提高含砷金精矿两段焙烧焙砂中金浸出率的研究.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年6 期 3 3 提高含砷金精矿两段焙烧焙砂中金浸出率的研究 李云1 ，王云1 ，袁朝新1 ，孙建伟 1 ．北京矿冶研究总院冶金设计研究所，北京1 0 0 0 7 0 ；2 ．新疆星塔矿业有限公司，新疆托里8 3 4 5 0 0 摘要对目前含砷难处理金精矿两段焙烧工业生产流程中的焙砂及烟尘进行了提金试验研究。研究表 明，焙砂及烟尘中含有未分解的黄铁矿颗粒、分解不完全的F e S 相以及未分解完全的磁黄铁矿的存在是 影响氰化浸出率及氰化物的消耗的主要原因。对焙砂进行氰化浸出，渣金品位为4 ．2 8g ／t ，金浸出率为 8 9 ．1 5 ％，当焙砂再焙烧一细磨～氰化浸出时，再焙烧焙砂金的氰化浸出达到9 2 ．6 1 ％，渣中金品位2 ．9 2 g ／t 。 关键词难处理含砷金矿} 两段焙烧；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 6 0 0 3 3 一0 4 S t u d yo nI m p r o v i n gG o l dE x t r a c t i o no fT w o - S t a g eR o a s t i n g C a l c i n ef r o mA 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 L IY u n l ，W A N GY u n l ，Y U A NC h a o - x i n l ，S U NJi a n w e i 2 1 ．B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g M e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 0 7 0 ，C h i n a I 2 ．X i n j i a n gX i n g t aK u a n g y eC o ．L t d ．，T u o l i ，X i n i i a n g8 3 4 5 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h eg o l de x t r a c t i o nt e s t sw e r ec o n d u c t e do nc a l c i n ep r o d u c e df r o mr e f r a c t o r ya r s e n i c - b e a r i n gg o l d c o n c e n t r a t i o i n sb yu s i n gt w o s t a g er o a s t i n gp r o c e s si ni n d u s t r i a lp r o d u c t i o n ．T h er e s u l t si n d i c a t et h a ti n t h ec a l c i n ea n ds m o k ed u s t ，s o m ep y r i t eg r a i n sw h i c hd i d n td e c o m p o s e ，a n dt h eF e Sp h a s ea n dp y r r h o t i t e w h i c hd i d n td e c o m p o s e df u l l yw e r ep r e s e n t ，t h i si st h ep r i m a r yc a u s et oa f f e c tc y a n i d el e a c h i n gr a t ea n d c o n s u m p t i o no f , c y a n i d e ．T h ec y a n i d el e a c h i n gw a sc o n d u c t e do nc a l c i n e ．w i t hg o l dg r a d ei nr e s i d u e so f 4 ．2 8g ／ta n dg o l dl e a c h i n gr a t eo f8 9 ．1 5 ％；w h e nt h ec a l c i n ew a sr o a s t e do n c ea g a i n ，a n dt h e nt h ef i n e g r i n d i n ga n dc y a n i d el e a c h i n gw e r ec o n d u c t e do ni t ，t h eg o l dc y a n i d el e a c h i n gr a t ea c h i e v e s9 2 ．6 1 ％，a n d g o l dg r a d ei nr e s i d u e sa c h i e v e s2 ．9 2g ／t ． K e y w o r d s A r s e n i c - b e a r i n gg o l dr e f r a c t o r y ；T w o - s t a g er o a s t i n g ；L e a c h i n gr a t e 金精矿提金前的预氧化处理主要有焙烧氧化、 加压氧化和细菌氧化三种方法[ 1 - 3 ] 。实践表明，焙 烧作为传统工艺仍然以其工艺成熟、适应性强、操作 简单和技术可靠、投资成本相对较低等成为金精矿 预处理工艺中最具有吸引力的处理方法。目前，主 要采用两段焙烧工艺处理含砷含硫的难处理金精 矿，在第一段炉内还原气氛焙烧脱砷产生的三氧化 二砷作为白砷产品，在第二段炉内氧化焙烧脱硫产 生的二氧化硫烟气制硫酸，烧渣用于氰化浸金[ 4 ’6 ] ， 作者简介李云 1 9 7 1 一 ．男，安徽安庆太湖人，硕士，高级工程师． 该工艺可以实现金、砷、硫资源的综合利用。 2 0 0 0 年以来，国内在金精矿沸腾氧化焙烧基础 上发展起来的针对含砷难处理金精矿处理的两段焙 烧技术得到了迅速的发展，相继建成6 家专业黄金 冶炼企业并投产运行，其中5 个厂家的处理规模在 1 0 0 ～2 0 0t ／d ，这6 家专业黄金冶炼企业中，有4 家 由北京矿冶研究总院设计并提供技术服务。我国最 大的含砷难处理金精矿两段焙烧装置是青海大柴旦 矿业公司的两段焙烧炉，由北京矿冶研究总院提供 万方数据 3 4 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年6 期 成套技术并项目E P C M ，其处理规模达到了处理含 砷金精矿4 8 0t ／d 。 我们认为，在无法将难处理含砷金精矿掺人到 重有色金属熔炼过程中综合回收其中的有价金属的 条件下，要对含砷难处理金精矿实现就地产金，并综 合回收金银砷硫等资源，采用两段焙烧处理工艺仍 然是较佳的选择。 虽然我国国内两段焙烧在难处理含砷金精矿焙 烧提金方面发展较快，但目前运行的两段焙烧黄金 冶炼工艺中氰化尾渣含金仍然偏高，渣金基本平均 氰化尾渣含金品位更高。所以，如何提高两段焙烧 烧渣中金的浸出率，降低尾渣中金的品位避免资源 浪费以及提高冶炼企业经济效益是目前迫切需要解 决的问题。 本文针对西部某难处理金精矿两段焙烧工业生 产过程中焙砂进行浸出提金试验研究，获得了最优 的浸出工艺条件及最佳金浸出率，为工业生产提供 指导具有实际意义。 1 两段焙烧焙砂的基本组成 在4g ／t 以上，针对一些特别难处理的含砷金精，其对焙砂与烟尘进行多元素分析，结果列于表1 。 表l 焙砂与烟尘主要化学成分 T a b l e1C h e m i c a lc o m p o n e n t so ft w o - s t a g er o a s t i n gc a l c i n ea n dd u s t s 矿物学研究及扫描电镜观察表明，镜下能见到 焙砂中金的颗粒，但粒度很小，一般 2 弘m ，部分金 粒为细粒单体，部分为多孔赤铁矿包裹，而少量为脉 石包裹。焙砂和烟尘的能谱分析表明，基本组成除 F e 、s i 外，尚见显著数量A l 、C a 、K 和M g 、S ，亦见很 少量的C u 、A s ，烟尘中有较高的S 。可见，作为焙烧 原料的金精矿基本矿物，即黄铁矿经两段焙烧后大 部分已脱硫转化，但焙砂中仍含明显数量的硫。 烟尘中硫的含量明显高于焙砂中硫的含量，烟 尘中硫的存在形式主要为硫酸盐，但仍有少量未焙 烧完全的磁黄铁矿。烟尘中的A s ，与焙砂相比明显 较高，这是由于烟尘在焙烧时停留时间相对较短，而 导致脱砷不完全。 2氰化浸出验证试验 2 ．1 焙砂氰化浸出粒度对金浸出的影响 对该两段焙砂进行粒度分析，一0 ．0 5 5m m 粒 级占7 1 ．1 6 ％，一0 ．0 3 9m m 粒级占6 3 ．0 9 ％，说明 焙砂尚达不到难处理金精矿焙砂氰化浸出所要求的 粒度，所以在氰化浸出提金前需要对焙砂进行进一 步的细磨，以提高金的氰化浸出率。 采用常规氰化浸出，分别称取磨矿后不同粒度 的焙砂8 0g 置于氰化滚瓶中，在常温下氰化浸出。 浸出矿浆浓度4 0 ％，首先用C a O 6k g ／t 调矿浆 p H - - 一1 0 ．5 ，滚动预处理4h ，然后再加入N a C N 溶液 浸出，N a C N 用量6k g ／t ，p H 一1 1 ．5 下浸出3 2h 。 氰化浸出试验结果列于表2 。 表2 焙砂粒度对金浸出的影响 T a b l e2T h ee f f e c t so fc a l c i n es i z e so n g o l dc y a n i d el e a c h i n g ，粒度7 ％掌A “品等 A u 浸出率／％备注 一0 ．0 3 9m m ／ g t 1 7 6 ．5 54 ．9 28 7 ．5 4 焙砂再磨 8 7 ．8 2 4 ．4 0 8 8 ．8 6 焙砂再磨 i i 堕丝壹壁 由表2 可见，随着焙砂浸出粒度的变细，金的浸 出率明显提高。当焙砂氰化浸出粒度达到一0 ．0 3 9 m m 占8 7 ．8 2 ％时，金的浸出率达到8 8 ．8 6 ％，继续 提高焙砂浸出细度，金的浸出效果增加缓慢。另一 方面增加磨矿细度，电耗、钢球损失以及磨矿作业时 间等也随之增加；此外，磨矿太细将会给后续操作带 来很多麻烦。建议焙砂氰化浸出粒度在一0 ．0 3 9 f i l m 占9 0 ％左右为宜。 2 ．2 氰化钠用量对金浸出的影响 采用焙砂浸出粒度为一0 ．0 3 9m m 占9 0 ％，改 变氰化物用量，其他条件同上，直接进行氰化浸出。 试验结果列于表3 。 表3 氰化钠用量对金浸出率的影响 T a b l e3T h ee f f e c t so fc y a n i d el e a c h i n g r e a g e n td o s i n go ng o l dl e a c h i n gr a t e 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年6 期 3 5 由表3 可看出，当N a C N 用量为4 ．0k g ／t ，即浸 出氰化物浓度0 ．2 6 7 ％时，金浸出率为8 8 ．8 6 ％。继 续增加N a C N 用量，金浸出率没有显著提高。建议 选用N a C N 用量为4 ．0k g ／t 。 2 ．3 焙砂氰化浸出保护碱的选择试验 在氰化浸出过程中需要加入保护碱调节氰化浸 出矿浆溶液p H 在1 0 ～1 1 ．5 。保护碱的存在具有 三方面作用 1 浸出过程需要的氧气是通过向浸出 矿浆溶液通人空气提供。空气中的酸性气体，如 C 0 将使浸出矿浆溶液的p H 降低，使氰化物水解， 当保护碱存在时，可以消除这一影响； 2 浸出过程 中许多伴生矿物发生的副反应生成酸性化合物，必 须用保护碱中和； 3 氰化浸出过程中一些伴生矿溶 解形成的离子对金的浸出液起抑制作用或消耗氰化 物，保护碱可与之反应而消除这一作用。 采用氧化钙、氢氧化钙以及氢氧化钠做保护碱， 调矿浆p H 在9 左右，进行预搅拌处理后，再加入氰 化物对焙砂进行氰化浸出，浸出粒度一0 ．0 3 9m m 占9 0 ％。保护碱选择试验结果见表4 。 表4 不同保护碱与用量对金浸出率的影响 T a b l e4T h ee f f e c t so fd i f f e r e n tp r o t e c t i n g - - a l k a l id o s i n go ng o l dc y a n i d el e a c h i n gr a t e 由表4 可知，采用以上’三种保护碱进行氰化浸 出时，对金的浸出率并没有实质上的区别，目前在生 产上选择何种保护碱主要考虑生产成本以及使用方 便。 本试验没有采用碳酸钠 或碳酸铵 为保护碱进 行试验，主要原因是，碳酸钠 N a 。C O 。 或碳酸铵均 容易水解成H 。C 0 。，而H C 0 。可分解N a C N 。因 此，用碳酸钠 或碳酸铵 做保护碱时，欲降低氰化钠 的用量可能性很小。 3 提高焙砂中金氰化浸出率的探讨 在一定数量的磁黄铁矿，同时，由于焙烧金精矿中有 少量黄铜矿存在，焙烧后见有少量蓝辉铜矿存在，所 以焙砂的这两项指标严重影响金的浸出及氰化物的 消耗。两段焙烧的烟尘的氰化浸出结果 浸出条件 - - 0 ．0 3 9m m 占8 7 ．8 ％、N a C N 用量4 ．0k g ／t 、C a O 用量6 ．0k g ／t 表明焙砂再磨后氰化金的浸出率达 到8 9 ．1 5 ％，渣金品位4 ．2 8g ／t ；烟尘中金的氰化浸 出率平均8 8 ．4 2 ％，渣金品位6 ．8 2g ／t 。 3 ．2 焙砂与烟尘再焙烧一氰化浸出 为说明焙砂与焙烧烟尘的质量对氰化浸出的影 响，对焙砂与焙烧烟尘进行再焙烧氰化浸出试 3 ．1 焙烧烟尘氰化浸出验研究。焙砂及焙烧烟尘马弗炉再焙烧主要元素化 工艺矿物学的研究表明，焙砂与焙烧烟尘中存学分析结果如表5 所示。 表5 焙砂与烟尘马弗炉再焙烧元素化学分析结果 T a b l e5 A s s a yr e s u l t so fc a l c i n ea n dd u s t sb yf u r t h e rm u f f l ef u r n a c er o a s t i n g ／％ 表5 表明，焙砂再焙烧仍然有2 8 ％脱硫率，所 以表明仍有部分未分解的硫化矿物在再焙烧过程中 被氧化分解。而由于焙砂中的A s 、S b 在焙砂中以 钙的化合物形式存在，被固定在焙砂中，在焙烧温度 下难以分解脱除。当生产过程中的烟尘再焙烧时， 其脱硫率在5 5 ％～6 0 ％。砷与S b 由于焙烧时氧化 气氛过强，被反应生成砷 或锑 酸盐，而砷 或锑 酸 盐是很稳定的化合物，仅在很高温度下才能分解，因 此砷 或锑 继续残留在焙砂中。焙砂与烟尘6 5 0 ℃ 再焙烧氰化浸出结果如表6 所示 浸出条件一 万方数据 3 6 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年6 期 0 ．0 3 9m m 占9 0 ％、N a C N 用量6 ．0k g ／t 。 表6 焙砂与烟尘再焙烧一氰化浸出结果 T a b l e6T h ec y a n i d el e a c h i n gr e s u l t so f c a l c i n ea n dd u s tb yf u r t h e rr o a s t i n g 由表6 可见，当焙砂经过再焙烧氰化浸出， 金的浸出率达到了9 2 ．6 9 ％左右，较焙砂直接细 磨氰化浸出，金的浸出率提高了4 个百分点左 右。可见，生产现场两段焙烧产生的烟尘经过再焙 烧后，氰化渣中含金品位明显降低。 4 浸出渣的相组成及金在其中的状态 浸出渣主要相组成为由黄铁矿氧化脱硫转化而 得的赤铁矿相，另外，不同程度上残留有F e S ，烟尘 中尤多。影响A u 氰化效果的主要矿物学因素是自 然金的粒度极细，部分为赤铁矿或脉石 如石英 所 包裹。浸渣中金的化学物相分析结果表明金主要 以氧化铁包裹金形式存在，分布率为6 9 ．5 0 ％，其次 以硫化物包裹金形式存在，分布率为1 7 ．2 0 ％，只有 少部分以裸露金形式存在，分布率仅为5 ．8 0 ％，还 有一少部分包裹在硅酸盐相中，分布率为7 ．5 0 ％。 氰化浸出渣中多孔状的铁氧化物部分已形成致 密化的赤铁矿，若将浸出渣进一步超细磨，将可继续 浸出少量原来被包裹的自然状态A u ，但渣中的大部 分A u 依然不可浸出。这部分金是存在精矿中的不 可见金，这些不可见金虽然在氧化焙烧过程中随着 硫化物中硫的氧化脱出或形成的硫酸盐被浸出，大 部分已变为可浸金，但依然有部分为铁氧化物包裹 而成为不可浸金。这种与铁氧化物关系密切的金只 能随氧化铁的不断溶解才能不断暴露，才能变为可 浸出金。 5结论 1 焙砂 胶带过滤机后 属于典型难处理含多 金属的金精矿焙砂；焙砂中存在尚未分解的黄铁矿 颗粒及分解不完全的F e S 以及未分解完全的磁黄 铁矿；焙烧烟尘中存在磁铁矿以及磁赤铁矿相，烟尘 中见有较多的磁黄铁矿 F e S 存在； 2 在焙砂磨矿细度一0 ．0 3 9m m 占9 0 ％，C a 0 用量6k g ／t 焙砂 、N a C N 用量4k g ／t 焙砂 、氰化 时间3 2h 氰化条件下，氰化浸出渣中金品位为4 ．2 8 g ／t ，金浸出率达到8 9 ．1 5 ％； 当焙砂再焙烧细磨氰化浸出时，再焙 烧焙砂金的氰化浸出达到9 2 ．6 1 ％，渣中金品位 2 ．9 2g ／t 。 3 该含砷难处理金精矿两段焙烧提金目前存 在的关键问题是金精矿焙烧产品质量不好，直接影 响到金的氰化浸出率及氰化物的消耗。在生产中完 善含砷金精矿两段焙烧工艺条件以及加强焙砂氰化 前的预处理等是提高金浸出率以及降低氰化物消耗 的关键。 参考文献 [ 1 ] 孙传尧．黄金生产工艺指南I M ] ．北京地质出版社 2 0 0 0 1 8 7 2 0 6 ；2 3 2 3 4 2 ． [ 2 ] 黄强，译．金矿石和精矿处理的最新进展E J 3 ．国外黄金 参考，1 9 9 9 3 ／4 2 9 3 3 ． [ 3 ] 袁朝新，汤集刚．含砷金精矿的焙烧和氰化浸出试验及 焙砂和浸渣的矿物学研究[ J ] ．有色冶金 冶炼部分 ， 2 0 0 6 5 2 8 3 0 ． [ 4 3 刘汉钊．国内难处理金矿焙烧氧化现状和前景[ J ] ．国 外金属矿选矿，2 0 0 5 7 5 1 0 ． [ 5 ] 王云．难处理精矿焙烧技术的发展与展望[ J ] ．有色金 属 冶炼部分 ，2 0 0 2 4 2 9 3 3 ． [ 6 ] VA 卢加若夫．含砷金矿石的处理工艺[ J 3 ．国外金属 矿选矿，2 0 0 4 1 1 1 4 1 8 ． 万方数据