某难浸浮选金精矿碱式预处理-氰化提金工艺.pdf

第5 8 卷第4 期 2 006 年11 月 有色金属 N O f t f e r r o u sM e t a l s V 0 1 ．5 8 ．N o ．4 N o v e m b e r2 00 6 某难浸浮选金精矿碱式预处理一氰化提金工艺 代淑娟1 ，韩跃新1 ，尹文新1 ，孟宇群2 1 ．东北大学，沈阳1 1 0 0 0 4 ；2 ．中国科学院金属研究所，沈阳1 1 0 0 0 4 摘要某浮选金品位6 5 ．2 0 9 ／t ，含砷1 5 ．4 0 ％、硫2 5 ．6 4 ％，8 4 ％以上金被黄铁矿、毒砂和脉石包裹，为难浸金精矿。在常温 常压下进行碱式预处理，再接氰化和炭吸附提金。结果表明，在N a C N 用量6 ．5 k g ／t 和炭浆浓度1 7 ．5 9 ／L ，炭浸2 4 h 条件下，金浸 出率达9 3 ．4 2 ％j 金吸附回收率达9 9 ．6 7 ％。 关键词冶金技术；难浸金精矿；氧化预处理；塔式磨茇 中图分类号T F 8 3 1 ；T F S 0 3 ．2 1文献标识码A 文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 6 0 4 0 0 4 4 0 4 试验矿样为石英脉金矿石。矿石中金属矿物含 量占5 ．9 3 ％，金属矿物以黄铁矿和毒砂为主，其他 金属矿物含量很少或微量。非金属矿物以长石和石 英为主，其次为碳酸盐、绢云母等。矿石中金矿物为 银金矿和自然金，金矿物粒度特别细，全部在1 0 肛m 以下，属微粒以下金，并且有次显微金 不可见金 存 在，与黄铁矿、毒砂关系极为密切。该矿石经浮选富 集得到浮选金精矿。金精矿多元素化学分析结果为 叫i ／％ A u6 5 ．2 0 9 ／t ，A s1 5 ．4 0 ％，S2 5 ．6 4 ％，C u 0 ．0 5 8 ，P b0 ．0 2 9 ，F e2 9 ．0 1 ，A 1 2 0 34 ．4 6 ，Z n0 ．0 4 6 ， C 有0 ．9 0 ，S i 0 21 7 ．8 0 ，s b0 ．0 9 ，A g6 0 ．2 0 9 ／t 。金精 矿被黄铁矿和毒砂包裹占7 3 ．9 4 ％，被毒砂和脉石 包裹占1 0 ．5 6 ％。 金精矿采用碱性常温常压强化预氧化一氰化提 金工艺处理，获得了高的金回收率，金氰化浸出率由 预氧化前的7 ．8 9 ％提高到9 3 ．4 2 ％，炭吸附率 9 9 。6 7 ％。 1实验方法 1 ．1 矿石难浸性 原矿经过浮选产出金品位为6 5 ．2 0 9 ／t ，含砷 1 5 ．4 0 ％、硫2 5 ．6 4 ％的高砷硫金精矿。金精矿被黄 铁矿和毒砂包裹占7 3 ．9 4 ％，被毒砂和脉石包裹占 1 0 ．5 6 ％，且金为1 0 9 m 以下的微细粒金，属极难浸 出金精矿。采用直接氰化方法处理，氰化浸出2 4 h ， 金的浸出率仅有7 ．8 9 ％。必须经过预氧化处理，转 化成易浸出物料后，金才能有效回收。 收稿日期2 0 0 5 0 5 3 1 作者简介代淑娟 1 9 6 7 一 ，女，辽宁新民县人，高级工程师，博士 生，主要从事矿物加工等方面的研究。 1 ．2 碱性常温常压强化预氧化原理 难浸金矿石预氧化是黄金提取的常用方法，当 一部分金呈固溶体形式赋存在砷黄铁矿 F e A r S ，即 毒砂 等硫化矿物中时，超细磨不能使金达到完全解 离，必须进行氧化分解。 碱性常温常压强化预氧化一氰化提金工艺，充 分利用了机械活化和碱浸过程中的选择性氧化原 理，利用超细磨塔式磨浸机的机械活化作用以及搅 拌的强化作用，在常温常压下引发砷硫矿物在高温 高压下才能发生的氧化反应，达到预氧化目的，然后 接氰化和炭吸附作业高效提金。 1 ．3 细磨活化 毒砂 F e A s S 氧化虽然具有很大的热力学趋 势，但其自然暴露在水和空气中的氧化反应半反应 期达2 4 0 0 0 d ，自然氧化速度非常缓慢。黄铁矿自然 氧化速度更慢，在相同条件下，毒砂的氧化分解速度 约比黄铁矿 F e 笾 高4 ．5 倍。然而，矿物经过细磨 活化后，其热稳定性 包括熔点、分解温度、反应温度 等 降低，耐酸耐碱程度减弱，溶解性、活性、反应速 度等提高，因此，可以使一些高温高压下才能进行的 氧化反应能够在常温常压下发生。 塔式磨浸机主要利用研磨作用进行磨矿，细磨 能力强且效率高。这类磨机具有一个重要特点，就 是在对物料进行细磨的同时也具有很强的机械活化 作用，能够同时强化并加快化学浸出过程。因此，塔 式磨浸机在作为一个高效细磨设备的同时也是一个 活化器，且还可以成为一个预浸出器或预氧化器。 随着细磨的进行，物料被磨细，增加了物料的比 表面积和反应“活区”的数目。在一定的磨矿条件 下，活化程度与磨矿细度有一定的对应关系。对于 万方数据 第4 期代淑娟等某难浸浮选金精矿碱式预处理一氰化提金工艺4 5 试验所用难浸金精粉，在一3 7 ／- m 占9 9 ．5 ％的磨矿 细度下，能满足难浸金精矿常温常压强化碱浸预氧 化的要求，在工业生产时，利用T W 型超细磨塔式 磨浸机可以经济地实现。 1 ．4 搅拌强化碱浸预氧化 难浸金精粉经过塔式磨浸机细磨活化后，进入 强化碱浸预氧化槽中进行预氧化。由于以下因素， 加快了砷硫矿物的氧化速度，在常温常压下发生氧 化转化 1 强化的传质条件使新鲜、活泼、解离的 F e A s S 颗粒表面被强制与N a O H 和0 2 接触； 2 高 剪切速度除去颗粒表面的覆盖物和锈斑，使妨碍继 续氧化的钝化作用或钝化膜来不及形成； 3 强烈的 传质条件打破或减薄了扩散界面层，强化反应物和 生成物的扩散； 4 碱浸反应放热等因素。 3 F e A s S 9 N a O H 4 0 2 ．N a 3 A s S 3 2 N a l A s 0 4 3 F e 0 H 3 1 4 F e A s S 4 F e S 2 1 2 N a O H 3 0 2 6 H 2 0 4 N a 3 A s s 3 8 F e O H 3 2 2 F e A s S 4 N a O H 7 0 2 2 F e A s 0 4 2 N a 2 S 0 4 2 H 2 0 3 2 F e A s S 1 0 N a O H 7 0 2 2 F e O H 3 2 N a 3 A s 0 4 2 N a 2 S 0 4 2 H 2 0 4 2 F e S 2 4 N a O H 3 0 2 2 N a 2 s 2 0 3 2 F e O H 2 5 在一定条件下N a 2 是0 3 和N a 3 A s S 3 进一步氧化 成N a 2 S 0 4 和N a 3 A s 0 4 ，F e O H 2 被氧化成 F e O H 3 ，F e 0 H 3 又分解成F e 2 0 3 等。 由于F e A s S 在热力学上比F e S 2 易于氧化，在黄 铁矿一毒砂共同体中优先氧化毒砂，利用砷硫矿物 氧化速度的差异达到氧化的选择性。另外，由于金 在矿物晶格中的赋存可引起组成改变、晶格扭曲、错 位以及其他矿物学反应，因此，也造成了硫化物表面 的氧化分布存在不同，即表现出表面区域的氧化选 择性，从而使F e S 2 也被选择性氧化，加速金的解离。 因此，预氧化工艺可在高的砷氧化率和低的硫 氧化率的条件下，获得高的金回收率。同时，也由于 有硫代盐的生成，使N a O H 的消耗仅为在相同氧化 率的条件下将砷硫氧化成砷酸盐和硫酸盐所需理论 耗量的一少部分。 2 试验结果与讨论 2 ．1 预氧化工艺流程与试验条件 预氧化一氰化提金工艺流程见图1 ，试验条件 见表l ～表3 。 难浸金精矿 碱性常温常压搅拌强化预氧化 加石灰乳调浆 审 匾司 氰化和炭吸附 图1 预氧化一氰化提金工艺流程 F i g ．1 F l o w s h e e to fg o l de x t r a c t i o nw i t h p r e - o x i d a f i o na n de y a n i d a t i o n 表1 磨矿条件 T a b l el G r i n d i n gc o n d i t i o n 表2 强化碱浸预氧化条件 T a b l e2I n t e n s i f i e da l k a l i n el e a c h i n gp r e - o x i d a t i o nc o n d i t i o n 1 碱浸预氧化过程中没有预热和保温措施 表3 氰化和炭吸附条件 T a b l e 3C o n d i t i o no { e y a n i d a t i o na n de a r o na d s o r p t i o n 矿浆浓 C a O 用量炭浓度 矿浆矿浆温 时间 度／％ ／ k g t ‘1 ／ g L 。 p H 度厂c／h 3 7 ～4 05 01 7 ．5～1 l2 02 4 2 ．2 砷硫选择性氧化 随着搅拌强化碱浸的进行，砷、硫矿物被选择性 氧化且优先氧化砷矿物。碱浸1 2 ，2 4 ，3 6 和4 8 h ，砷 氧化率分别从’未碱浸的3 ．2 5 ％提高到7 4 。0 3 ％， 7 7 ．2 7 ％，9 3 ．6 4 ％和9 6 ．1 0 ％，而硫氧化率分别从未 碱浸的0 ．7 6 ％提高到3 3 ．0 7 ％，4 4 ．1 4 ％，4 8 ．9 5 ％和 4 9 ．7 9 ％。对应于不同预氧化时间金的2 4 h 氰化浸 出率从7 ．8 9 ％分别提高到5 7 ．8 9 ％，8 2 ．8 9 ％， 9 0 ．0 7 ％和9 3 ．4 1 ％。金的氰化浸出率与砷的氧化 率呈正相关关系，强化碱浸预氧化4 8 h ，满足难浸金 精矿的矿物学解离要求并获得高的金回收率。 万方数据 有色金属第5 8 卷 碱浸预氧化初期，砷硫氧化速度快，耗碱速度 高，放热量大，矿浆温度高。随着砷硫的氧化速度下 降，耗碱速度降低，放热量减少，矿浆温度也随之降 低，但无论如何，反应热的继续放出使浆温仍远高于 环境温度，从而保持较快的氧化速度，缩短氧化时间 和流程长度，减少设备的数量，并进而节省投资。这 一特点，使该工艺在寒冷地区或露天操作，具有更广 的适用性。 2 ．3 金的回收 2 ．3 ．1 N a C N 用量。预氧化完成后，加入C a O 乳 搅拌，然后过滤，滤渣加入新水调浆，在常规搅拌槽 中氰化。在不同的N a C N ，加入量下，2 4 h 的浸出结 果如表4 所示。N a C N 用量为6 ．5 和7 ．0 k g ／t 时，指 标均较好。综合考虑，N a C N 用量为6 ．5 k g ／t 较为 适宜，2 4 h 金的氰化回收率9 3 ．3 9 ％。 表4N a C N 用置的影响 T a b l e 4E f f e c to fN a C Nd o s a g e 2 ．3 ．2 氰化时间。在N a C N 用量6 ．5 k g ／t 的条件 下，进行了氰化时间考察，结果如表5 所示。氰化浸 出3 h ，金的浸出率8 9 ．1 1 ％，说明预氧化条件下，难 浸金精矿中金的解离充分，在短时间内，金即可被快 速地浸出。这样，如采用炭吸附工艺，在初始氰化时 就可加入活性炭进行炭吸附，并且传统炭浆工艺中 吸附段前的浸出槽可以省略。 2 ．3 ．3 炭浸试验。在N a C N 用量6 ．5 k g , I t 和炭浆 参考文献 表5 氰化时间的影响 T a b l e 5E f f e c to fC y a n i d a t i o nr e t e n t i o nt i m e 浓度1 7 ．5 9 几的条件下，考察了炭浸时间的影响， 结果如表6 所示。炭浸2 4 h ，金的浸出率9 3 ．4 2 ％， 金的吸附回收率9 9 ．6 7 ％。 表6 炭浸时间的影响 T a b l e 6E f f e c to fr e t e n t i o nt i m e “ l nc a r b o n l e a c h i n gp r o c e s s 3结论 1 采用碱性常温常压强化预氧化工艺，充分利 用超细磨塔式磨浸机的机械活化作用以及搅拌的强 化作用，在常温常压下引发砷、硫矿物在高温高压下 发生的氧化反应，使金精矿由难浸转变成易浸，达到 预氧化目的，然后接氰化和炭吸附作业高效提金。 该预处理工艺设备投资少、处理成本低、浸金效果 好，符合环保要求。 2 含金品位6 5 ．2 0 9 ／t ，含砷1 5 ．4 0 ％、硫 2 5 ，6 4 ％的难浸金精矿预氧化后，金的氰化浸出回收 率由预氧化前采用直接氰化方法处理的7 ．8 9 ％提 高到9 3 ．4 2 ％，炭吸附率9 9 ．6 7 ％。 [ 1 ] M e n gY u q u n ．P r e t r e a t m e n ta n dt h i c s u l f a t el e a c h i n go fr e f r a c t o r yg o l d b e a t i n ga r s e n o s u l f i d ec o n c e n t r a t e s [ J ] ．J o u r n a lo fU n i v e r 。 s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yB e i j i n g ，2 0 0 5 ，1 2 5 I 一5 ． [ 2 ] M e n gY u q u n ．An e we x t r a c t i o np r o c e s so fc a r b o n a c e o u sr e f r a c t o r yg o l dc o n c e n t r a t e [ J ] ．T r a n s a c t i o n so fN o n f e r r o u sM e t a l sS o c i ． e t yo f C h i n a ，2 0 0 5 ，1 5 5 1 7 ． [ 3 ] 盂字群，代淑娟，宿少玲。某含砷难浸金矿石提高回收率研究[ J ] ．黄金，2 0 0 5 ，2 6 1 3 4 3 6 。 万方数据 第4 期代淑娟等某难浸浮选金精矿碱式预处理一氰化提金工艺4 7 A l k a l i n eP r e t r e a t m e n t - c y a n i d a t i o nL e a c h i n gP r o c e s sf o raR e f r a c t o r yG o l dC o n c e n t r a t e D A IS h u o u a n l ，H A NY u e - x i n l ，Y I NW e n x i n l ，M E N GY u q u n 2 1 ．N o r t h e a s t e r nU n i v e r s i t y ，S h e n y a n g11 0 0 0 4 ，C h i n a ； 2 ．I n s t i t u t eo l ’M e t a lR e s e a r c h ，C h i n e s eA c a d e m yo fS c i e n c e s ，S h e n y a n g11 0 0 1 6 ，C h i n a A b s t r a c t T h ef l o t a t i o ng o l dc o n c e n t r a t ea st e s tm a t e r i a li sf lr e f r a c t o r yg o l dc o n c e n t r a t ew i t hg o l dg r a d e6 5 ．2 0 9 ／ta n d t h ec o n t e n t so fa r s e n i ca n ds u l f i d e1 5 ．4 0 ％a n d2 5 ．6 4 ％，o v e r8 4 ％o ft h eg o l dm i n e r a l sa r ep a c k e db yp y r i t e ， a r s e n o p y r i t ea n dg a n g u e ．A f t e rt h ep r e t r e a t m e n to fi n t e n s i f i e da l k a l i n el e a c h i n gu n d e ra m b i e n tt e m p e r a t u r ea n d p r e s s u r e ．t h eg o l di se x t r a c t e db yc y a n i d a t i o na n dc a r b o na d s o r p t i o np r o c e s s ．T h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a t t h eg o l dl e a c h i n gr e c o v e r ya n da d s o r p t i o nr e c o v e r ya r eu pt o9 3 ．4 2 澎a n d9 9 ，6 7 绻u n d e rt h ec o n d i t i o no f 6 ．5 k g ／tN a C Nd o s a g e ，1 7 ．5g ／Lc a r b o nc o n c e n t r a t i o ni np u l pa n dl e a c h i n gt i m ef o r2 4 h ． K e y w o r d s m e t a l l u r g yt e c h n o l o g y ；r e f r a c t o r yg o l dc o n c e n t r a t e ；p r e o x i d a t i o n ；t o w e rg r i n d i n ga n dl e a c h i n g 上接第3 5 页，C o n t i n u e df r o mP ．3 5 [ 2 ] 赵磊，蒋开喜，蒋训雄，等．大洋多金属结核氨浸渣制备锂离子筛的前驱体合成[ J ] ．有色金属，2 0 0 6 ，5 8 3 6 2 6 5 [ 3 ] 赵磊．大洋多金属结核氨浸渣制备锂离子筛和应用基础研究[ D ] ．北京北京矿冶研究总院，2 0 0 6 2 3 3 7 ． [ 4 ] 雷加珩，尚建华，郭丽萍，等．锂锰氧化物离子筛及其研究进展[ J ] ．无机盐工业，2 0 0 2 ，3 4 6 1 5 1 7 ， A c i d i cW a s h i n gM o d i f i c a t i o no fL i t h i u mI o n - s i e v eP r e c u r s o rP r e p a r e dw i t h R e d u c t i o n - a m m o n i a c a iL e a c h i n gR e s i d u eo fP o l y m e t a l l i cN o d u l e s Z H A OL e i ，J I A N GK a i - z i ，J I A N GX u n x i o n g ，F A NY a h q i n g ，W A N GH a i - b e i M e t a l l u r g yD e p a r t m e n t ，B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g M e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 0 4 4 ，C h i n a A b s t r a c t T h em o d i f i c a t i o np r o c e s so ft h en o r m a ls p i n e l t y p es t r u c t u r eL i l 。M n 2 一。0 4 0 X 0 ．3 3 m a d eb ys y n t h e s i so fL i O H ；a n dr e d u c t i o n a m m o n i a c a l l e a c h i n gr e s i d u eo fp o l y m e t a l l i cn o d u l e si ss t u d i e db a s e do nt h ea n a l y s i s o ft h em i c r o s t r u c t u r ea n ds u r f a c ef e a t u r e so fm o d i f i e dL i I Sw i t hX R D ，S E M ，T E M ，T G D T Aa n dB E T ．T h e r e s u l t ss h o wt h a tt h eo p t i m a lm o d i f i e dc o n d i t i o ni S0 ．8 m o 卜L - 1 h y d r o c h l o r i ca c i df o r2 h ．T h em i c r o s t r u c t u r e o ft h em o d 【i f i e dL i I Sa n dt h ep r e c u r s o ra r en a t u r a l l ys a m e 。b o t hi ns p i n e ls t r u c t u r e ．T h e r ea r er e m a r k a b l ee f f e c t s o ft h es u r f a c ef e a t u r e sa n d O Hg r o u pq u a n t i t yo fL i I So nt h ea d s o r p t i o np e r f o r m a n c e ． K e y w o r d s m e t a l l u r g i c a lt e c h n o l o g y ；l i t h i u mi o n s i e v e ；a c i d i cw a s h i n gm o d i f i c a t i o n ；o c e a np o l y m e t a l l i c n o d u l e s ；r e d u c t i o n 。a m m o n i a c a ll e a c h i n gr e s i d u e 万方数据