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焙烧方式对含砷金精矿中金、银浸出率的影响 ① 胡杨甲， 赵志强， 罗思岗， 赵 杰， 王国强 （矿冶科技集团有限公司 矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京 100160） 摘 要 某含砷金精矿中金矿物嵌布粒度较细，金主要以硫化物（黄铁矿、毒砂）包裹金形式存在。 采用焙烧预处理-氰化浸出工 艺，研究了一段焙烧、两段焙烧和添加剂焙烧对氰化浸出的影响。 结果表明，采用常规一段、两段焙烧方式，金浸出率均未达到 90％，银浸出率低于 50％；添加剂焙烧效果显著，在焙烧温度 650 ℃、时间 1.0 h、添加剂用量 NaXY 100 kg／ t＋YC-1 20 kg／ t 的条件下， 金浸出率达到 93.56％，银浸出率达 62.45％。 关键词 含砷金精矿； 焙烧； 添加剂； 氰化浸出； 金； 银； 砷 中图分类号 TF832文献标识码 Adoi10.3969／ j.issn.0253－6099.2020.04.022 文章编号 0253－6099（2020）04－0088－04 Effect of Roasting on Leaching Rate of Gold and Silver from Arsenic-Containing Gold Concentrates HU Yang-jia， ZHAO Zhi-qiang， LUO Si-gang， ZHAO Jie， WANG Guo-qiang （State Key Laboratory of Mineral Processing Science and Technology， Mining and Metallurgy Technology Group Co Ltd， Beijing 100160， China） Abstract The arsenic-containing gold concentrates used in the experimental study have a fine dissemination of gold minerals， with gold predominately wrapped in the sulphide minerals， such as pyrite and arsenopyrite. A process consisting of pretreatment with roasting and cyanidation leaching was adopted in the experiment and the effects of one-stage roasting， two-stage roasting and the roasting with additives on the following cyanidation leaching results were investigated in the experiments. It is found that the traditional one-stage roasting and two-stage roasting process just lead to the gold leaching rate less than 90％ and silver leaching rate less than 50％. However， the roasting with additives can bring in a remarkable effect， showing that gold leaching rate is up to 93.56％ and silver leaching rate reaches 62.45％ after an one hour roasting process at 650 ℃ with additives of NaXY 100 kg／ t and YC-1 20 kg／ t. Key words arsenic-containing gold concentrate； roasting； additives； cyanidation leaching； gold； silver； arsenic 随着我国禀赋较好的金矿资源逐渐枯竭，国内各 黄金冶炼企业将面临越来越多的难处理金矿石。 目前 难处理金矿石高效提金已成为黄金提取领域的研究热 点。 微细粒含砷金精矿作为典型的难处理矿石，其中 大部分金以微细粒或次显微金形式被包裹，或赋存于 黄铁矿和毒砂的晶格中［1－4］，同时由于精矿中存在大 量毒砂，会降低氰化钠溶液的活性，采用常规细磨-氰 化浸出的方法难以获得较高的浸出率。 因此，这类矿 石在氰化浸出前必须经过预处理，将黄铁矿、毒砂氧 化，使包裹其中的金、银暴露出来，并脱除有害元素砷。 目前焙烧是最为成熟的预处理工艺，采用合适的焙烧 方式和工艺参数能够获得较高的金、银回收率［5－8］。 本文采用焙烧预处理-氰化浸出工艺处理某含砷金精 矿，研究了不同焙烧方式对金、银浸出率的影响。 1 实 验 1.1 实验原料 实验所用矿样为浮选得到的含砷金精矿，其中金 属矿物主要为黄铁矿、毒砂以及少量的黄铜矿、方铅 矿，脉石矿物主要有石英、白云石、绢云母。 该金精矿 化学成分分析结果见表 1，金化学物相分析结果见表 2， 粒度分析结果见表 3。 ①收稿日期 2020－02－20 基金项目 “十二五”国家科技支撑计划项目（2015BAB13B02）；北京矿冶科技集团有限公司基金项目（JTKJ1820） 作者简介 胡杨甲（1984－），男，安徽安庆人，博士，高级工程师，主要研究方向为有色金属选冶工艺。 第 40 卷第 4 期 2020 年 08 月 矿矿 冶冶 工工 程程 MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING Vol.40 №4 August 2020 表 1 金精矿主要化学成分分析结果（质量分数） ／ ％ Au1）Ag1）CuPbZnSFe 45.3128.410.0360.0950.2018.4616.22 AsSbSiO2Al2O3CaOMgOK2O 3.050.01541.129.162.051.863.70 1） 单位为 g／ t。 表 2 金化学物相分析结果 相别金含量／ （gt －1 ）金分布率／ ％ 裸露金18.0839.90 硫化物包裹金26.7158.94 硅酸盐矿物包裹金0.521.16 合计45.31100.00 表 3 金精矿粒度分析结果 粒度／ mm金含量／ （gt －1 ）金分布率／ ％ ＋0.074 17.5011.75 －0.074＋0.03830.20 10.72 －0.038＋0.02050.00 16.59 －0.020 72.4060.94 合计45.41100.00 结果表明，金精矿含砷 3.05％，金主要以硫化物 （黄铁矿、毒砂）包裹金形式存在，且大部分金分布在 细粒级矿物中。 1.2 实验方法及设备 1.2.1 焙烧实验 一段焙烧实验称取 200.0 g 金精矿置于瓷舟中 （添加剂焙烧实验中按一定比例加入添加剂混匀），放 入升至设定温度的 SX-12-10 箱式电阻炉中，恒温焙烧 至设定时间后取出瓷舟，冷却至室温后得到焙砂。 两段焙烧实验称取 200.0 g 金精矿置于瓷舟中， 放入升至设定温度的 SX-12-10 箱式电阻炉中，恒温焙 烧至设定时间，完成第一阶段焙烧；继续升温 20 min 至设定温度，恒温焙烧至设定时间，完成第二阶段焙 烧；取出瓷舟，冷却至室温后得到焙砂。 1.2.2 氰化浸出实验 称取一定质量的焙砂洗涤后置于烧杯中，调节矿 浆浓度为 33％，添加石灰调节矿浆 pH 值至 11.5 左右， 按 4.0 kg／ t焙砂加入氰化钠，采用 IKA-P4 型搅拌器机械 搅拌浸出24 h，浸出完成后过滤，滤渣经多次洗涤后烘 干制样，采用高温灼烧-王水溶样-活性炭吸附-解吸-火 焰原子吸收光谱法测定滤渣中的金、银含量。 2 实验结果与讨论 2.1 焙烧预处理-氰化浸出实验 2.1.1 一段焙烧条件实验 一段焙烧条件实验结果见图 1。 由图 1 可知金、 银浸出率随温度升高呈先升高后降低趋势。 在 650 ℃ 下焙烧 1.0 h，金浸出率相对较高；焙烧温度 650 ℃、 700 ℃条件下，延长焙烧时间金浸出率略有下降。 500～ 550 ℃温度范围内，延长焙烧时间有利于银的浸出；继 续升高温度至 600 ℃后，延长焙烧时间银浸出率呈下 降趋势。 实验结果表明，一段焙烧适宜的焙烧温度为 650 ℃，焙烧时间为 1.0 h。 焙烧温度／℃ 90 80 70 60 50 40 70 60 50 40 30 20 500550600650700 金浸出率／ 银浸出率／ ■ ■ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ■ ■ ■ ▲ 金浸出率焙烧1.0 h 金浸出率焙烧2.0 h 银浸出率焙烧1.0 h 银浸出率焙烧2.0 h ▲ ▲ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ▲ ▲ ▲ ▲ 图 1 焙烧温度和焙烧时间对金、银浸出率的影响 2.1.2 两段焙烧条件实验 为了进一步提高金、银回收率，进行两段焙烧实 验，固定第二阶段焙烧温度为650 ℃、焙烧时间为1.0 h， 考察第一阶段焙烧温度及焙烧时间对金、银浸出的影 响，结果见图 2。 焙烧温度／℃ 100 90 80 70 60 70 60 50 40 30 20 450500550600 金浸出率／ 银浸出率／ ■ ■ ■ 金浸出率焙烧1.0 h 金浸出率焙烧2.0 h 银浸出率焙烧1.0 h 银浸出率焙烧2.0 h ▲ ▲ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 图 2 第一阶段焙烧温度和焙烧时间对金、银浸出率的影响 由图 2 可知，焙砂中金、银浸出率随第一阶段焙烧 温度上升呈先升高后降低趋势。 焙烧温度低于 550 ℃ 时，延长焙烧时间，金、银浸出率升高；焙烧温度 600 ℃ 时，延长焙烧时间，金、银浸出率反而下降。 因此，选择 第一阶段焙烧温度为 550 ℃、焙烧时间为 2.0 h。 2.1.3 添加剂条件实验 焙烧过程参数控制非常重要，焙烧温度过低，硫化 物氧化反应不彻底，金、银不能完全暴露出来；焙烧温 度过高，物料温度不易控制，会导致硅氧化物、铁氧化 物二次包裹金、银，出现“过烧” 现象，影响金、银浸 98第 4 期胡杨甲等 焙烧方式对含砷金精矿中金、银浸出率的影响 出［9－10］。 为进一步提高金、银回收率，进行添加剂 （NaXY ＋ YC-1） 焙烧实验，焙烧过程主要化学反应 有［11－12］ Ag2S ＋ O2����2Ag ＋ SO2（1） FeS2 ＋ O 2����FeS ＋ SO2 （2） 4 3 FeAsS ＋ O2���� 4 3 FeS ＋ 2 3 As2O3（3） 4 7 FeS ＋ O2���� 2 7 Fe2O3＋ 4 7 SO2（4） 6NaXY ＋ As2O3 ＋ O 2����2Na3AsO4 ＋ 3X2Y （5） 2NaXY ＋ Fe2O3����2NaFeO2 ＋ X 2Y （6） 2NaXY ＋ SiO2����Na2SiO3 ＋ X 2Y （7） 对以上化学反应进行了热力学分析，通过计算其 ΔGθ-T 关系式［11－12］，得到吉布斯自由能和温度的关系 图如图 3 所示。 T / K 0 -100 -200 -300 -400 -500 -600 -700 4003005006007008009001000 ΔG θ／ kJ mol-1 反应式6 反应式7 反应式1 反应式3 反应式5 反应式4 反应式2 图 3 添加剂焙烧过程主要化学反应的 ΔGθ-T 图 分析图 3 可知，从热力学角度分析焙烧过程中以 上反应均可进行。 通过添加 NaXY（一种碱性盐），可 消耗焙烧过程中产生的活性硅氧化物和铁氧化物等酸 性物质，避免由于局部温度过高引起的硅氧化物和铁 氧化物包裹。 另外添加剂 YC-1（一种氧化剂）有助于 硫化物的氧化，这些都有利于减少二次包裹金、银的生 成，提高金、银浸出率。 同时由于添加剂焙烧后生成 Na3AsO4，可通过水洗脱除砷。 添加剂焙烧实验采用一段焙烧工艺，固定焙烧温 度 650 ℃、焙烧时间 1.0 h，考察 NaXY 和 YC-1 用量对 金、银氰化浸出率的影响。 添加剂 YC-1 用量为 20 kg／ t 时，NaXY 用量实验 结果如图 4 所示。 由图 4 可见，采用添加剂焙烧后，银 浸出率大幅度提高，金浸出率也逐步提高，NaXY 用量 大于 100 kg／ t 时，金、银浸出率变化趋缓。 综合考虑， 适宜的添加剂 NaXY 用量为 100 kg／ t，此时金和银浸 出率分别达到 93.56％和 62.45％。 NaXY用量／kg t-1 100 96 92 88 84 80 68 64 60 56 52 48 20604010012080140 金浸出率／ 银浸出率／ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 金浸出率 银浸出率 ▲ ■ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ 图 4 添加剂 NaXY 用量对金、银浸出率的影响 添加剂 NaXY 用量为 100 kg／ t 时，YC-1 用量实验 结果如图 5 所示。 由图 5 可见，随着 YC-1 添加剂用量 增加，金、银浸出率呈先上升后下降趋势，YC-1 用量从 20 kg／ t 增加至 30 kg／ t 时，金浸出率变化不大，银浸出 率反而呈下降趋势。 综合考虑，适宜的 YC-1 添加剂 用量为 20 kg／ t。 YC-1用量／kg t-1 100 96 92 88 84 80 70 65 60 55 50 45 40 02010405030 金浸出率／ 银浸出率／ ■ 金浸出率 银浸出率 ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■▲ 图 5 添加剂 YC-1 用量对金、银浸出率的影响 2.2 焙烧方式对比分析 不同焙烧方式的优化条件实验结果对比见表 4。 由表 4 可知，采用添加剂焙烧后，金、银浸出率得到明 显提升，分别达到 93.56％和 62.45％。 表 4 不同焙烧方式的优化条件实验结果对比 焙烧方式 脱除率／ ％浸出率／ ％ SAsAuAg 一段焙烧96.5378.1686.8742.77 两段焙烧96.6285.8688.8945.56 添加剂焙烧97.1289.6993.5662.45 实验结果表明，3 种焙烧方式处理后硫脱除率都 达到 95％以上，一段焙烧和两段焙烧对砷的脱除率相 对较差，采用添加剂焙烧优势明显。 采用添加剂焙烧- 氰化浸出工艺，As、S 大部分进入烟气中，部分进入洗 水中，洗水可通过化学方法除 As、S 后回用。 氰化浸 09矿 冶 工 程第 40 卷 出渣中还含有少量的 Au、Ag、Fe 等金属，回收经济价 值不大。 3 结 论 1） 金精矿中金主要以硫化物（黄铁矿、毒砂）包 裹金形式存在，采用常规细磨-氰化浸出工艺，金浸出 率较低。 2） 采用常规焙烧方式，金浸出率均未达到 90％， 银浸出率低于 50％。 采用添加剂（NaXY 100 kg／ t ＋ YC-1 20 kg／ t）焙烧，在 650 ℃条件下焙烧 1.0 h，金浸 出率达到 93.56％，银浸出率达 62.45％。 3） 添加 YC-1 可加快硫化物氧化反应速率，添加 NaXY 可消耗焙烧过程中生成的活性硅氧化物和铁氧 化物，降低二次包裹金、银的生成，因此银浸出率大幅 提高，金浸出率也有所提高。 此外添加 NaXY 焙烧后 生成 Na3AsO4，有利于砷的脱除。 参考文献 ［1］ 杨永斌，刘晓亮，李 骞，等. 某高砷高硫金精矿焙砂浸金特性的 研究［J］. 矿冶工程， 2014，34（3）65－68. ［2］ 李 婕. 含砷、硫金精矿焙烧-氰化浸出工艺研究［J］. 湖南有色金 属， 2009，25（4）32－33. ［3］ 郑可利，华 杰. 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