黃中省,吳 智,臧 宏,衷水平,伍贈玲

（1.紫金礦業(yè)集團股份有限公司,福建上杭364200；2.低品位難處理黃金資源綜合利用國家重點實驗室,福建上杭364200）

某難處理金精礦焙燒—氰化提金工藝試驗研究

黃中省1,2,吳 智1,2,臧 宏1,2,衷水平1,2,伍贈玲1,2

（1.紫金礦業(yè)集團股份有限公司,福建上杭364200；2.低品位難處理黃金資源綜合利用國家重點實驗室,福建上杭364200）

針對某難處理金精礦,采用焙燒-氰化提金工藝進行實驗研究。試驗得到的最佳條件為：金精礦粒度-0.043 mm 52.85%、一段焙燒溫度450℃、時間1 h(爐門關(guān)閉),二段焙燒溫度700℃(爐門稍開),焙燒時間0.5 h;初始氰化鈉濃度0.5‰、L/S=4、氰化時間24 h。在此條件下硫、砷的脫除率分別為99.99%、52.56%,金的浸出率為88.92%。

難處理金精礦;焙燒-氰化；二段焙燒;氰化條件；焙燒溫度

難處理金精礦中的金通常以顯微或次顯微甚至晶格金的形式被黃鐵礦、毒砂、碳酸鹽等礦物包裹,直接氰化金浸出率很低,必須對其進行預(yù)處理。目前工業(yè)化成功應(yīng)用的提金工藝主要有焙燒氧化、生物預(yù)氧化和熱壓氧化3種。焙燒預(yù)處理具有工藝成熟、操作費用低、處理量大等優(yōu)勢,尤其是針對高硫、高砷、高碳的礦石應(yīng)用較為廣泛[1-4]。本研究針對西北某礦區(qū)難處理金精礦采用焙燒—氰化提金工藝進行提金試驗研究,目的為提供了一種投資成本低、技術(shù)可靠、操作簡易和易工業(yè)化實施的提金工藝。

1 金精礦性質(zhì)

該難處理金精礦多元素分析結(jié)果及金的賦存狀態(tài)分析分別見表1、表2。

表1 金精礦多元素分析結(jié)果 %

表2 金精礦中金的賦存狀態(tài)分析

由表1、表2可見,該難處理金精礦屬高硫、高砷金精礦,且金主要以黃鐵礦、毒砂等硫化物包裹狀存在,另有部分硅酸鹽及碳酸鹽包裹金。

2 試驗方法

3 焙燒試驗研究

3.1 探索試驗

將金精礦進行全泥氰化—炭浸提金試驗,全泥氰化條件為氰化鈉初始濃度2‰、L/S=3、氰化時間24 h,氰化過程不控制氰化鈉濃度,炭浸試驗在全泥氰化試驗條件的基礎(chǔ)上加入15 g/L的活性炭進行炭浸提金試驗,試驗結(jié)果見表3所示。

表3 金精礦直接氰化提金試驗結(jié)果

由表3可見金精礦全泥氰化—炭浸提金的浸出率均較低,因此必須對金精礦進行氧化以打開包裹金的硫化物,從而進一步提高金的浸出率。

3.2 焙燒方式試驗

焙燒方法實驗分別采取一段焙燒法和兩段焙燒法。一段焙燒條件為：焙燒溫度650℃、焙燒時間3 h(爐門關(guān)閉)。兩段焙燒條件為：一段焙燒溫度 500℃、時間 1 h(爐門關(guān)閉)；二段焙燒溫度650℃、時間2 h(爐門稍開),氰化條件同上,試驗結(jié)果見表4。

表4 焙燒方式試驗結(jié)果

由表4可見,兩段焙燒后焙砂氰化金的浸出率較一段焙燒后金的氰化浸出率高2.12%,兩段焙燒砷的脫除率高于一段焙燒,一段和兩段焙燒硫的脫除率都徹底,有機碳脫除率基本一致,由于該金精礦砷含量較高,因此選擇兩段焙燒作為后續(xù)試驗。

圖9中兩點為起終點，點1位于原始線狀河流中軸上，點2位于面狀河流中軸。在兩點間生成連通性路徑如圖中所示，該結(jié)果表明線面混合數(shù)據(jù)提取中軸所組成的單線河網(wǎng)具有完整的拓撲連通關(guān)系。

3.3 金精礦粒度試驗

焙燒條件：一段焙燒溫度500℃、時間1 h（爐門關(guān)閉）；二段焙燒溫度650℃、時間2 h(爐門稍開)。礦石粒度分別為-0.043 mm占52.85%(金精礦原粒度)、74.5%、79%、85%,試驗結(jié)果見表5所示。

表5 金精礦粒度試驗結(jié)果

由表5可見,隨著礦石粒度的變細,砷的脫除率卻逐步降低,金的浸出率也逐漸降低,這可能是由于隨著礦石粒度越細金精礦中砷焙燒氧化更為充分,從而造成砷的部分燒結(jié),最終致砷的脫除率降低。砷燒結(jié)及氰化過程砷酸鹽的二次包裹造成金的浸出率隨著粒度的變細而逐步降低,由表5可見,氰化提金時氰化鈉的耗量也隨著礦石粒度的變細而逐漸增加,因此本研究采用浮選得到的金精礦原粒度進行后續(xù)試驗研究。

3.4 一段焙燒溫度試驗

焙燒條件：一段焙燒時間1 h（爐門關(guān)閉）,焙燒溫度分別為400℃、450℃、500℃、550℃、600℃；二段焙燒溫度650℃、時間2 h(爐門稍開),氰化條件同上,試驗結(jié)果見表6所示。

表6 一段焙燒溫度試驗結(jié)果

由表6可見,在400～450℃范圍內(nèi)隨著一段焙燒溫度的升高金的浸出率逐步增加,但當溫度超過450℃后金的浸出率逐漸降低,焙燒溫度在450℃時金的浸出率最高。這是由于當溫度低于450℃時,隨著溫度的升高,包裹金的黃鐵礦、毒砂逐步氧化且金得以解離,金的浸出率隨著溫度的升高而增加,但當溫度超過450℃后隨著溫度的升高,砷可能會形成砷酸鹽將解離的金再次包裹,金的浸出率隨著溫度的升高而降低。各溫度條件下硫的脫除率變化不大,均在99%以上,后續(xù)試驗選擇一段焙燒溫度為450℃進行焙燒試驗。

3.5 一段焙燒時間試驗

焙燒條件：一段焙燒溫度450℃(爐門關(guān)閉),焙燒時間分別為0.5 h、1.0 h、1.5 h、2.0 h；二段焙燒溫度650℃、時間2 h(爐門稍開),氰化條件同上,焙燒試驗結(jié)果見表7所示。

表7 一段焙燒時間試驗結(jié)果

由表7可見,隨著一段焙燒時間的延長,金的浸出率逐漸增高,但超過1.0 h以后金的浸出率增加變緩,綜合考慮焙燒投資,本研究選擇焙燒時間1 h作為后續(xù)焙燒試驗的條件。

3.6 二段焙燒溫度試驗

焙燒氧化條件：一段焙燒溫度450℃、時間1 h (爐門關(guān)閉)；二段焙燒時間2 h(爐門稍開),焙燒溫度分別為550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、800℃,氰化條件同上,焙燒試驗結(jié)果見表8所示。

表8 二段焙燒溫度試驗結(jié)果

由表8可見,在550～700℃范圍內(nèi)金的浸出率隨著二段焙燒溫度的升高而逐漸增加,但當溫度超過700℃后,金的浸出率逐漸降低,這是由于前期隨著溫度的升高包裹金的硫化物解離更為完全,但當溫度超過700℃后,焙燒出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象,氰化過程也形成砷酸鹽2次包裹,造成金的浸出率降低。隨著二段焙燒溫度的升高,硫的脫除率有所增加,除800℃條件下砷的脫除率稍高外,其余溫度砷的脫除率差別不大,本研究選擇二段焙燒溫度為700℃進行后續(xù)試驗。

3.7 二段焙燒時間試驗

焙燒氧化條件：一段焙燒溫度450℃、時間1 h (爐門關(guān)閉)；二段焙燒溫度700℃(爐門稍開),焙燒時間分別為0.5 h、1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h,氰化條件同上,焙燒試驗結(jié)果見表9所示。

表9 二段焙燒時間試驗結(jié)果

由表9可見,在上述焙燒時間范圍內(nèi)金的浸出率差別不大,且硫、砷的脫除率隨二段焙燒時間的延長變化不大,本研究選擇二段焙燒時間0.5 h作為后續(xù)焙燒試驗的條件。

4 氰化條件試驗

將焙燒綜合條件下得到的焙砂用于氰化條件試驗,焙砂中金含量35.0 g/t,氰化試驗在搖瓶中進行,溫度為常溫,搖床轉(zhuǎn)速150 rpm,分別進行液固比、氰化鈉濃度和氰化時間條件試驗。

4.1 液固比試驗

氰化條件：初始氰化鈉濃度2‰、氰化時間24 h,液固比分別為1、2、3、4,試驗結(jié)果見表10所示。

表10 液固比條件試驗結(jié)果

由表10可見,隨著氰化液固比的增加,金的浸出率逐漸增加,液固比高有利于反應(yīng)擴散的進行,對氰化動力學(xué)有一定的促進作用,考慮到投資,本研究采用液固比為4作為后續(xù)氰化試驗的條件。

4.2 氰化鈉濃度試驗

試驗條件：氰化時間24 h,L/S=4,初始氰化鈉濃度分別為0.5‰、1.0‰、1.5‰、2.0‰,試驗結(jié)果見表11所示。

表11 氰化鈉濃度試驗結(jié)果

由表11可見,隨著氰化鈉濃度的增加,金的浸出率有所增加,但增加趨勢緩慢,本研究選取氰化鈉濃度為0.5‰進行后續(xù)氰化試驗。

4.3 氰化時間試驗

試驗條件：初始氰化鈉濃度0.5‰、L/S=4,氰化時間分別為6 h、12 h、24 h、48 h,試驗結(jié)果見表12所示。

表12 氰化時間試驗結(jié)果

由表12可見,隨著氰化時間的延長,金的浸出率逐漸增加,但增加趨勢緩慢,當時間超過24 h后金浸出率降低,本研究選取氰化時間為24 h進行后續(xù)氰化試驗。

5 綜合條件試驗

根據(jù)上述金精礦焙燒氧化—氰化試驗得到的最佳條件進行綜合條件試驗。焙燒試驗條件：一段焙燒溫度450℃、時間1 h（爐門關(guān)閉）；二段焙燒溫度700℃（爐門稍開）,焙燒時間0.5 h；氰化浸出試驗條件：初始氰化鈉濃度0.5‰、L/S=4、氰化時間24 h。焙燒—氰化綜合試驗結(jié)果見表13。

由表8～表13可見,綜合條件下焙燒氧化硫、砷的脫除率分別為99.99%、52.56%,焙燒前后金的平衡率98.99%,綜合條件下金的浸出率為88.92%,氰化鈉耗量為0.92 kg/t,氰化渣中金含量為4.04 g/t。

表13 綜合焙燒試驗結(jié)果

6 結(jié)論

該難處理金精礦直接氰化—提金浸出率較低,因此必須對金精礦進行預(yù)氧化以打開包裹金的硫化物。本研究采用焙燒—氰化提金工藝的最佳試驗條件為：金精礦粒度-0.043 mm52.85%、一段焙燒溫度450℃、時間1 h(爐門關(guān)閉),二段焙燒溫度700℃(爐門稍開),焙燒時間0.5 h;初始氰化鈉濃度0.5‰、L/S= 4、氰化時間24 h。在此條件下硫、砷的脫除率分別為99.99%、52.56%,金的浸出率為88.92%,氰化鈉耗量為0.92 kg/t,氰化渣中金含量為4.04 g/t。

[1] 薛光,于永江.焙燒—氰化法從銅精礦中提取金銀銅的試驗研究[J].黃金科學(xué)技術(shù),2013,21(2)：86-89.

[2] 盧宜源,賓萬達.貴金屬冶金學(xué)[M].長沙：中南大學(xué)出版社,2004.

[3] 李新春,郭持皓.新疆阿希金礦含砷難處理金精礦兩段焙燒工藝[J].有色金屬工程,2014,4（1）：42-44.

[4] 李大江,王云,袁朝新.含砷難處理精金礦預(yù)氧化工藝對比試驗[J].有色金屬：冶煉部分,2012(5)：40-42.

Extraction of Gold from Refractory Gold Concentrate by Roasting-Cyanide Leaching

HUANG Zhongsheng1,2,WU Zhi1,2,ZANG Hong1,2,ZHONG Shuiping1,2,WU Zengling1,2

(1.Zijin Mining Group Co.,Ltd.，Shanghang,Fujian,364200，China；2.State Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Low-Grade Refractory Gold Ores,Shanghang,Fujian,364200，China)

Focusing on the refractory gold concentrate in northwest region,the technology of roasting-cyanidation was studied and the optimized condition was obtained.Experimentation results show that the rate of removal S、As are 99.99%、52.56%and the Au leaching rate is above 88.92%under these conditions：-0.043 mm was about 52.85%,the one stage roasting with the temperature 450℃and 1 hour,two stages roasting with the temperature 700℃and 0.5 hour.And the best cyanide-leaching parameters are initial densities of sodium cyanide is 0.5‰,the liquid-solid ratio is 4 of and time of 24 hours.

Refractory gold concentrate;Two-stages roasting;Technology of gold extraction

TF831

B

1004-4345(2014)05-0021-04

2014-07-10

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目：黃金、釩鈦資源綜合利用相關(guān)科學(xué)問題研究(NO．2010CB735502);含金黃鐵礦表面結(jié)構(gòu)研究及浮選藥劑設(shè)計(NO.2012CB724202);福建省杰出青年基金項目(2011J0103)。

黃中省(1982—),男,工程師,主要研究方向為濕法冶金、生物冶金、礦產(chǎn)資源綜合利用等。