預浮選－硫代硫酸鈉浸金試驗研究

張開永，劉渝燕，張 軍

（1.華北科技學院，北京101601；2.山東省地質(zhì)科學實驗研究院，山東 濟南250013）

目前，工業(yè)生產(chǎn)浸出工藝中最為常見的方法是氰化法，它具有簡便、有效、成熟的特點。由于氰化物是劇毒品，浸出廢水達到國家標準后才能排放，對環(huán)境控制要求嚴格，而且當原料中含有較多的銅、銻、鋅、砷時，藥劑消耗量增加，選礦指標下降幅度較大。因此，尋求無毒的浸金藥劑和工藝一直是科研工作者的目標和課題，并為此進行了有效的探索。主要方法有硫代硫酸鹽法、硫脲法、生物浸出法等，其中硫代硫酸鹽法具有毒性小、堿性條件下設備不容易腐蝕，并對某些雜質(zhì)（As、Sb、Cu、Zn等）具有適應性好、廢水處理簡便等特點，該方法被認為是最有可能替代氰化法提金的方法。據(jù)此，通過對某礦原礦性質(zhì)特點分析，作者采用預浮選－硫代硫酸鈉法對該礦進行了浸金試驗研究，并取得了金浸出率達到86%以上的良好效果。

1 金礦礦石性質(zhì)

1.1 樣品加工制備

將從礦山采集到的代表性樣品通過粗碎、中碎和細碎進行破碎加工，按照加工程序制備成－2mm粒級，混合均勻后分別進行化驗分析和留作試驗用樣。

1.2 金礦試樣化學分析及工藝礦物學研究

1.2.1 化學成分分析

原礦化學分析結(jié)果如表1所示。

1.2.2 礦物形態(tài)及結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

礦石中金礦物主要為銀金礦及含銀自然金；主要金屬硫化物為黃銅礦，其次為斑銅礦、輝銅礦、藍輝銅礦、銅藍、硫銅鈷礦及黃鐵礦等；主要金屬氧化物為磁鐵礦，其次為褐鐵礦等；脈石礦物以方解石、石英為主，其次為斜長石、石榴石、角閃石、輝石、綠泥石、綠簾石等。

原礦金品位4.96g／t，金礦物主要以銀金礦和自然金形態(tài)存在，金銀容易浸出。礦石中金的嵌布粒度不均勻，金最高品位7.31%，分布在－0.22～＋0.15mm粒級，最高銅品位0.62%也在此粒級。此后，品位隨粒級減小而逐漸降低，采用合適的磨礦和藥劑制度能有效地浸出金。金與銅關(guān)系密切，銅多為硫化銅礦，影響金浸出的雜質(zhì)主要為銅離子。硫代硫酸鹽法對銅離子存在情況下浸出效果好，理論上可行，同時無毒，是該礦適宜的浸出方法。

1.2.3 原礦金物相分析

金礦原礦金物相分析如表2所示。

表1 原礦化學分析結(jié)果

表2 原礦金物相分析

從物相分析表可知，游離自然金和連生體金分布率88.20%，各種難選包裹體金占11.8%，理論上采用硫代硫酸鈉浸金方法可達到88%左右。

2 選礦試驗

2.1 試驗流程的選擇

硫代硫酸鈉浸金受到諸多因素影響，且交互作用很大。而該礦石中金的嵌布粒度不均勻，差別較大。當－200目含量88%時，仍然有包體金存在，其中硫化物包體金占4.8%；金與銅關(guān)系密切，銅多為硫化銅礦；該礦石碳酸鹽礦物含量大，并含有粘土礦物。因此，采取直接浸金分選，效果不甚理想，必須強化分選過程，消除影響因素，進行礦石預先處理。浮選是預先處理比較有效的方法，不僅在預先回收含金硫化礦的同時綜合回收銅，而且分選成本低、容易控制[3]。因此，采用預先浮選－硫代硫酸鈉浸金工藝流程。原則流程圖見圖1。

圖1 金礦浸出原則工藝流程

2.2 選礦工藝試驗研究

2.2.1 預浮選條件試驗

井田含煤地層主要為上二疊統(tǒng)長興組和龍?zhí)督M，含煤35層左右，其中3、5、6、8、33號煤層為主要可采煤層。8號煤層結(jié)構(gòu)較簡單，塊狀構(gòu)造為主，煤厚0.78～4.14 m，平均2.02 m，埋深350～700 m；宏觀煤巖類型以半亮型為主，宏觀煤巖成分以亮煤為主，少量暗煤夾鏡煤條帶，鏡質(zhì)組含量65.69%～82.37%，平均76.92%，鏡質(zhì)組最大反射率平均為2.946%，煤階較高，均為無煙煤，具有很強的生氣能力和吸附能力。

2.2.1.1 磨礦細度試驗

經(jīng)過探索性試驗，為保證實際生產(chǎn)中嚴格控制含銅金精礦中的銅品位，采用流程為一粗一精浮選流程，浮選藥劑為捕收劑丁基黃藥，起泡劑為松油，調(diào)整劑為硅酸鈉。結(jié)果表明，隨著磨礦細度的增加，回收率變化很小，精礦品位卻呈現(xiàn)下降趨勢，最佳磨礦細度為－200目88.2%左右。

2.2.1.2 浮選藥劑試驗

在探索試驗的基礎(chǔ)上，采用正交設計L9（34）對藥劑組合條件進行了試驗，試驗因素和水平見表3。

表3 浮選藥劑正交設計L9（34）表

通過試驗結(jié)果方差分析得知，最佳試驗藥劑制度為硅酸鈉1800g／t，硫化鈉40g／t，丁基黃藥80g／t，松油24g／t。

2.2.1.3 精選試驗

為控制和提高粗精礦中銅的品位，進行了精選試驗。因粗精礦中帶有大量的浮選藥劑，試驗結(jié)果表明，不加黃藥和松油，只添加硅酸鈉效果最好。

2.2.2 硫代硫酸鈉浸出試驗

2.2.2.1 硫代硫酸鈉用量試驗

硫代硫酸鈉用量與金浸出率關(guān)系，如圖2所示。

圖2 硫代硫酸鈉用量與金浸出率關(guān)系

由圖2可見，隨著硫代硫酸鈉用量的增加，金浸出率隨著提高，最佳用量為10kg／t。

2.2.2.2 調(diào)整劑石灰用量試驗

石灰用量與金浸出率關(guān)系，如圖3所示。

由圖3看出，石灰開始添加后金浸出率明顯提高，達到2kg／t時浸出率最高，此后浸出率增加趨于平緩，因此選取石灰用量2kg／t。

圖3 石灰用量與金浸出率關(guān)系

2.2.2.3 助劑和氨水濃度試驗

由于金與銅關(guān)系密切，銅多為硫化銅礦，其中的Cu2S濃度積Ksp很大，極為難溶，需要用大濃度的氨水，同時銅與硫代硫酸根離子絡合消耗硫代硫酸鈉，從造成金浸出率不高。此外，氨水濃度足夠大時，才能從Cu（S2O3）22－和Cu（OH）2中爭奪Cu2＋，因此必須加入助劑，既能協(xié)同銅在氨水低濃度時與之絡合溶出，同時又能降低金的活化能，使金在常溫下容易浸出。

同樣，采取正交設計法進行試驗研究，試驗用L4（23），通過方差分析得知各因素都不顯著，最佳條件為助劑濃度0.76‰，氨水1.27%，此時金的回收率為85.35%。

2.2.3 最終金精礦產(chǎn)品指標

表4 預浮選－硫代硫酸鈉浸出試驗最終指標

3 結(jié)論

1）礦石中金礦物主要為銀金礦及含銀自然金。主要金屬硫化物為黃銅礦，其次為斑銅礦、輝銅礦、藍輝銅礦、銅藍、硫銅鈷礦及黃鐵礦等。主要回收金，綜合回收銅和銀。

2）浮選－硫代硫酸鈉常溫常壓浸出工藝中，金浸出率86%以上，且硫代硫酸鈉毒性小，廢水處理簡單，工業(yè)應用前景較好。

3）造成部分金不能浸出的原因，在于礦石中微細粒金含量高并有部分包裹體金，同時礦石含有碳酸鹽礦物和粘土礦物。

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