湿法工艺处理多金属银矿扩大试验.pdf

4 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 2 年6 期 d 埘1 0 ．3 9 6 9 ／J ．i s s n ．1 0 0 ％7 5 4 5 ．2 0 1 2 ．0 6 ．0 1 2 湿法工艺处理多金属银矿扩大试验 段东平，周娥，陈思明，李婷，夏光祥 中国科学院过程工程研究所，北京1 0 0 1 9 0 摘要针对某以银为主的多金属精矿，在前期氧化氨浸一氰化工艺小型试验基础上，进行了6k g 和 3 0t ／d 级的扩大试验。结果表明，氨浸渣脱铅率可达到9 3 ％，脱铅渣中金氰化率可达到9 5 ％以上，当吨 矿N a C N 用量达到2 0k g 时．银氰化率也可达到9 7 ％以上，扩试结果与小试结果基本一致。根据工业试 验相关经济核算，3 年内可回收成本． 关键词多金属精矿；金；银；湿法冶金；氧化氨浸～氰化 中图分类号T F 8 3 1 ；T F 8 3 2 文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 1 2 0 1 2 1 0 6 0 0 4 0 0 4 P i l o t p l a n tS c a l eE x p e r i m e n to nH y d r o m e t a l l u r g i c a lP r o c e s s o fM u l t i - m e t a lS i l v e rC o n c e n t r a t e D U A ND o n g - p i n g 。Z H O UE ，C H E NS i m i n g ，L IT i n g ，X I AG u a n g - x i a n g I n s t i t u t eo fP r o c e s sE n g i n e e r i n g ，C h i n e s eA c a d e m yo fS c i e n c e ，B e i j i n g1 0 0 1 9 0 。C h i n a A b s t r a c t P i l o t p l a n ts c a l eo f6k ga n d3 0t ／de x p e r i m e n t sw e r ec a r r i e dO u to nt h em u l t i m e t a ls i l v e rc o n c e n - t r a t eb a s e do nt h ep r i o rl a b o r a t o r yt e s tr e s u l t ．T h er e s u l t ss h o wt h a td e l e a d i n gr a t eo fa m m o n i al e a c h i n g r e s i d u ei su pt O93 ％，c y a n i d i n gl e a c h i n gr a t eo fg o l di nd e l e a d i n gr e s i d u ei sa b o v e9 5 ％，a n d9 7 ％o fs i l v e r e x t r a c t i o nr a t ei sa c h i e v e dw i t hd o s a g eo fN a C Np e rt o nr e s i d u eo f2 0k g ．T h er e s u l t so fp i l o t p l a n ts c a l e e x p e r i m e n t sa r ei na g r e e m e n tw i t ht h o s eo fl a b o r a t o r yt e s t ．A c c o r d i n gt Ot h ee c o n o m i ca c c o u n t i n go fi n d u s - t r i a lt e s tti n v e s t m e n tC O S tw i l lb er e c o v e r e dw i t h i n3y e a r s ． K e yw o r d s m u l t i m e t a lc o n c e n t r a t e ；A u ；A g h y d r o m e t a l l u r g yf o x i d a t i v ea m m o n i al e a c h i n g - c y a n i d i n g 我国金银矿的特点是成分复杂、伴生矿床比例 大[ 1 3 。矿物学研究表明，金矿石或浮选后的金精矿 因为金呈微细粒被其它矿物包裹或浸染分布在硫化 矿物中，或以难溶性的金化合物形式存在，或因为金 矿中含有干扰金氰化的某些物质，而使其难以直接 氰化浸出[ 2 ] 。因此，有必要对该类矿石进行预处理。 预处理该类矿石的现行工艺主要以火法焙烧为主。 由于火法工艺金属分离差、元素回收率低、环境污染 与资源浪费严重，大量的金银矿无法得到有效利用。 湿法处理工艺因绿色无污染、原料适用性强、规 模可调、元素回收率高等优点而受到关注。现有多 金属金银矿湿法预处理工艺有化学氧化法[ 3 ] 、氯化 收稿日期2 0 1 1 - 0 9 - 3 0 作者简介段东平 1 9 6 9 - ，男，内蒙古人．研究员，工学博士． 物浸出法‘“、加压氧化酸浸法‘“、加压氧化氨浸 法‘“、微生物法‘”、矿浆直接电解浸出法‘8 3 等。 针对河南内乡以银为主的多金属精矿，在前期 氧化氨浸一氰化工艺小型试验结果的基础上[ 9 】，进 行吨级规模的扩大试验，以验证并优化小型试验结 果，为最终实现该工艺的工业化提供可靠的工艺参 数和理论依据。 16k g 规模扩大试验 1 ．1 小型试验与扩大试验结果对比 针对6k g 批料规模的扩试进行了2 次，固定条 件液固比5 1 、7 0g ／LN H 。 7 9g ／LN H 4 H C 0 3 、 万方数据 2 0 1 2 年6 期 有色金属 冶炼部分 h t t p ／[ y s y | ．b g r i m m ．c n 4 l 搅拌速度5 0 0r ／m i n 、氰化时问8h 。依氨浸～脱铅一氰化工艺的有关试验条件进行，结果见表1 。 表l6k g 级扩试条件及结果 T a b l e1 E x p e r i m e n tc o n d i t i o na n dr e s u l t so f6k gl e v e lp i l o t - p l a n ts c a l e 表1 表明，金、银的氰化率差别较小，铜、铅的收 率稍有差别，锌的收率差别较大，这与温度及耗氧量 均不同有关。 1 0 0 ℃物料量为2 0 0g 小型试验 N o ．1 5 c g j 与 6k g 扩大试验的氧化氨浸过程耗氧量一时间关系如 图1 所示。 ， L 暑 蜘 耳 耀 授出时J 司／m i n 图1氧化氨浸过程耗氧量一时间关系图 F i g ．1 E f f e c to ft i m eo no x y g e nc o n s u m p t i o n o fo x i d a t i v ea m m o n i al e a c h i n gp r o c e s s 由图1 可知，相同的扩试物料量，温度1 0 0 ℃ 时氧耗速度快，即过程反应速度快；8 5 ℃时的氧耗 速度则相对较慢。而最终的氧耗量方面，1 0 0 ℃时 可达2 4 0m 3 ／t ，8 5 ℃时则只有2 0 0m 3 ／t ，说明温度 对氧化氨浸过程为正影响，有利于反应的进行。 从效果看，小试结果与扩1 相对比，反应2 4 0 m i n 时。氧耗均可达2 0 0m 3 ／t ，具体指标见表2 。 表2 扩试与小试技术指标对比 T a b l e2 I n d e xc o m p a r i n gb e t w e e np i l o t - p l a n t s c a l ea n ds m a l le x p e r i m e n t 由表2 可知，小试与扩试中金、银的回收效果 差别不大，扩大试验基本验证了小型试验的结果。 1 ．2 氨浸渣脱铅 氨浸渣中富集了全部的金银及铅，铅已转化为 P b C O 。，可用H N 0 。制备铅的化工产品 如铅黄及 铅红 或用H S i F 。溶解后进行电积。反应为 P b C 0 3 十2 H N O 。 P b N 0 3 2 C 0 2 十 H 2 0 P b C 0 3 H 2 S i F 6 P b S i R C 0 2 十 H 0 氨浸渣酸溶解前后的质量差应为P b C O 。量，从 而可计算出铅的量。另一方面，所得硝酸铅溶液或 硅氟酸铅溶液，加入H 。S 0 4 可得到P b S O 。，也可从 其质量计算出铅的量，两种算法之结果极为相近。 在室温，液固比3t1 。人工搅拌或机械搅拌1 0m i n ， 脱铅过程即完成，脱铅渣含铅2 ．9 4 ％左右。所用硝 酸为理论量的1 0 5 ％；沉铅时所用H z S O 。过量5 ％， 扩试结果与之前的小试结果[ 9 3 对比见表3 。 表3 氨浸渣脱铅结果 T a b l e3 D e l e a d i n gr e s u l t so fa m m o n i a l e a c h i n gr e s i d u e 由表3 可知，由氨浸渣失重计算所得的铅量与 实得P b S 0 4 中的铅量，两者相当吻合，误差≤2 ％。 对4 2 0g 扩1 氧化氨浸渣，按液固比2 1 ，加入 1 4 0gH N 0 3 溶解1 0m i n ，再加入1 1 1gH 2 S 0 4 沉 铅，铅实收率9 3 ．2 ％。 上述结果表明溶铅时，硝酸用量为脱铅理论量 的1 ．0 7 倍；硫酸沉铅时为理论量的1 ．0 3 倍。在实 际应用时硝酸过量是允许的，硫酸用量应低于理论 值，以便硝酸溶液循环使用。 当用硅氟酸脱铅时，脱铅液净化后可用于铅的 电积，脱铅液铅浓度可达1 8 0g ／L 。脱铅渣的金银 氰化结果与硝酸脱铅渣的氰化结果相同。 1 ．3 氰化 1 ．3 ．1 氨浸渣氰化 在氨浸过程中，硫化铅已氧化并转化为碳酸铅， 万方数据 4 2 有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s y l ．b g r i r a m ．c n 2 0 1 2 年6 期 对金和银的氰化浸出危害较小。扩1 试验氨浸渣， 每i 0 0g 精矿氨浸后的渣为7 7 ．8g ，由于氨浸过程 中金及银不进入溶液，全部富集于渣中，故氨浸渣的 氰化浸出率等同于精矿中的金银氰化浸出率。有关 试验结果见表4 。 表4 氨浸渣氰化结果 T a b l e4 C y a n i d i n gr e s u l t so fa m m o n i al e a c h i n gr e s i d u e 二 注一* N a C N 分两次加人，间隔8h 表4 表明，当吨矿的N a C N 加入量为1 5k g 时， 金氰化率可达9 3 ％～9 4 ％，银为9 5 ％～9 7 ％。表4 所列条件范围内，金氰化率均大于9 3 ％，银浸出率 受氰化条件影响较大。当采用扩1 1 3 条件，即低 N a C N 浓度及用量而延长氰化时间时，金银氰化率 分别为9 3 ．8 ％及9 7 ．1 ％。扩1 1 2 表明，吨矿 N a C N 用量为1 0k g 时，银浸出结果不佳。银平均 氰化率可达9 6 ％～9 7 ％，比脱铅渣的氰化率约低1 个百分点。 1 ．3 ．2 脱铅渣氰化 氨浸渣用硝酸溶解铅，金银全部保留在脱铅渣 中。氰化时间8h ，其余试验条件及结果见表5 。 表5 脱铅渣氰化结果 T a b l e5C y a n i d i n gr e s u l t so fa m m o n i al e a c h i n g - - d e l e a d i n gr e s i d u e N o ． 脚s 删m L 吨；荔N 掣嚣i 而竽等丽i 鲻丝百一 2 32 3 4 9 0 02 0 *1 10 ．0 2 09 9 ．3 2 - - 43 03 0 03 01 0 0 ．0 3 89 8 ．4 1 8 2 03 0 04 01 00 ．60 ．0 2 7 9 8 ．19 8 ．9 1 2 12 7 ．5 3 0 01 03 ．31 ．10 ．5 79 6 ．77 3 ．6 1 2 22 7 ．53 0 02 06 ．60 ．0 7 9 8 ．2 1 3 12 7 3 0 01 03 ．2 31 ．20 ．8 59 B ．36 7 ．1 1 3 29 73 0 0 2 06 ．60 ．0 79 7 ．4 注。* 分两次加人，间隔4h ；* * 硅氟酸脱铅 表5 中扩试1 2 1 及1 3 1 吨矿N a C N 加入 量为1 0k g 时，金氰化率可达9 6 ％以上，但银氰化率 仅7 3 ％和6 7 ％；当吨矿N a C N 加入量为2 0k g 时， 银氰化率可提高到9 7 ％；当N a C N 分作两次加入2 0 k g 时 扩2 3 ，银氰化率可提高到9 9 ％以上。 表5 中扩1 8 为硅氟酸脱铅后渣的氰化，脱铅 时硅氟酸浓度为1 2 ．7 ％，用4 3 5m L 溶液溶解1 6 0g 氨浸渣，氰化渣产率为Z 7 ．3 ％，与硝酸脱铅时的结 果相同。 2 3 0t ／d 规模扩大试验 2 ．1 工艺流程 氧化氨浸一氰化和氧化氨浸一酸脱铅一氰化的 简易流程分别见图2 和图3 。 2 ．2 各单元过程操作条件 各单元过程及操作条件见表6 所示。 万方数据 2 0 1 2 年6 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 3 氰化渣 围2氧化氨浸一氰化简易流程图 F i g ．2 F l o w s h e e to fo x i d a t i v ea m m o n i a l e a c h i n g - - c y a n i d i n gp r o c e s s 图3氧化氨浸一酸脱铅一氰化简易流程图 F i g ．3 F l o w s h e e to fo x i d a t i v ea m m o n i a l e a c h i n g - a c i d i cd e l e a d i n g - c y a n i d i n gp r o c e s s 表6 各单元过程的操作条件 T a b l e6O p e r a t i n gp a r a m e t e r so fe a c hu n i tp r o c e s s 单无过程 操作条件 精矿球厝 应膊细到一0 ．0 4 3m r f i 占9 0 ％ 氧化氨浸 篓1 7 ，℃’操作压力0 ’2 ～o ‘4 M P a ‘溶剂成分4 0 ～4 5 g ／L NH 3 3 2 ～3 9g ／L N H l H C o 液固比5 q l 停留时 硝酸c 或硅氟酬铅萎耋蓑茎茎主翟篡豁；Z ；黧墨罢嚣蒜嘣。 氰化作用吨矿N a C N 用量1 0 ～1 5k g ；室温停留1 2h 在氧气气氛中 蒸氨作用苎化t 石灰曼，量2 0 ％h ‘o H ’2 浓度2 5 0g ／L } 蒸馏液汽比1 。4 l 停留时间4 0 耐n I 操作压力o 1M P 8 ；操作温 2 ．3 工艺流程物料组分走向 氧化氨浸一氰化方案组分走向见表7 。 表7 氧化氨浸一氰化方案组分走向 T a b l e7C o m p o n e n td i s t r i b u t i o no fo x i d a t i v e a m m o n i al e a c h i n g - c y a n i d i n gp r o c e s s ／％ 表7 中，氨浸液中金占4 ％系8 5 ℃氨浸液中含 金约0 ．0 7m g ／L 的结果；银在氨浸液中仅为0 ．0 1 m g ／L ，可忽略；铅为9 5 ．5m g ／L ，硫呈S q ”存在， 渣含铅因氨浸渣产率为8 0 ％而由4 2 ％上升到 5 2 ．5 ％；另外，氰化渣中含银为1 7 5g ／t 、含金0 ．4 4 g ／t 。 氧化氨浸一硝酸 硅氟酸 脱铅一氰化方案组分 走向见表8 。 表8 氧化氨浸一脱铅一氰化方案组分走向 T a b l e8C o m p o n e n td i s t r i b u t i o no fo x i d a t i v e a m m o n i ai e a c h i n g - d e l e a d i n g - c y a n i d i n g p r o c e s s ／％ 表8 表明，由于氰化渣产率为精矿的2 6 ％左 右，故氰化渣中含有1 ．2g ／t 的金及4 0 0g ／t 的银。 3 结论 1 6k g 和3 0t ／d 级的扩大试验，氨浸渣脱铅率 可达到9 3 ％，脱铅渣中金氰化率可达到9 5 ％以上， 银氰化率达到9 7 ％以上。扩大试验所得结果与小 型试验一致，各元素的回收都得到满意结果，符合环 保要求。 下转第5 3 页 万方数据 2 0 1 2 年6 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 3结论 1 F e - 6 ．5 ％S i 合金的塑性极低。加入铝后有利 于改善铸态高硅钢的强韧性，而当铝含量为0 ．4 ％ 时，屈服强度与未合金化前相近，但延伸率超过 5 ％，得到了大幅提高。 2 硼、铌、错的微合金化均有利于改善铸态高硅 钢的塑性，且0 ．0 2 ％硼的改善效果明显优于0 ．0 5 ％ 硼。铌和锆的加入则有利于削弱碳，氮在材料中起 的不利影响。 3 在快凝态高硅钢中，铝元素的加入将增大晶 粒尺寸，且F e - 6 ．5 ％S i 一0 ．4 ％A I 的晶粒尺寸更为均 匀，随着铝含量的增加，主要织构组分 1 0 0 } 和 { 1 1 4 明显增强，铝元素的添加有利于降低 磁导率和磁滞损耗。 参考文献 [ 1 1 何忠治．电工钢[ M ] ．北京冶金工业出版社，1 9 9 6 2 0 3 一 Z 1 6 ． [ 2 2H a j j iH ．O k a d aK TH ．M a g n e t i cp r o p e r t i e sa n dw o r k a b i l i t yo f6 ．5 ％S is t e e ls h e e t [ J ] ．J o u n r a lo fM a g n e t i s m a n dM a g n e t i cM a t e r i a l s ．1 9 9 6 ，1 8 0 1 0 9 1 1 4 ． E 3 ] 吴润，陈大凯，夏先平，等，高硅钢的P c v D 制造工艺及 其电磁性能[ J ] ．钢铁研究学报，1 9 9 7 ，9 4 4 2 4 5 ． [ 4 ] N m aWJ ，C h o iHc ．E f f e c to fS io nm e c h a n i cp r o p e r t i e s o fl o wa l l o ys t e e l [ 1 ] ．M a t e r i a l sS c i e n c ea n dT e c h n o l - o g y ，1 9 9 9 ，1 5 5 6 5 7 6 7 0 ． [ 5 ] Y a n e zTR ，H o u b a e r tY ，M a r cDW ．E v o l u t i o no fm a g n e t i ep r o p e r t i e sa n dm l c r o s t r u c t u r eo fh i g h s i l i c o ns t e e l d u r i n gh o td i p p i n ga n dd i f f u s i o na n n e a l i n g [ J ] ．I E E E T r a n s a c t i o n so nM a g n e t i c s ，2 0 0 2 ，3 8 5 3 2 0 1 3 2 0 3 ． [ 6 ] 胡广勇，左良，粱志德，等．快凝速度对淬态F e - 6 ．5 ％S i 薄带织构的影响[ J ] ．金属功能材料。1 9 9 8 ，5 5 2 0 7 2 0 9 ． E 7 ] S a k a iT ，S u z u k iY ，S h i m o s a t oS ，e tB 1 ．M a g n e t i cp r o p e r t i e so fF e - S ia l l o y sb yp o w d e rm e t a l l u r g y [ J ] ．I E E E T r a n s a c t i o n so nM a g n e t i c s 。1 9 7 7 ，1 3 5 1 4 4 5 1 4 4 7 ． 上接第4 3 页 2 根据吨级工业试验结果及相关经济核算判 断，3 0t ／d 规模的流程，3 年内可以回收投资成本。 参考文献 [ 1 ] 陈家镛．湿法冶金手册[ M ] ．北京冶金工业出版社， 2 0 0 5 ． [ 2 ] 夏光祥．难浸金矿提金新技术[ M ] ．北京，冶金工业出 版社．1 9 9 6 ． [ 3 ] 陈玉明，张培科，张丽珠．等．金精矿超声波强化硝酸预 氧化提金研究[ J ] ．中国矿业．2 0 0 4 2 ；6 8 7 0 ． [ 4 ] D u t r i z a cJE ．T h el e a c h i n go fs u l p h i d em i n e r e l si nc h l o r i d em e d i a [ J ] ．H y d r o m e t a l l u r g y ，1 9 9 2 2 9 1 - 4 5 ． [ 5 ] 谢克强。杨显万。舒毓璋，等．多金属硫化矿浮选精矿加 压酸浸研究口] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 0 6 4 6 - 9 ． [ 6 ] 夏光祥，涂桃枝，石伟，等．氨氰法从含铜金矿石中提金 研究与工业实践[ J ] ．黄金，1 9 9 5 7 。2 6 2 9 ． [ 7 ] 伍赠玲．高砷微细浸染型难处理金矿细菌预氧化一氰化 提金试验研究口] ．矿冶工程，2 0 1 0 I 5 4 5 6 ，6 1 ． [ 8 ] 王成彦，邱定蓍．江堵海。等．复杂锑铅精矿矿浆电解研 究口] ．矿冶，2 0 0 2 3 ，5 1 - 5 5 ． [ 9 ] 段东平，周娥。胨愚明．等。多金属银矿湿法处理工艺研 究口] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 2 5 3 0 一3 3 ． 万方数据