某碱性碳酸盐型含铜金矿氨氰工艺研究.pdf

4 8 有色金属 冶炼部分 h t t p 7 ／y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 4 年第l l 期 d o i l o ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 4 ．1 1 ．0 1 2 某碱性碳酸盐型含铜金矿氨氰工艺研究 张文波 厦门紫金矿冶技术有限公司，福建厦门3 6 1 1 0 1 摘要采用氨氰浸出法处理某碳酸盐型难选冶含铜金矿。结果表明，控制给矿粒度一O ．0 7 4m m 占9 5 ％、 石灰用量4 ．ok g ／t 、硫酸铵用量8 ．o ～9 ．ok g ／t 、氰化钠总用量o ．5 ～o ．7k g ／t 、滚瓶氰化浸出5 2 ～7 2h ， 然后在活性炭密度1 0g ／L 吸附2 0 ～2 4h ，进行1 2 次循环试验，平均金浸出率8 6 ．o ％，最终载金炭铜金 比约2 ．o ，金吸附率近1 0 0 ％，不存在铜、T D S 逐渐累计问题。 关键词氨氰法；难选冶含铜金矿；碳酸盐；选择性浸出 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 4 l 卜0 0 4 8 一0 4 A m m o n i aC y a n i d eL e a c h i n go fA l k a l i n eC a r b o n a t eC o p p e r - b e a r i n gG o l dM i n e Z H A N GW e n - b o X i a m e nZ i j i nM i n i n gT e c h n 0 1 0 9 yC o ．，L t d ，X i a m e n3 6 1 1 0 1 ，F u j i a n ，C h i n a A b s t r a c t A na l k a l i n ec a r b o n a t ec o p p e r 七e a r i n gg o l dm i n ew a st r e a t e db ya m m o n i u mc y a n i d el e a c h i n g p r o c e s s ．T h er e s u I t ss h o wt h a tt h eo p t i m u mc o n d i t i o n si n c l u d ep a r t i c l es i z eo f O ．0 7 4m mo f9 5 ％，l i m e d o s a g eo f4 ．0k g ／t ，d o s a g eo fa m m o n i u ms u l f a t eo f8 ．0 ～9 ．0k g ／t ，t o t a ld o s a g eo fs o d i u mc y a n i d eo fO ．5 ～O ．7k g ／t ，c y a n i d el e a c h i n gt i m ei nr 0 1 1 e rb o t t l e so f5 2 ～7 2h ，a n da d s o r p t i o nt i m eo f2 0 ～2 4hw i t h a c t i v a t e dc a r b o nd e n s i t yo f1 0g ／L ．A f t e r1 2t i m e sc y c l i ct e s t ，t h ea v e r a g e9 0 1 dl e a c h i n gr a t ei sa b o u t 8 6 ．O ％，t h ef i n a lc o p p e r g o l dl o a d e dc a r b o nr a t i oi sa b o u t2 ．0 ，a n dt h eg o l da d s o r p t i o nr a t ei sn e a r l y1 0 0 ％ w i t h o u tg r a d u a la c c u m u l a t i o no fc o p p e ra n dT D S ． K e yw o r d s a m m o n i u mc y a n i d em e t h o d ；c o p p e rb e a r i n gr e f r a c t o r yg o l do r e ；c a r b o n a t e ；s e l e c t i v el e a c h i n g 随着资源开采的不断进行，易处理金矿日益减 少L l j 。国外某金矿属于碱性碳酸盐型难选冶含铜金 矿，采用氨氰浸出法处理该矿样可以有效抑制铜浸 出，降低氰化物耗量，提高金的浸出率，降低矿样性 质变化的敏感程度。相对硫酸浸铜工艺、直接氰化 工艺、加压浸出工艺和化学氧化法等具有明显的 优势。 试验样品 试验矿样属于难选冶含铜金矿石，含A u5 ．9 1 g ／t 、A g2 8 ．4g ／t ，其他主要成分 ％ C uo ．7 0 、A s 收稿日期2 0 1 4 一0 6 一0 5 基金项目福建省科技合作重点项目 2 0 1 3 1 0 0 1 4 作者简介张文波 1 9 8 7 一 ，男，福建永春人，助理工程师 2 ．0 4 、F e9 ．3 2 、S i 0 29 ．9 9 、C a O2 1 ．6 1 、SO ．6 5 。金的 分布粒度细小，并和氰化易溶铜共存于矿石中。铜 分布较分散，且9 0 ％以上以氧化铜形式存在，难以 通过浮选富集。同时该矿石含较多碱性碳酸盐脉 石，酸浸铜时的耗酸量巨大。维持氰化钠浓度10 0 0 m g ／L 对该矿样进行常规氰化浸出4 8h ，氰化钠用 量高达1 8k g ／t 。 2试验原理与方法 2 ．1 试验原理 虽然氨氰浸出工艺已有近百年历史，但对其化 万方数据 2 0 1 4 年第1 1 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 9 学反应仍然不太了解R ] ，并且处理不同的物料差别 也很大。氨氰法可以有效抑制铜的浸出，降低氰化 物耗量，提高金的浸出率‘3 曲1 。主要反应式‘3 ’7 。2 3 有 A u C u N H 3 4 C N 2 A u C N 2 一 C u N H 3 2 2 N H 3 1 A u 2 C u C N 3 } C u N H 3 4 2 一A u C N 2 2 C u C N 2 C u N H 3 2 2 N H 。 2 4 A u 4 C u C N 3 N H 3 2 。 0 2 2 H 2 0 一 4 A u C N 2 4 C u C N 8 N H 3 4 0 H 3 在反应 1 中，氨使C u I I 的活性降低到能抑 制它与C N 起反应的水平，但在很稀的N H 。溶液中 是不可能的。在反应 2 中，氨使可溶性C u 1 1 的 数量控制在痕量水平，足以使金氧化，但不会使氰化 物氧化。反应 3 是假定氨能形成一种具有反应活 性的混合络合物，在很高的温度 1 4 0 ～2 0 0 ℃ 和用 O 。或C u N H 。 ；2 作氧化剂的条件下能浸出金。 2 ．2 试验方法 利用球磨机对原矿进行细磨。浸出和炭吸附过 程在P V C 滚瓶桶中进行。细磨处理后矿样倒入浸 出桶中，分别加入石灰、硫酸铵和氰化钠，开始浸出， 指定时间定量加入椰壳活性炭，到达反应时间后停 止，称重，过滤分离，水样及烘干称重后的渣样、炭样 送检测或备用。 3 试验结果与讨论 3 ．1 浸出参数的影响 3 ．1 ．1 药剂用量 氨氰浸出需一定量的铵以抑制铜的浸出，同样 需一定量的氰化物来保证金的浸出。固定硫酸铵用 量与氰化钠用量比为9 ，改变两者药剂用量，试验结 果见图1 。 图1 表明，金浸出率随着药剂用量增加而增加， 最后趋于平稳，平均为8 6 ．1 8 ％，药剂用量为o ．7 ～ 1 ．ok g ／t 时即可满足金浸出的要求。氨氰浸出过程 中加入的氰化钠很可能优先与矿样中除金、铜外的 某些耗氰物质反应，氰化钠用量达一定程度时，才有 “有效氰化钠”用于浸出金与铜，“有效氰化钠”用量 拐点与试验矿样的氧化程度、硫元素品位、粒度等理 化性质有关，生产过程中应根据矿样性质变化及时 调整浸出参数。 3 ．1 ．2 硫酸铵用量 硫酸铵用量试验结果见图2 。氰化钠用量1 ．0 k g ／t 、当硫酸铵用量超过4 ．5k g ／t 时，其用量对氨 氰浸出金浸出率指标影响较小，随着硫酸铵用量增 药剂用量， k g ‘t ‘1 图1药剂用量与金浸出率的关系 F i g ．1R e l a t i o n s h i pb e t w e e nd 吣a g eo f l e a c h i n g a g e n ta n dg O l dl e a c h i n gm t e 加，氨氰体系抑制亚铜氰浸出的效果越好，但是硫酸 铵用量增加，溶液中氨离子浓度升高，溶解反应生成 更多铜铵络合物，所以铜浸出率及浸出液中铜浓度 亚铜氰 铜铵络合物 随着硫酸铵用量增加先降低 后升高，在用量为7 ．o ～1 0 ．ok g ／t 时达最低值。此 外，硫酸铵最低需求量与氰化钠添加量等参数有关。 啦 蚤i } 寻i 蒯 删 硫酸铵， k g ’t ‘1 图2 硫酸铵用量对浸出的影响 F i g ．2 E f f e c tO fd o s a g eo fa m m o n i u m s u l f a t eo nl e a c h i n g 3 ．1 ．3 氰化钠用量 氰化钠条件试验结果如图3 所示。 金浸出率随着氰化钠用量的增加先增加后趋于 平衡值约8 6 ．1 0 ％，保证金浸出率所需氰化钠的最 低用量为o ．7 0 ～o ．8 0k g ／t 。添加过量氰化钠会导 致大量铜被浸出，铜浸出率随着氰化钠用量的增加 而逐渐升高。由此可见，氰化钠用量是氨氰浸出工 艺关键因素之一，不足时，金浸出率可能受影响，而 过量时，铜大量被浸出，浸出液中铜金质量浓度比过 高，直接进行活性炭吸附时易产生高铜载金炭，对后 续载金炭处理及工艺成本控制等均不利。氨氰浸出 过程中应合理添加并及时调整氰化钠用量，保证金 浸出的同时防止铜大量被浸出。 I_1．∞曼、聒骚茸．；，nu 撤 胤 俄 帅 ∞ 册 o 万方数据 5 0 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 4 年第1 1 期 冰 甜 毫 烈 妤 氰化钠用量， 蚝’t ‘1 图3 氰化钠用量与金、铜浸出率的关系 F i g ．3R e l a t i o n s h i pb e t w e e nd o s a g eo fs o d i u m c y a n i d ea n dl e a c h i n gr a t eo fg o I da n dc o p p e r 3 ．1 ．4 石灰用量 石灰用量偏少时，浸出矿浆终点p H 甚至会低 于9 ．o ，氰化钠易以氢氰酸的形式从溶液中挥发，不 利于氰化钠的安全保护。随着石灰用量的增加，铜 浸出率呈现降低趋势，但石灰超过一定用量时，金浸 出率亦呈降低趋势，具体试验结果见图4 。 承 斛 茁 型 幂 ● 工 石灰用量， k g ‘t “ 图4 石灰用量对浸出的影响 F i g ．4 E f f e c to f l i m ed o s a g e 仰l e a c h i n g 石灰用量增加，浸出液中氨离子浓度明显降低， 有效铵变少，铜铵络合物浓度降低，浸出液中铜浓度 总体呈现降低趋势，这是铜浓度逐渐降低的一个主 要原因。对于金为何会突然大幅“返沉”的一种合理 解释是，氨氰浸出体系中存在一种或多种“铵类物”， 其浓度极低但有强氧化性，其反应氧化性与铵浓度、 p H 、浸出温度等成正比关系，并且一定范围内，p H 的影响大于铵浓度。浸出液中铜络合物的还原性高 于金络合物，“铵类物”选择性优先氧化铜络合物，随 着铜络合物被氧化到一定程度，才开始氧化金络合 物或氰离子，最终直接导致金“返沉”。实际应用中， 可保留适当低的铜浓度，防止金“返沉”。此外，半密 封浸出有利于减少氨挥发、减缓p H 降低趋势。 3 ．1 ．5 浸出时间 浸出时间试验结果如图5 所示。 冰 碍 丑 型 删 图5 浸出时间与金、铜浸出率的关系 F i g ．5R e l a t i O n s h i pb e t w e e nl e a c h i n gr a t e o fg o l da n dc o p p e ra n dl e a c h i n gt i m e 当浸出时间超过2 4h 后，金浸出率趋于稳定 ～8 6 ．5 0 ％ ，铜浸出率随着浸出时间的延长明显呈 下降趋势。由此可见，适当延长浸出时间对氨氰浸 出工艺稳定、控制浸出液铜金比是有利的。氨氰浸 出反应初期，矿样中铜化合物与氰化钠及硫酸铵反 应生成大量铜络合物，浸出液中铜浓度升高，反应生 成的铜络合物及氰化钠进行浸金反应生成金络合 物，金浸出率逐级升高。随着浸出时间再延长，由于 氨挥发、铜络合物反应生成铜复盐及“铵类物”氧化 等各种因素综合影响，铜浓度逐渐降低，但是，过长 的浸出时间同样可引起金“返沉”，浸出时间并非越 长越好。 3 ．1 ．6 给矿粒度 给矿粒度越细，金暴露更彻底，机械活化效果越 好，金浸出率越高 图6 ，而铜浸出率、浸出液铜浓 度及浸出液总氰浓度越低，即给矿粒度越细，对氨氰 浸出金、铜指标越有利；但是给矿粒度越细，磨矿工 段能耗、钢球消耗的成本往往越高，磨矿后矿浆沉降 性变差，不利于浸前浓密沉降。另外细磨可能活化 某些耗氰物质，增加氨氰浸出时氰化钠的需求量。 综合考虑，给矿粒度为一o ．0 7 4m m 占9 5 ％。 3 ．1 ．7 加炭吸附 根据以上条件试验结果，确定在下述最佳参数 条件下直接进行加炭氨氰浸出给矿粒度一o ．0 7 4 m m 占9 5 ％、矿浆浓度4 0 ．0 ％、石灰用量4 ．0k g ／t 、 硫酸铵用量8 ．O ～9 ．Ok g ／t ，总氰化钠用量O ．5 ～ o ．7k g ／t ，滚瓶氨氰浸出时间5 2 ～7 2h 。由于原矿 万方数据 2 0 1 4 年第1 1 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 1 图6 给矿粒度对浸出的影响 F i g ．6 E f f e c tO fp a r t i c I es i z eo nI e a c h i n g 铜品位比金品位高数百倍，大量氰化钠迅速与铜反 应生成铜的络合物进入溶液中，而溶液中的铜络合 物极易被吸附到活性炭上，从而降低溶液中铜络合 物浓度又促进铜的溶出，极易产生高铜载金炭，影响 炭吸附金络合物的能力，严重影响金的浸出与回收。 在氨氰浸出的同时进行炭吸附可通过改变加药制度 并在浸出一段时候后再加载金炭，其余操作与常规 炭浸相同，不但可得到合格载金炭，还可以进一步降 低药剂用量。 3 ．2 循环试验 在给矿粒度一o ．0 7 4m m 占9 5 ％、矿浆浓度 4 0 ．o ％、石灰用量4 ．ok g ／t 、硫酸铵用量8 ．o ～9 ．o k g ／t ，总氰化钠用量o ．5 ～o ．7 妇／t 条件下，滚瓶氨 氰浸出5 2 ～7 2h ，然后用椰壳炭活性炭密度l og ／L 进行炭吸附2 0 ～2 4h ，炭吸附结束后过滤，滤渣、滤 液分别取样送检，滤液补充少量清水返回氨氰浸出 磨矿，炭样进入下一次循环试验。共进行1 2 次循 环，平均渣计金浸出率约8 6 ．o ％，炭计金浸出率约 8 6 ．1 5 ％，最终载金炭铜金比约2 ．o ，金吸附率近 1 0 0 ％，不存在铜、T D S 逐渐累计等问题。此外，随 着氨氰浸出循环次数的增加，铜吸附率略有降低。 4结论 “氨氰浸出～炭浸”工艺循环试验的最佳条件 为给矿粒度一o ．0 7 4m m 占9 5 ％、矿浆浓度4 0 ．o ％、 石灰用量4 ．ok g ／t 、硫酸铵用量8 ．o ～9 ．ok g ／t ，总 氰化钠用量o ．5 ～o ．7k g ／t ，滚瓶氨氰浸出时间 5 2 ～7 2h 。平均渣计金浸出率约8 6 ．o ％，最终载金 炭铜金比约2 ．o ，金吸附率近1 0 0 ％，不存在铜、T D s 逐渐累计等问题。 参考文献 [ 1 ] 杨丽丽，杨洪英，范有静，等．难处理金矿石细菌氧化的 影响因素研究[ J ] ．贵金属，2 0 0 7 ，2 8 1 6 6 7 0 ． [ 2 ] 曹昌琳，译．用氨一氰化物混合也从含铜金矿中选择性 浸取金[ J ] 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