某含铜金矿石氰化过程中铜的影响及解决途径.pdf

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 5 年第8 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i 辎n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 5 ．0 8 ．0 1 3 某含铜金矿石氰化过程中铜的影响及解决途径 邱显扬1 ，宋宝旭1 ，胡真1 ，何斌2 ，高起方2 1 ．广州有色金属研究院，稀有金属分离与综合利用 2 ．云南黄金矿业集团股份有限公司 国家重点实验室，广州5 1 0 6 5 l ； 昆明6 5 0 0 9 3 摘要某含铜矿石采用全泥氰化浸出工艺回收金，金浸出率仅为8 8 ．2 1 ％、铜浸出率高达1 9 ％左右。为 减少铜矿物溶解对氰化浸出过程的影响，提出了“控制氰根离子浓度减弱铜溶解”的技术思路，并通过分 点添加氰化钠的方式来控制氰根离子浓度。工业应用结果表明，在不大范围改变原工艺流程的基础上， 铜浸出率可有效降至1 ．9 3 ％，金浸出率提高至9 3 ．4 0 ％。 关键词含铜金矿；金；氰化法；选择性浸金 中图分类号T F 8 3 l文献标志码A文章编号1 0 0 77 5 4 5 2 0 1 5 0 8 一0 0 5 0 0 4 E f f e c ta n dS o l u t i o no fC o p p e rO x i d eD i s s o l u t i o no nC y a n i d eL e a c h i n gP r o c e s s o fC o p p e r b e a r i n gG o l dO r e Q I UX i a n y a n 9 1 ，S O N GB a o x u l ，H UZ h e n l ，H EB i n 2 ，G A OQ i f a n 9 2 1 ．S t a t eK e yI 。a b o f a t o r yo fR a r eM e t a l sS e p a r a t i o na n dC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o n ，G u a n g z h o uR e s e a r c hI n s t i t u t eo fN o n f e r r o u sM e t a l s 。 G u a n g z h o u5 1 0 6 5 1 ，C h i n a ；2 ．Y u n n a nG o l dM i n i n gG r o u pC o ．，L t d ，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 G o l dl e a c h i n gr a t eo fc o p p e r b e a r i n gg o l do r eb yc y a n i d el e a c h i n gw a so n l y8 8 ．21 ％d u et o d i s s o l u t i o no fc o p p e rm i n e r a l s ，w h o s el e a c h i n gr a t ei sa b o u t19 ％．I no r d e rt or e d u c ee f f e c to fd i s s o l u t i o n o fc o p p e rm i n e r a l so nc y a n i d a t i o nl e a c h i n g ，an o V e lt e c h n o l o g yt ow e a k e nc o p p e rm i n e r a l sd i s s o l u t i o nb y “c a r e f u l l yc o n t r o l l i n gc o n c e n t r a t i o n so fd i s s o c i a t i v ec y a n i d ei o n s “w a sp u tf o r w a r d ． C o n c e n t r a t i o n so f d i s s o c i a t i v ec y a n i d ei o n sw e r ec o n t r o l l e db yf r a c t i o n a l a d d i n go fs o d i u mc y a n i d e ．I n d u s t r ya p p l i c a t i o n r 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 ed r o p st o1 ．9 3 ％a n dg o l dl e a c h i n gr a t es i g n i “c a n t l yr i s e st o9 3 ．4 0 ％ w i t h o u tab i gc h a n g eo fo r i g i n a lt e c h n o l o g i c a lp r o c e s s ． K e yw o r d s c o p p e r b e a r i n gg o l do r e ；g o l d ；c y a n i d a t i o n ；g o I ds e l e c t i v el e a c h i n g 氰化法是提取金银的主要方法[ 1 ] 。由于金与 铜具有相近或相似的地质特征，因此岩金矿床中 常常都不同程度含有铜矿物[ 2 伽。通常原生硫化 铜矿物在氰化物溶液中的溶解度很小，而金属铜、 各种氧化铜及次生硫化铜矿物在氰化物溶液中几 乎全部溶解[ 4 ] ，生成一系列非常稳定的配合物，如 C u C N 2 ．、C u C N 3 卜、C u C N 43 一等[ 5 ] 。大量生 产实践表明，对于此类含铜金矿石，必须采用较高 收4 稿日期2 0 1 5 一0 2 一0 2 基金项目云南省科技创新强省计划项目 2 0 1 2 I B 0 2 2 作者简介邱显扬 1 9 5 6 一 ，男，广东揭阳人，教授级高工 的氰化物用量，金浸出率才可能达到最大值[ 6 ] 。 为了解决上述问题，国内外进行了大量的研究工 作，可分为“分步提取铜金”和“选择性浸金”[ 7 1 两类 分步提取铜金当铜具有回收价值时，可采用此 法先回收铜旧] ，而根据铜处理工艺的不同，主要分为 硫酸浸出法、硫酸化焙烧一水洗法和生物浸出法凹] 。 硫酸浸出法一般在酸性介质下进行，必须进行酸碱 介质的转化才能获得较好的金浸出指标，不利于工 万方数据 2 0 1 5 年第8 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 业化的生产应用；硫酸化焙烧一水洗法首先利用焙 烧工艺使铜矿物转化为铜的硫酸盐，再经水洗即可 得到硫酸铜溶液，但由于需要焙烧设备以及硫吸收 系统的高投入，因此并不适用于占我国绝大多数的 低品位金矿石；生物浸出法一般采用细菌堆浸，但占 地面积大，工艺周期长[ 1 引。 选择性浸金当铜无回收价值时，可采用此法尽 可能降低铜的影响，主要分为非氰浸金剂提金和氨 氰法选择性提金，其中非氰浸金剂包括硫脲和硫代 硫酸盐[ I 川，但此法试剂耗量大、价格高；氨氰法选择 性提金采用氨氰体系下浸金[ 1 2 14 ’，可有效抑制铜的 浸出，但氨易挥发，工业化生产应用仍较少[ 15 1 。 云南某含铜金矿石含金2 ．1 2g ／t ，含铜 o ．5 2 ％，铜主要以与铁结合氧化铜形式存在，在当前 技术经济条件下难以回收，但仍含有占有率为 1 5 ．5 0 ％的自由氧化铜矿物 主要为孔雀石 ，极易溶 解于氰化物溶液中。在采用全泥氰化浸出工艺回收 金时，铜浸出率高达1 9 ％左右，金浸出率仅为 8 8 ．2 1 ％。因此，本文首先对现场氰化浸出作业进行 流程考查，查明了铜溶解趋势，然后通过工艺矿物学 研究和选矿小型试验研究，找到了消除铜溶解影响 的解决途径，最终成功实现了相关技术的生产应用。 1 铜的溶解趋势 该选厂氰化浸出作业采用浸出槽和浸出吸附槽 组成的全泥氰化工艺，即浸出原料先通过浸出槽的 氰化作用后，再经过吸附槽的浸出吸附作用，产出浸 出渣。现场生产指标表明，在原矿含金2 ．1 2g ／t 、含 铜o ．5 2 ％的情况下，浸出渣金品位高达o ．2 5g ／t ， 金浸出率仅为8 8 ．2 1 ％，铜浸出率为1 9 ．2 3 ％。 为了查明其中存在的问题，对原氰化浸出作业 进行了流程考查，并为了查明铜的溶解趋势，重点对 各浸出槽排矿口的铜含量进行了测定，结果如表1 所示。 表l 原氰化浸出作业主要参数和指标 T a b l e1M a i np a r a m e t e r sa n di n d e x e so fi n i t i a lc y a n i d el e a c h i n go p e r a t i o n 2 号槽排矿 3 号槽排矿 4 号槽排矿 5 号槽排矿 6 号槽排矿 7 号槽排矿 8 号槽排矿 9 号槽排矿 l o 号槽排矿 1 l 号槽排矿 浸出渣 6 ．4 6 9 ．6 2 1 2 ．8 2 1 6 ．0 7 1 9 ．2 8 2 2 ．4 7 不加 2 5 ．6 4 2 8 ．8 8 3 2 ．0 7 0 ．0 8 15 0 ．0 6 13 0 ．0 4 32 O ．0 4 35 O ．0 3 42 0 ．0 3 18 O ，0 3 15 0 ．0 2 93 O ．0 2 57 0 ．0 2 53 由表1 数据可知，原氰化浸出作业在1 号槽一 次添加足量氰化钠，导致瞬时氰根离子浓度高达 o ．1 0 ％以上，而在如此高的氰根离子浓度下，铜矿物 也在1 号槽和2 号槽瞬时溶解，此时铜浸出率即可 达1 7 ％左右，而随着氰根离子浓度的不断降低，铜 浸出率基本趋于稳定。 2铜的工艺矿物学特征 原矿的铜物相分析结果 ％ 自由氧化铜 1 5 ．5 0 、与铁结合氧化铜8 2 ．8 5 、硫化铜1 ．6 5 。结果 表明，原矿中铜主要以与铁结合氧化铜形式存在，在 当前技术经济条件下难以回收，但仍含有占有率为 1 5 ．5 0 ％的自由氧化铜矿物，经S E M 扫描电镜发 现，这部分自由氧化铜主要以孑L 雀石形式存在 如图 1 所示 ，这部分孔雀石的矿物含量为o ．0 3 ％。 矿石中与铁结合氧化铜形式存在的这部分铜在 氰化物溶液中基本不溶解，但以孔雀石为主的自由 氧化铜矿物极易溶解于氰化物溶液中，这是导致现 场氰化浸出作业铜浸出率为1 9 ％的主要原因，也是 造成金浸出率偏低的主要因素之一。 万方数据 5 2 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i mm ．c n 2 0 1 5 年第8 期 图l孔雀石的S E M 形貌 F i g ．1 S E Mm i c r o s t r u c t u r eo fm a l a c h “e 3氰化浸出小型试验 对于以孔雀石为主的自由氧化铜矿物，如何减 少或消除铜溶解对氰化浸出过程造成的影响是本研 究的主要目的。根据国内外的研究成果，铜矿物在 氰化物浓度较高时．与氰化物溶液直接的作用非常 强烈，而随着氰化物浓度的降低，铜矿物与氰化物溶 液之间作用的强烈程度急剧下降口⋯，这也与现场氰 化浸出作业铜主要在1 号槽一次加入氰化钠时瞬时 溶解的现象一致。基于此，首先考查了不同氰根离 子浓度下的金银铜溶解速度，浸出剂选择氰化钠，结 果如图2 所示。 二、 上 ● Y E U ● E ≮ 世 蚓 丑 璐 图2 不同氰根离子浓度下金、银、铜 的浸出速度曲线 F i g ．2L e a c h i n gV e l o c i t yc u r V e sO fA u 。A g a n dC ua td i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o no f d i s s O c i a t i v ec y a n i d ei o n s 结果表明，当氰根离子浓度为o ．0 5 ％～ O ．1 0 ％，铜溶解速度极慢，此时金银溶解速度明显优 于铜，表明在此浓度下，氰化物主要溶解金、银矿物， 而当氰根离子浓度大于0 ．1 0 ％以后，铜溶解速度激 增，并逐步超过金、银矿物，此时氰化物将主要溶解 铜矿物。换言之，铜的溶解与否和氰根离子浓度的 高低密切相关。 基于此，本研究提出了“控制氰根离子浓度减弱 铜溶解”的技术思路。首先进行了一次添加和分点 添加两种方式的氰根离子浓度测定，浸出剂选择氰 化钠，总用量为32 0 0g ／t ，分点添加的时间间隔为 4h ，氰化钠用量分别为20 0 0 、4 0 0 、4 0 0 和4 0 0g ／t ， 总浸出时间为3 0h ，测定结果如图3 所示。 { 2 I r 、 一c - 一- 一次添加 ‘J 1 6 }＼ - 分成添加 姿 ＼L 蓑 1 1 2 I 、＼．、 萍 一 、、、 罐 一、 、、 1 、 甏仉0 8 ＼＼～一一、二∑。、＼ 、弋 1 1 H L 浸m 时问，h 图3不同氰化钠添加方式的氰根离子 浓度变化曲线 F i g ．3 V a r i a t i O nc u r v e so fd i s s o c i a t i v ec y a n i d e i O n sc o n c e n t r a t i o nu n d e rd j f f e r e n t a d d i n gm o d eo fs o d i u mc y a n j d e 图3 表明，采用一次添加氰化钠的方式，氰根离 子浓度瞬时可达0 ．1 8 ％，而后直线下降至O ．0 5 ％， 而采用分点添加氰化钠的方式，氰根离子浓度瞬时 可达O ．1 0 ％，而后随着氰化钠的逐步加入，氰根离 子浓度基本稳定在O ．0 7 ％左右。 为了比较上述两种氰化钠添加方式的金、铜浸 出指标，进行了同等氰化钠用量条件下两种添加方 式的氰化浸出对比试验，其中分点添加方式的时间 间隔为4h ，总浸出时间为3 0h ，试验结果见表2 。 万方数据 2 0 1 5 年第8 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 3 表2 不同氰化钠添加方式的氰化浸出试验结果 T a b l e2 C y a n i d el e a c h i n gr e s u l t so fd i f f e r e n t a d d i n gm o d eO fs o d i u mc y a n i d e 表2 结果表明，采用一次添加氰化钠方式，铜浸出 率基本在1 9 ％左右，表明占有率为1 5 ％左右、以孔雀石 为主的自由氧化铜矿物基本全部溶解，导致金浸出率 仅为8 9 ％左右，而采用分点添加氰化钠方式，铜浸出率 可降至4 ％左右，金浸出率也可提高至9 3 ％左右。 综上所述，分点添加氰化钠可有效抑制铜的溶 解，并可消除铜溶解对金氰化浸出作业造成的影响， 金浸出率较一次添加方式提高幅度明显，因此最终 选择分点添加氰化钠方式。 4 工业生产应用 在上述研究的基础上，对原氰化浸出作业的加 药系统进行了改造，其中前三段浸出槽均新增自动 加药机[ 17 | ，分点添加氰化钠，并新增氰根离子浓度 实时监控系统，每小时均有专人采用滴定法检测氰 根离子浓度。改造后氰化浸出作业的平均指标为 渣含金0 ．1 4g ／t 、铜O ．5 1 ％，渣计金浸出率 9 3 ．4 0 ％，铜浸出率1 ．9 3 ％。 结果表明，在原矿金品位均为2 ．1 2 9 ／t 、铜品位均 为o ．5 2 ％的情况下，铜浸出率由原来的1 9 ．2 3 ％降至 1 ．9 3 ％，铜矿物基本不再溶解，而金浸出率由原来的 8 8 ．2 1 ％提高至9 3 ．4 0 ％，提高了5 ．1 9 个百分点，达到了 氰化浸出小型试验的指标，提高幅度十分明显。 综上所述，针对云南某含铜金矿石，本研究在不 大范围改变原工艺流程的基础上，采用氰化钠分点 添加的方式，通过控制氰根离子浓度在o ．0 5 ％～ o ．1 0 ％的范围内，消除了以孔雀石为主的自由氧化 铜矿物溶解对氰化浸出过程造成的影响，成功实现 了金的选择性浸出。 5结论 1 云南某含铜金矿石中与铁结合氧化铜形式存 在的铜占有率高达8 2 ．8 5 ％，以孑L 雀石形式存在的 自由氧化铜矿物占有率为1 5 ．5 0 ％，采用浸出槽和 浸出吸附槽组成的全泥氰化工艺回收金，金浸出率 仅为8 8 ．2 l ％，铜浸出率也有1 9 ％左右。 2 采用“控制氰根离子浓度减弱铜溶解”的技术 思路，并选择分点添加氰化钠的方式来控制氰根离 子浓度，氰根离子浓度可稳定在o ．0 5 ％～0 ．1 0 ％， 铜浸出率降至3 ％以内，金浸出率提高至9 3 ％左右。 3 采用该工艺对原氰化浸出作业进行改造和工 业应用后，铜矿物基本不再溶解，金浸出率可提高至 9 3 ．4 0 ％。 参考文献 [ 1 ] 胡春融，杨风，杨翅春．黄金选冶技术现状及发展趋势 [ J ] ．黄金，2 0 0 6 ，2 7 7 2 9 3 6 ． [ 2 ] 姜涛，罗淑华．铜矿物类型对金氰化浸出影响的研究 [ J ] ．黄金，1 9 9 0 ，1 l 8 2 5 2 9 ． [ 3 ] 陈淑萍，王春，伍赠玲，等．低品位含铜金矿柱浸试验研 究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 5 2 3 4 3 8 ． [ 4 ] 李远荣．铜砷矿物类型对金氰化浸出的影响及如何提 高其浸出率的探讨[ J ] ．黄金，1 9 9 4 ，1 5 1 1 3 7 4 2 ． [ 5 ] 崔日成，杨洪英，陈森，等．难处理金矿中伴生矿物对氰 化浸出的影响[ J ] ．东北大学学报自然科学版，2 0 1 1 ，5 6 9 1 2 9 l 一1 2 9 4 ． [ 6 ] 谢敏雄，王宝胜，丁辉．含铜金精矿氰化过程铜氰配位数 的计算及意义口] ．黄金科学技术，2 0 0 8 ，1 6 5 4 6 4 8 ． [ 7 ] 程东会，王贵琴．含铜金矿提金工艺[ J ] ．陕西地质， 2 0 0 3 ，2 0 2 1 0 2 1 0 6 ． [ 8 ] 袁喜振，孙春宝，李绍英，等．某含铜难处理金矿提金试 验[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 4 1 1 4 3 4 7 ． [ 9 ] 李俊萌．难处理金矿石预处理方法研究现状及其发展 趋势[ J ] ．稀有金属，2 0 0 3 ，2 7 4 4 7 8 4 8 l ，4 9 0 ． [ 1 0 ] 张立明，周凌锋，孙德四．难浸金矿石细菌氧化浸出的 研究现状及发展方向[ J ] ．黄金，2 0 0 5 ，2 6 6 4 0 一4 3 ． [ 1 1 ] 钟晋，胡显智，字富庭，等．硫代硫酸盐浸金现状与发 展[ J ] ．矿冶，2 0 1 4 ，2 3 2 6 5 6 9 ， [ 1 2 ] 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