至还原成单质金属,使它们与杂质分离。

铂族金属氯络合物溶液中,铂族金属离子还原到单质状态的连续过程符合Pd>Pt>Rh>Ir的顺序。铑和铱与铂、钯的分离主要是运用这一顺序的金属还原过程。

从其他铂族金属中分离锇、钌以及它们彼此分离的基础,在于这两个元素能形成挥发性的高价化合物。

铂:铂在溶液中主要是+2、+4价。利用强还原剂可将二价铂和四价铂还原为单质金属,这种反应常用于从含有贱金属的溶液中富集铂。在铂的卤化物中,氯化物比溴化物容易还原,溴化物比碘化物容易还原。

钯:钯的特征价态是+2价,它比其他铂族金属容易还原为单质金属,在电位顺序中所有位于钯左边的(钯在银之后而在铂之前)元素,都能从它们的氯化物溶液中或强或弱地析出钯。

铑:铑的主特征价态是+3价。三价铑在氯化物溶液中可以被氢、锌、镁、铜、锑、肼、甲酸、甘汞(在高酸溶液中)等还原为单质金属。

铱:铱的特征价态是+3和+4价。应用甘汞、肼、羟胺、乙醇、硫化氢、二氧化硫等可将三价铱、四价铱还原至二价铱,很难将铱还原为单质状态。在加压条件下用氢还原才能使铱完全析出。

钌:钌在其化合物中可以表现出它的所有价态,即+1~+8价。钌可氧化成挥发性氧化物,利用这一特点,可以从锇以外的铂族金属中分离钌。

锇:在酸性介质中,锇的特征价态是+3、+4、+8价。锇容易从一种价态转变为另一种价态,甚至在硝酸溶液中也能形成挥发性氧化物,利用这一特性可以从所有其他铂族金属中分离出锇。(3)铂族金属的重要化合物

卤化物:所有细碎粉末状的铂族金属在加热的情况下同氯反应,在一定的条件下生成挥发性的卤化物。铂族金属的卤化物在这些元素的化学分析中起着极其重要的作用。

氧化物和氢氧化物:铂族金属的氧化物和氢氧化物在这些元素的化学分析中占有一定位置。铱、锇、钌的氧化物具有很高的挥发性,可以利用此特性与其他金属分离。

硫酸盐和亚硫酸盐:铂族金属的硫酸盐和亚硫酸盐容易水解,在溶液中经常会有不稳定的水合离子,也有稳定的聚合物基化合物以及复杂的多聚水合硫酸盐。

硫化物:形成金属硫化物是铂族金属的共有特性,在化学分析中占有一定位置,可以通过各种方法制得它们的硫化物,如铂族金属的氯化物溶液中通入硫化氢或用碱金属硫化物作用时可以得到它们相应的硫化物。硫化物的形成被广泛地用来作为铂族金属的沉淀剂,以便从其他贱金属中分离出来。铂族金属硫化物在水中的溶解度减少的顺序排列为IrS>RhS>PtS>RuS>OsS>PdS。在复杂的硝酸溶液中,2322222铱不被作为硫化物形式沉淀,可以利用这一性质从Rh、Pt和Pd中分离Ir。在高温(约3000℃)下,碱金属硫化物同铂族金属的硫酸盐相互作用,铱和铑两种硫化物已不再被完全沉淀,这就可以从铂中分离铱和铑。

硝酸盐:铂族金属中只有钯可以直接被硝酸溶解,形成相应的硝酸盐,结晶为Pd(NO)·nHO,容易潮解,易溶于水。322

硫脲化合物:铂族金属都能与硫脲或二苯基硫脲形成稳定而有色的络合物。在酸性溶液中,或者在加热情况下,硫脲与贵金属形成的络合物被分解生成难溶性的硫化物。用该法可使铂族金属和其他贱金属分离。

此外,铂族金属同氨能形成稳定的络合物。第2章 贵金属矿物与矿床第1节 金、银金属矿物1 金的工业矿物有哪些?

目前在自然界中发现的金矿物不多,约20余种。最常见的为自然金、银金矿和金银矿,其次是碲金矿和碲金银矿等,虽种类较多,分布较广,但数量不多;至于金的铋化物、硒化物、锑化物和硫化物,更为少见。

自然金极少是纯金,常含有不等量的银或其他元素。自然金一般呈不规则的粒状、片状、乳滴状、浑圆状、团块状、网状、纤维状、树枝状、海绵状集合体。按粒度大小分为巨粒金(>0.295mm)、粗粒金(0.295~0.074mm)、中粒金(0.074~0.037mm)、细粒金(0.037~0.01mm)、微粒金(<0.01mm),一般砂金颗粒较粗大,脉金(岩金)粒度较小。自然金有金属光泽,多呈金黄色,含银较高时呈淡黄色或乳黄色,硬度为2~3,相对密度是15.6~18.2(纯金为19.3)。野外鉴定自然金,主要根据金的颜色、金属光泽、硬度小用牙咬有痕印等特征来识别。

银金矿是自然金的一种,矿物中含银20%~50%、含金80%~50%,颜色为淡黄色或乳黄色,硬度为2~3,相对密度是12.5~15.6。

金银矿是自然银的亚种,矿物中含银50%~80%、含金50%~20%,颜色常呈浅黄或亮黄色,金属光泽,硬度是2~3,相对密度是10.5~12.5。

碲金矿(AuTe):理论成分金43.5%、铁56.41%,多呈粒状集2合体,颜色为黄铜色至银白色,金属光泽,次贝壳状至不平坦断口,硬度为2.5~3,相对密度为9.1~9.4。

对于金矿物的分类,目前尚无统一的方案。从晶体化学角度考虑,将我国的金矿物划分为自然元素、合金及金属互化物;碲、硫、硒化物;氧化物;亚碲酸盐和碲酸盐四个大类。由于某些矿物的晶体结构不明,因此进一步按阴离子的性质和阳离子组合划分为金-银系列矿物、金(银)-铂族元素系列矿物、金-铜(铂族元素)系列矿物、金(银)-汞系列矿物、金-锡互化物、金-铅互化物、金-铋系列矿物、金-锑系列矿物、金-铬系列矿物、碲化物、硫化物、硒化物、氧化物、亚碲酸盐、碲酸盐共15种类型,见表2.1。表2.1 我国金矿物种类及分类①为变种。②系我国首次发现的矿物。注:( )内为拟定名。

主要岩金矿物有自然金、银金矿、黑铋金矿、斜方铜金矿、围山矿、硫金银矿、碲金矿、斜方碲金矿、亮碲金矿、碲金银矿、板碲金银矿、针碲金银矿、针碲金铜矿、叶碲金矿、碲铜金矿、碲铁铜金矿、碲铅铜金矿、方锑金矿及硒金银矿共19种。2 金矿床中的矿物类型有哪些?

金矿床中出现的矿物种类繁多,大约在110种以上,常见金属矿物有黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿、辉铜矿等。脉石矿物主要为石英、玉髓、碳酸盐矿物、重晶石等。主要金矿物为自然金、银金矿、碲金矿等。这些矿物大致可划分为贱金属矿物、贵金属矿物、非金属矿物及表生矿物四种类型,详见表2.2。表2.2 金矿床中的矿物

在实际生产中还常按金的存在形式、含金量的多少,以及矿物与金的关系而在金矿床中划分为金矿物、含金矿物及载金矿物三种矿物类型。

金矿物是指金在矿物的晶格结构中占有一定的位置,在化学成分上金的含量较高(通常大于5%),并由一定的地质作用形成的单质或化合物。如自然金,为立方面心的铜型结构,常见为立方体、八面体的晶形,含金量大于80%。

在同样的情况下,如矿物的化学成分中金的含量少于5%,称为含金矿物,如含金自然银等。

在自然界中,金常以独立矿物的形式存在。到目前为止,世界上已发现近100种金矿物和含金矿物,但常见的仅有47种,而作为工业矿物的仅有10多种。其中,以自然金及其变种(银金矿、金银矿)分布最广,而且也是主要的工业矿物。金银碲化物类矿物,如碲金矿、针碲金矿、碲金银矿等,在一些火山热液型和石英脉型金矿中也较为常见。

载金矿物是指金矿床中携带金的矿物或含金的某一矿石矿物或脉石矿物。硫化物、砷化物、硫砷化物、锑化物、铋化物类矿物是金矿床中常见的载金矿物,如黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、辉铜矿、黝铜矿、辉锑矿、辉铋矿、辉银矿、毒砂、砷铂矿、砷铜矿、硫砷铜矿等矿物,其中都常有较高的金含量,且金通常呈自然金形式出现;在表生作用中,金趋向于富集在某些砷酸盐、硫酸盐、锑酸盐及胶体矿物中,表明一些表生矿物也常是重要的载金矿物,如铜矾、砷铅铁矾、水锑铅矿、黄钾铁矾、褐铁矿、高岭石、伊利石、臭葱石等,其中金的含量也较高,如某些臭葱石中含金可达10g/t,伊利石含金可达24.67g/t,褐铁矿含金可高达206.25g/t,且金通常呈细分散的自然金出现;此外,碳酸盐类、磷酸盐类矿物也是载金矿物,但其含量较低,常小于0.01g/t。

在载金矿物中,金的赋存状态比较复杂。当金矿物和含金矿物常呈显微金及超显微金被包裹于某些载金矿物之中或沿其晶面生长时,称为包体金;产于载金矿物的裂隙中称为裂隙金;产于载金矿物的颗粒之间称为晶隙金;被胶体载金矿物吸附时称为吸附金;也有部分金呈类质同象置换形式进入某些载金矿物的晶格中称晶格金。3 银的工业矿物有哪些?

银主要以矿物形式存在,少数是以类质同象进入其他矿物晶格中。在一般情况下,无论在空间分布上还是在形成时间上,方铅矿中含银量最高。也就是说银在矿石中的含量与铅、锌含量呈正相关关系。到目前为止,发现有独立银矿物117种,其中自然元素及金属互化物有9种,碲化物、锑化物、砷化物、硒化物有23种,硫化物有11种,硫盐类有60种,卤化物有10种,硫酸盐有2种,其他有2种。最常见的是自然银、银的硫化物和硫盐。最主要的银矿物是自然银、辉银矿(AgS)、深红银矿(Ag3SbS)、淡红银矿(Ag3AsS)、黝铜矿-砷33黝铜矿[(Cu、Fe、Ag)(Sb、As)S]、角银矿(AgCl)和12413银铁矾[AgFe(SO)(OH)]等,见表2.3。3426表2.3 银的主要矿物4 金的矿石类型有哪几种?

金的矿石类型划分尚没有统一的方法和标准,现根据矿石组成的复杂性及选矿难易程度,大致分为以下几类。(1)贫硫化物矿石

这类矿石物质组成较为简单,多为石英脉型或热液蚀变型。黄铁矿为主要硫化物但含量较少,间或伴生有铜、铅、锌、钨、钼等矿物。金矿物主要是自然金,其他矿物无回收价值。可用简单的选矿流程处理,粗粒金可用重选法和混汞法回收,细粒金一般采用浮选法回收,浮选精矿用再氰化方法处理,极细粒贫矿石一般采用全泥氰化法回收。(2)高硫化物金矿石

这类矿石黄铁矿及毒砂含量多,金品位偏低,自然金颗粒相对较小,并多被包裹在黄铁矿及毒砂中。从这种类型矿石中分选出金和硫化物一般较易实现,而金与黄铁矿及毒砂的分离需采用较复杂的选冶流程。(3)多金属硫化物含金矿石

这类矿石的特点是硫化物含量高,矿石中除金以外还含有铜、铅、锌、银、钨、锑等多种金属矿物,后者常具有单独开采价值。自然金除与黄铁矿关系密切外,也与铜铅等矿物紧密共生。金粒度变化区间大,在矿石中的分布极不均匀,需综合回收的金属矿物种类多,因此对这类矿石的处理需采取较复杂的选矿工艺流程。该类型矿石一般随采矿深度的延伸,矿石性质也随之发生变化,选矿工艺流程也必须随之进行调整。(4)含金铜矿石

此类型矿石与第三类矿石的区别在于金的品位低,但它含有主要综合回收元素。金矿物粒度中等,与铜矿物共生关系复杂,在选矿过程中金大部分随铜精矿产出,冶炼时再分离出金。(5)含碲化金矿石

含金矿物仍然以自然金为主,但有相当一部分金赋存在金的碲化物中。这类矿石成因上多为低温热液矿床,脉石矿物主要是石英、玉髓质石英和碳酸盐矿物等。由于碲化金矿物很脆,在磨矿过程中容易泥化,而给碲化金矿物的浮选造成困难。因此,处理含碲化金矿石时,需选择“阶段磨矿阶段浮选”工艺流程。(6)含金氧化矿石

此类矿石的主要金属矿物为褐铁矿,不含或少含硫化物,但含有含金的氢氧化铁或铁的含水氧化物等稳定的次生矿物和部分石英,这是该类矿石矿物组成的主要特点。金大部分赋存于主要脉石及风化的金属氧化物裂隙中,金粒度变化较大,矿物组成相对简单,选别方法以重选法和氰化法为主。5 银的矿石类型有哪几种?

银矿石工业类型是根据矿物共生组合、选冶特点划分的矿石工业类型。一般分为银矿石、银金矿石、银多金属矿石(银铅矿石、银铅锌矿石、银铜矿石)和银钒矿石等。第2节 铂族金属矿物6 铂族金属矿物有哪几类?

目前已发现200余种铂族元素矿物,可分为四大类。

①自然金属。自然铂、自然钯、自然铑、自然锇等。

②金属互化物。钯铂矿、锇铱矿、钌锇铱矿,以及铂族金属与铁、镍、铜、金、银、铅、锡等以金属键结合的金属互化物。

③半金属互化物。铂、钯、铱、锇等与铋、碲、硒、锑等以金属键或具有相当金属键成分的共价键型化合物。

④硫化物与砷化物。7 铂族元素在自然界中的存在形式有哪些?

铂族元素在自然界(及各类矿床)中的存在形式如下。

①自然金属。铂族元素原子由于电离势高不易失去电子和化学上的惰性,使其容易形成自然金属。这是铂族元素一种特有的存在形式。

②金属互化物。铂族元素与第Ⅰ副族Ag、Au和第四周期的Fe、Co、Ni、Cu均属次外层电子充填类型。铂族元素之间和铂族元素与Fe、Co、Ni、Ag、Au等元素之间,均能形成具有金属键的金属互化物。此类型的矿物占铂族元素矿物的较大部分。

③半金属互化物。铂族元素极化能力较强,而亲硫阴离子半径大,易被极化。因此,Pt、Pb、Ir、Os等和Bi、Te、Se、Sb形成金属键或具有相当于金属键成分的共价键化合物。

④硫化物和硫砷化物。铂族元素虽然电离势较高,但毕竟能失去电子形成阳离子。铂族元素常以高价离子的形式与S、As、Sb、Bi等构成具有离子键的化合物。由于铂族元素在地壳中呈强的亲硫性,故能形成种类繁多的铂族元素的硫、砷及硫砷化物。此类化合物约占铂族元素矿物的2/3,是铂族元素最重要的矿物类型。

⑤此外,铂族元素还以类质同象的形式(或固体的形式)进入其2+2+他矿物的晶格。它们可以替代Co、Fe进入铬尖晶石和橄榄石的晶3+格,也可以进入磁铁矿、铁云母和金云母占据晶格中Fe的位置。

⑥以离子吸附状态的存在形式。在蚀变橄榄岩中,纤维蛇纹石铂族金属的总量与该岩石蛇纹石化和风化作用的强度有正消长关系。橄榄石的蛇纹石化并不能使铂族金属离子进入α-纤维蛇纹石的晶格,这里主要以离子吸附的形式聚集铂族元素。在超基性岩发生蛇纹石化时,可使橄榄石、铬尖晶石和铂族元素的矿物晶格遭受破坏,促使铂族元素从晶格中释放出来变为自由离子,并同时被α-纤维蛇纹石所吸附,造成如上蛇纹石化强度与α-纤维蛇纹石铂族元素含量的正消长关系。8 铂族元素的主要矿物有哪些?其组成是什么?

铂族元素的主要矿物及其组成见表2.4。表2.4 铂族元素的主要矿物及其组成9 自然界铂族金属的主要载体矿物有哪些?

自然界中有色金属硫化物、砷化物和硫砷化物是铂族元素的主要载体矿物,特别是自然金、自然银含铂族金属最高(自然金含铂600g/t,钯1000g/t),其次是黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、辉砷镍矿、斑铜矿等。第3节 贵金属矿床10 按成因金矿床可分为哪几大类型?

以含金岩系及赋矿主岩为主要依据,可按成因将独立金矿床分为绿岩带型、浅变质碎屑岩型、沉积岩-硅质岩型、火山岩型、矽卡岩型、侵入岩体接触带型、风化壳型和砂金8个类型。11 中国主要岩金矿床类型的地质特征是什么?

中国主要岩金矿床类型的地质特征如表2.5所示。表2.5 中国主要岩金矿床类型的地质特征12 金矿床的工业类型是什么?

金矿床分为脉金矿床和砂金矿床。砂金矿床较为简单,而脉金矿床较为复杂,具有工业意义的脉金矿床如表2.6所示。表2.6 脉金矿床工业类型13 按成因分类中国银矿床可分为哪几类?

按矿床成因分类,中国银矿床的类型如表2.7所示。表2.7 按矿床成因分类我国银矿床的主要类型14 按含矿岩石与矿床特点分类银矿床可分为哪几类?

按含矿岩石与矿床特点分类,银矿床分类如表2.8所示。表2.8 按含矿岩石与矿床特点分类的银矿床15 按工业类型分类银矿床可分为哪几类?

按工业类型分类,银矿床如表2.9所示。表2.9 银矿床工业类型16 铂族金属矿床主要有哪几类?

自20世纪30年代以来,铂族金属矿床(以下简称铂矿床)类型变化不大,在储量和产量方面起主导作用的仍然是基性-超基性岩硫化铜-镍型铂矿床、铬铁矿型铂矿床和以铬铁矿型铂矿床(主要的)及含铂基性-超基性岩体、含铂的老沉积岩层为原生源的砂铂矿床。除上述三种主要类型外,在其他矿种的某些矿床中也常伴生有铂族元素可供综合利用。(1)硫化铜-镍型铂矿床

目前世界上约90%以上的铂族金属储量和产量来自硫化铜-镍型铂矿床。世界上大型硫化铜-镍型铂矿床均产于地台区、地盾区或二者的边缘地带,铂族元素与铜-镍硫化物一起赋存于基性-超基性岩体中的苏长岩相、辉石岩相、橄榄岩相、辉长岩相及辉长-辉绿岩相、透辉岩相的一定范围内。铂族元素是铜-镍硫化矿石中的主要伴生有益元素,并与硫化物密切共生,尤其是铜的依附关系密切。在所有的各处矿石中铂矿化都不均匀,以浸染状为主,也有细脉浸染状和致密块状的。铂族矿物主要呈砷、硫、碲、锑、铋等的化合物产出,也有少量的是以自然合金或类质同象产于硫化物中。一般矿石中铂、钯含量较高,而铑、钌、铱、锇含量低。(2)铬铁矿型铂矿床

铬铁矿型铂矿床的经济价值远低于硫化铜-镍型铂矿床,铬铁矿型铂矿床多产于地壳活动带内的基性-超基性岩体(带)内。大部分是在岩浆早期分异作用时形成的。亲硫的铂族元素一般富集在超基性的纯橄榄岩或铬铁矿中。(3)砂铂矿床

砂铂矿床是人类最早开发利用的铂矿床类型。由于大型原生铂矿床的发现和开采,而使砂铂矿床退居次要地位。砂铂矿床有冲积型、滨海型、残积型及坡积型、岩化型等,其中以冲积型砂铂矿床工业价值最大。含铂族金属的砂矿床成因同分布广泛的砂金矿床成因类型相似,并且有些国家还从开采砂金矿中回收部分铂族元素。(4)其他类型铂矿床

除上述三类主要铂矿床外,在其他矿种的许多矿床中也或多或少伴生有铂族元素。如矽卡岩型矿床和热液型矿床中铂族元素的综合利用价值正日益为人们所重视,并认为这两种类型矿床对寻找新的铂矿床类型、开辟铂族金属资源具有重要意义。

主要铂矿床类型实例,见表2.10。表2.10 铂族金属矿床类型实例第3章 贵金属选矿技术第1节 贵金属选矿方法1 贵金属选矿方法主要有哪几种?

金银矿石的选矿方法有浮选、重选、重选-浮选联合流程、氰化浸出、硫脲浸出、生物氧化与生物浸出、混汞法等;铂族金属选矿方法有重选、浮选、重选-浮选联合流程。2 什么是重选法,如何评价矿石按密度分选的难易程度以及重选的分选特点?

重力选矿法(简称重选)是按矿粒在密度和粒度上的差异,在单体解离的条件下,进行分选的方法。

重选效果的好坏,不仅取决于矿粒的密度和粒度,还与介质的密度有关。下式可近似地评定按密度分选的难易程度。式中 δ——有用矿物的密度;2

δ——脉石矿物的密度;1

Δ——介质的密度。

按上式的比值,可把矿粒按密度分选的难易程度分成五个等级:e>2.5为极容易选,e在1.75~2.5为容易选,e在1.75~1.5为中等可选,e在1.5~1.25为难选,e<1.25为极难选。

在重选过程中,矿粒是在流动的介质(如水)中进行运动的。介质的流动方式有:连续上升流、间断上升流、上下交变流、近于倾斜的水平流。每种重力选矿法都不是一种介质流起作用,而是几种介质流和某种机械作用互相配合完成分选过程的。例如,在跳汰选矿过程中,上下交变介质流起矿粒分选作用、水平介质流起尾矿排出作用;在摇床和溜槽选矿过程中,主要的介质流为水平流和倾斜流,但在挡板间形成的上升水流却起着重要的矿粒分选作用。

重选过程除在重力场中进行外,某些分选过程中亦可在离心力场中进行。离心力的利用可以大大强化分选过程,离心选矿机已在工业上用来回收微粒物料。此外,利用离心力作用原理改善水力分级设备(如水力旋流器)和重介质选矿设备在生产实践中也已付诸使用。

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