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某高硫难处理金精矿超细磨提金试验研究 ① 蔡创开 （紫金矿业集团股份有限公司，福建 厦门 ３６１００８） 摘 要 针对某高硫难处理金精矿中金大部分被黄铁矿包裹、直接氰化浸出金浸出率低的问题，采用超细磨-碱预处理-氰化浸出工 艺处理金精矿，通过条件优化可获得金浸出率 ８４．５０％，氰化钠耗量控制在 ３ ｋｇ／ ｔ 以内，该工艺简单、流程短、安全环保。 关键词 氰化浸出； 高硫； 金精矿； 超细磨； 金 中图分类号 ＴＦ１１１文献标识码 Ａｄｏi１０．３９６９／ ｊ．iｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０２０．０６．０２８ 文章编号 ０２５３－６０９９（２０２０）０６－０１０８－０３ Ｅｘｐｅｒｉmｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ oｎ Ｇoｌｄ Ｅｘｔｒａｃｔｉoｎ ｆｒom Ｈｉｇｈ-Ｓｕｌｆｕｒ Ｒｅｆｒａｃｔoｒｙ Ｇoｌｄ Coｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｂｙ Ｕｌｔｒａ-ｆｉｎｅ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ ＣＡＩ Ｃｈｕａｎｇ-ｋａi （Ｚｉｊｉｎ Ｍｉｎｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ Ｌｔｄ， Ｘｉａｍｅｎ ３６１００８， Ｆｕｊｉａｎ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａiｍiｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ ａ ｄiｒｅｃｔ ｃｙａｎiｄｅ ｌｅａｃｈiｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｌｗａｙｓ ｌｅａｄｓ ｔｏ ａ ｌｏｗ ｇｏｌｄ-ｌｅａｃｈiｎｇ ｒａｔｅ ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｍｏｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇｏｌｄ iｎ ａ ｈiｇｈ-ｓｕｌｆｕｒ ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｇｏｌｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ ｅｎｃｌｏｓｅｄ ｂｙ ｐｙｒiｔｅ， ａ ｃｏｍｂiｎｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｕｌｔｒａｆiｎｅ ｇｒiｎｄiｎｇ， ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ａｌｋａｌi ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｙａｎiｄｅ ｌｅａｃｈiｎｇ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｔｒｅａｔ ｔｈiｓ ｇｏｌｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ． Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄiｔiｏｎ iｓ ｏｐｔiｍiｚｅｄ， ｔｈｅ ｇｏｌｄ ｌｅａｃｈiｎｇ ｒａｔｅ iｓ ｕｐ ｔｏ ８４．５０％， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔiｏｎ ｏｆ ｓｏｄiｕｍ ｃｙａｎiｄｅ iｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｗiｔｈiｎ ３ ｋｇ／ ｔ． Ｉｔ iｓ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｔｈiｓ ｐｒｏｃｅｓｓ iｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｓiｍｐｌｅ iｎ ｏｐｅｒａｔiｏｎ ａｎｄ ｓｈｏｒｔ iｎ ｆｌｏｗｓｈｅｅｔ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｓａｆｅ ａｎｄ ｅｎｖiｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙ ｆｒiｅｎｄｌｙ． Ｋｅｙ ｗoｒｄｓ ｃｙａｎiｄｅ ｌｅａｃｈiｎｇ； ｈiｇｈ ｓｕｌｆｕｒ； ｇｏｌｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ； ｕｌｔｒａ-ｆiｎｅ ｇｒiｎｄiｎｇ； ｇｏｌｄ 高硫金精矿通常存在黄铁矿等硫化矿包裹金的现 象，导致浮选过程黄铁矿与金分离效果差，产生的金精 矿金低硫高。 这类精矿大多含砷，销售价格低，采用常 规氰化工艺金回收率低，需用焙烧、细菌氧化、加压氧 化等工艺处理后才能获得高的金浸出率。 焙烧法砷污 染控制难度较大；细菌氧化法则存在氧化时间太长、酸 量过剩、成本高等问题；加压氧化有金硫比太低、设备 材质要求高、效益不佳等缺点，这些因素导致该类型金 精矿的回收利用受到限制［１－４］。 该类型精矿提金的关键是破坏黄铁矿包裹，使金 解离暴露。 由于黄铁矿常温下性质极为稳定，必须采 用高温、高压或生物催化等较复杂的技术手段，才能达 到分解黄铁矿的目的［５－６］。 超细磨技术是利用超细磨 设备对物料进行碾磨、冲击、剪切等，将物料粉碎至１０～ １５ μｍ 以下的微细颗粒，在机械力作用下，矿物颗粒细 化，产生晶格缺陷、晶格畸变等变化而有更高的反应活 性，除了能打开金的包裹，还能使原来条件苛刻的反应 能在比较缓和的条件下进行［７－９］。 １ 试 验 １．１ 试验原料 金精矿样品由西北某在产矿山提供 （粒度为 －０．０４６ ｍｍ 粒级占 ６８．２％），其化学多元素分析结果如 表 １ 所示，金、硫物相分析结果如表 ２ 和表 ３ 所示。 裸 露金占总金的 ２０．３５％，硫化物包裹金占 ５６．７６％，结合 硫物相分析结果可知，金主要以硫化物包裹金形式存 在，在后续提金工艺选择中，需要破坏硫化物包裹才能 获得满意的金浸出率；金物相中还有 ２０．４０％的硅酸盐 包裹金，该部分金在常规磨矿条件下难以得到解离。 表 １ 金精矿化学多元素分析结果（质量分数） ／ ％ Ａｕ１）Ａｇ１）ＣｕＡｓＦｅＴＳ总碳 有机碳Ｓｂ １７．３０１．５７０．０２２．２１３５．７７３９．８２０．３００．１２＜０．０１ １） 单位为 ｇ／ ｔ。 ①收稿日期 ２０２０－０８－１５ 作者简介 蔡创开（１９８１－），男，福建人，高级工程师，主要从事湿法冶金工艺研究。 第 ４０ 卷第 ６ 期 ２０２０ 年 １２ 月 矿矿 冶冶 工工 程程 ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩCＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｏｌ．４０ №６ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２０２０ 表 ２ 金物相分析结果 金物相金含量／ （ｇｔ －１ ）分布率／ ％ 裸露金３．５２２０．３５ 碳酸盐及氧化物包裹金０．４３２．４９ 硫化物包裹金９．８２５６．７６ 硅酸盐包裹金及其他３．５３２０．４０ 合计１７．３０１００．００ 表 ３ 硫物相分析结果 硫价态硫含量／ ％分布率／ ％ Ｓ ２－ ３８．６４９７．０４ Ｓ００．０２０．０５ Ｓ ６＋ １．１６２．９１ ＴＳ３９．８２１００．００ 因金精矿中 Ｃｕ、Ｓｂ、有机碳等影响氰化工艺的杂 质较少，有利于氰化提金。 １．２ 试验方法 超细磨试验取 ５００ ｇ 金精矿用水调浆至浓度 ６０％，在 Ｙ７１Ｍ２－４ 型立式搅拌球磨机中磨矿若干时 间，磨矿介质为 ３ ｍｍ 刚玉球；磨完的矿浆洗出并调浆 到 ３０％左右。 碱预处理超细磨矿浆中按 ４０ ｋｇ／ ｔ 比例加入一定 量 ＮａＯＨ，搅拌曝气 ２４ ｈ，过程中通过补加 ２０％ＮａＯＨ 溶液保持矿浆 ｐＨ≥１１。 氰化浸出试验取一定量精矿或矿浆置于烧杯中， 按液固比 ３∶１用清水调浆，用氧化钙调节 ｐＨ 值至 １０～ １１，加入氰化钠溶液并保持一定浓度，常温下氰化浸出 一定时间后液固分离，浸出渣分析金含量以计算浸出 率，浸出液滴定氰化钠浓度以计算氰化钠消耗量。 １．３ 试验主要试剂 试验用氢氧化钠、氧化钙、氰化钠均为分析纯。 ２ 试验结果与讨论 ２．１ 磨矿对氰化浸出的影响 取金精矿进行直接氰化浸出、常规磨矿-氰化浸 出、超细磨-氰化浸出对比试验。 常规磨矿粒度为 －０．０４６ ｍｍ 粒级占 ９５％，超细磨粒度为－２．２１ μｍ 粒级 占 ８０％，磨矿处理后金物相分析结果如表 ４ 所示。 氰 化浸出实验条件为氰化钠浓度 ２‰，浸出时间 ２４ ｈ，试 验结果如表 ５ 所示。 金精矿在初始粒度下直接氰化浸出时金浸出率为 ４７．９１％，再磨至－０．０４６ ｍｍ 粒级占 ９５％，包裹金得到 一定程度的解离，裸露金比例增加，金浸出率提高到 ６６．６４％；超细磨后金浸出率可以达到 ８０．９６％，但氰化 钠耗量大幅升高。这是由于矿石中含有的磁黄铁矿 表 ４ 磨矿处理后金物相分析结果 金物相 常规磨矿超细磨 含量 ／ （ｇｔ －１ ） 分布率 ／ ％ 含量 ／ （ｇｔ －１ ） 分布率 ／ ％ 裸露金７．２３４２．１３１３．４３７８．１７ 碳酸盐及氧化物包裹金０．３２１．８６０．０７０．４１ 硫化物包裹金６．３９３７．２４１．７６１０．２４ 硅酸盐包裹金及其他３．２２１８．７６１．９２１１．１８ 合计１７．１６１００．００１７．１８１００．００ 表 ５ 不同粒度的氰化试验结果 磨矿条件 金浸出率 ／ ％ 氰化钠耗量 ／ （ｋｇｔ －１ ） 不磨（－０．０４６ ｍｍ 占 ６８．２％）４７．９１２．２３ 常规磨矿（－０．０４６ ｍｍ 占 ９５．０％）６６．６４６．５７ 超细磨（－２．２１ μｍ 占 ８０％）８０．９６４３．４４ Ｆｅ１－ｘＳ（ｘ＝０～０．２）、白铁矿 ＦｅＳ２等物质在细磨后会与 氰化物反应，生成 ＳＣＮ－、ＳＯ３ ２－ 、Ｓ２Ｏ３ ２－ 和多硫化物等， 消耗大量氰化钠。 为降低该不利影响，可在氰化浸出 前对超细磨矿浆进行曝气碱处理［１０－１１］。 ２．２ 超细磨磨矿时间条件试验 矿石粒度随磨矿时间的变化如图 １ 所示，磨矿 ２ ｈ 的粒度分布如图 ２ 所示。 随着磨矿时间延长，矿石平 均粒径逐渐降低，粗粒级占比逐渐减少，细粒级占比逐 渐升高，磨矿效率逐渐降低。 磨矿时间／h 20 15 10 5 0 1.02.03.0 矿石粒径／μm    P80 P90 P100  图 １ 磨矿时间与粒度关系图 粒径／μm 100 80 60 40 20 0 20 16 12 8 4 0 0.100.011.0101001000 累计百分数／ 百分数／ 6.45 样品浓度 3 2 1 0 图 ２ 磨矿 ２ ｈ 粒度分布图 ９０１第 ６ 期蔡创开 某高硫难处理金精矿超细磨提金试验研究 超细磨后的矿浆常温下进行碱预处理后氰化浸出 试验，控制氰化钠浓度２．５‰、氰化时间２４ ｈ，磨矿时间 对氰化浸出的影响如图 ３ 所示。 磨矿时间／h 85 84 83 82 81 40 30 20 10 0 1.02.03.0 金浸出率／ 氰化钠耗量／kg t-1     氰化钠耗量 金浸出率  图 ３ 磨矿时间对氰化浸出的影响 由图 ３ 可知，金浸出率随磨矿时间延长有提高趋 势，磨矿 ３ ｈ 样品较磨矿 ２ ｈ 样品金浸出率已经很接 近，样品平均粒度 ２ μｍ 已经接近超细磨的下限。 因 此，磨矿时间选为 ２ ｈ，此时金浸出率为 ８４．５０％。 矿浆 经预处理后氰化，氰化钠消耗有较大幅度降低，但整体 耗量仍较大。 ２．３ 预处理温度条件试验 金精矿超细磨时间 ２ ｈ（Ｐ８０为 ２．２１ μｍ），其他条 件不变，碱预处理温度对氰化浸出的影响如图 ４ 所示。 温度／℃ 86 82 78 74 70 40 30 20 10 0 20406080 金浸出率／ 氰化钠耗量／kg t-1    氰化钠耗量 金浸出率  图 ４ 碱预处理温度对氰化浸出的影响 结果表明预处理温度对金浸出率的影响不是很 明显，但提高预处理温度到 ６０ ℃，可以大幅度降低氰 化钠用量至 ２．８ ｋｇ／ ｔ，同时预处理过程中 ＮａＯＨ 用量随 温度升高而增加。 综合考虑，预处理温度控制在 ６０ ℃ 左右较为经济。 ３ 结 论 １） 某高硫难处理低品位金精矿 ５０％以上的金被 硫化物包裹。 采用超细磨-碱预处理-氰化浸出工艺，在 磨矿细度 Ｐ８０为 ２．２１ μｍ、６０ ℃下碱预处理后氰化浸出， 金浸出率可以从直接氰化的 ４７．９１％提高到 ８４．５０％。 该工艺操作简单，金浸出率较高，流程短，可作为金精 矿回收工艺进行深入研究。 ２） 硫铁矿物细磨后在氰化过程中发生反应，消耗 大量氰化钠。 矿浆在氰化前进行低温碱预处理可大幅 降低氰化钠用量。 ３） 随着超细磨设备的发展，磨矿成本逐步降低，超 细磨技术在黄金湿法冶金中将有更广泛的研究和应用。 参考文献 ［１］ 胡杨甲，赵志强，罗思岗，等． 焙烧方式对含砷金精矿中金、银浸出 率的影响［Ｊ］． 矿冶工程， ２０２０，４０（４）８８－９１． ［２］ 李建政，王军强． 中亚某难处理金矿选冶工艺研究［Ｊ］． 矿冶工 程， ２０１９，３９（５）５３－５５． ［３］ 李绍卿，刘 刚，孙 斌，等． 高砷高硫金矿石或金精矿氰化浸金 工艺［Ｊ］． 黄金， ２００２（５）２９－３１． ［４］ ＣＵＩ Ｒi-ｃｈｅｎｇ， ＹＡＮＧ Ｈｏｎｇ-ｙiｎｇ， ＣＨＥＮ Ｓｅｎ， ｅｔ ａｌ． Ｖａｌｅｎｃｅ ｖａｒiａ- ｔiｏｎ ｏｆ ａｒｓｅｎiｃ iｎ ｂiｏｌｅａｃｈiｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｒｓｅｎiｃ-ｂｅａｒiｎｇ ｇｏｌｄ ｏｒｅ［Ｊ］． Ｔｒａｎｓａｃｔiｏｎｓ ｏｆ Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｓ Ｓｏｃiｅｔｙ ｏｆ Ｃｈiｎａ， ２０１０，２０（６） １１７１－１１７６． ［５］ 蓝碧波． 超细磨-氰化浸金试验研究［Ｊ］． 黄金， ２０１３（６）４８－５２． ［６］ 黄云峰，钱 鑫． 超细磨预处理难浸金矿石的研究［Ｊ］． 黄金， １９９９，２０（３）２８－３１． ［７］ 王志江，李 丽，刘亚川． 超细磨技术在难处理金矿中的应用［Ｊ］． 黄金， ２０１４，３５（６）５４－５７． ［８］ 黎铉海． 机械活化强化含砷金精矿浸出的工艺及机理研究［Ｄ］． 长沙中南大学资源加与生物工程学院， ２００２． ［９］ 张文波，董常平，陈庆根，等． 超细磨技术在铜金精矿湿法综合回 收铜金硫中的应用研究［Ｊ］． 黄金科学技术， ２０１３，２１（５）６７－７０． ［１０］ 黄金生产工艺指南编委会． 黄金生产工艺指南［Ｍ］． 北京地 质出版社，２０００． ［１１］ 张大铸． 氰化浸金优化工艺参数的探讨［Ｊ］． 河南冶金， ２００４ （２）２６－２９． 引用本文 蔡创开． 某高硫难处理金精矿超细磨提金试验研究［Ｊ］． 矿 冶工程， ２０２０，４０（６）１０８－１１０． ０１１矿 冶 工 程第 ４０ 卷