难浸金矿提金扩大试验.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年I 期 3 7 难浸金矿提金扩大试验 吴复忠，李军旗，金会心，张金柱 贵州大学材料与冶金学院，贵阳5 5 0 0 0 3 摘要对黔西南州高砷、高硫难浸金矿进行焙烧固砷固硫预处理后，采用氧化剂强化氰金方法，进行了扩 大试验研究。结果表明工艺流程简单，金浸出率能够达到8 5 ％以上。 关键词高砷高硫；难浸金矿；强化氰金；浸出率 中图分类号T F 8 3 1文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 0 0 1 - - 0 0 3 7 一0 3 I n d u s t r i a lT e s to nG o l dE x t r a c t i n gf r o mR e f r a c t o r yG o l dO r e W UF u z h o n g ，L IJ u n q i ，J I NH u i x i n ，Z H A N GJ i n - z h u C o l l e g eo fM a t e r i a l sa n dM e t a l l u r g y ，G u i z h o uU n i v e r s i t y ，G u i y a n g5 5 0 0 0 5 。C h i n a A b s t r a c t T h er e f r a c t o r yg o l do r ew i t hh i g ha r s e n i ca n ds u l p h u rc o n t e n t si nt h ee a s to fG u i z h o up r o v i n c ei s p r e t r e a t e db yr o a s t i n g ．T h eg o l di se x t r a c t e db ys t r e n g t h e n i n gl e a c h i n gp r o c e s s ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h e g o l dl e a c h i n gr a t ei sa b o v e8 5 ％． K e y w o r d s H i g h - ‘a r s e n i ca n dh i g h 。s u l p h u r ；R e f r a c t o r yg o l do r e ；S t r e n g t h e n i n gc y a n i d el e a c h i n g ；L e a c h i n g r a t e 黔西南州已探明可开采的金矿金储量为1 5 0t ， 但由于矿石高砷高硫，金的品位较低，大都在1 2g ／t 以下，金常以显微或亚显微颗粒存在于毒砂、硫化物 和硅酸盐基体内的细粒浸染的包裹体中。致使矿石 直接细磨采取氟金的方法，金的浸出率一般都在 6 0 ％以下，典型的难浸金矿石金的浸出率在2 0 ％左 右。采用直接浸金一方面造成有限的金资源被浪 费，另一方面氰化物的耗量过高，影响企业社会经济 效益[ 1 叫] 。为此，对贵州黔西南地区某矿山高砷高 硫难浸金矿通过焙烧固砷固硫预处理后，再采用氧 化剂强化氰金，并进行了扩大试验。 1试验方法 1 ．1 试验原料 试验原料为贵州黔西南州的某矿山难浸金矿， 含A u1 1 ．8g ／t 、A g2 ．1 3g ／t ，其他化学成分 ％ S 1 5 ．2 2 、A s3 ．5 4 、F e3 7 ．6 5 、C u0 ．0 3 2 、P b0 ．0 2 2 、C 基金项目国家9 7 3 项目 2 0 0 5 C B 7 4 2 0 6 作者简介别[ f f g , 1 9 7 0 - - ．男，安徽枞阳人，剐教授，博士 1 ．3 7 、C a O2 ．8 8 、S i 0 23 6 ．8 7 、A I O 。3 ．4 5 。物相分 析表明该金矿主要是硫化物 4 9 ．1 5 ％ 和硅酸盐包 裹 4 5 ．3 4 ％ ，游离金和碳酸盐包裹占极小部分。 1 ．2 扩大试验工艺流程及设备 1 ．2 ．1 T 艺流程 图1 1 ．2 ．2 试验设备 主要试验设备见表1 。 2 试验理论分析 2 ．1 热力学分析 氰化浸金在没有氧气存在条件下，氰化钠在水 中的溶解度极其缓慢，所以在氰化浸金过程中需要 氧化剂。其反应见下式 4 A u 8 N a C N 0 2 2 H 2 0 一4 N a A u C N 2 4 N a O H 1 通过热力计算得该反应的反应常数为 l o g K 1 6 ．9 3 5 n ①0 1 0 ．5 4 万方数据 3 8 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年1 期 式中晚。为氧化剂电位。 要使氰金反应在热力学上可行，须使l o g K 0 ， 由此氧化剂的电位必须满足①。。 一O ．5 4V 。 破碎，筛分、配抖f 上 I 焙烧嬲I 申 _ I 球磨l J ；．一 羹J 强竽出J 蔷 水l 过滤l 譬 近矗 逆流洗蒲．J 几露崭h 蕴 00 潭鲶 ● 图1T 艺流程图 F i g ．1 F l o wc h a r to fe x p e r i m e n t 表1 主要设备 T a b l e1M a i ne q u i p m e n to fe x p e r i m e n t 因此，从热力学角度来看，只要某种氧化剂的氧 化电位大于一o ．5 4V ，氰化浸金过程就可以自发进 行，试验采用H 。0 。代替空气中氧气，主要是由于空 气中氧气在溶液中的溶解度很低，而H z O z 的电位 是0 ．9 5V ，加入H 。0 。强化氰金的溶解过程，能明 显提高金的浸出率，同时节约了氰化钠的用量。 H 。o 。作氧化剂的反应见下式 2 A u 4 N a C N H 2 0 2 2 N a A u C N 2 2 N a O H 2 其反应的K 1 0 5 0 一，所以，反应不仅能自发进 行，而且反应很彻底。 2 ．2 动力学分析 金与氰化钠溶液的相互作用是在固液两相界面 上碱液中进行的非均相反应。整个过程在动力区和 扩散区混合进行，对于金的氰化溶解反应，反应的平 衡常数具有很大的值，反应物向溶液中扩散一般进 行得相当快，因而并不限制浸出过程的速度。试验 时采用焙烧预处理后湿磨至一o ．1m m ，浸出时强烈 搅拌，使固液充分接触，能缩短反应时间。反应受扩 散速度和化学反应速度控制。在金的电化学溶解过 程，一般认为化学反应速度较快，其溶解速度受扩散 过程控制，氰化溶金速度主要取决于溶液中C N 一和 氧扩散速度。由菲克定律通过计算，当金溶解速度 达到平衡时，金的溶解速度达到最大值，单纯的提高 溶液中氰化物或溶解氧浓度均无法使金的溶解速度 达到最大值，只有同时控制两者的浓度，才能使氰化 浸金的速度达到最大值，试验证明两者的浓度比在 4 ～6 时，金的溶解速度达最大值，与理论相吻合。 3 试验结果及分析 3 ．1 焙烧温度对浸出率的影响 不同温度下的试验浸出时氰化钠的加入量为2 k g ／t 、液固比3 1 、双氧水2 5 0g ／t 。试验结果见图 2 。 温度，℃ 图2 焙烧温度对浸出率的影响 F i 晷2 E f f e c to ft e m p e r a t u r e O ng o l dl e a c h i n gr a t e 从图2 可以看出焙烧温度在8 0 0 ℃时浸出率是 8 7 ％，达到最高；当温度低于6 5 0 ℃，浸出率明显降 低，这是由于硫化物包裹金没有被打开，致使该物相 中的金不能够被浸出；当温度高于8 5 0 ℃，浸出率更 加明显降低，这是由于温度过高，难浸金矿石过烧， 重新形成二次包裹，金会包裹在焙烧形成的不透性 物相中，致使金不能够被浸出。所以最理想焙烧温 度是8 0 0 ℃。 3 ．2 焙烧粒度对浸出率的影响 氰化钠的加入量2k g ／t 、液固比3 1 、双氧水 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年1 期 3 9 2 5 0g ／t 、焙烧温度为8 0 0 ℃。不同粒度下的浸出率 分别是一0 。2 5m m8 6 ．4 2 ％、一1 0m m7 9 ．8 8 ％、1 ～4m m6 4 ．5 1 ％、5 ～9m m4 2 ．3 7 ％、1 0 ～1 3m m 3 6 ．7 6 ％ 可以看出随着焙烧粒度的增加浸出率浸出率明 显下降，这是由于粒度过大，矿石不能充分焙烧，包 裹金不能完全打开，导致金的浸出率降低。从反应 动力学理论上来讲，粒度越细，焙烧越充分，浸出反 应越快，但粒度过细给破碎工艺增加了人工费用、设 备投资、能耗，同时由于粒度过细在焙烧过程中富氧 脱硫时，风机抽力会带走一部分矿粉，使焙烧损耗 大。试验综合各种因素，选择一0 ．1m m 在工业化 时较经济合理。 3 ．3 不同氧化剂对浸出率的影响 由热力学分析可知只要某种氧化剂的氧化电位 大于一0 ．5 4V ，氰化浸金过程就可以自发进行，在 氰化钠的加入量2k g ／t 、液固比3 l 、双氧水2 5 0 g ／t 、焙烧粒度一0 ．1m m 、焙烧温度8 0 0 ℃的条件下 进行试验。不同氧化剂的金浸出率分别是双氧水 8 7 ．6 4 ％、高锰酸钾6 8 ．4 3 ％、过氧化钠4 9 ．o o ％、空 气4 2 ．8 3 ％、高锰酸钾 过氧化钙8 2 ．7 9 ％、重铬酸 钾8 3 ．6 4 ％、硝酸铅6 5 ．6 8 ％、过氧化钙7 3 ．4 2 ％、双 氧水 硝酸铅5 8 ．3 4 ％。可以看出采用H 。0 2 和 K z C r z O ，、高锰酸钾 过氧化钙作氧化剂试验金的 浸出率较高，但由于K 。C r 。0 ，和高锰酸钾 过氧化 钙市场价格贵，所以工业化生产时选择H z 0 作氧 化剂既使金的浸出率较高，又能降低成本。 3 ．4N a C N 的用量对金浸出率的影响 试验条件焙烧脱硫温度8 0 0 ℃、液固比3 l 、 [ C N 一] ／[ 0 。] 5 、双氧水2 5 0g ／t ，试验结果如图3 所示。理论上浸出1 克金需要0 ．4 9 克氰化钠，但实 际需要氰化钠远远大于理论量。这是由于矿石中含 有大量的耗氰物质，同时为了加快金的浸出速度要 使氰化物浓度在0 ．0 5 ％～o ．1 ％。从图3 可以看出 处理该矿山的金矿石每克金所需氰化钠最佳用量是 2 0 0 克。 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 02 5 03 0 0 每克金N a C N 用量／g 图3N a C N 的用量对金浸出率的影响 F i g ．3 E f f 比to fN a C Nc o n s u m p t i o n O ng o l dl e a c h i n gr a t e 4结论 1 难浸金矿通过固砷固硫焙烧预处理后，采用 氧化剂强化氰金，金的浸出率达到8 5 ％以上，工艺 流程简单； 2 处理该矿山难浸金矿石最佳工艺参数氰化 钠浓度0 ．0 5 ％～0 ．1 ％、氰化钠用量2 0 0 9 、液固比 3 l 、[ C N 一] ／[ O 。] 5 、焙烧温度8 0 0 “ C 。 参考文献 [ 1 ] 王喜良，童雄．强化含金矿石提取的理论与应用[ M ] ． 云南云南科技出版社，1 9 9 6 ． [ 2 1 3 1 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 8 4 5 ． [ 3 ] 赵建辉．含砷难浸金矿石堆浸工艺研究及工业实践[ J ] ． 黄金，2 0 0 1 ，2 2 8 3 8 4 5 ． [ 4 ] J h aMC ．R e { r a c t o r i n e s so fc e r t a i ng o l do r e st oc y a n i d a t i o n p r o b a b l ec a u s e sa n dp o s s i b l es o l u t i o n s [ J ] ．M i n e r a l P r o c e s s i n ga n dE x t r a c t i v eM e t a l l u r g yR e v i e w ，1 9 8 7 ，2 3 3 1 3 5 2 ． 万方数据