用硝酸分解含金-砷的硫化物精矿

    苏联研究人员曾用硝酸来分解含金-砷的硫化物精矿。硝酸是黄铁矿、砷黄铁矿以及有色金属硫化物的-种有效氧化剂。用硝酸分解硫化物时，铜、锌、铁，镉、砷都能转入溶液中，而铅、金和锑则富集到不溶解的残渣中。使用硝酸分解的优点是，它有可能完全再生。

    在存在氧的条件下，用硝酸氧化金属硫化物的化学反应式如下：

          MeS₂+2HNO₃+3O₂=MeSO₄+H₂SO₄+2NO₂，                   （1）

          2NO₂+H₂O=HNO₃+HNO_{2物质                  Â} Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â ï¼ˆ2）

          MeS₂+HNQ+3O₂+H₂O=MeSO₄+H₂SO₄+HNO_{2           Â} Â Â Â Â Â Â Â  （3）

    反应式（1）~（3）这个过程可在下列情况下实现；这一过程必须在闭路循环中进行，并使二氧化氮与氧的混合物多次循环  地通过矿浆。在具备了必要条件以后，在亚硝酸气体再循环过程中氮的低价氧化物被氧化成二氧化氮。在随后的与矿浆接触过程中，它们便转变成硝酸或者直接参与硫化物的氧化。
    作者曾研究了含金浮选精矿的硝酸分解。在这种精矿中90%以上的金都被黄铁矿和砷黄铁矿所包裹。在带有充气搅拌器的反应槽中对硫化物精矿进行常压下硝酸浸出时，各项工艺参数如下：硝酸浓度为150~200克/升，固液比=1：5（7.5），温度为75~85℃，浸出时间2小时。反应过程中析出的二氧化氮，与氧（空气）混合后不断被抽到硝酸的再生系统中。从反应槽中抽出的气体在闭路循环的喷射装置中被水吸收。喷射装置包括盛水（酸）的容器、冷却器、泵和喷射器。二氧化氮在循环通过喷射器被水吸收后，就可得到一定浓度的硝酸。这些硝酸可以循环使用。
    在最佳的硫酸盐化条下进行试验时，96%的硫化物硫、98%的砷和97%的铁转入到硝酸溶液中。砷和硫被氧化成亚砷酸和硫酸。溶液中的铁以硫酸铁形式存在。有色金属全部转入溶液中。金、银（在存在氯离子时）、铅和锑富集在不溶解的残渣（浸渣）中。浸渣的产率则根据精矿的矿物组成不同而有所不同，一般在25%到34%之间。浸渣经过氰化处理后，金的回收率为92~94%，而与铜精矿一起熔炼时，金的回收率为96~98%。

含有残余硝酸，己溶解的有色金属，铁和砷的酸性母液，应在350℃下进行脱硝处理，以便再生硝酸。脱硝后的固体残渣应在650--700℃下锻烧。在这些条件下，铁与砷化合，生成不溶于水的砷酸铁。它类似于天然矿物-臭葱石。在经过热处理后的产品中，除砷酸铁以外，还存在有呈它们的硫酸盐形式的有色金属。这些有色金属可以用水浸出。浸出后的残渣送到堆积场堆存。含金-砷的硫化物精矿的分解工艺流程见插图。

    根据矿物组成的不同，分解一吨含金硫化物精矿所需的硝酸耗量为0.1~0.3吨浓硝酸或者为0.18~0.6（56%浓度的硝酸）如果原始产品中除了含金之外，还含有色金属、稀有金属时，采用这样的酸耗量在经济上是较为合算的。按照上述用硝酸分解硫化物（反应式（1）~（3））的理论，如果能够循环使用二氧化氮和氧的混合物，那么硝酸的耗量则可降到最低限度。同时，硝酸在浸出过程中还可起到催化剂的作用。这样就使得硝酸不仅在处理富精矿（例如，辉钼矿和白钨矿等），而且石处理其它含金产品时的效果都比较理想。

在气相循环的条件下，用定型的试验装置进行了用硝酸分解硫化物精矿的试验。不断使氧化氮转变成二氧化氮，是进行这一过程的必要条件。这是因为二氧化氮能参与使金属硫化物的氧化。这时，硝酸的耗量将比理论耗量减少1/2~2/3。这是由于在硫化物的氧化过程中二氧化氮得到了最大限度的利用。在许多情况下，还可以利用氮肥厂的废气代替硝酸来分解硫化物精矿。

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