某高砷高硫微细粒金矿石选冶试验研究.pdf

2 0 1 9 年第3 期有色金属 选矿部分 5 5 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n l 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 9 ．0 3 ．0 1 2 某高砷高硫微细粒金矿石选冶试验研究 李杰1 ’弘，马天寿3 ，贾锦生3 ，陈经华1 ’2 ，魏明安1 ’2 1 ．北京环磨科技有限公司，北京1 0 0 0 7 0 ；2 ．北京环磨矿冶能效技术 研究院有限公司，北京1 0 0 0 7 0 ；3 ．浙江省第三地质大队，浙江金华3 2 1 0 0 1 摘要浙江某金矿石含金2 ．4 82 ／t 、砷2 ．0 1 ％、硫3 ．3 4 ％．金主要以显微及次显微不可见状存在于毒砂和黄铁矿中，属于高 砷高硫微细粒金矿石。为回收矿石中的金，在研究矿石性质的基础上，分析了砷、硫对金回收的不利影响，通过多方案对比， 制定了“浮选金精矿焙烧氰化浸出”的迭冶一I j 艺。经过详细的条件试验和流程内部结构筛选优化试验，浮选闭路试验获 得了金品位2 1 ．6g ／t 、回收率8 6 ．7 6 ％的金精矿；金精矿在6 5 0 ℃下焙烧2 ．Oh ，A s 和s 的脱除率分别达到了9 9 ．2 5 ％和 9 8 ．9 3 ％；焙砂氰化浸出率为9 0 ．3 5 ％。金的综合回收率为7 8 ．3 9 ％，试验研究取得了良好的选冶技术指标。 关键词金矿石；高砷高硫；浮选；焙烧；氰化浸} } j 中图分类号T D 9 5 3文献标志码A文章编号1 6 7 l 一9 4 9 2 2 0 】9 0 3 一o o s 5 - 0 5 E x p e r i m e n t a lS t u d yo nt h eB e n e f i c i a t i o na n dM e t a l l u r g yo faH i g h 。a r s e n i c a n dH i g h s u l f u rF i n e 。g r a i n e dG o l dO r e l 。Iji e l ’孙，M AT t n n s h o u3 ，Jl AJi ns h e n g | ，C H E Nji n g h H u i ～，W E IM i n g ’n n l j 2 1 ．B e i j i n gH i g hM i l lT e c h n o l o g y ，．L t d ．，B e t j t t l gl o 0 0 7 0 ； 2 ．B e i j i n gE n e r g yE f f i c i e n c yR e s e n r c hl7 ls t i t u t co fM i n i n gu n aM e t u e t u r g yC o ．，L t d ．，B e i j i n g1 0 0 0 7 0 ； 3 ．T eT i r dG e o f g i f aZG r o M po 厂Z e j i Ⅱ“ gP r o u i 钉c e ，Ji “ “nZ e J i n 钾g3 2 工0 0 j A b s t r a c t Ag o l do r ei nZ h e j i a n gp r o v i n c ec o n t a i n s2 ．4 8g ／tA u ，2 ．0 1 ％a r s e n i ca n d3 ．3 4 ％s u l f u r ． G o l dm a i n l ye x i s t si na r s e n o p y r i t ea n dp y r i t ei nm i c r o s c o p i ca n ds u b m i c r o s c o p i cf o r m ， a n di ti sa h i g h a r s e n i ca n dh i g hs u l f u rf i n e g r a i n e d9 0 1 do r e ． I no r d e rt or e c o v e rt h eg o l di nt h eo r e ，b a s e do ns t u d y i n gt h e n a t u r eo ft h eo r e ，t h ea d v e r s ee f f e c t so fa r s e n i ca n ds u l f u ro ng o l dr e c o v e r yw e r ea n a l y z e d ，t h r o u g ht h e c o m p a r i s o no fm u l t i p l es c h e m e s ，t h e “f l o t a t i o n c a l c i n a t i o n c y a n i d el e a c h i n g ’’f l o w s h e e tf o rg o l dr e c o V e r yw a s s e l e c t e d ．A f t e rd e t a i l e dc o n d i t i o nt e s ta n dp r o c e s si n t e r n a ls t r u c t u r es c r e e n i n go p t i m i z a t i o nt e s t ， t h e f l o t a t i o nc l o s e d c i r c u i tt e s to b t a i n e dg o l dc o n c e n t r a t eo fA u21 ．6g ／ta n dr e c o v e r yr a t eo fA u8 6 ．7 6 ％；g o l d c o n c e n t r a t ew a sc a l c i n e da t6 5 0 。Cf o r2 ．0h ，t h eA sa n dSr e m o v a lr a t er e a c h e d9 9 ．2 5 ％ a n d9 8 ．9 3 ％ r e s p e c t i v e I y ；t h ec y a n i d el e a c h i n gr a t eo fc a l c i n a t i o ns l a gw a s9 0 ．3 5 ％． T h ec o m p r e h e n s i V er e c o V e r yr a t eo f A u7 8 ．3 9 ％，t h ee x p e r i m e n t a ls t u d ya c h i e v e ds a t i s f a c t o r yt e c h n i c a li n d i c a t o r s ． K e yw O r d s g o l do r e ；h i g ha r s e n i ca n dh i g hs u l f u r ；f l o t a t i o n ；c a l c i n a t i o n ；c y a n i d el e a c h i n g 浙江某金矿属于典型的高砷高硫微细粒浸染型 金矿，矿体蚀变强烈，蚀变矿物主要是绢 水 云母、 白云石，其次是石英，黏土矿物含量高，易泥化；金属 矿物9 9 ％以上由黄铁矿和毒砂组成。矿石金品位 2 ．4 8g ／t ，游离金含量极少，金主要是以显微及次显 微不可见状存在的自然金和银金矿，并且大部分呈 黄铁矿和毒砂基体内和两者粒问细粒浸染的包裹形 态，细磨无法使金矿物充分裸露口。2 ] 。 为了进一步合理开发该金矿床，根据该金矿石 的矿物学特征，采用“磨矿一浮选一金精矿焙烧氰 化浸出”提取工艺，金的综合回收率为7 8 ．3 9 ％，得到 了良好的选冶技术指标。 1矿石性质 1 ．1 矿石的化学组成 矿石化学多元素分析结果见表1 。 1 ．2 矿石的矿物组成 石矿的矿物组成简单，金属矿物主要是毒砂和 黄铁矿，非金属矿物主要是石英、云母类黏土矿物以 及白云石等．矿石中的碳基本以无机碳形式存在。 收稿日期2 0 1 8 12 16修回日期2 0 19 一0 1 _ 2 0 作者简介李杰 19 9 1 ，男，河南信阳人，硕士，助理_ _ [ 程师，主要从事有色金属T 艺及设备的研究T 作。 万方数据 5 6 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第3 期 含量 2 ．4 81 ．9 25 3 ．2 2o ．6 31 1 ．6 22 ．1 25 ．3 5o ．173 ．12O ．7 32 ．0 13 ．3 44 ．5 22 ，19 1 ．3 矿石中金的赋存状态 经化学物相、选择性溶解等分析，矿石中金以硫 化物包裹金为主，占金总量8 7 ．9 0 ％；自然金、裸露金 占金总量2 ．4 6 ％；碳酸盐包裹金的含量极少；硅酸盐 包裹金可能是黏土矿物和脉石英以特殊形态吸附 的金。 黄铁矿中的金主要是包裹自然金和银金矿，两 种形态金的粒度均小于2 0 肚m 。在显微镜下和扫描 电镜下均未在毒砂中发现可见的包裹金，仅见有毒 砂和黄铁矿粒间金，这说明毒砂中的金主要以纳米 级金存在。 1 ．4 主要载金矿物的粒度特性 黄铁矿的嵌布粒度属于中等一细粒较不均匀嵌 布类型，主要集中在o ．0 2 ～o ．1 5m m ；毒砂属于细粒 一微细粒较均匀嵌布类型，主要集中在o ．0 1 ～ 0 ．0 7 4m m 。 1 ．5 影响金回收的矿物学因素 1 矿石中大量的金以包裹体细粒浸染状分布于 毒砂和黄铁矿中，金的粒度从1 0 扯m 到小于l 肛m ， 特别是毒砂，金几乎全部 1 肚m ，细磨无法使金充分 裸露，因此，该金矿石不适合直接氰化，可对载金硫 化物预富集后进行氧化处理使包裹金裸露出来再氰 化提取[ 3 ] 。 2 部分黄铁矿和毒砂的嵌布粒度微细，这部分 即使细磨也难以充分解离，浮选时会损失在尾矿 中L 4J ，从而影响金的回收。 3 矿石中毒砂含量高达4 ．8 3 ％，且毒砂中含有 大量极细粒的金，A s 会消耗氰化过程的氧和氰化 物，降低氰化速率和浸出率，从而影响金的最终回 收率㈨。 4 矿石中黏土矿物含量高达4 1 ％，其在磨矿过 程中容易泥化，增加矿浆黏度，消耗浮选药剂，恶化 浮选矿浆环境，并且易随浮选泡沫无选择性吸附、机 械夹杂．不利于浮选金精矿A u 品位的提升。 2浮选试验 2 ．1 粗选条件试验 粗选条件试验主要进行了磨矿细度试验、捕收 剂种类试验、捕收剂用量和配比试验、矿浆p H 值试 验、水玻璃用量试验及硫酸铜用量试验，确定的最佳 粗选工艺条件见图l ，试验结果见表3 。 2 碳酸钠 2 水玻璃 2 ≥ 硫酸铜 2 丁基黄 松醇油 粗越 粗精矿尾矿 m i n ，下同 图1 粗选试验流程 F i g ．1R o u g hs e p a r a t i o nt e s tf l o w 表3粗选试验结果 T a b l e3 R o u g hs e p a r a t i o nt e s tr e s u l t s 2 ．2 浮选时间 浮选时间试验有助于判断浮选速率的快慢．决 定粗选、扫选各自所需的浮选时间，及查看尾矿的最 大金属流失率。试验流程见图2 ，试验结果见图3 。 由图3 可知，在5m i n 内泡沫产品金的品位下 降的速率最快，同时金的回收率增加的速率也是最 快，因此粗选时间控制在5m i n 是合适的；在l o ～1 5 m i n 内，金的累计回收率从9 0 ．3 3 ％增加到9 1 ．8 7 ％， 增加幅度很小，因此，在粗选后进行5m i n 的扫选也 万方数据 2 0 1 9 年第3 期李杰等某高砷高硫微细粒金矿石选冶试验研究5 7 是合适的，即扫选一次。通过共1 5m i n 的浮选试 验，尾矿金的品位降至o ．3g ／t ，尾矿损失率8 ．1 3 ％， 这与矿物学分析结果基本吻合。 原矿 、磨矿细度一O0 7 4m m 占7 0 ％ ／ 碳酸钠10 0 0 水玻璃10 0 0 硫酸铜1 5 0 丁基黄药 T 基铵黑药l0 0 5 0 松醇油2 0 碳酸钠5 0 0 水玻璃5 o 硫酸铜7 5 丁基黄药 丁基铵黑药5 0 2 5 松醇油1 0 2 3 2 l 丁基黄药 丁基铵黑药2 5 l2 ．5 l 松醇油5 芦 曼 苎 詈 2 3 精矿3 ，4 II 精矿5 ，6尾矿 图2浮选时间试验流程 F i g ．2 F l o t a t i o nt i m et e s tf l o w 原矿 冰 { j { L 掣 国 j 浮选时间，m i n 图3A u 累计回收率与加权品位曲线 F i g ．3 A uc u m u l a t i v er e c o v e r ya n dw e i g h t e d g r a d ec u r v e 2 ．3 闭路试验 经过精选条件试验，并结合粗选和扫选确定的 工艺条件，浮选闭路试验采用一次粗选、一次扫选、 三次精选的工艺流程，获得了金品位2 1 ．6g ／t 、金回 收率8 6 ．7 6 ％的金精矿。闭路试验工艺流程见图4 ， 试验结果见表4 。 精矿 图4闭路试验流程 F 谆4F l o t a t i o nc l o s e dc i r c u i tt e s tf l o w 3外 2 l矿精 万方数据 5 8 有色金属 选矿部分2 0 1 9 年第3 期 表4 T a b l e4 3 金精矿焙烧氧化试验 浮选金精矿含A s 1 8 ．4 2 ％ 和S 2 2 ．9 7 ％ 较 高，而且金主要以微细粒或者次显微包裹形式赋存 在毒砂和黄铁矿中，直接氰化浸出理论上难以取得 良好效果卟o 一是金颗粒无法充分与氰根离子接触 形成金氰络合物溶解到溶液中；二是高含量的A s 和 S 会大量消耗氰化物和溶液中的氧；三是金与导电 性的硫化矿物接触时，会导致金阳极溶解钝化。 因此，对于这种典型的高砷高硫金精矿需要在 浸出前进行预处理，只有完全破坏载金矿物的微观 结构才能得到良好的浸出效果。 金精矿焙烧氧化试验装置见图5 。依次经过焙 烧时间和焙烧温度试验，分析焙砂中A s 和S 含量， 计算A s 和S 脱除率，试验结果分别见图6 和图7 。 k 三 弋 f 1 辫∑』卜 凸凸n E Q 凸．凸，Y 、 珊 八。社 0 8 ≯ K X 只 口①① L _ 图5 焙烧试验装置联系图 F i g ．5 乃n n e c t i o nd i a g r a mo fc a l c i n a t i o nt e s td e v i c e 1 氮气氧气混合瓶 4 1 ；2 一气体流量计；3 一管式炉； 4 一氢氧化钠溶液 焙烧时间，I l 图6 焙烧时间试验结果 6 5 0 ℃ F i g ．6 C a l c i n a t i o nt i m et e s tr e s u l t s 图7 焙烧温度试验结果 2 ．oh F 嘻7 C a l c i n a t i o nt e m p e r a t u r et e s tr e s u I t s 由图6 ，在6 5 0 ℃时，随着焙烧时间的增加，A s 和S 的脱除率逐渐升高，焙烧时间在2 ．Oh 以后再 增加时间，脱除率增加不明显，综合考虑焙烧时间选 择为2 ．oh 。在焙烧时问试验的基础上，由图7 ，随着 焙烧温度的升高，A s 和S 的脱除率先升高然后降 低，综合考虑焙烧温度选择为6 5 0 ℃，对应A s 和S 的脱除率分别为9 9 ．2 5 ％和9 8 ．9 3 ％。 4氰化浸出试验 金精矿焙烧后进行氰化浸出试验。依次经过氰 化物浓度试验、浸出矿浆p H 值试验及浸出时间试 验，最终确定最佳的浸出条件液固比3 1 、氰化钠 浓度o ．1 6 ％ 6 ．4k g ／t 焙砂 、矿浆p H 值1 1 、浸出时 间4 8h ，对应金浸出率为9 0 ．3 5 ％。 此外，在相同的浸出条件下，还进行了浮选金精 矿细磨氰化浸出试验 o ．0 7 4m m 含量9 0 ％ 和原 矿细磨氰化浸出试验 一o ．0 7 4m m 含量9 0 ％ ，试 验结果见表5 。 表5氰化浸出试验结果 T a b l e5 C y a n i d el e a c h i n gt e s tr e s u l t s 由表5 ，原矿细磨直接氰化浸出率仅为 1 8 ．3 3 ％，浸出效果不理想，这与矿石中砷、硫及黏土 矿物含量高有关；金精矿细磨一氰化浸出的效果也 不理想，金流失较多，这是由于矿石中部分金矿物的 嵌布粒度在纳米级。 b 叫阳武沁 果血结M 验．一 试甜路∞闭c∞乱毗F 誉笋≯ ～一一一一 万方数据 2 0 1 9 年第3 期李杰等某高砷高硫微细粒金矿石选冶试验研究 5 9 5结论 1 该金矿石属于典型的高砷高硫微细粒浸染型 金矿，金矿物主要呈微细粒赋存于黄铁矿和毒砂中； 矿石中砷含量很高，金精矿直接细磨氰化浸出效果 不理想，浸出率只有7 2 ．4 1 ％。因此，需要先将载金 硫化矿浮选富集，并将砷和硫脱除，再氰化浸出。 2 “粗磨一浮选一金精矿焙烧一氰化浸出”工艺 较适合该金矿石，在原矿磨矿细度一0 ．0 7 4m m 占 7 0 ％的条件下，浮选闭路试验获得了金品位2 1 ．6 g ／t 、回收率8 6 ．7 6 ％的金精矿；金精矿在6 5 0 ℃下焙 烧2 ．0h ，A s 和S 的脱除率分别为9 9 ．2 5 ％和 9 8 ．9 3 ％；焙烧渣氰化浸出率为9 0 ．3 5 ％。最终金的 综合回收率为7 8 ．3 9 ％，该工艺取得了良好的选冶技 术指标。 参考文献 [ 1 ] 孙留根，袁朝新，王云，等．难处理金矿提金的现状及发 展趋势[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 5 4 3 8 4 3 ． [ 2 ] 崔毅琦，王凯，孟奇，等．含砷难处理金矿提金工艺的研 究现状[ J ] ．矿冶，2 0 1 5 ，2 4 1 3 1 3 4 ． [ 3 ] 石玉臣，常耀超．某含砷金矿的工艺矿物学研究[ J ] ．有 色金属工程．2 0 1 l ，l 5 4 1 4 4 ． [ 4 ] 高杨，张家琪，胡志刚．某含砷微细粒难选金矿石选矿丁 艺试验[ J ] ．现代矿业，2 0 1 6 9 1 1 3 1 1 5 ． [ 5 ] 孙晓华，霸慧文，熊馨，等．某难选金矿的选矿试验研究 [ J ] ．矿产综合利用。2 0 1 6 4 3 9 4 2 ． [ 6 ] 罗文杰，马少健，周显文．含砷难处理金矿的预处理工艺 [ c ] ／／全国粉体T 程及矿产资源高效开发利用研讨 会．2 0 0 7 ． 上接第5 4 页 含M g 1 ．0 1 ％，P 。 。回收率为7 8 ．8 8 ％，总尾 矿P O 。品位8 ．5 3 ％，P 。O ；损失率为2 1 ．1 2 ％的技 术指标。精矿达到了商品磷精矿的质量要求。 闭路试验磷精矿P 。品位和回收率较低而含 M 9 0 较高，主要是因为矿石中胶磷矿集合体与白云 石和石英等脉石矿物的相互连生和包裹，嵌布关系 复杂，且白云石和石英等脉石矿物的嵌布粒度多在 3 0 ～7 0 肚m 之间，嵌布粒度较细所致。 3结论 1 云南某磷矿属于低品位高镁高硅胶磷矿。矿 石P 2O 。品位为1 9 ．5 4 ％，含S i 0 2 3 ．0 1 ％，M g O 4 ．3 2 ％，C a 3 3 ．5 5 ％，磷主要以胶磷矿形式存在。 2 矿石中白云石和石英等脉石矿物的嵌布粒度 多在3 0 ～7 0 肚m ，胶磷矿集合体与白云石和石英等 脉石矿物的相互连生和包裹，嵌布关系复杂。 3 在较佳的浮选工艺条件下，原矿经正一反浮选 的闭路试验流程可获得磷精矿P 。 5 品位2 9 ．8 6 ％，含 M g 1 ．0 1 ％，R n 回收率为7 8 ．8 8 ％的技术指标。 4 磷精矿品位和回收率均较低的主要原因是胶 磷矿集合体与脉石矿物白云石及石英相互连生和包 裹、嵌布关系复杂、嵌布粒度细，在磨矿中难以完全 单体解离所致。 参考文献 [ 1 ] 高永峰．我国磷矿资源的特点及加工利用建议[ J ] ．化学 丁业，2 0 0 7 ，2 5 1 1 l _ 5 ． [ 2 ] 余永富，葛英勇，潘昌林，等．磷矿选矿进展及存在的问题 [ J ] ．矿冶工程，2 0 0 8 ，2 8 1 2 93 3 ． [ 3 ] 李成秀，文书明．我国磷矿选矿现状及其进展[ J ] ．矿产综 合利用，2 0 1 0 2 2 2 2 5 ． [ 4 ] 杜令攀，陈赐云，钟晋，等．浅析磷矿选矿技术进展与问 题对策[ J ] ．化工矿物与加工，2 0 1 6 1 5 7 6 1 ． [ 5 ] 毛素荣，何剑，王君，等．云南某难选硅质磷矿选矿试 验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 2 4 5 0 一5 2 ． 万方数据