某高砷难处理金精矿回收有价元素试验.pdf

4 4 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 5 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 5 ．0 4 ．0 1 l 某高砷难处理金精矿回收有价元素试验 黄海辉，徐晓辉，王云，袁朝新，郭持皓，常耀超，孙留根 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 1 6 0 摘要采用两段焙烧一酸浸一氰化浸出工艺从某高砷难处理金精矿中回收有价金属。结果表明，一段焙 烧温度5 5 0 ℃，二段焙烧温度6 3 0 ℃，酸浸时间9 0m i n ，控制终点p H1 ．o 时，铜浸出率达到8 2 ．4 4 ％；酸 浸渣细磨至一o ．0 3 9m m 占8 8 ．9 ％，氰化钠用量6k g ／t ，氰化浸出4 8h ，金浸出率达到9 0 ．9 8 ％。 关键词高砷金精矿；两段焙烧；酸浸；氰化；金；铜 中图分类号T F 8 3 l文献标志码A 文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 5 0 4 0 0 4 4 一0 4 T e s t0 fR e c o V e r yo fV a l u a b l eM e t a l sf r o mH i g h A r s e n i c b e a r i n gG o l dC o n c e n t r a t e H U A N GH a i ～h u i ，X UX i a o h u i ，W A N GY u n ，Y U A NC h a o x i n ，G U OC h i h a o ， C H A N GY a o c h a o ，S U NL i u g e n B e 妇i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t j t u t eo fM i n i n g M e t a l l u r g y ，B e 玎j n g1 0 0 1 6 0 ，C h i n a A b s t r a c t V a l u a b l em e t a l sw e r er e c o v e r e df r o mh i g ha r s e n i c - b e a r i n gg o l dc o n c e n t r a t eb yp r o c e s s e so ft w o s t a g er o a s t i n g ，a c i dl e a c h i n g ，a n dc y a n i d el e a c h i n g ．T h er e s u l t ss h o wt h a tc o p p e rl e a c h i n gr a t ei s8 2 ．4 4 ％ u 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 gf i r s t s t a g er o a s t i n gt e m p e r a t u r eo f5 5 0 ℃，s e c o n d s t a g er o a s t i n g t e m p e r a t u r eo f6 3 0 ℃，a c i dl e a c h i n gt i m eo f9 0m i na n dt e r m i n a lp Hv a l u eo f1 ．0 ．A c i d i cl e a c h i n gr e s i d u e i sc y a n i d el e a c h e dw i t hg o l dl e a c h i n gr a t eo f9 0 ．9 8 ％u n d e rt h ec o n d i t i o n si n c l u d i n gg r a i ns i z eo f8 8 ．9 ％一 0 ．0 3 9m m ，d o s a g eo fs o d i u mc y a n i d eo f6k g ／t ，a n dc y a n i d el e a c h i n gt i m eo f4 8h ． K e yw o r d s h i g ha r s e n i c b e a r i n gg o l dc o n c e n t r a t e ；t w 。r - s t a g er o a s t i n g ；a c i dl e a c h i n g ；c y a n i d i n g ；g o l d ；c o p p e r 甘肃某高砷金精矿属典型的含砷难处理金 矿[ 1 ] ，金呈微细粒状被黄铁矿、毒砂等矿物包裹，采 用传统的直接氰化工艺处理金浸出率仅为 3 9 ．9 8 ％。目前，工业上主要采用细菌氧化、焙烧氧 化、加压氧化法对此类矿石进行预处理[ 2 1 ] ，由于焙 烧氧化法可回收多种有价元素，而且节省投资，在我 国应用最为广泛。本文采用两段焙烧一酸浸一氰化 提金工艺进行试验。 1 试验原料 原料为甘肃某高砷金精矿，含A u4 4 ．1g ／t 、A g 收稿日期2 0 1 4 一l l 一1 0 基金项目国家重大科学仪器设备开发专项 0 1 2 Y Q 2 2 0 1 1 9 0 5 作者简介黄海辉 1 9 8 2 一 ，男，广东连州人，硕士． 7 6 ．8 1g ／t 。金属矿物主要为黄铁矿、毒砂，另见部 分黄铜矿，成分分析结果 ％ S2 7 ．5 8 、T F e3 0 ．5 1 、 P b0 ．7 6 、Z nO ．8 8 、C u0 ．8 6 、A s6 ．9 2 ，原料的差热分 析见图1 。该金精矿含砷高，并含有铜、铅、锌等有 价元素。从图1 可看出，该金精矿在4 0 0 ℃以下失 重很少，从4 5 0 ℃开始直到5 4 0 ℃，迅速失重约 1 2 ．2 4 ％，其中在4 7 6 ．6 ℃和5 0 5 ．5 ℃有两个大的放 热峰。超过5 4 0 ℃后持续缓慢失重，到8 0 0 ℃时失 重4 ．4 1 ％，其中5 6 5 ℃左右有一个小的放热峰。说 明精矿焙烧发生脱硫和脱砷的反应基本在4 5 0 ～ 6 0 0 ℃，焙烧温度可以此为依据。 万方数据 2 0 1 5 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 4 5 图1金精矿的热重一差热分析 F i g ．1 T 昏D s Ca 岫l y s i so f h i g ha r 辩n i e - b e 盯i n gg o l dc 蛆c 蛐t r a t e 2 试验结果与讨论 2 ．1 焙烧温度对金属回收的影响 两段焙烧的基本原理砷在一段弱氧化气氛下 转变为A s 0 。进入烟气，硫则在氧化条件下生成 S o 。进入烟气，从而使砷黄铁矿、黄铁矿氧化分解生 成多孔状的F e 0 。，被包裹的金得以暴露，提高金的 氰化浸出率。 先在5 5 0 ℃下控制弱氧化气氛焙烧6 0m i n 一 段焙烧 ，然后进行氧化气氛焙烧 二段焙烧 ，考察 二段焙烧温度对金、铜浸出的影响，结果见图2 。 图2 二段焙烧温度对金属回收的影响 F i g ．2 E f f 酏to fs e c o n d s t a g er o a s t i n g t e m p e 豫t u r e 蚰r e c o v e r yo fm e t a l s 由图2 可见，高砷金精矿的脱砷率、脱硫率随着 二段焙烧温度的升高而提高，7 5 0 ℃时脱砷率为 9 8 ％、脱硫率为9 7 ．7 ％，而铜与金的浸出率最高值 出现在6 3 0 ℃，分别为7 9 ．4 ％、9 0 ．8 2 ％。温度过高 会使金、铜的浸出率降低，这是由于在焙烧过程中温 度高，铜会生成铁酸盐难以浸出，焙砂的烧结也会造 成金的二次包裹，导致金的浸出率下降[ 8 ] 。最终确 定二段焙烧温度为6 3 0 ℃。 固定二段焙烧温度为6 3 0 ℃，焙烧时间为6 0 m i n ，考察一段焙烧温度对焙烧效果的影响，结果如 图3 所示。 啦 碍 丑 型 镫 碍 篮 窭 5 2 05 6 0“X J6 4 06 f } I 温度，℃ 图3 一段焙烧温度对金属回收的影响 F i g ．3 E f f e c to fn 佟t - s t a g er o a s t i n g t e m p e 仡t u m 蚰r e c o v e r yO fm e t a l s 从图3 可看出，高砷金精矿的脱砷率、脱硫率随 着一段焙烧温度的升高而提高，在6 5 0 ℃时脱砷率 万方数据 4 6 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 5 年第4 期 为9 6 ．8 ％、脱硫率为9 5 ．6 ％，而铜与金的浸出率在 超过5 5 0 ℃后有所下降，因此一段焙烧温度确定为 5 5 0 ℃。 2 ．2 焙烧酸浸试验研究 取上述两段焙烧的焙砂进行酸浸试验，通过一 系列试验确定酸浸的最优条件为矿浆浓度 3 3 ．3 3 ％、浸出温度8 0 ℃、浸出时间9 0m i n ，其中 p H 对铜、锌浸出率的影响见图4 。 毋 哥 丑 螂 终点p H 图4 浸出终点p H 对铜、锌浸出率的影响 F i g ．4 E f f 宅c to ft e r m i n a lp HV a l u eo nl e a c h i n g r a t eo fc o p p e ra n dz i n c 图4 表明，在浸出终点p H 为1 ．O 时，铜的浸出 率为8 2 ．4 4 ％，锌的浸出率为8 0 ．4 9 ％，将浸出终点 p H 控制为o ．5 时，铜的浸出率为8 4 ．0 9 ％，锌的浸 出率几乎没有变化。反应终点酸度高，铜的浸出率 也高，但是酸度过高，焙砂中大量的砷、部分铁也会 被浸出而进入溶液，会影响后续工序的提金。对于 该精矿焙砂的酸浸，确定控制终点p H 为1 ．o 。 2 ．3 氰化浸出实验 金氰化浸出主要影响因素有氰化物浓度、氧的 浓度、矿浆浓度、矿浆p H 、金的形状及裸露程度、浸 出时间、浸出温度、杂质离子等[ 9 ] 。国内黄金冶炼厂 氰化浸出控制的各项指标相差不大，主要区别在于 矿物的磨矿粒度与氰化物用量。本试验主要考察这 两个指标对金、银浸出率的影响。 根据生产实践，选定常温氰化浸出，矿浆浓度 3 3 ．3 3 ％，用C a 0 调矿浆p H 一1 0 ～1 0 ．5 ，N a C N 用 量6k g ／t ，浸出时间4 8h 。考察酸浸渣的磨矿粒度 以一o ．0 3 9m m 占比表示 对金、银浸出的影响，结 果如图5 所示。 由图5 可知，磨矿粒度愈细，愈有利于金的浸 出，当焙砂粒度一o ．0 3 9m m 占8 8 ．9 0 ％时，金的浸 出率达9 0 ．8 2 ％，银的浸出率为5 4 ．3 5 ％，继续细磨， 金的浸出率不再有明显增长。 母 碍 丑 则 6 0踟 磨矿粒度 - 0 ．0 3 9m m 占比 ，％ 1 0 0 图5 磨矿粒度对金、银浸出率的影响 F i 昏5 E f f e c to fg r i n d i n gs i z eo nl e a c h i n gr a t e o fg o l da n ds i l V e r 固定磨矿粒度为一O ．0 3 9m m 占8 8 ．9 0 ％，考察 氰化钠用量对金、银浸出率的影响，结果见图6 。 枣 碍 丑 蟛 UZ4b珏儿J 氰化钠用量， k g t 一 图6 氰化钠用■对金、银浸出率的影响 F i g ．6 E f f e c to fd o s a g eo fs o d j u mc y a n i d e o nl e a c h i n gr a t eo fg o I da n ds i l V e r 由图6 可知，金的浸出率随着氰化物用量的增 加而提高，当氰化钠用量为6k g ／t 时，金的浸出率 为9 0 ．9 5 ％，银的浸出率5 4 ．9 4 ％，氰化钠用量增加 到8k g ／t 时，银的浸出率增加到5 8 ．2 5 ％，但金的浸 出率并没有提高，因此，确定氰化钠用量为6k g ／t 。 2 ．4 综合条件实验 根据条件试验结果，确定下述最优条件。 焙烧一段焙烧温度5 5 0 ℃、时间6 0m i n ；二段 焙烧温度6 3 0 ℃、时间6 0m i n ； 酸浸矿浆浓度3 3 ．3 3 ％、温度8 0 ℃、时间9 0 m i n 、反应终点p H 1 ．o ； 氰化粒度一o ．0 3 9m m 占8 8 ．9 0 ％、矿浆浓度 3 3 ．3 3 ％、氰化钠用量6k g ／t 、浸出时间4 8h 。 综合试验结果如表1 所示。 下转第5 8 页 万方数据 5 8 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l _ b g r i m m ．c n 2 0 1 5 年第4 期 步设计书[ R ] ．西宁青海铜业有限责任公司，2 0 1 1 1 2 6 1 4 2 ． [ 5 ] 白文峰，路光明．锅炉汽包水位测量及保护系统的试验 研究[ J ] ．可编程控制器与工厂自动化，2 0 0 8 7 4 7 5 1 ． [ 6 ] 郭宏．准能电厂汽包水位测量存在的问题及改进方案 [ J ] ．内蒙古石油化工，2 0 0 5 9 4 2 4 3 ． [ 7 ] 严家碌，余晓福，王永青．水和水蒸汽热力学性质图表 [ M ] ．2 版．北京高等教育出版社，2 0 0 6 1 0 一2 8 ． 上接第4 6 页 表1 综合试验结果银浸出率为5 4 ．5 9 ％。 T a b l e1R e s u l t so fc o m p r e h e n s i v et e s t ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一 参 由表1 可知，在优化试验条件下，铜的平均浸出 率为7 8 ．8 ％，吨矿平均酸耗为1 1 8k g ，金的平均浸 出率为9 0 ．9 8 ％，银的平均浸出率为5 4 ．5 9 ％。 3结论 1 采用两段焙烧对高砷金精矿进行预处理，一 段焙烧温度5 5 0 ℃，二段焙烧温度6 3 0 ℃，焙砂脱砷 率为9 4 ％，脱硫率为9 5 ．5 ％，同时，金、铜的浸出效 果也好。 2 酸浸最佳条件为矿浆浓度3 3 ．3 3 ％、终点 p H 一1 ．0 、酸浸温度8 0 ℃、浸出时间9 0m i n ，铜浸出 率可达到8 2 ．4 4 ％，锌浸出率为8 1 ．2 ％。 3 最佳氰化工艺条件磨矿粒度、O ．0 3 9m m 占 8 8 ．9 0 ％、氰化钠用量6k g ／t ，金浸出率为9 0 ．9 8 ％， 考文献 [ 1 ] 卢宜源，宾万达．贵金属冶金学[ M ] ．长沙中南大学出 版社，2 0 0 4 1 8 4 1 8 6 ． [ 2 ] 田树国，刘亮．高砷金矿预处理脱砷技术发展现状[ J ] ． 矿业工程，2 0 0 8 ，6 6 2 6 2 8 ． [ 3 ] 胡敏．难处理含铜氧化金矿抑铜浸金试验研究[ J ] ．有 色金属 冶炼部分 ，2 0 1 3 7 3 8 4 1 ． [ 4 ] 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 ． [ 5 ] 王锐，唐道文，杨聪．某难浸金矿低温焙烧预处理试验 [ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 3 4 3 9 4 1 ． [ 6 ] 李勇，徐忠敏，吕翠翠，等．碱浸预处理提高某含砷锑难 处理金精矿回收率的试验研究[ J ] ．黄金，2 0 1 3 ，3 4 3 6 1 6 4 ． [ 7 ] 唐道文，储春利，王锐．高锰酸钾氧化预处理某难浸金 矿的研究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 3 8 2 9 3 1 ． [ 8 ] 孙聪，袁朝新．某难处理金精矿焙烧预处理提取金和铜 [ J ] ．有色金属工程，2 0 1 2 ，2 3 3 5 3 8 ． [ 9 ] 徐天允，徐正春．金的氰化与冶炼修订版[ M ] ．沈阳 沈阳黄金学院，1 9 9 3 2 4 3 0 ． 万方数据