高砷硫金精矿提金研究.pdf

2 0 1 2 年1 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 d o ●1 0 ．3 9 6 9 ／j ．I 鹤n ．1 0 0 7 - 7 5 4 5 ．2 0 1 2 ．0 1 _ 0 1 1 高砷硫金精矿提金研究 段东平，周娥，陈思明，李婷，夏光祥 中国科学院过程工程研究所，北京1 0 0 1 9 0 摘要广西贵港金精矿含1 5 ％～2 2 ％A s ，并含碳、铅等不利于氰化的元素，金直接氰化率8 ％～3 6 ％。采 用催化氧化酸浸法预处理后，金氰化率可达9 2 ％～9 8 ％，氰渣浮选后精矿的金总收率达9 7 ％～9 9 ％。 预氧化工艺在中温自热、低压、低酸操作条件下进行，废渣、废液符合环保要求。多批次小型试验及扩大 试验结果表明该工艺技术指标稳定，经济可行。 关键词加压浸出；难处理金精矿；高砷金精矿；氰化 中围分类号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 2 0 1 0 0 3 9 一0 3 I n V e s t i g a t i o nO nG O l dR e c o V e r yf r o mH i g hA r s e n i c S u l f u rB e a r i n gG o l dC o n c e n t r a t e D U A ND o n g ．p i n g ，Z H O UE ，C H E NS i m i n g ，L IT i n g ，X I AG u a n g _ x i a n g I n 3 t i t u t eo fP r o c e s 8E n g i n e e r i n g ，C h i n e s eA c a d e m yo fS c i e n c e s ，B e 订i n g1 0 0 1 9 0 ，C h i n a A b s t n c t G u a n g x iG u i g a n gg o l dc o n c e n t r a t ec o n t a i n e d15 ％～2 2 ％A s ，c a r b o n ，l e a da n do t h e rd e t r i m e n t a l e l e m e n t ，9 0 1 dd i r e c tc y a n i d i n gr e c o v e r yw a s8 ％～3 6 ％． G o l dc y a n i d i n gr e c o v e r yr e a c h e d9 2 ％～9 8 ％， s u m m a r yg o l dr e c o v e r ya f t e rf l o t a t i o no fc y a n i d er e s i d u er e a c h e d9 7 ％～9 9 ％w i t hp r e t r e a t m e n to fc a t a l y t i c o x i d a t i o na c i dl e a c h i n g ．T h ep r e o x i d a t i o np r o c e s sc o u l db eo p e r a t e di ns e l f - h e a t i n g ，l o wp r e s s u r e ，l o wa c i d i t yo p e r a t i o nc o n d i t i o n S ． W a s t er e s i d u ea n de f f l u e n tc o m p l i e dw i t he n v i r o n m e n t a lr e q u i r e m e n tS ．R e s u l t s o fl a b o r a t o r ye x p e r i m e n t sa n dp i l o tt r i a l si n d i c a t et h a tt h i st e c h n 0 1 0 9 yr o u t ei ss t a b l ea n df e a s i b l e ． K e yw o r d s p r e s s u r el e a c h i n g ；r e f r a c t o r yg o l dc o n c e n t r a t e ；h i g ha r s e I l i cb e a r i n gg o l dc o n c e n t r a t e ；c y a n i d i n g 广西贵港金精矿属于典型的难处理金矿，含砷 高达1 5 ％～2 2 ％，金主要被黄铁矿和砷黄铁矿包 裹，呈微细及超微细型。此外，精矿尚含有有机炭及 铅 o ．1 ％～4 ％ 等，成分复杂。高效开发这些高砷 硫金矿具有巨大的经济价值。 对高砷金精矿的处理，一般分为预处理及提金 等过程，提金过程有火法及湿法之分。预处理可以 减少火法冶金过程中A s 的污染以及A s 形成黄渣 之类造成熔炼中主金属的损失，消除湿法冶金过程 中砷矿物雄黄、雌黄对浸出过程的化学干扰以及解 除砷矿物 砷黄铁矿 对A u 的包裹，预处理是否得 当真接影响A u 回收率及提A u 时试剂的消耗。可 以说，预处理是整个过程的关键一环。3 0 多年来， 作者筒介段东平 1 9 6 8 一 ，男。内蒙古人，研究员，工学博士． 中科院过程工程研究所 原化工冶金研究所 针对含 砷难处理金矿，研究开发了“酸性催化氧化”和“氨性 催化氧化”2 种湿法预处理新工艺，先后对国内2 0 多个矿山矿样的试验都取得良好结果，金氰化率 9 0 ％～9 8 ％[ 1 ] ，在高砷金矿提取技术上取得突破性 进展。这2 种工艺的显著优点是反应温度低、反应 设备易于制作、三年内能收回投资。本研究的初步 成果在1 9 9 3 年召开的美国第四届湿法冶金国际会 议上引起广泛关注[ 2 ] 。对于贵港地区的金矿早在 1 9 7 0 年代中科院微生物研究所曾在六岑进行微生 物预处理法现场扩试【3 ] ，但最终的金回收率 9 0 ％。 随着微生物浸出技术的进步及新工艺的开发，微生 物提金将会有更广阔的发展前景。 万方数据 4 0 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 2 年1 期 本研究正是基于自主研发的难浸金矿预处理新 工艺，对贵港高砷硫金精矿采用不同的预处理试验， 并对试验结果进行分析对比，以确定最佳的工艺方 案及过程参数。 1 ’试验 1 ．1 矿石性质 采自贵港不同矿区的金精矿多元素化学分析结 果列于表1 。从表1 数据看，这些矿样在元素组成 上有所差异，难浸程度可能会有较大差别。X R D 分 析表明，主要载金硫化矿物为黄铁矿和砷黄铁矿，主 要脉石矿物为云母和石英。因此，贵港矿石属于典 型高硫高砷含碳难浸金矿，预处理工艺是从该类矿 石中提金的关键。 表1不同矿山金精矿多元素化学分析 T a b l el C o m p o s i t i o no fg o I dc o n c e n t r a t e sf r o md i f f e r e n tm i n e 1 ．2 贵港金矿筛选试验结果 对来自贵港六梅矿的A 、B 、C 、D 混合精矿样 表1 进行不同预处理方法的筛选试验，试验方案 及其金氰化率分别是直接氰化2 6 ．3 ％；两段焙烧 4 5 0 ／6 5 0 ℃ 一氰化7 8 ．1 ％；高温硫酸氧浸 1 9 0 ℃ 一氰化5 5 ．1 ％；高温硝酸氧浸 1 9 0 ℃ 一氰化 9 1 ．8 ％；碱浸 1 2 0 ℃ 一氰化8 1 ．6 ％；氨浸脱砷一焙 烧一氰化7 8 ．O ％；硝酸催化氧化 1 0 0 ℃ 一氰化 7 9 ％～8 4 ％；硝酸催化氧化一石灰乳脱硫一氰化 9 1 ％～9 4 ．8 ％。结果表明，硝酸催化氧化一石灰乳 脱硫一氰化方案能得到最佳技术指标。 1 ．3 催化氧化酸浸一脱硫一氰化 由于金精矿中含P b 、C 等有害成分，仅催化氧 化预处理，难以达到9 0 ％的浸金率，尚需脱硫及转 化P b S 0 4 的工艺步骤。因此，在1 _ 2 筛选试验方案 的基础上，对贵港六梅矿催化氧化酸浸一脱硫一氰 化的方案进一步细化，采用不同的脱硫碱性物质及 用量，具体试验条件为矿物粒度9 0 ％一o ．0 4 5 m m ，温度1 0 0 ℃，压力O ．4M P a ，液固比L ／S 5 ／1 1o o Om L ／2 0 0g ，搅拌转速4 0 0r ／m i n ，反应时间 2h ；碱性物脱硫的反应温度8 5 ℃，反应时间1h 。 试验结果见表2 。 表2 催化氧化酸浸一脱硫一氰化结果 T a b I e2R e s u I t sO fO x i d a t i o na c i dl e a c h i n 争d e s u l f u r i z a t i o n 。c y a n i d i n gp r O c e s s 序号篙箩，。翟。，，。} 攀。，，。耋等，，碱性物，。芝譬竺。薹荨。，絮， 金篱率 l0 ．0 2 5 0Z 36 ．9 2 9 7 C a 0 1 0 0 ， 3 0 3 1 ．O 4 0 ．89 0 ．O Z O ．0 0 2 5 2 34 ．62 9 9 C a o 1 0 03 03 l - 61 9 ．29 4 ．6 N a o H1 3 03 02 6 ．72 3 ．29 4 ．5 3 O 0 5 0 0 2 36 9z 8 3 C a o1 0 02 52 7 ．02 8 ．29 3 ．1C a o1 0 02 52 7 ．0Z 8 ．Z9 3 ．1 N a o H7 53 42 5 ．52 8 ．49 2 ．3 40 1 2 5 02 39 23 0 l c a o H 2 7 03 03 3 ．5z 3 ．89 2 ．9 C a o H 2 7 03 03 3 ．5Z 3 ．89 2 ．9 5O2 31 3 ．82 4 lN a 0 H6 53 0Z 7 ．O2 8 ．09 3 ．5 6O2 36 ．92 9 4N a o H1 4 63 42 7 ．O3 4 ．99 1 ．7 7 O 1 9 0 ℃浸 2 36 ．92 9 9一一一 一 9 Z ．6 表2 表明，催化氧化酸浸后，由于生成元素硫， 特别是有铅组分存在，经过碱性氧化处理，在8 0 ～ 8 5 ℃及p H1 0 ～1 0 ．5 条件下进行氰化预处理1h 后，可稳定氰化指标在9 2 ％以上，显然，用C a o H 进行碱处理是比较经济的方案 全流程氧耗为3 3 0 m 3 ／t 。 在相同操作条件下，我们进一步开展了催化氧 化酸浸一脱硫一氰化的规模放大试验，分别在2L 万方数据 2 0 1 2 年1 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 及5L 不锈钢高压釜中进行2 0 0g ／次与7 0 0g ／次的 系列试验，金回收率基本不变，均达到9 3 ％。 1 ．4 催化氯化氨浸一脱硫一氰化 作者曾将催化氧化氨浸一氰化技术成功用于处 理甘肃舟曲县坪定金矿[ ，其原矿含金8 ．7g ／t 、含 砷1 3 。5 ％，砷矿物主要为雄黄和雄黄，氨浸回收率 达8 5 ％。基于此经验，现将催化氧化氨浸法用于处 理贵港山花金精矿 表1E 矿样 。在8 5 ℃、氧压 O ．2M P a 、L ／S 一5 ／1 及4 0 0r ／m i n 的不锈钢反应釜 中，用6 ．8 ％N H 3 及4 ．4 ％C 0 2 N H 。与 N H t 2 C 0 3 的摩尔比为2 。1 对金精矿进行浸取，继之对浸渣 进行氰化，浸金率达8 9 ．3 ％。 作为对比的平行试验，在1 0 0 ℃下催化氧化酸 浸后继之用氨水脱硫，浸金率达9 2 ％，两者相近。 同样地，在相同的反应釜中，以硫代硫酸铵做浸 出剂来氨浸贵港山花矿，反应条件5 0 ℃、2h 、L ／S 5 ／1 ，浸出剂由1m o l N H 4 2 S 2 0 3 、1m o lN H 3 、 0 ．1m o l N H ‘ 2 S 0 4 、1g ／LC u 2 组成，最终耗氧1 7 m 3 ／t ，浸渣率1 8 ．5 ％，精矿含1 0 0 ．5g ／tA u ，浸渣含 3 8 ．2g ／tA u ，金浸出率达到9 3 ．o ％。 2 扩大试验 在前述2L 钛高压釜中进行2 0 0g ／次规模的小 型试验基础上，进行放大试验。酸浸试验在6 5L 釜 r ∞3 0 0m m 9 0 0m m 、石灰脱硫在3 3L 搪瓷釜中 进行，试料为5k g ／次及8k g ／次，在相同操作条件 下结果对比见表3 。 表3 金精矿提金小型及扩大试验结果 T a b I e3 R e s u l t so fg o l dr e c o V e r yo fI a b e x p e r i m e n t sa n dp i l o tt r i a I 表3 表明，两种矿样的小试与规模放大试验结 果差别都很小，而增加脱硫及炭浆氰化操作，对六梅 矿有所影响。 3氰化渣的浮选回收 无论是贵港六梅矿还是山花矿，其氰渣的金品 位仍较高 2 2 ～4 5g ／tA u ，经试验，可浮选回收 5 0 ％以上，品位可高达9 0 ～1 0 0g ／tA u 。但其中关 键是必须脱氰，即酸化及氯化处理，其后再用 N a O H 调p H 至6 ，加入C u S o 。及N a z S 为活化剂， 再加2 号油及黄药浮选。结果数据举例见表4 所 示。 表4 粗选与二次扫选的试验结果 氰渣8 0g ．含5 3g ／tA u T a b I e4R e s u l t so fr o u g ha n d s c a v e n g i n gc O n c e n t r a t i o n 产品重量／g产率／％含A u ／ g t 一1 分配率／％ 按该流程对两矿样进行脱氰一浮选试验，山花 矿氰渣6 2 ．8g ／tA u 再经选矿作业后，金回收率达 9 5 ％，重量率为7 5 ％；而六梅矿氰渣2 6 ．8g ／tA u 经 选矿作业后，金回收率达4 8 ％，重量率为1 1 ％。两 矿的浮选结果差别与渣的物性有关，如其中所含的 元素S 及铅组分等。 本流程的金收率是依浸渣为准计算的，但当实 际流程中的溶液含微量金，例如氧化酸浸液中含 O ．1 5 1 0 - 6A u 、脱硫液中含O ．4 6 1 0 _ 6A u ，计算 时金的收率将有所降低。因此也可采取其他措施提 高金的回收率，如氰化时可考虑C I L 法。 4结论 采用催化氧化酸浸法对广西贵港金精矿预处理 后，金氰化率可达9 2 ％～9 8 ％，氰渣浮选后精矿的 金总收率达9 7 ％～9 9 ％。废渣、废液符合环保要 求。该工艺技术指标稳定，经济可行。 参考文献 [ 1 ] 夏光祥，石伟。涂桃枝．等．氨浸法预处理含砷难浸金矿 石的应用研究[ J ] ．黄金，1 9 9 6 1 0 2 8 3 3 ． [ 2 ] Y a n gH a n l i n X i aG u a n g x i a n g ． Ap r e t r e a t m e n to fp y ’ r e t i cg o l dc o n c e n t r a t ew i t hc a t a l y t i co x i d a t i o na c i dl e a c h [ c ] ．4 m ，I n t e r ，s y m po nH y d r o m e t a l l u r g y ，s a l tL a k e U t a hU S A ．1 9 9 3 ． [ 3 ] 裘荣庆．细菌漫出毒砂矿中钴和砷的研究[ J ] ．有色金 属，1 9 8 7 ．3 9 1 5 1 5 7 ． 万方数据