云南某氧化金矿石氰化浸出渣对金和银氰络合物的吸附.pdf

第5 8 卷第2 期 2 0 06 年5 月 有色金属 N O n f e I T O L l sM e u d s v 0 1 ．5 8 ．N o ．2 M a y 200 6 云南某氧化金矿石氰化浸出渣对 金和银氰络合物的吸附 崔毅琦1 ，童雄1 ，杨伟光2 ，苏纲生2 ，严永谋2 ，黄宇林1 1 ．昆明理工大学国土资．源工程学院，昆明6 5 0 0 9 3 ；2 ．云南地矿资源股份有限公司，昆明6 5 0 0 9 3 摘 要研究某褐铁矿型金矿石氰化浸出渣对银和金氰络合物的吸附过程。结果表明，随吸附时间延长，溶液中金络合物浓 度降低，而银络合物浓度有所增加。浸出渣对金和银络合物的吸附特点不同，活性炭与浸出渣对金和银络合物的吸附特性也不 同。浸出渣对被浸出的铜络合物也有一定的吸附作用，对滤液中的氧化钙有比较大的吸附作用。从而导致矿浆的p H 下降。 关键词冶金技术；金矿；吸附；浸出；氰化 中图分类号T F l l l ．3 1 ；T F 8 3 1文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 6 0 2 0 0 6 4 0 4 氰化浸出过程中金矿石特别是炭质金矿石和硫 化物金矿石等对金和银等氰化配合物的吸附行为， 是所谓“劫金”和“贵损”现象的直接原因，在这方面 已进行了很多研究【卜3 | 。 R e e s 和D e v e n t e r ∞J 发现，如果矿浆中自由氰化 物全部消耗完，黄铜矿将与活性炭竞争并吸附掉矿 浆中的大部分金，然而A g C N 2 一，F e C N 6 4 _ ，Z n C N 4 2 一和C u C N 。∽- 1 卜等金属氰络合物，在金 氰络合物沉积之前就发生了沉积，有助于稳定溶液 中的金氰络合物，抑制劫金现象。在自由氰根离子 不足的浸出条件下，黄铁矿也强烈地产生“劫金”现 象。C h r y s s o u l i s 研究发现，由于吸附的可逆性，吸附 在黄铁矿上的金易于回收，不过H a u s e n 和B u c k m a n 认为除非黄铁矿含有炭质成分，否则不会产生吸附。 U r b a n 等人研究了金氰络合物在矿物上的吸 附，发现某些叶蜡石、黄铁矿、黄铜矿、黄褐色的页岩 和碳铀钍矿等强烈地吸附金氰络合物HJ ，硅酸盐矿 物 例如石英 和黏土矿物 例如矿粒边缘具有正电 荷表面的伊利石、高岭石和蒙脱石 也吸附具有负电 荷的胶体金L 5J 。 收稿日期2 0 0 5 0 1 2 7 基金项目云南省中青年学术技术带头人后备人才资助项目 2 0 0 3 r c l 4 作者简介崔毅琦 1 9 8 0 一 ，女，河南南阳市人，博士，主要从事难 处理复杂多金属矿的矿物加工及稀贵金属的选冶等方 面的研究； 联系人童雄 1 9 6 5 一 ，男，湖北蕲春县人，教授，博士，博士生 导师，主要从事矿物加工工程、资源综合利用和微生物 浸出等方面的研究。 炭浆法 C I L 工艺通常是处理温和劫金矿石的 方法。有研究表明[ 2 1 ，采用炭浆法工艺，从T e l f e r 氧 化矿、浮选给料、黄铁矿精矿和黄铜矿精矿四种矿样 中浸出金，金的提取率分别提高1 3 ．5 ％，3 ．5 ％， 2 ．8 ％和1 ．5 ％。结果显示，黄铁矿精矿弱劫金，浮 选给料温和劫金。纽芒特黄金公司应用硫代硫酸盐 技术从低品位和难处理硫化物劫金矿石中提取金， 取得了很好的试验指标。P h i l i pA ．S c h m i t z 等采用 硫代硫酸盐浸出经高压处理后的炭质矿样，不管原 矿样中的炭质物行为如何，都获得了9 0 ％～1 0 0 ％ 的提取率，而采用氰化物浸出工艺，指标相当不理 想，金的浸出率低于6 0 ％。另一种消除劫金的方法 是添加化学药剂，例如煤油或者柴油、烷基硫酸钠 等，以钝化矿石中的有机炭，但这种方法不利于金氰 络合物在活性炭上的长时间吸附。 “贵损”现象的机理主要有物理吸附、静电吸附、 双电层吸附以及金氰络合物在矿物表面上的沉积与 还原等。虽然对金氰络合物在活性炭上的吸附和氰 化回收金进行了很多的研究，然而，金、银氰络合物 在矿石特别是难处理氧化矿石上的吸附及其贵损现 象还需进一步研究，其对于提高金和银的回收率、降 低生产成本等具有重要的现实意义。 1矿石性质 试验所用的含金氧化矿石由云南某资源公司提 供，金矿石以褐铁矿为主，次为磁铁矿、赤铁矿、软硬 锰矿等，还含有一定量的氧化铜矿石，非金属矿物主 要有方解石、石英、长石等，但含量少。矿石多元素 化学分析结果见表1 ，金的物相分析和成色分析结 万方数据 第2 期崔毅琦等云南某氧化金矿石氰化漫出渣对金和银氰络合物的吸附6 5 1 单位为g ／t 。 表2 金的物相组成 T a b l e 2G o l dd i s t r i b u t i o ni np h a s e s 自然金或银金矿呈不规则粒状、丝状、棒状嵌布 于褐铁矿、铅铁矾、黄铁矿 假像 白铅矿等粒间和裂 隙中，为粒间金和裂隙金，部分包裹于褐铁矿中为包 裹金。金粒度最大0 ．2 m m ，一般0 ．5 ～3 7 t 生m 。自然 金矿物除A u 、A g 外，不含其他成分，根据A g 含量， 属银金矿，金的成色不高。 矿石中褐铁矿含量大约7 9 ％，致密的褐铁矿呈 条带状，钟乳状产出。褐黄色、粉末状、格架状褐铁 矿与铅铁矾共生。在褐铁矿中可见假象黄铁矿单 体，粒度小于l m m 。硬、软锰矿含量大约2 ．0 ％，呈 粒状、土状、致密块状产出。此外，还含有少量不规 则集合体的黏土矿物。这几种矿物和矿石中的矿泥 由于比表面较大，是氰化浸出过程中主要的吸附金 和银氰络合物的物质，并直接导致“贵损”或者“劫 金”现象的发生，特别是导致银氰络合物的吸附或者 沉淀，银的浸出率 大约为1 7 ％左右 明显比金的浸 出率 9 0 ％左右 低很多，然而银的浸出率低是多方 面原因造成的，例如，氰化物浓度相对较低、浸出时 间较短、银氰络合物易于再沉淀或者被吸附等uJ 。 2 试验结果和讨论 2 ．1 吸附时间 试验所用矿石为现场生产流程中最后一个吸附 槽 即1 0 吸附槽 排出的浸渣烘干后的矿样，该矿 样被认为是不可再浸出矿样，含泥量较重。 为了研究该尾渣对矿浆中的金、银氰化络合物 等浓度的影响，试验采用1 浸出槽排浆过滤以后的 滤液与该尾渣接触，以便研究有关“劫金”和“贵损” 现象。滤液中氰根离子浓度为0 ．5 9 1 0 ～，p H 为 1 0 ．5 左右，A u 浓度1 ．0 8 9 ／m 3 ，A g 浓度1 ．0 9 9 ／m 3 ， C u 浓度1 9 ．6 9 ／m 3 。吸附时间与矿浆中金、银、铜和 氰根离子浓度的关系见表3 。最后一个吸附槽 即 1 0 吸附槽 排出的浸渣自然晾干作为矿样的吸附 试验结果见表4 其他条件相同 。 表3 吸附时间与矿浆中金、银、铜、氰根离子、 氧化钙浓度的关系试验 T a b l e3R e l a t i o n s h i pb e t w e e na d s o r p t i v et i m ea n dc o n c e n t r a t i o n o fA u ，A g ，C u ，C N a n dC a Oi ns o l u t i o n 表4 吸附时间与矿浆中金、银的关系试验 T a b l e4 R e l a t i o n s h i pb e t w e e na d s o r p t i v et i m e a n dc o n c e n t r a t i o nO fg o l da n ds i l v e r 吸附时间／m i n 滤液／ g m 。 A u A g 由表3 可知，在氰化钠溶液中，随吸附时间增 加，溶液中金的络合物浓度逐渐减少，说明金不断的 被矿石吸附，矿石仍然具有吸附金络合物的能力。 另一方面，由于试验所采用的尾渣是不可再浸 出的，所以，在溶液初始浓度氰根离子为0 ．5 9 1 0 ～，A u 浓度1 ．0 8 9 ／m 3 ，A g 浓度1 ．0 9 9 ／m 3 ，C u 浓 度1 9 ．6 9 ／m 3 条件下，银络合物浓度却不断增加，说 明矿石中原来被吸附了大量的银氰络合物，在尾渣 与滤液接触的过程中，这些已经被吸附的银络合物 又重新溶解在矿浆中，导致矿浆中银浓度的增加，矿 浆中氰根离子浓度的减少也说明了它参与了被吸附 的银氰络合物从矿石表面解吸进入溶液的过程。由 此可见，矿石对金络合物的吸附特点不同于对银络 合物的吸附特点。 万方数据 有色金属第5 8 卷 此外，矿石对被浸出的铜络合物也有一定的吸 附作用，对滤液中的氧化钙也有比较大的吸附作用， 从而导致矿浆p H 的下降。 晾干渣样的吸附试验结果表4 与烘干渣样的试 验结果表3 有所不同。对于金而言，都有金的浓度 降低，但对于银而言，随吸附时间延长，烘干样的吸 附试验滤液中银浓度逐渐增加，而晾干渣样的吸附 试验滤液中银浓度有所降低。 2 ．2 矿浆浓度 将上述尾渣与滤液配置成一定浓度的矿浆，此 时，矿浆浓度对溶液中金、银、铜、氰根离子和氧化钙 浓度的影响如表5 所示。 表5 矿浆浓度对金、银、铜、氰根浓度 和氧化钙浓度的影响试验 T a b l e5E f f e c to fp u l pc o n c e n t r a t i o no nc o n c e n t r a t i o n o f A u ，n g ，C u ，C N ～a n dC a O C N A uA gC uC a O ／l O 一4 9 H ／ g - t - 1 ／ g t 。- 1 ／ g ．t - 1 ／1 0 一4 O ．5 9 O ．4 2 0 ．3 0 0 ．2 6 0 ．1 9 0 ．1 6 1 0 ．5 ～8 ～8 ～8 ～8 ～8 1 ．0 8 O ．9 2 0 ．9 3 0 ．9 9 1 ．0 0 1 ．0 5 1 ．0 9 1 ．1 9 1 ．2 6 1 ．4 2 1 ．4 5 1 ．5 5 1 9 ．6 1 9 ．5 1 9 ．5 1 9 ．4 1 9 ．4 1 9 ．4 1 ．1 0 O ．1 0 0 ．1 0 ．1 0 ．1 O ．1 由表5 可知，矿浆中银浓度随矿浆浓度的增加 而提高，说明矿浆浓度增加，矿浆中矿石量增加，矿 石表面已经吸附的银络合物的量也不断增加，在滤 液中氰根离子的作用下，更多的银络合物从矿石表 面解吸进入溶液，导致溶液中银络合物浓度的增加， 而溶液中自由氰根离子浓度下降，这与吸附试验结 果一致。而金的情况则不同，矿浆中金含量低于原 液中金的含量，而且矿浆浓度越低，水样中金的含量 也越低，矿浆浓度再增加，则金的浓度又开始有所回 升，但仍然低于原始滤液中金的浓度，说明矿石对金 氰络合物同样具有吸附作用，即使改变矿浆浓度。 矿石对被浸出的铜络合物和氧化钙的吸附规律 与上述试验的情况相同，即对铜络合物也有一定的 吸附作用，对氧化钙有比较大的吸附作用，从而导致 矿浆中p H 下降。 2 ．3 活性炭吸附 经过预处理的活性炭对金和银的络合物都有吸 附作用，它对金和银络合物吸附的程度与矿石对金和 银络合物的吸附程度有所不同，然而，对金和银总体 上都表现出吸附的特点，活性炭对氧化钙的吸附能力 远不如矿石对氧化钙的吸附能力，结果见表6 。 表6 活性炭吸附时间试验结果 T a b l e 6 A d s o r p t i v ee x p e r i m e n t so fa c t i v ec a r b o n 2 ．4 氨的影响 当1 0 槽排浆渣自然晾干、吸附试验矿浆浓度 3 3 ％时，加入4 5 ％浓度的氨水溶液0 ．2 m L ，吸附时 间试验结果见表7 ，氨水用量试验结果见表8 。由表 7 和表4 比较可知，加入氨水以后，对金络合物的吸 附行为影响较大，对银络合物的吸附行为影响不大。 由表8 可知，随氨水用量增加，金络合物的浓度下降 比较大，银络合物浓度下降不明显。 表7 加入氨水后的吸附时间试验结果 T a b l e 7E x p e r i m e n t a lr e s u l to fa d s o r p t i v e t i m ea f t e ra d d i n gN H 3 。H 2 0 表8 氨水用量试验结果 T a b l e 8E x p e r i m e n t a lr e s u l to fN H 3 。H 2 0u s a g e 3结论 1 随吸附时间延长，溶液中金络合物浓度降 低，说明矿石氰化浸出渣仍然具有吸附金氰络合物 的能力。 2 银络合物浓度随吸附时间延长而有所 增加，说明浸出渣吸附或者沉积着大量银氰络合物， 在尾渣与滤液接触的过程中，这些银络合物又重新 溶解在矿浆中。 3 矿石浸出渣对金和银络合物的 下转第7 0 页，C o n t i n u e d0 nP ．7 0 溅兰。m加如弘铊 万方数据 7 0 有色金属第5 8 卷 L e a c h i n gP r o c e s sa n dK i n e t i c sA n a l y s i sf o rS u i f i d a t i o nR o a s t e dC h a l c o p y r i t e S O N GN i n g ，D UJ i n h o n g ，Y A N GB i n ，C H E NW e i l i a n g ，D A IY o n g - n i a n F a c u l t yo fM a t e r i a l sa n dM e t a l l u r g i c a lE n g i n e e r i n g ，K u n m i n gU n i v e r s i t yo f S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，K u n m i n g6 5 0 0 9 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h el e a c h i n gp r o c e s so fc h a l c o p y r i t ec a l c i n eb ys u l f i d a t i o nr o a s t i n gi sd i s c u s s e df r o mt h ea s p e c to fk i n e t i c f a c t o r s ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h ek i n e t i c so ft h eC u Sl e a c h i n gp r o c e s sc a nb ed e s c r i b e db yA r r h e n i u se q u a t i o n ． T h ea c t i v a t i o ne n e r g ya n dt h ef r e q u e n c yf a c t o ra r e1 2 ．1 4 5 1 0 ／m o la n d2 ．51 ，r e s p e c t i v e l y ，a n dt h es u r f a c ed i f f u s i o nv e l o c i t yi st h ek e ys t e po ft h el e a c h i n gp r o c e s s ．T h er e a c t i o nr a t ei sc o r r e s p o n dw i t ht h e t h es q u a r eo f [ C 1 一] ，a n dp r e s e n t e db yt h ee q u a t i o no fd a ／d t A 优C u C l e ～a 7 R T [ C l 一] 2 ． 一, I ft h e r ei sn oe x c e s sc o n c e n t r a t i o no fc h l o r i d ei o n C 1 一 ，t h es l o w e s ts t e pi nt kl e a c h i n gp r o c e s si st h ed i s s o l u t i o no fC u 2 C 1 2 ．T h el e a c h i n g p r o c e s si sc o n s i s to ft w os t e p s ，C u S s C u C l 2 I - - ’C u 2 C 1 2 难溶 S 0 。 a n dC u 2 C 1 2 2 C 1 ～- “ 2 C u C l 2 一，t h ef o r m e ri ss l o w ，a n dt h el a t e ri sf a s t ．T h ef r e ee n e r g yo ff o r m a t i o nC u C l 2 一i s 一2 4 3 ．3 1 0 ／m o l ，s oi st h e r m o d y n a m i c a l l yf a v o r i t e ，a n di t sd i s s o l u t i o nr a t ei sa l s oh i g h ． 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 ；c h a l c o p y r i t e ；l e a c h i n g ；k i n e t i c s ；s u l f i d a t i o nr o a s t i n g 上接第6 6 页，C o n t i n u e df r o mP ．6 6 吸附特点不同，活性炭与浸出渣对金和银络合物的 吸附特性也不同。 4 矿石对被浸出的铜络合物也 参考文献 有一定的吸附作用，对滤液中的氧化钙有比较大的 吸附作用，从而导致矿浆的p H 下降。 [ 1 ] A b o t s iGMK ，O s s e o A s a r eK ．S u r f a c ec h e m i s t r yo fc a r b o n a c e o u sg o l do r e s ，I ．C h a r a c t e r i z a t i o no ft h ec a r b o n a c e o u Sm a t t e ra n d a d s o r p t i o nb e h a v i o u ri na u r o c y a n i d es o l u t i o n [ J ] ．I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ，1 9 8 6 ，1 8 3 ／4 2 1 7 2 3 6 ． [ 2 ] A b o t s iGMK ，O s s e o - A s a r eK ．S u r f a c ec h e m i s t r yo fc a r b o n a c e o u sg o l do r e s ．I I ．E f f e c t so fo r g a n i ca d d i t i v e so ng o l da d s o r p t i o n f r o mc y a n i d es o l u t i o n [ J ] ．I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ，1 9 8 7 ，2 1 3 ／4 2 2 5 2 3 9 ． 【3 jR e e sKL ，v a nD e v e n t e rJSJ ．T h er o l eo fm e t a l c y a n i d es p e c i e si nl e a c h i n gg o l df r o mac o p p e rc o n c e n t r a t e [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，1 9 9 9 ，1 2 8 8 7 7 8 9 2 ． [ 4 ] 童雄，L 6 p e z V a l d i v i e s oA ，S o n gS ，等．难处理氧化锰铁矿石上银氰络合物吸附机理研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ， 2 0 0 2 ， 3 4 0 4 4 ，3 5 ． [ 5 ] A d a m sMD ，S w a n e ySJ ，F r i e d lJ ，e ta 1 ．P r e g - r o b b i n gm i n e r a l si ng o l do r ea n dr e s i d u e s [ C ] ／／H i d d e rW e a l t h ．文集名称7 ． J o h a n n e s b u r g ，S o u t hA f r i c a S o u t hA f r i c a nI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，1 9 9 6 1 6 3 1 7 2 ． A ua n dA gC o m p l e x e sA d s o r p t i o no nG o l d - b e a r i n gO x i d eO r ef r o mY u n n a n C U IY i q i1 ，T O N GX i o n 9 1 ，r A N GW e i g u a n 9 2 ，S UG a n g - s h e n 9 2 ，r A NY o n g - m o u 2 ，H U A N GY u l i n 1 1 ．K u n m i n gU 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 y ，K u n m i n g6 5 0 0 9 3 ，C h i n a ； 2 ．Y u n n a nM i n e r a lR e s o u r c eC o ．L t d ．，K u n mi n g6 5 0 0 9 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h ea d s o r p t i o np r o c e s so fs i l v e ra n dg o l dc o m p l e x e so nc y a n i d a t i o nl e a c h i n gr e s i d u eo fa no x i d eo r ec o n t a i n i n gl i m o n i t ei si n v e s t i g a t e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h ec o n t e n t so fg o l da n ds i l v e rc o m p l e x e si ns o l u t i o na r ed e c r e a s e da n di n c r e a s e dw i t ht h ee x t e n s i o no fa d s o r p t i o nt i m e ，r e s p e c t i v e l y ．T h ec h a r a c t e r i z a t i o no fg o l da n ds i l v e r c o m p l e x e sa b s o r b e db yt h eo r ei sd i f f e r e n te a c ho t h e r ．T h ea d s o r p t i v ec h a r a c t e r i z a t i o no fa c t i v a t e dc a r b o ni sa l s o d i f f e r e n tf r o mt h a to ft h el e a c h i n gr e s i d u e ．T h el e a c h i n gr e s i d u ei sa b l et oa b s o r bc o p p e rc o m p l e x ea n dw i t hm o r e c a p a c i t yf o rC a Oa d s o r p t i o nr e s u l t i n gi nt h ep u l pp Hd e c r e a s 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 ；g o l d b e a r i n go r e ；a d s o r p t i o n ；l e a c h i n g ；c y a n i d a t i o n 万方数据