低品位含铜金矿柱浸试验研究.pdf

3 4 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 5 年第2 期 d o i l o ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 7 7 5 4 5 ．2 0 1 5 ．0 2 ．0 0 9 低品位含铜金矿柱浸试验研究 陈淑萍，王春，伍赠玲，李廷励，黄涛，姜艳超，张焕然， 张鹏，衷水平，蓝碧波，刘晓英，林冬连 紫金矿业集团股份有限公司低品位难处理黄金资源综合利用国家重点实验室，福建上杭3 6 4 2 0 0 摘要采用柱浸法对紫金山矿区含铜金矿进行浸出试验，分别考察矿样粒度、铜品位、喷淋强度、氰化钠 喷淋浓度和浸出时间对浸出率的影响。结果表明，采用堆浸法处理该含铜金矿矿样是可行的，对一8 0 m m 粒级在1 5 天内金浸出率大于8 6 ％，浸出前期金、铜同时浸出，在浸出后期出现沉铜现象。 关键词含铜金矿；柱浸；浸出率 中图分类号T F 8 3 1文献标志码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 5 0 2 一0 0 3 4 一0 4 C o l u m nL e a c h i n gE x p e r i m e n t a lR e s e a r c hO fL o w g r a d e C o p p e r b e a r i n gG o l dO r e C H E NS h u p i n g ，W A N GC h u n ，W UZ e n g 一1 i n g ，L IT i n g 一1 i ，H U A N GT a o ，J I A N GY a n c h a o ， Z H A N GH u a n r a n ，Z H A N GP e n g ，Z H O N GS h u i p i n g ，L A NB i - b o ，L I UX i a o y i n g ，L I ND o n g l i a n S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o no fL o w G r a d eR e f r a c t o r yG o l dO r e s ， Z i j i nM i n i n gG r o u pC o ．L t d ，S h a n g h a n g3 6 4 2 0 0 ，F u j i a n ，C h i n a A b s t r a c t C o p p e r b e a r i n g9 0 1 do r ei nZ i ji n s h a nw a sc o l u m nl e a c h e d ． T h ee f f e c t so fp a r t i c l es i z ea n dc o p p e r g r a d eo fo r e ，s p r a y i n gi n t e n s i t y ，s p r a y i n gc o n c e n t r a t i o no fs o d i u mc y a n i d ea n dl e a c h i n gt i m eo nl e a c h i n g r a t ew e r ei n v e s t i g a t e d ． T h er e s u l t ss h o wt h a ti ti sf e a s i b l et or e c o v e rg o l df r o mt h i s9 0 1 do r eb yd u m p l e a c h i n g ．T h el e a c h i n gr a t eo f9 0 1 dw i t h i n1 5d a y si s8 6 ％a b o v ef o r 一8 0m ms i z ef r a c t i o n ． G o l da n d c o p p e ra r el e a c h e ds i m u l t a n e o u s l ya te a r l ys t a g e ，a n dc o p p e ri sd e p o s i t e da tf o l l o w i n gs t a g e ． K e yw o r d s c o p p e r b e a r i n g9 0 1 do r e ；c o l u m nl e a c h i n g ；l e a c h i n gr a t e 紫金山金矿矿体中有部分过渡带矿石，随着向 深部采掘，含铜的金矿石已逐渐被采出。自2 0 0 9 年 以来，采厂采出的金矿石中，部分矿石铜品位较高， 个别地段的金矿石铜品位达o ．0 5 ％以上。由于紫 金山各选厂的堆浸氰化过程没有相应消除铜的影响 的处理措施，在原矿铜品位较高的情况下，造成氰化 钠消耗高、金浸出率不高、贵液含铜高产生高铜载金 炭等一系列问题，载金炭含铜高，给精炼工艺及活性 炭再生带来一定的困难。因过渡带金矿体中含铜金 矿石储量不大，选厂不会为处理该部分含铜金矿石 作较大的技改。因此，主要是针对含铜低品位金矿 收稿日期2 0 1 4 一0 9 1 2 作者简介陈淑萍 1 9 6 5 一 ，女，陕西富平人，高级工程师． 堆浸氰化工艺参数[ 1 书1 的开展试验研究，以查明堆浸 过程中铜口。8 ] 、金[ 。。1 妇的浸出行为与调控措施，减少 或消除铜对金浸出、吸附等过程的影响。试验结果 表明，在选厂现有的工艺流程不作大变动的情况下， 通过改变药剂制度和堆浸控制方法，降低贵液含铜 量及载金炭吸附铜量是可以实现的。 1 试料性质 以紫金山露采6 5 2 平台和6 4 0 平台2 种品位不 的金铜矿石作为本次试验的主体样，分别为金品 o ．4 1g ／t 、铜品位o ．0 1 6 ％的低铜金矿石和铜品 同位 万方数据 2 0 1 5 年第2 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 5 位o ．4 9 ％、金品位o ．2 7g ／t 的高铜金矿石。矿石中 金主要以自然金形式存在，其中低铜金矿裸露金占 9 4 ．4 4 ％，氧化物包裹金占5 ．5 6 ％；高铜金矿裸露金 占7 2 ％，氧化物和硅酸盐包裹金占2 8 ％。低铜金矿 石和高铜金矿石中自由氧化铜和结合氧化铜分别占 2 8 ．1 1 ％和2 2 ．5 ％，其次为次生和原生硫化铜，含铜 矿物主要为蓝辉铜矿、铜蓝；脉石矿物绝大多数为石 英。将这2 种矿样根据试验模拟过渡带矿性质所需 理论铜品位进行混匀。对一8 0m m 样品在铜品位 为o ．0 5 9 ％进行的筛析结果表明，金、铜分布不均， 主要集中在一5 0m m ～ 2 0m m 和一2m m ～ o 。3 m m 粒级中。而～6m m 矿石产率约2 7 ％，细粒矿 物较少。 2 试验方法及流程 将破碎至一定粒度的约3 0 0k g 矿石与一定量 石灰混匀后装入圣o ．3m 3 。m 浸柱中，再向柱内喷 淋氢氧化钠溶液，待渗出液p H 达到1 0 ～1 1 时开始 喷淋氰化钠溶液进行浸出。根据浸出情况，喷淋液 氰化钠浓度从高到低分阶段控制的方式进行喷淋， 喷淋强度控制也由高到低进行，浸出液用活性炭吸 附，吸附柱为垂0 ．1m 0 ．8m 的P V C 柱，吸附后液 经调p H 和氰化钠后返回喷淋。浸出2 4h 后对喷 淋液、浸出液、吸附前后液进行取样和计量，并测定 浸出液及吸附后液氰化钠浓度、p H 、金、铜含量。浸 渣洗涤、晒干、破碎、混匀缩分、取样，分析渣中的金、 铜含量。 3 试验结果及讨论 3 ．1 粒度探索试验 为了确定柱浸优化工艺参数，结合紫金山金矿 目前生产情况，选用金选厂可以实现的矿石粒度进 行探索试验。粒度选用一2 0 0m m 和一8 0m m ，氰化 钠初始浓度2 ．o ‰～2 ．4 ‰，采用柱浸吸附工艺 进行粒度对比试验，结果见表1 及图1 。 由表1 及图1 可知，含铜0 ．0 5 9 ％、含金o ．3 6 5 g ／t 金矿直接入柱进行柱浸2 6d 后，渣计金浸出率 9 0 ．o o ％，氰化钠消耗量o ．8 1k g ／t ；含铜O ．0 5 5 ％、 含金o ．3 6 6g ／t 金矿经破碎后入柱，渣计金浸出率 9 4 ．3 4 ％，铜浸出率5 7 ．0 0 ％，氰化钠消耗量o ．8 2 k g ／t 。结果表明粒度细更有利于金的浸出，浸出液 贵液 铜浓度富集到7 2 0m g ／L ，致使金的吸附率由 开始的9 8 ％降低至5 0 ％以下。 表1 粒度试验结果 T a b l e1R e s u l t so fg r a i ns i z et e s t 图1金吸附率随浸出时间的变化曲线 F i g 。l C u r v eo fg o l da d s o r p t i o nr a t ev s - I e a c h i n gt i m e 3 ．2 柱浸优化条件试验 3 ．2 ．1 正交试验设计 将金矿铜品位、喷淋强度、喷淋液初始氰化钠浓 度作为影响金、铜浸出的主要因素来考察，矿石粒度 一8 0m m ，浸出时间根据柱浸探索试验确定为3 0d ， 以确保各浸出指标的稳定。按照L 。 3 4 进行正交 试验，各因素及水平分别为A 一金矿铜品位 o ．0 4 ％、o ．0 7 ％、o ．1 3 ％ 、B 一最大喷淋强度 1 2 、 1 7 、2 2L m 一2 h 叫 、C 一初始氰化钠浓度 o ．9 ‰ ～1 ．3 ％o 、1 ．5 ％o ～1 ．9 ％o 、2 ．O ％o ～2 ．4 ％o 。 3 ．2 ．2 正交试验结果及分析 正交试验结果见表2 及图2 。 由表2 可知，影响金、铜浸出因素主次顺序为 喷淋强度 金矿含铜品位 初始氰化钠浓度。适宜 的喷淋强度为2 2L ／ m 2 h ，适宜的初始氰化钠浓 度为o ．9 ‰～1 ．3 ‰。因此，在保证金浸出率的情况 下，浸出时间选取1 5d ，以此优化条件进行综合条件 万方数据 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 5 年第2 期 试验号A 因素B 因素C 因素 氰渣渣计浸出率／％ A u ／ g t ⋯1 C u ／％A uC “ 氰化钠 用量／ k g t 1 液计浸浸出液最 出金所需大铜浓度／ 时间／d m g L 一1 O ．0 41 2O ．9 ～1 ．3O ．0 4O ．0 1 79 0 ．O O5 7 ．5 02 ．0 11 27 l O O ．0 41 71 ．5 ～1 ．9O ．0 6O ．0 2 38 5 ．O O4 2 ．5 0O ．8 71 46 4 0 O ．0 42 22 ．O ～2 ．4O ．0 3O ．0 5 49 2 ．5 0一3 5 ．O O2 ．3 698 2 0 O ．0 71 21 ．5 ～1 ．9O ．0 6O ．2 0 08 2 ．3 51 8 1 ．7 01 ．8 31 47 6 0 O ．0 71 72 ．O ～2 ．4O ．0 5O ．0 3 88 5 ．2 94 6 ．4 82 ．3 61 47 9 0 0 ．0 7 2 2 O ．9 ～1 ．3O ．0 4O ．0 7 48 8 ．2 44 ．2 31 ．7 01 44 8 0 O ．1 31 22 ．O ～2 ．40 ．0 5O ．1 2 08 5 ．2 97 ．6 92 ．1 91 419 3 0 0 ．1 31 7O ．9 ～1 ．3O ．0 5O ．0 8 08 5 ．2 93 8 ．4 61 ．1 61 58 6 0 90 ．1 32 21 ．5 ～1 ．9O ．0 4O ．0 6 18 8 ．2 45 3 ．0 82 ．2 0813 3 0 A uC uN a C N 6 1 1 ， 空4 I } 好 矍荽zc 4 f J ● 三9 ＼ 毯 楚 最 基 崩 蓑 督 3 ‰ j 8 ‘’ 浸出时问，d 8 ’金品位m Ⅲ掣川枷H ％_ “鼾林激1 i Ⅵ“ 1 8 1 s 邃1 2 碍9 委。 聂3 一3 挈 i o 蓑 堋， 盂 芑j 蕊 篓 。4 0 型 ．3 1 毗初始备“艺钥吣农度l 新。～l 肛。 f _ j ● 竺 ＼ 赵 烂 蠡 ．U ≥ 收 型 三三 型 0 n 矧l 术 ㈢囊 撼黎 峨 浸出时M ，d b 金品位I J j 弭玑铜品位I H J 一】％．喷淋强度1 2 u 秆‘h ，{ 』J 始氰f 七臼I l 浓度1 蒯c ～】嘶， 零 、 碍 薯 蒯 f2 1 望l 越 兰l2 基 疑 J } ； 裂 蓑 螫 4 481 2l “2 12 42 8 3 2 f 2s j J 2 l5 1 1 当 、 馘 ‘ 芑 ≈ 曩 雳℃ 母 ＼ 酶 芎 型 q 浸出时问，d c 金品位l J m g ．铜M 位1 3 诏．喷淋强度2 2 队I Ⅳh ．初蚧氰化钠浓度1 观r 一】c 肼 图2 不同条件下的浸出结果 F 嘻2L 翰c h i n gr 鹤u l t s 咖【d e rd i f f e 呦tc 彻枷t i o m 从表2 及图2 可以看出，柱浸过程中铜与金的 浸出行为和浸出速率主要的变化特征是在浸出前 期，金、铜同时浸出，1 5d 后铜浸出速率远高于金； 当金浸出快结束时，铜开始出现沉淀现象，特别是在 柱浸试验后期，沉铜现象更加明显。金、铜浸出行为 的差异为后续浸出作业参数的选择奠定了基础。 3 ．2 ．3 浸出时间对比试验 由于柱浸正交试验的时间选取参考了前期柱浸 探索试验结果，但从液计金、铜浸出率的变化规律可 以看出，浸出时间1 5d 时液计金的浸出率基本达到 稳定。为了验证这一结论，开展时间对比试验。试 验矿石粒度一8 0m m ，喷淋液氰化钠初始浓度 o ．9 ‰～1 ．3 ‰，试验结果见图3 及表3 。 表3 浸出时间对比试验结果 T a b l e3T e s tr e s u l t so fl e a c h i n gt i m e 由图3 及表3 可知，浸出时间在1 5d 即可完成 金的浸出，这与正交试验浸出时间相吻合。随着浸 出时间的延长，出现沉铜现象，进一步证明末期沉铜 技术的可控性。 筋 鲫 ㈨ s o 万方数据 2 0 1 5 年第2 期有色金属 冶炼部分 h t t p ／／y s yJ ．b g r i mm ．c n 3 7 州’i f 2 2 5 } 邃2 ‘’ 霎z s 薰Ⅲ 5 当 ＼ 赵 避 兰 遥 楚 蓑 E 警 三l 耋I 萋 釜1 搴 鹾1 篓t 蝥 浸出时问／ 1 a 金品位鲈，铜品位 H ％．浸出时帕J ㈨d 浸卅时叫／【i h 金品位 1 4 卧铡l ”I 位叭H ％．浸出时问l s d 图3 浸出时间对比试验结果 F i g ．3 T e s tr e s u l t so fl e a c h i n gt i m e 3 ．2 ．4 综合条件验证试验 试验条件矿石金品位0 ．3 8g ／t ，铜品位 o ．0 5 ％，矿石粒度一8 0m m ，柱子规格西O ．3m 3 m ，柱浸时间1 5d ，氰化钠初始浓度0 ．9 ％0 ～1 ．3 ‰， 喷淋强度2 2I 。／ m 2 h 。 试验结果氰渣金品位o ．0 3g ／t 、渣计金浸出率 9 2 ．1 1 ％、氰化钠用量0 ．7 9k g ／t 、贵液最大铜浓度 3 5 0m g ／L 、氰渣铜品位o ．0 4 lg ／t 、渣计铜浸出率 1 8 ．o ％、石灰用量o ．3k g ／t 。 由此可知，通过柱浸工艺优化，金浸出率达到 9 2 ．1 1 ％，氰渣品位降低到o ．0 3g ／t ，相对正交试验 贵液铜浓度有较大幅度的降低。 随着金矿铜品位的增高，对堆浸提金产生一定 的影响，浸出过程中贵液铜的浓度及浸出过程氰化 钠单耗增大，氰化钠消耗达到0 ．8k g ／t 以上，贵液 铜浓度达到3 5 0 ～19 3 0m g ／L ，对后续金的吸附等 产生较大的影响。生产中应尽量控制氰化钠不能太 高，以减少铜的浸出，但贵液中较低的氰化钠浓度增 加了炭吸附铜的可能性，考虑到铜的积累，需采取以 下强化生产控制措施 1 对于堆浸贵液铜浓度为1 6 0 ～4 0 0m g ／L ，建 议采用氰化脱铜一末期沉铜或高氰抑铜一末期沉铜 工艺，实现系统铜的平衡和有效控制。 2 对贵液铜浓度大于4 0 0m g ／I 。，建议少量开路 处理，以确保生产系统稳定。可以采取下述措施，一 是对于低氰铜浸出贵液采用末期沉铜技术，即在堆 浸末期将低氰铜浸出贵液 或稀释后 返回堆浸流程 沉淀部分铜的方法或过氧化氢法[ 1 ’3 3 ；二是对于高氰 铜溶液开路处理，采用国内成熟回收工艺酸化法[ 4 书1 或S A R T 法口日等进行铜、氰回收，以减少铜对吸附 及精炼工艺的影响。 3 根据实验室柱浸金、铜的浸出行为规律，可以 确定金应实现早收快收的原则，铜实现慢收晚沉铜 的原则。建议控制初始喷淋强度2 2L ／ m 2 h 、氰 化钠喷淋初始浓度O ．9 ‰～1 ．3 ‰，实现金的快速浸 出，减少铜的浸出。 3结论 1 对一8 0m m 的含铜低品位金矿石，采用柱 浸一炭吸附工艺，在氰化钠初始浓度0 ．9 ‰～ 1 ．3 ‰、初始喷淋强度2 2L ／ m 2 h 、柱浸时间1 5d 的情况下，渣计金浸出率能达到8 6 ％以上。 2 随着金矿铜品位的增高，对堆浸工艺产生一 定的影响，浸出贵液铜的浓度及氰化钠单耗增大，氰 化钠消耗达到o ．8k g ／t 以上，贵液铜浓度达到3 5 0 ～l9 3 0m g ／L ，对后续金的吸附及精炼等产生较大 的影响。生产中应尽量控制氰化钠不能太高，以减 少铜的浸出，并采取强化工艺控制及贵液开路处理 等措施，减少或避免对金吸附等后续工艺的影响。 3 柱浸前期金、铜同时浸出，约1 5d 后铜浸出 速率远高于金浸出速率，当金浸出快结束时，铜开始 出现沉淀现象。金铜浸出行为的差异为后续浸出作 业参数选择奠定了基础。堆浸控制应采用金快收早 收，再降铜的控制措施以减少铜对工艺的影响。 参考文献 [ 1 ] 宋鑫．用过氧化氢处理金氰化厂废水的生产经验与成 本[ j ] ．国外黄金参考，19 9 2 8 5 9 ． [ 2 ] 李敬伟，李强，陈宇，唐培玉．含氰废水的氧化处理[ J ] ． 内蒙古环境保护，2 0 0 6 ，1 8 4 3 2 3 4 ． [ 3 ] 张红艳，肖智，沈丽娜，等．双氧水氧化法处理低浓度含 氰废水的试验及工程应用[ J ] ．2 0 1 0 ，2 3 3 4 9 5 1 ． [ 4 ] 徐天允．酸化法处理高氰污水工艺的改进[ J ] ．劳动保 护科学技术，1 9 8 9 1 4 4 4 6 ． [ 5 ] 董兵，任华杰．金渠金矿含氰污水处理技术的应用[ J ] ． 现代矿业，2 0 0 9 6 8 1 8 3 ． 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