高铜金精矿提取金铜工艺研究.pdf

有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年6 期 3 7 高铜金精矿提取金铜工艺研究 郭持皓，袁朝新，孙聪 北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 7 0 摘要采用硫酸化焙烧一二段酸浸氰化工艺处理高铜金精矿。结果表明，在6 0 0 ℃硫酸化焙烧， 焙砂在一段弱酸、二段强酸，温度8 0 ℃，浸出9 0m i n 的条件下，铜浸出率为9 8 ．2 2 ％；再对酸浸渣进行氰 化浸出。金浸出率高达9 9 ．1 4 ％。 关键词高铜金精矿；硫酸化焙烧；二段酸浸；氰化 中图分类号T F 8 1 1 ；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 0 0 6 一0 0 3 7 一0 3 P r o c e s sS t u d yo nE x t r a c t i n gG o l da n dC o p p e rf r o mG o l d C o n c e n t r a t e sC o n t a i n i n gH i g h _ G r a d eC o p p e r G U OC h i h a o ，Y U A NC h a o - x i n ，S U NC o 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 7 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h eh i g h c o p p e rg o l dc o n c e n t r a t i o n saret r e a t e db yt h ef o l l o w i n gp r o c e s s s u l f a t i n gr o a s t i n g ，t w o s t a g ea c i dl e a c h i n go nc a l c i n e s ，c y a n i d i n g ．T h er e s u l t ss h o wt h a tw h e ns u l f a t i n gr o a s t i n gi sc o n d u c t e da t 6 0 0 ℃．t h ep r i m a r ys t a g ei su n d e rw e a ka c i dc o n d i t i o nw h i l et h es e c o n d a r ys t a g ei su n d e rs t r o n ga c i dc o n d i t i o n ，l e a c h i n gt e m p e r a t u r ei sa t8 0 ℃，t h el e a c h i n gi sc o n d u c t e df o r9 0m i n ，t h ec o p p e rl e a c h i n gr a t e f r o mc a l c i n e si s9 8 ．2 2 ％；t h e nc o n d u c tc y a n i d i n gl e a c h i n go na c i dl e a c h i n gr e s i d u e s ，t h eg o l dl e a c h i n gr a t e a c h i e v e su pt o9 9 ．1 4 ％． K e y w o r d s G o l dc o n c e n t r a t e sc o n t a i n i n gh i g h g r a d ec o p p e r ；S u l p h a t i n gR o a s t i n g ； T w os t a g ea c i dl e a c h i n g ；C y a n i d i n g 我国拥有丰富的铜金矿石，通常采用浮选法产 出金铜精矿再进行冶炼。含铜1 ％～6 ％的金精矿， 采用常规的焙烧酸浸氰化工艺，铜金的回 收率都能达到很理想的结果[ 1 ．4 3 ；但对于含铜大于 l O ％高铜金精矿，采用该常规工艺，酸浸率只有 9 3 ％左右，酸浸渣中仍含有大量铜。将造成2 方面 的影响一是铜回收率低，经济效益差；二是铜是影 响金氰化浸出的有害元素，它的存在不但使金的浸 出率降低，而且还会大大地增加氰化物消耗。因此， 该类精矿基本上是外售其他冶炼厂配矿用，既增加 了金属损失，又增加运费，还造成资金的积压。针对 上述情况，对该常规工艺流程进行改进，提出新的流 作者简介郭持皓 1 9 7 8 一 ，男，江苏徐州人，工程师，硕士． 程以能满足高铜金精矿提取金铜的要求。 实验 1 ．1 实验原料 实验原料来自东北某矿山的浮选高铜金精矿， 粒度一0 ．0 4 4m m 占9 3 ．3 4 ％。含金2 5 ．2 7g ／t 、银 7 1 ．6 6g ／t ，其余成分 ％ F e3 7 ．2 、C u1 2 ．5 1 、S 2 8 ．6 2 、C aL0 7 、A l2 ．4 、M n0 ．0 2 6 、S i6 ．6 1 、M g 0 ．1 3 、A s0 ．0 2 、P b0 ．0 2 2 、Z n0 ．1 2 、其他1 1 ．2 7 2 。矿 样中8 0 ％以上为黄铜矿，其次为黄铁矿 1 0 ％～ 1 5 ％ ，再次为铜蓝、磁黄铁矿等。 万方数据 3 8 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年6 期 1 ．2 实验过程 铜金精矿的焙烧实验在8k W 马弗炉内进行， 铂铑热电偶测温，可控硅电源控温。酸浸实验在置 于恒温电加热水浴的玻璃反应釜中进行，用J J 一1 型精密电动搅拌器搅拌。氰化浸出在氰化滚瓶上进 行。 2实验结果与讨论 2 ．1 焙烧温度实验 取铜金精矿置于刚玉盘内，于马弗炉中在不同 温度下焙烧2h 。将得到的焙砂进行酸浸初始酸 浓度3g ／L ，液固比4 1 ，酸浸时间2h ，酸浸温度 8 0 ℃。将酸浸渣洗涤后，置于滚瓶中，在常温下氰 化浸出。浸出条件液固比L ／S 2 ，矿浆p H 1 0 ．5 ，N a C N 用量8k g ／t ，浸出3 6h 。实验结果见表 1 。 表l 不同温度焙烧实验结果 T a b l e1 R o a s t i n gr e s u l t sa td i f f e r e n tt e m p e r a t u r e 从表1 可知，6 0 0 ℃焙砂浸出铜的浸出率最高， 这说明，在此温度下，含铜金精矿硫酸化效果最好， 产生的可溶性硫酸盐和易浸氧化物比率最高。随着 温度的升高，硫酸化比率降低，温度达到6 5 0 ℃以上 时，会有大量铁酸铜生成[ 5 ] ，造成铜的浸出率急剧下 降。 从表I 可知，浸铜渣氰化浸出，可得到较高的金 回收率，且比较稳定，都在9 8 ．5 ％以上。其中6 0 0 ℃的浸出率达到9 9 ．0 3 ％，说明此铜金精矿焙烧后， 焙砂中的金为易浸金。 在6 0 0 ℃时铜和金的浸出率均比较高，因此，选 定焙烧温度为6 0 0 ℃。 2 ．2 焙砂酸浸实验 从表1 可知，一段酸浸渣中含铜在1 ％以上，含 铜较高，致使浸出渣浸金时，N a C N 消耗过多，同时 铜的回收率偏低。在焙烧温度6 0 0 ℃下，对焙砂采 取二段高低酸浸出流程考察铜的浸出率。由于一段 酸浸的浸出率在9 3 ％左右，并且比较稳定，因此，主 要考察二段浸出的条件来提高铜的浸出率。固定一 段浸出条件，分别考察液固比、温度、时间和浸出酸 浓对铜的二段浸出率的影响。通过上述一系列条件 实验，得到的优化条件如下一段浸出条件3g ／L H 2 S 0 4 ，L ／S - - - - - 4 ，T 一8 0 ℃，t 一9 0m i n ；二段浸出条 件1 5 0g ／LH 2 S 0 4 ，L ／S 2 ，T 8 0 ℃，t - - - - - 9 0r a i n ， 进行综合实验，实验结果表明在优化实验条件下， 铜的平均浸出率为9 8 ．2 2 ％。 为了能进一步提高铜浸出率，对浸渣进行了工 艺矿物学分析。显微镜及扫描电镜观察表明，浸渣 中的铜主要以残余硫化铜的形式存在，主要是焙烧 前部分包裹于黄铁矿、石英等矿物中的黄铜矿，在焙 烧过程中氧化不完全或未氧化所致。在工业生产 上，如果沸腾焙烧控制的好，铜的回收率还会再提 高。因此，提高铜浸出率的关键还是在于焙烧工序， 在焙烧过程保证铜硫酸化彻底，避免局部过热、氧化 不完全现象。 2 ．3 铁、钙和镁等杂质离子的浸出 浸出过程中，硫酸不仅与铜的矿物反应将其浸 出，而且硫酸也与矿石中的碱性脉石、铁作用，此也 为影响铜浸出率的重要因素，同时铁离子的浸出对 后续的电积工序也有影响，改变酸浓度考察铁、钙和 镁等杂质离子的浸出。 控制液固比L ／S 2 1 ，浸出温度8 0 ℃，浸出 时间9 0m i n ，改变浸出硫酸浓度，考察铁、钙和镁浸 出，实验结果见表2 。 ’表2 硫酸浓度对I C e 、C a 、M g 浸出的影响 T a b l e2 T h ee f f e c t so fs u l f u r i ca c i dc o n c e n t r a t i o n o nl e a c h i n gr a t eo fI C e - C aa n dM g 由表2 可知，随着硫酸浓度的增大，F e 、M g 的浸 万方数据 有色金属 冶炼部分2 0 1 0 年6 期 出率显著提高；C a 的浸出率略有下降，这是因为随 着硫酸浓度的升高，硫酸钙的溶解度减小，导致硫酸 钙沉积在浸渣中。在优化条件下，硫酸浓度为1 5 0 g ／L 时，溶液中铁离子的浓度为1 8 ．7 5g ／L ，由于电 积过程要求铁的浓度小于3g ／L ，因此，在二段浸出 后增加中和除铁才能进入铜萃取电积工段。 3 9 2 ．4 酸浸渣氰化实验 浸渣振磨后，置于氰化滚瓶中。在常温下氰化 浸出，浸出L ／S 2 ，矿浆p H 1 0 ．5 ，加入N a C N ，浸 出3 6h ，浸出完毕后，过滤、洗涤浸出残渣，干燥。 氰化结果见表3 。 表3 氰化钠用■对A u 、A g 浸出率的影响 T a b l e3T h ee f f e c t so fN a C Nd o s a g eo nl e a c h i n gr a t eo fA ua n dA g 由表3 可知，金的浸出率随氰化物用量的增大， 基本稳定，氰化钠用量达到6k g ／t 时，金的浸出率 达到9 9 ．1 4 ％；与焙烧温度下的氰化实验对比，焙砂 酸浸渣中的铜的减少，有利于提高金的回收率。银 的浸出率随着氰化物用量的增大逐渐提高，但整体 浸出率偏低。工艺矿物学分析结果表明，氰化渣中 银的各物相的比例分别为 ％ 水溶银0 ．0 1 、氯化 银0 ．0 4 、氧化银0 ．3 7 、金属银0 ．5 6 、硫化银1 0 ．3 8 、 铁矿物包裹银3 4 ．4 8 、其它矿物 S i 0 包裹银 5 4 ．1 7 。可知，由于大量氧化铁杂质和S i O 。的存在， 对银起了“包裹”作用，在氰化浸出过程中，阻碍了 C N 一与A g 的充分接触，从而使这部分银难以浸出。 3 推荐工艺流程 根据上述实验结果，推荐采用图1 的原则流程 来处理高铜金精矿。 4结论 1 6 0 0 ℃焙烧时，含铜金精矿硫酸化效果最 好，焙砂浸出所得铜浸出率最高；铜金精矿焙烧后， 焙砂中的金为易浸金； 2 二段酸浸条件下，一段浸出控制条件3g ／L H z S 0 4 ，浸出矿浆液固比4 1 ，浸出温度8 0 ℃，浸 出时间9 0r a i n ；二段浸出控制条件1 5 0g ／L H S O 。，浸出矿浆液固比2 s 1 ，浸出温度8 0 ℃，浸 出时间9 0r a i n ，铜的平均浸出率为9 8 ．2 2 ％； 3 焙烧工序是进一步提高铜的浸出率的关键， 只有在焙烧过程保证铜硫酸化彻底，避免局部过热、 氧化不完全现象，才能进一步的提高铜的浸出率； 4 金的浸出率随氰化物用量的增大而提高，基 本稳定，氰化钠用量达到6k g ／t 时，氰化3 6h ，金的 ◆ 金银产品 丛 ◆ 匠习 ◆ 圈 ◆ 回◆盥生 图1高铜金精矿提取金铜原则工艺流程图 F i g ．1T h ep r i n c i p l ep r o c e s sf l o wc h a r to fg o l d a n dc o p p e re x t r a c t i o nf r o mh i g h c o p p e r g o l dc o n c e n t r a t e s 浸出率达9 9 ．1 4 ％；银的浸出率随着氰化物用量的 增大逐渐提高，但整体浸出率偏低； 5 酸浸渣中铜的减少有利于提高金的回收率， 同时减少氰化物的消耗。 参考文献 E 1 3 葛伟勋．含铜金精矿焙烧一酸浸一氰化工艺的研究与 实践E J ] ．黄金，1 9 9 0 5 2 8 3 5 ． [ 2 ] 梦宇群，徐荣升，宿少玲，等．浮选铜金精矿铜金综合回 孕些 一一业亭甲盥 万方数据 4 0 有色金属 冶炼部分 2 0 1 0 年6 期 收的研究中温成型硫酸化焙烧一氰化[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，1 9 9 7 4 3 2 3 4 ． [ 3 ] 张兴仁．处理铜一金精矿可供选择的方案硫酸化 焙烧和生物浸出[ J ] ．国外黄金参考，1 9 9 7 8 2 5 2 8 ． [ 4 ] 邱廷省．聂光华，张强．难处理含铜金矿预处理与浸出 技术现状及进展[ J ] ．黄金，2 0 0 5 8 。3 0 一3 3 ． [ 5 ] 张兴仁．处理黄铜矿的几种可供选择的工艺方案评述 [ J ] ．国外黄金参考，1 9 9 7 1 1 ／1 2 1 9 2 7 ． 上接第2 2 页 3 3 ．0g ／L 的活性炭和3 ．0m g ／LA g 十组合比 3 ．0m L 吐温和3 ．0m g ／LA g 的浸出效果好； 4 有催化剂的浸出液的电位要比没有添加的 电位要高。 参考文献 [ 1 ] 廖梦霞，邓天龙．硫化矿生物湿法冶金技术现状与展望 [ J ] ．四川有色金属，2 0 0 3 3 3 3 3 5 ． [ 2 ] E h r l i c hHL ．P r e s e n tf u t u r eo tb i o h y d r o m e t a l l u r g y [ J ] ． H y d r o m e t a l l u r g y ，2 0 0 1 ，5 9 1 1 2 7 1 3 4 ． [ 3 ] T e m p l eKL ，C o l m e rA R ．T h ea u t o t r o p h i vo x i d a t i o no f i r o nb yan e wb a c t e r i u m T h i b a c i l l u sf e r r o o 】【i d a n s [ J ] ． B a c t e i o l ，1 9 5 1 ，6 2 6 0 5 6 1 1 ． [ 4 ] 张维庆，魏德洲，沈俊．氧化亚铁硫杆菌对黄铜矿的氧 化作用[ J ] ．矿冶工程，1 9 9 9 ，1 9 3 3 0 一3 3 ． [ 5 ] 陈常礼．推广保护性耕作促进节本增效[ J ] ．山东农业， 2 0 0 3 1 1 2 6 3 3 ． [ 6 ] 张卫民，谷士飞，王焰新．银离子对低品位原生硫化铜 矿石细菌浸出的催化[ J ] ．金属矿山，2 0 0 6 8 2 6 2 9 ． [ 7 ] 张卫民，荆秀艳，邱木清．永平铜矿浸矿细菌驯化培养 研究[ J ] ．有色金属 冶炼部分 ，2 0 0 4 5 5 8 ． [ 8 ] S i l v e r m a nMP ，L u n d g e nD G ．S t u d i e so nt h ec h e m o a u t o t r o p h i ci r o nb a c t e r i u mF e r r o b a c i l l u sf e r r o o x i d a n s ．I ． A n i m p r o v em e d i u ma n dah a r v e s t i n gp r o c e d u r ef o rs e c u r i n gh i g hc e l ly i e l d s [ J ] ．J b a c ，1 9 5 9 ，7 7 6 4 2 - 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