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.pdf

2 8 有色金属 冶炼部分 2 0 0 6 年5 期 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 袁朝新，汤集刚 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘要采用两段焙烧焙砂水淬 稀酸介质 氰化工艺从某含砷难处理金精矿中提金，提取率可达 9 2 ．2 ％，而采用常规的焙烧氰化浸出工艺只能达到8 4 ．5 ％。对焙砂及氰化渣的矿物学研究表明，残 留于渣中的大多数金均以超细的不可见金粒的形式为F e 2 0 3 相包裹，因此，自该类型精矿中充分回收金 的前提条件是尽可能破坏F e 2 0 3 相。 关键词含砷金精矿；难处理金矿；焙烧；工艺矿物学 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 0 6 0 5 0 0 2 8 0 3 R o a s t i n ga n dC y a n i d i n gT e s tt OA 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 a n dM i n e r a l o g r i c a lS t u d yo nC a l c i n ea n dR e s i d u e ‘ Y U A NC h a o - x i n ，T A N GJ i g a n g 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 4 4 ，C h i n a A b s t r a c t T h eg o l dr e c o v e r yc a nr e a c ht o9 2 ．2 ％f r o ma na r s e n i c b e a r i n gr e f a c t o r yg o l dc o n c e n t r a t ea sb ym e a n s o ft h et w os t a g er o a s t i n g q u e n c h i n g i nt h ed i l ．u t ea c i ds o l u t i o n ．c y a n i d i n gp r o c e s s ，o t h e r w i s e ，o n l yw i l lb e 8 4 ．5 ％u n d e rt h er o u t i n er o a s t i n g c y a n i d i n gc o n d i t i o n ．T h em i n e r a l o g i c a ls t u d yo nt h ec a l c i n ea n dc y a n i d i n g r e s i d u ei n d i c a t e st h a tt h em o s tg o l dr e m a i n e di nr e s i d u ei se n c l o s e db yF e 2 0 3w i t ht h eu l t r a f i n ea n di n v i s i b l ep a r ． t i c l ef o r m ，t h u st h ep r o m i s et or e c o v e rf u l l yt h eg o l df r o mt h i ss p e c i e sc o n c e n t r a t ei st od e s t r o yt h eF e 2 0 3p h a s ea s f u l la sp o s s i b l e ． K e y w o r d s A 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 ；R e f r a c t o r yg o l d ；R o a s t i n g ；P r o c e s sm i n e r a l o g y 1 金精矿的基本组成 贵州册亨金精矿主要金属矿物为黄铁矿 部分 为含风的黄铁矿 、毒砂、雄黄，另有很少量的闪锌 矿、方铅矿和黄铜矿；脉石矿物主要为石英，有少量 的绢云母、绿泥石、金红石、白云石等；有少量炭质。 金属矿物的绝大部分皆以单体形式存在，只有很少 量的脉石与硫化物连生。焙烧过程中炭质易于烧 失，脉石组份与F e 的二次反应问题可以忽略，而 S O ，可以与碳酸盐反应生成少量硫酸钙。考查A u 在金精矿各重要相中的分配，结果为硫化物所载的 作者简介袁朝新 1 9 7 1 一 ，男，湖南永州人，高级工程师。 A u 占总A u 的9 9 ％以上，就是说金精矿中的A u 基 本上都存在于硫化物一硫砷化物中。金精矿含A u 4 5 ．3g ／t 、A g1 1 ．7 4g ／t 、H g1 1 0g ／t ；其他主要成份 ％ S3 8 ．6 5 、A s3 ．8 7 、S b0 ．0 8 4 、C1 ．5 6 、F e 3 4 ．7 0 、M g O0 ．5 5 、C a O1 ．1 5 、S i 0 21 2 ．9 2 、A 1 2 0 3 2 ．3 5 。 2试验内容与结果 2 ．1 氧化焙烧一氰化浸出试验 试验条件金精矿1 0 0g ，焙烧时间1 2 0m i n ，湿 磨产物细度一0 ．0 3 9m m 占8 0 ％以上，取磨矿后的 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 6 年5 期2 9 由表1 可见，脱砷率随着焙烧温度的升高有所 提高，但焙烧温度高于6 0 0 ℃后，差别不大；5 5 0 ℃焙 砂，金的浸出率较低，这是由于5 5 0 ℃时脱碳率为 6 4 ．1 ％，焙砂中含有一定量的碳，具有劫金行为，导 致金的浸出率下降。焙烧温度升高至7 0 0 ℃时，焙 砂容易熔结，金浸出率下降明显。 2 ．2 两段焙烧一氰化试验 因金精矿含砷较高，需进行两段焙烧一氰化试 验，即先在弱还原气氛下焙烧，再氧化气氛下焙烧， 以改善焙烧效果。试验条件每次称取金精矿1 0 0 g ，焙烧时间1 2 0m i n ，湿磨产物细度一0 ．0 3 9m m 占 8 0 ％以上；称取磨矿后焙砂8 0g ，浸出L ／S 1 ．5 ， C a O 调矿浆p H 1 0 ．5 ，搅拌4h ，将2 0g ／L 的活性 炭置于矿浆中，然后再加入N a C N 溶液，N a C N 用量 5k g ／t ，在p H1 1 ．5 下浸出3 6h 。试验结果见表2 。 表2 不同焙烧温度下两段焙烧一氰化试验结果 T a b l e2 T e s tr e s u l t so ft w o 。。s t a g er o a s t i n gu n d e rd i f f e r e n tt e m p e r a t u r e 由表2 可见，对该含砷金精矿采用两段焙烧，含 砷金精矿的脱砷率在6 3 0 ～7 0 0 ℃明显提高，当焙烧 温度超过7 0 0 ℃时，脱砷率变化不明显；与一段焙烧 相比，金浸出率均有所提高，但渣含金仍在7 ．5g ／t 以上，A u 的损失仍很明显。因此有必要对浸出渣进 行相组成及A u 在其中的状态研究，以便了解金不 能浸出的原因。 3浸出渣的相组成及A u 的赋存状态 运用矿物学手段对浸出渣的相组成及A u 在其 中的状态进行了研究。考查的浸出渣含A u 约1 2 g ／t ，残S0 ．0 5 5 ％，且部分呈硫酸钙形式存在，硫化 物残余形式的S 仅0 ．0 3 6 ％，渣的能谱和X 射线衍 射谱表明F e 基本上都已转化为F e 2 0 3 ，相组成主要 为赤铁矿相和石英。 黄铁矿在中、低温氧化焙烧过程中一般首先转 化为硫酸盐，而后再分解脱出8 0 3 形成多孔状的 F e 2 0 ，。对渣的显微镜或扫描电镜观察表明，大多数 的F e 2 0 3 相是多孔、疏松的，但也有部分因受烧结作 用的影响而变得致密。 作为焙烧产物的F e 2 0 3 虽然多孔，但毕竟其结 晶粒度可在显微镜下分辨出来，它形成过程中完全 可以对原来弥散在硫化物中的不可见金造成包裹。 金的继续浸出只能依赖于F e 2 0 3 相 体相 产生更多 的表面，或以F e 2 0 3 的逐步溶解为前提。为此进行 了以说明问题为目的的如下试验。 3 ．1 氰化浸出渣中A u 的分配测定 对含A u 约1 2g ／t 的浸出渣进行了A u 的分配 测定，所得结果与又寸．金精矿中A u 的测定结果是吻 合的，即所提供的浸出渣中A u 的绝大部分为赤铁 矿 黄铁矿转化而来 所载，占渣中含金量的 9 9 ．1 8 ％。 万方数据 3 0 有色金属 冶炼部分 2 0 0 6 年5 期 3 ．2 改变浸渣的磨细度对降低渣含A u 的影响 为定性地说明微细粒金被F e 2 0 3 包裹造成A u 损失的可能性，做了改变氰化浸出渣的粒度来适当 降低渣含A u 量的试验。试验条件取2 0g 浸出渣 先充分混匀，缩分出约5g 作为不再磨的原渣，余者 在研钵中加适量酒精润湿后再磨一段时间，取出部 分物料后所余部分再次细磨以得到第3 份样品。该 操作可以保证这3 份浸渣的总体粒度逐次变细。不 同磨细度的渣经1 2 一N H 4 I 介质浸出后含A u 量的 变化原渣含A u1 2 ．1 0g ／t ；1 次细磨后浸渣含A u 1 0 ．6 2g ／t ；2 次细磨后浸渣含A u9 ．8 3g ／t 。 结果表明细磨对降低渣含A u 量是有效果的， 但有限。由此可以推论要使氰化浸出渣含A u 尽 可能低，就需要得到质量尽可能好的焙砂，而这不仅 要使硫化物一硫砷化物尽可能分解完全，而且生成 物F e 2 0 3 也应该尽可能保持较高的孔隙率。 3 ．3 含A u 量不同的氰化浸出渣比表面对比 据前面的试验结果我们可以推断浸出效果不 同的渣应该具有不同的比表面。用B E T 法测定了 上述试验中取得的含A u 约8g ／t 和1 2g ／t 的的氰 化渣的比表面分别为6 ．6 4m 2 ／g 和6 ．1 7m 2 ／g 。显 然差异是存在的，即含A u 高的浸出渣具有较小的 比表面。当然，浸出渣含A u 量与其比表面间的规 律性联系需进一步考察。 3 ．4A u 的溶出对F e 2 0 3 溶出的依赖性 做了F e 和A u 的溶解关系试验。试验使用同 一份称样，采用对F e 和A u 皆有溶解能力的王水逐 次浸出，每次浸出时间及加入的王水量是随意的，只 是最终步骤需保证将全部F e 溶解，各次所得滤液皆 分析A u 、F e ，结果见表3 , 4 。 表3含A u1 2 9 ／t 的浸出渣在王水中 F e 、A u 的溶出效果 T a b l e3E f f e c to fa q u ar e g i ao nF e 、A ul e a c h i n g r a t e f r o mA u1 2 9 ／tb e a r i n gr e s i d u e 渣中F e 、A u 的同步浸出试验结果证明，随 F e 2 0 3 的不断溶解，A u 也在不断溶解。从大的方面 看，溶出率上有些差异，但对含A u 较低的第二组试 验而言，除最初阶段溶出率差别较大外，其它各次 F e 、A u 的溶出率实际上是相当接近的。因此可认为 “渣中A u 的损失是由于不可见金为F e 2 0 3 严密包 裹而不能与浸出介质充分接触所致”。 表4 含A u8 9 ／t 的浸出渣在王水中 F e 、A u 的溶出效果 T a b l e3 E f f e c to fa q u ar e g i ao nF e 、A ul e a c h i n g r a t ef r o mA u8 9 ／tb e a r i n gr e s i d u e 4验证试验 选取两段焙烧6 0 0 ℃的焙砂在4 0 0 ℃以上时水 淬到含稀硫酸1 0 ％的溶液中，溶液温度保持在8 0 ℃ 以上浸出半小时，其它试验条件同两段焙烧一氰化 试验条件。高温水淬的目的希望能把F e 2 0 3 包裹扎 开缝隙有利于金的浸出，试验结果表明，金浸出率从 8 9 ．1 ％提高到9 2 ．2 ％，浸渣金品位降至5 ．4 1g ／t ，效 果明显。 5结论 1 含砷金精矿中的主要金属矿物为黄铁矿一 含砷黄铁矿、毒砂、雄黄，以及很少量的闪锌矿、方铅 矿和黄铜矿；脉石矿物主要为石英，有少量的绢云 母、绿泥石、金红石、白云石等；见有少量炭质； 2 金精矿中A u 的绝大部分为硫化物一硫砷 化物所载，而且呈不可见状态，脉石中包裹的数量极 为有限； 3 经焙烧后残余硫化物已极少，黄铁矿为主的 硫化物已转化为F e 2 0 3 ，金依然为不可见金；多数 F e 2 0 3 呈疏松多孔状，但部分有明显的烧结现象，该 现象意味着原存在于硫化物内的部分不可见金将被 转化而来的F e 2 0 3 包裹，这是金没有被充分浸出的 主要原因； 4 采用二段焙烧比一段焙烧脱砷效果好，金浸 出率也有提高；若进一步采用高温水淬一稀酸浸出 而后氰化的流程，金浸出率能进一步提高到 9 2 ．2 ％。 万方数据