复杂金精矿矿物特性及焙烧预处理工艺研究.pdf

3 8 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8 期 d o i 1 0 。3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 4 ．0 8 ．0 1 0 复杂金精矿矿物特性及焙烧预处理工艺研究 贺秀珍1 ，钟清慎1 ’2 ，马玉天1 ，刘玉强1 ，2 1 ．金川集团股份有限公司贵金属研究中心，甘肃金昌7 3 7 1 0 0 ； 2 ．西安建筑科技大学冶金工程学院，西安7 1 0 0 5 5 摘要对某复杂高砷金精矿进行了工艺矿物学研究，并考察了焙烧温度、时间和压缩空气流量对焙烧脱 除砷、硫的影响。结果表明，该复杂金精矿为少硫化物型金精矿，主要矿物是黄铁矿、砷黄铁矿以及长 石、石英等脉石矿物，金精矿中金主要以金单质或者金与硫 砷 化物、氧化物和脉石的包裹体存在。金 颗粒粒径大多在1 ～3 肛m ，部分颗粒在1p m 以下，少数较大颗粒粒度可达4 ～5 肛I n 。当控制焙烧的温 度、时间和压缩空气流量分别为6 5 0 ℃、4 5m i n 、1 5 0L ／h 时，砷、硫的脱除率分别达到9 7 ％和9 8 ％以上。 关键词复杂金精矿；工艺矿物学；氧化焙烧；砷；硫 中图分类号T F 8 3 1 ；T D 9 1文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 4 0 8 0 0 3 8 0 4 S t u d yo fM i n e r a lC h a r a c t e r i s t i c sa n dR o a s t i n gP r e t r e a t m e n tT e c h n o l o g y o fC o m p l e xG o l dC o n c e n t r a t e H EX i u z h e n l ，Z H O N GQ i n g s h e n l ’2 ，M AY u t i a n l ，L I UY u q i a n 9 1 ，2 1 ．P r e c i o u sM e t a l sR e s e a r c hC e n t r e ，J i n c h u a nG r o u pC o ．，L t d ，J i n e h a n g7 3 7 1 0 0 ，G a n s u ，C h i n a ； 2 ．S c h o o lo fM e t a l l u r g i c a lE n g i n e e r i n g ，X i ’a nU n i v e r s i t yo fA r c h i t e c t u r ea n dT e c h n o l o g y ，X i ’a n7 1 0 0 5 5 ，C h i n a A b s t r a c t P r o c e s sm i n e r a l o g yo fh i g ha r s e n i cb e a r i n gc o m l j l e xg o l dc o n c e n t r a t ew a si n v e s t i g a t e d ．T h e e f f e c t so fr o a s t i n gt e m p e r a t u r ea n dt i m e ，a n dc o m p r e s s e da i rf l o wo nr e m o v a lr a t e so fa r s e n i ca n ds u l f u r w e r es t u d i e d ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h i sc o m p l e xg o l do r ec o n c e n t r a t ec o n t a i n sf e w e rs u l f i d e sw i t hm a i n m i n e r a l so fp y r i t e ，a r s e n o p y r i t ea n dg a n g u em i n e r a l ss u c ha sf e l d s p a ra n dq u a r t z ．G o l di nc o n c e n t r a t e e x i s t sm a i n l ya so fe l e m e n to rg o l da n ds u l f u r a r s e n i c c o m p o u n d ，o x i d ei n c l u s i o n sa n dg a n g u e ．P a r t i c l e s i z eo fg o l dp a r t i c l e si sm o s t l yb e t w e e n1 ～3 弘m ，p a r to fp a r t i c l e si s 1 弘m ，af e wl a r g e rg r a i ns i z ec a nb e u pt o4 ～5 “m ．A r s e n i ca n ds u l f u rr e m o v a lr a t ei su pt o9 7 ％a n d9 8 ％a b o v e ，r e s p e c t i v e l yu n d e rt h e o p t i m u mc o n d i t i o n si n c l u d i n gr o a s t i n gt e m p e r a t u r eo f6 5 0 ℃，r o a s t i n gt i m eo f4 5m i n ，a n dc o m p r e s s e da i r f l o wo f1 5 0L ／h ． K e yw o r d s c o m p l e xg o l do r ec o n c e n t r a t e ；p r o c e s sm i n e r a l o g y ；o x i d i z i n gr o a s t i n g ；a r s e n i c ；s u l f u r 随着易处理金精矿资源的枯竭，大量复杂难处 理金精矿资源的综合利用具有越来越重要的意义。 近年来的地质勘探工作表明，新发现的大中型金矿 床大部分是复杂难处理金矿床，尤其是甘肃、青海、 新疆和内蒙西部以及桂、滇、黔等地区发现或探明的 金矿床主要是复杂高砷、高碳、微细浸染型金矿‘1 ‘4 | 。 复杂金精矿采用传统的常规氰化法提金工艺处 理，金银回收率低‘} 1 1 1 。因此，首先必须进行预处 理。复杂金精矿的预处理工艺主要有焙烧预处 理‘1 引、氧压浸出预处理m ‘1 7 1 和生物氧化预处理m ] 收稿日期2 0 1 4 0 1 2 6 基金项目国家科技支撑计划项目 2 0 1 2 B A E 0 6 8 0 0 ；金川集团股份有限公司“十二五”重点科研项目 1 3 0 5 0 2 9 作者简介贺秀珍 1 9 6 7 一 ，女，内蒙古丰镇市人，工程师． 万方数据 2 0 1 4 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 3 9 等。本文研究一种内蒙古西部某复杂金精矿的矿物 特性，并探讨其焙烧预处理工艺。 1 试验原料、仪器和方法 试验原料为取自内蒙古西部的某金精矿，含金 4 7 ．9 5g ／t 、银3 2 ．2 0g ／t ，其它化学成分 ％ A s 4 ．8 9 、F e1 9 ．9 4 、S 1 6 ．0 8 、C 2 ．6 7 、S b0 ．4 3 、M g O 1 ．6 1 、C u0 ．1 4 、C a O1 ．2 6 、P b0 ．0 5 7 、Z n0 ．0 6 9 、H g 0 ．0 1 3 、A 1 。O 。8 ．2 6 。可见该金精矿含砷、碳较高，而 硫、铁、铜、铅、锌含量较低。 试验仪器小型管式炉、Q u a n t a T M 6 0 0 扫描电子 显微镜 带E D A X 双能谱探头、M L A 矿物解离分析 系统、电子背散射衍射分析系统 、X Z 一4 旋片真空 泵、K B J 一Ⅱ无油空气压缩机、玻璃转子流量计、抽滤 瓶、箱式电阻炉、i C A P 6 3 0 0 型全谱直读光谱仪。 焙烧试验在小型密封管式炉中进行，升温至焙 烧温度后每次投入金精矿3 0g ，通入压缩空气并计 时 由空气压缩机提供，玻璃转子流量计计量 ，焙烧 烟气由三级串联的抽滤瓶中的1 0 ％N a O H 溶液吸 收后排放。以焙砂中元素含量计算砷、硫脱除率，砷 采用碘量法分析测定、硫采用燃烧一中和法分析测 定；其余元素 金元素分析先用火试金法富集 采用 光谱仪分析。 2 试验结果及讨论 2 ．1 复杂金精矿矿物学特性研究 取3g 金精矿用碳粉分散，并以环氧树脂胶结 成块，磨抛为S E M 光片。S E M 背散射图像如图1 所示。 图1复杂金精矿S E M 背散射形貌 F i g ．1 S E MB Sm o r p h o l o g yo fc o m p l e xg o l dc o n c e n t r a t e 由图1 可见，该金精矿主要由暗色的非金属相 和亮色的金属相组成。非金属相主要为石英、长石 和云母等脉石矿物，还有少量铁镁铝硅酸盐、方解石 等。金属相以铁硫化物、高砷铁硫化物和铁氧化物 为主，还有少量的磷灰石、金红石、独居石等，以及微 量的铁、铅、金单质。金精矿中各种矿物聚集呈稀松 的团块状，金属矿物多呈单体，少数边缘有脉石连 生，或包裹有其他金属小颗粒。 该金精矿中金主要有两种形式存在，一种是金 单质，另一种是包裹金，在检测到的金颗粒中，金以 单体的形式存在于矿物裂缝中，或者为黄铁矿、毒砂 和氧化铁矿的所包裹，或者与铁氧化物、黄铁矿、长 石、石英等边界连生，部分可见于黄铁矿、毒砂和铁 氧化物的裂隙或孔洞中。金颗粒大多粒度较细，粒 径1 ～3 灶m ，少数颗粒可达4 ～5 ／t m ，部分颗粒在 1 灶m 以下。矿物半定量分析结果 ％ 铅0 ．0 6 、铁 0 ．6 6 、金0 ．0 2 、硫化铁3 0 ．6 9 、高砷硫化铁1 1 ．4 6 、高 砷硫化铁钴0 ．0 6 、铁氧化物3 ．6 6 、砷酸钙铁1 ．0 8 、 万方数据 4 0 有色金属 Y a 炼部分 h t t p H y s y l ．b g r i m m ．c n 2 0 1 4 年第8 期 金红石0 ．9 3 、独居石0 ．0 7 、磷灰石0 ．6 1 、长石 1 9 ．9 9 、石英1 7 ．7 0 、云母9 ．1 4 、方解石0 ．1 7 、铁镁铝 硅酸盐3 ．1 0 、钙镁硅酸盐0 ．2 0 、钙铁镁氧化物 0 ．3 9 、其他0 ．0 1 。金矿物的粒度分布 ％ 4 ～5 “m 7 ．8 0 、3 ～4 肛m1 3 ．7 6 、2 ～3p m3 5 ．6 8 、1 ～2 肛m 3 4 ．5 0 、 1 肛m8 ．2 6 。 2 ．2 焙烧预处理试验研究 焙烧预处理试验主要考察温度、时间和压缩空 气流量对砷和硫脱除率的影响。 2 ．2 ．1 焙烧温度对砷、硫脱除率的影响 固定焙烧时间6 0m i n 、压缩空气流量1 2 0L ／h ， 考察焙烧温度对金精矿砷、硫脱除率的影响，结果见 图2 。 图2 焙烧温度对砷、硫脱除率的影响 F i g ．2 E f f e c to fr o a s t i n gt e m p e r a t u r eO H r e m o v a lr a t eo fa r s e n i ca n ds u l f u r 由图2 可见，随着焙烧温度的提高，金精矿中 砷、硫的脱除率增加，当焙烧温度达到6 5 0 ℃左右 时，砷的脱除率达到最大值，随着温度继续升高，砷 的脱除率逐渐下降。因此，合适的焙烧温度为6 4 0 ～6 7 0 ℃左右。 2 ．2 ．2 焙烧时间对砷、硫脱除率的影响 固定焙烧温度6 5 0 ℃、压缩空气流量1 2 0L ／h ， 焙烧时间对金精矿中砷、硫脱除率的影响见图3 。 从图3 可看出，随着焙烧时间的延长，金精矿 中砷、硫的脱除率增加，当焙烧时间达到4 5m i n 时， 砷和硫的脱除率达到最大值，随着焙烧时间继续增 加，砷、硫的脱除率逐渐下降。因此，合适的焙烧时 间为4 0 ～5 0m i n 。 2 ．2 ．3 压缩空气流量对焙烧金精矿砷、硫脱除率的 影响 固定焙烧时间4 5r a i n 、焙烧温度6 5 0 ℃，压缩 空气流量对金精矿砷、硫脱除率的影响见图4 。 图4 表明，随着通人的压缩空气流量的增大， 图3 焙烧时间对砷、硫脱除率的影响 F i g ．3 E f f e c to fr o a s t i n gt i m eo nr e m o v a l r a t eo fa r s e n i ca n ds u l f u r 图4空气流量对砷、硫脱除率的影响 F i g ．4 E f f e c to fc o m p r e s s e da i rf l o wo nr e m o v a l r a t eo fa r s e n i ca n ds u l f u r 金精矿中砷、硫的脱除率增加，当压缩空气流量达到 1 5 0L ／h 时，砷、硫的脱除率达到最大值，此后，砷、 硫的脱除率不再增加。因此，合适的压缩空气流量 为1 5 0L ／h 。 2 ．2 ．4 综合条件试验 根据上述单因素试验结果，在焙烧时间4 5 r a i n 、焙烧温度6 5 0 ℃、压缩空气流量1 5 0L ／h 的条 件下进行综合试验，试验共进行2 次，脱砷率分别为 9 7 ．0 1 ％和9 8 ．0 8 ％，脱硫率分别为9 8 ．0 6 ％和 9 9 ．8 6 ％。综合试验结果表明，脱砷率和脱硫率结果 稳定、重复性较好。 3结论 1 该金精矿为复杂难处理金精矿，其特点是高 含砷、少硫化物型，铁含量较低，金主要以微细粒间 金、浸染型包裹金形态存在，为铁砷硫化物、铁氧化 物或硅酸盐脉石的包裹体。 2 控制焙烧温度6 5 0 ℃、焙烧时间4 5m i n 、压 万方数据 2 0 1 4 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 4 1 缩空气流量1 5 0L ／h 时，该金精矿中砷的脱除率达 9 7 ％以上，硫的脱除率达到9 8 ％以上。 参考文献 [ 1 ] 刘增铁，任家琪，杨永征，等．青海金矿[ M ] ．北京地质 出版社，2 0 0 5 2 8 3 7 2 ． [ 2 1 王友标，赵殿甲．中国新疆金矿床[ M ] ，北京地质出版 社，2 0 0 6 7 - 1 3 8 ． [ 3 ] 施俊法，李友枝，金庆花，等．世界矿情亚洲卷[ M ] ．北 京地质出版社，2 0 0 6 1 5 3 5 9 ． [ 4 ] 李恒海，邱瑞照．中亚五国矿产资源勘查开发指南 [ M ] ．武汉中国地质大学出版社，2 0 1 0 5 - 9 3 ． [ 5 ] 王云．难处理金精矿焙烧技术的发展及展望[ 刀．有色 金属 冶炼部分 ，2 0 0 2 4 2 9 3 3 ． [ 6 ] 薛光，任文生．我国金精矿焙烧一氰化浸出工艺的发展 l - J ] ．中国有色冶金，2 0 0 7 ，3 6 3 ；4 4 4 9 。 [ 7 ] 周一康．难处理金矿石处理方法研究进展[ J ] ．有色金 屑矿业与勘查，1 9 9 8 ，7 2 1 1 4 1 1 9 ． [ 8 ] 郑晔．难处理金矿预处理技术与应用现状[ J ] ．黄金， 2 0 0 9 ，3 0 1 3 6 4 1 ． [ 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 9 0 ． [ 1 0 ] 付绸林，钟雄，付高明．仙人岩地表金矿石氰化浸出试 验[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 3 6 3 7 3 9 ． [ 1 1 ] 胡敏．难处理含铜氧化金矿抑铜浸金试验研究[ J ] ．有 色金属 冶炼部分 ，2 0 1 3 7 3 8 4 1 ． [ 1 2 ] 王锐，唐道文，杨聪．某难浸金矿低温焙烧预处理试验 [ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 1 3 4 3 9 4 1 ． [ 1 3 ] 王静，姚永南，张国刚，等．含砷碳难处理金精矿酸性 压力氧化预处理试验研究[ J ] ．黄金，2 0 1 3 ，3 4 1 4 8 5 2 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