国外某含砷难处理金矿提金工艺试验.pdf

。5 6 。 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s yL ．b g r i m m ．c n 2 0 1 9 年第4 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／J ．i s s n ．1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．2 0 1 9 ．0 4 ．0 1 3 国外某含砷难处理金矿提金工艺试验 张伟晓，闾娟沙，张济文 灵宝灵金科技有限公司，河南灵宝4 7 2 5 0 0 摘要国外某选矿厂浮选所得金精矿，其中杂质元素砷、硫、铁主要以毒砂和黄铁矿的形式存在于金精矿 中，多数金被包裹在硫化物中。该金精矿直接氰化浸出金浸出率仅有7 0 ．8 9 ％。对比通过碱浸、细磨和 热压氧化三种不同的预处理方式后金的浸出率，最终选定酸性热压氧化浸卅。在氧化矿浆浓度2 0 ％、 氧分压0 ．7M P a 、搅拌速度6 0 0r ／m i n 、温度1 6 0 ℃、氧化反应3h 的预处理后进行氰化浸出，金浸出率达 到9 7 ．4 9 ％。 关键词含砷金矿；预处理；酸性热压氧化；浸出率 中图分类号T F 8 3 1 文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 9 0 4 0 0 5 6 0 4 T e c h n o l o g i c a lT e s to nA b r o a dA r s e n i cB e a r i n gR e f r a c t o r yG o l dM i n e Z H A N GW e i x i a o ．L U 1 ．i n g b a oL i n g j i nT e c h n o l o g yC o ．． J u a n s h a ，Z H A N Gj i w e n L t d ．，I ．i n g b a o4 7 2 5 0 0 ．H e n a n ．C h i n a A b s t r a c t G o l dc o n c e n t r a t e so b t a i n e db yf l o t a t i o nf r o maf o r e i g nc o n c e n t r a t o r ，i nw h i c ht h ei m p u r i t y e l e m e n t sa r s e n i c ，s u l f u ra n di r o nw e r em a i n l yp r e s e n ti nf o r mo fa r s e n o p y r i t ea n dp y r i t e ，a n dm o s to fg o l d w a se n c a p s u l a t e di ns u l f i d e ．G o l dd i r e c tc y a n i d el e a c h i n gr a t ew a so n l y7 0 ．8 9 ％．A c i d i ch o t p r e s s u r e o x i d a t i v el e a c h i n gw a ss e l e c t e da f t e rc o m p a r i n gg o l dl e a c h i n gr a t e so ft h r e ed i f f e r e n tp r e t r e a t m e n t m e t h o d s ，i ．e ，a l k a l il e a c h i n g ，f i n eg r i n d i n ga n dh o t p r e s s i n go x i d a t i o n ．G o l dc y a n i d a t i o nl e a c h i n gr a t ei s 9 7 ．4 9 ％a f t e rp r e t r e a t m e n tu n d e rt h eo p t i m u mc o n d i t i o n si n c l u d i n go x i d a t i o np u l pc o n c e n t r a t i o no f2 0 ％， o x y g e np a r t i a lp r e s s u r eo f0 ．7M P a ，s t i r r i n gs p e e do f6 0 0r ／m i n ，t e m p e r a t u r eo f16 0 ℃．a n do x i d a t i o n t i m eo f3h ． K e yw o r d s a r s e n i c b e a r i n gg o l do r e ；p r e t r e a t m e n t ；a c i d i ch o t p r e s s u r eo x i d a t i o n ；l e a c h i n gr a t e 随着全球经济不断发展，需求的增加和易处理 金矿资源减少的矛盾逐渐凸显。目前难处理金矿占 世界金矿资源的2 ／3 [ 1 ] ，如何从难处理金矿回收金 等贵重金属是我们亟待解决的难题。难处理金矿直 接氰化浸出时金的浸出率小于8 0 ％[ 2 。根据其难 处理的原因主要分为三类复杂多金属硫化金矿、碳 质金矿、含砷铁的微细浸染型金矿口] 。砷通常与金 属沉积物共存，如黄铁矿、黄铜矿以及方铅矿等，含 砷金矿中的金一般嵌布粒度较细，多包裹于砷矿物 中，同时砷会消耗大量的氰化物和溶解氧，导致金浸 出率不高’6 ] 。对于难处理含砷金矿石，一般要对其 进行预处理，常见的预处理方式有碱浸预处理【7 。8 ] 、 细菌氧化预处理[ 9 ] 、焙烧氧化预处理和加压氧化预 处理[ 10 。等。除此之外，王海娟等2 3 还通过将蜈蚣 草种植在含砷金矿的矿砂上，通过植物提取砷的预 处理方式降低砷对环境的污染。由此可见，含砷金 矿的处理方法多种多样，如何选择还要根据具体情 况而定。 收稿日期2 0 1 8 1 2 一0 6 作者简介张伟晓 1 9 7 1 一 ．男．河南灵宝人，工程师；通信作者间娟沙 1 9 7 3 一 ，女，河南灵宝人，T 程师． 万方数据 2 0 1 9 年第4 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 5 7 吉尔吉斯斯坦某金矿位于吉尔吉斯斯坦的阿拉 布卡区，设计规模15 0 0t ／d 。选厂于2 0 1 3 年8 月15 日建成试生产，主要产品有金精矿和合质金，金精矿 由国内某冶炼厂进行深加工。但由于吉尔吉斯斯坦 国内政策变化，限制金精矿} n 境，且对环境要求严 格，不允许建设焙烧系统。根据这些要求，本文主要 研究了几种未焙烧预处理方法来对比浸出率的效 果，从而实现金精矿就地产金。 1工艺方案试验 1 ．1 原矿成分 浮选所得金精矿细度为一0 ．0 7 4m m 占8 5 ％， 含A u5 4 ．0 4g ／t 、A g1 0 ．7 9g ／t ，多元素分析结果 ％ C u0 ．1 1 、P b0 ．0 1 8 、Z n0 ．0 7 2 、F e2 4 ．5 3 、S 2 6 ．6 3 、S b0 ．0 2 5 、A s2 ．5 2 、C3 ．5 5 、C a 1 ．3 8 、M 9 0 1 ．1 5 、S i O 。3 3 ．2 5 、A 1 。O 。6 ．6 0 。从分析结果可知，金 精矿中砷的含量为2 ．5 2 ％，一般金矿中的砷含量超 过0 ．5 ％即认为该矿石属于难处理的高砷金 矿石‘1 ；] 。 从矿物组成来看，金精矿主要以金属硫化物为 主，占5 5 ．5 9 ％，其中黄铁矿含量达4 9 ．6 6 ％、毒砂含 量达5 ．4 8 ％，其它硫化物含量较少，精矿中多数硫 化物颗粒细小，且有微裂隙分布；脉石矿物以绢云 母、绿泥石、石英、石墨等为主，占4 4 ．4 1 ％。精矿中 金矿物粒度以微粒金、细粒金为主，分别占 3 2 ．2 2 ％、4 0 ．7 3 ％，中粒金占2 1 ．9 9 ％，粗粒金含量 极少，占5 ．0 6 ％。金精矿中单体连生金 可浸金 占 3 6 ．0 8 ％，包裹金 不可浸金 占6 3 ．9 2 ％，其中 5 8 ．2 7 ％的金包裹在硫化物中，5 ．6 5 ％的金包裹在脉 石中。 1 ．2 试验条件 针对金精矿的性质，在原矿细度0 ．0 7 4m m 占 8 5 ％、原矿金品位5 4 ．0 4g ／t 的情况下对矿粉进行了 直接氰化、细磨预处理后氰化、碱预处理后氰化以及 酸性热压氧化预处理后氰化4 种情况的研究，浸出结 束后，对浸渣进行过滤、烘干，并取样化验尾渣金品 位，以渣计[ 14 ] 金浸出率作为方案优劣衡量指标。 直接氰化浸出矿浆浓度3 3 ％，氧化钙调浆至 p H 一1 0 ．5 ，氰化钠浓度3 ‰，浸出时间6 0h ； 细磨后氰化浸出细磨至一0 ．0 4 5m m 占8 5 ％， 然后按直接氰化浸出条件浸出； 碱浸后氰化浸出矿浆浓度3 3 ％，氢氧化钠浓 度5 ％。常温浸出4h 后按直接氰化浸出条件浸出； 酸性热压氧化后氰化浸出先加入一定量硫酸 对矿物进行预酸化，氧化矿浆浓度2 0 ％，氧化分压 0 ．5M P a ，搅拌速度6 0 0r ／m i n 。温度1 6 0 ℃，反应3 h 后按直接氰化浸出条件浸出。 2试验结果与讨论 图l 是金精矿在不同试验方案条件下的氰化尾 渣品位以及浸出率的对比。直接浸出时，金浸出率 仅为7 0 ．9 8 ％，属于中度难浸矿石口⋯。与直接浸出 相比，碱浸以及细磨均提高了金的浸出率，但效果都 不明显。在前3 种方案中，细磨使一小部分包裹的 金暴露出来以便浸出，碱浸相对来说效果更好一些， 碱浸预处理后的金精矿品位达到6 2 ．6 1g ／t ，与酸性 热压氧化预处理后的金精矿品位6 8 ．9 5g ／t 相比， 差距不大，但从最终的浸出效果来看，碱浸虽然提高 了浸出矿的品位，浸出率却没有大幅度提高。当对 该难浸金矿石进行酸性热压氧化处理后，金的浸出 率达到9 6 ．0 7 ％，大大降低了氰化尾渣中贵金属金 的含量，实现了该类矿石的有效回收。 方案1 一直接氰化浸出；方案2 一细磨后氰化浸出； 方案3 碱浸后氰化浸出； 方案4酸性热压预氧化后氰化浸出 图l不同方案预处理后金浸出率与氰化尾渣品位 F i g ．1 G o l dc y a n i d a t i o nl e a c h i n gr a t ea n d g o l dg r a d ei nc y a n i d et a i l i n g sa f t e rp r e t r e a t m e n t o fd i f f e r e n ts c h e m e s 根据上述的试验结果来看，进行酸性热压氧化 预处理后氰化浸出能明显提高金的浸出率。对于毒 砂 砷黄铁矿 而言，与硫酸氧化形成砷酸是放热过 程，且砷酸会与游离的铁离子形成砷酸铁，成为臭葱 石沉淀的基本组成，臭葱石的生成又是吸热过 程[ 1 ⋯。所以试验选择酸性加压氧化预处理法，酸性 加压氧化的主要影响因素是温度、压力等，因此针对 这些因素进行条件试验。 万方数据 5 8 有色金属 冶炼部分 h t t p H y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 9 年第4 期 2 ．1 温度、氧分压 固定氧化反应时间为3h ，矿浆浓度2 0 ％，搅拌 速度6 0 0r ／m i n 。试验对比了氧分压分别为0 ．3 、 0 ．5 、0 ．7M P a ，温度分别为1 4 0 、1 6 0 、1 8 0 ℃下预处 理后的氧化渣金品位以及浸出结束时的金浸出率， 结果如图2 所示。从图2 可知，随着温度的不断上 升，金浸出率都经历了先升高再降低的过程，随着温 度的不断上升，硫化铁氧化的产物由不溶的单质硫 二、 L ● 趟 喑 寸| j 期 篁 瓣 转化为可溶的硫酸盐，避免了矿物表面的沉积，是浸 出率增加的主要原因。从氧分压来看，总体来说，氧 分压越大，金的浸出率也就越高，选择1 6 0 ℃为试验 温度的条件下时，氧分压从0 ．3M P a 提升到0 ．7 M P a 时，金的浸出率提高了4 ．0 1 个百分点。因此 最终选定温度1 6 0 ℃、氧分压0 ．7M P a 进行预 处理。 堡 褂 丑 燃 删 温度／。C 温度，℃ 图2 不同温度以及压强对氧化渣金品位 a 和金浸出率 b 的影响 F i g ．2 E f f e c to ft e m p e r a t u r ea n dp r e s s u r eo ng o l dg r a d eo fo x i d a t i o ns l a g a a n dg o l dl e a c h i n gr a t e b 2 ．2氧化时间 除了氧分压、氧化温度是热压氧化预处理的重 要影响因素之外，氧化时间的长短也会对结果造成 一定的影响。因此，根据上述最佳试验条件，固定矿 浆浓度为2 0 ％，搅拌速度6 0 0r ／m i n ，氧分压0 ．7 M P a ，氧化温度1 6 0 ℃。考察在不同氧化时间下的 氧化渣品位以及浸出率，结果如图3 所示。当氧化 反应时间小于2h 时，金浸出率经历了一个小幅度 的下降，随后随氧化时间延长浸出率升高。初步判 断是生成的单质硫未完全转化为硫酸盐，沉积于矿 物表面，影响金的浸出率。随着氧化时间的增加，单 质硫转化为可溶性硫酸盐，无论是氧化渣品位还是 金浸出率都得到了提高。当氧化反应时间为3h 时，金浸出率达到9 7 ．6 2 ％，氰化尾渣的品位降低到 1 ．6 7g ／t 。一般加压氧化时间在3h 内都可达到预 期效果，同时氧化时间过长也会降低设备产能，增大 能耗，不利于工业生产，因此考虑氧化时间为3h 。 2 ．3 综合条件试验 在氧分压0 ．7M P a 、氧化温度1 6 0 ℃、氧化反应 时间3h 、矿浆浓度2 0 ％、搅拌速度6 0 0r ／m i n 的条 件下预酸化热压氧化处理后，再进行氰化浸出，获得 氧化渣中金品位6 2 ．4 5g ／t ，氰化尾渣中金品位为 1 ．5 7g ／t ，金浸出率9 7 ．4 9 ％的试验结果。 氧化反应时I 司／1 1 图3氧化反应时间对氧化渣金品位和 金浸出率的影响 F i g ．3 E f f e c to fo x i d a t i o nr e a c t i o nt i m eo ng o l d g r a d ei nl e a c h i n gr e s i d u ea n dg o l do x i d a t i o n l e a c h i n gr a t e 3结论 1 利用硫酸预酸化处理，氧化矿浆浓度2 0 ％， 氧分压0 ．7M P a ，氧化温度1 6 0 ℃，氧化反应时间 3h ，搅拌速度6 0 0r ／m i n 的加压氧化处理后氰化浸 出，金的浸出率可以达到9 7 ．4 9 ％，比直接浸出提高 万方数据 2 0 19 年第4 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 5 9 了2 6 ．5 1 个百分点，氰化尾渣品位仅为1 ．5 7g ／t ，比 直接氰化浸出尾渣金品位降低1 4 ．1 1g ／t 。 2 酸性加压氧化预处理有效分解了砷、铁硫化 物对于金的包裹，且相比于碱浸预处理而言，降低了 砷、铁硫化物对于氰化物以及溶解氧的消耗。而且 不会向空气中排放砷和二氧化硫等污染物，环境友 好，浸出率较高，是目前处理该金精矿较好的方式。 参考文献 [ 1 ] 江国红，欧阳伦熬，张艳敏．含砷硫高碳卡淋型金矿石焙 烧氰化浸金工艺试验研究[ J ] ．湿法冶金，2 0 0 3 ，2 2 3 1 2 9 1 3 2 ． [ 2 ] 王力军．刘春谦．难处理金矿石预处理技术综述[ J ] ．黄 金，2 0 0 0 ，2 1 1 3 84 5 ． [ 3 ] 李骞．含砷金矿生物预氧化提金基础研究[ D ] ．长沙中 南大学，2 0 0 7 ． r 4 ] I 。IYH ，I ，I UZH ，Z H A ZW ，e ta 1 ．D e t e r m i n a t i o no f a r s e n i c s p e c i a t i o n i n s e c o n d a r y z i n co x i d ea n da r s e n i c l e a c h a b i l i t y [ J ] ．T r a n s a c t i o n so ft h eN o n f e r r o u sM e t a l s S o 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