內(nèi)蒙古某高砷金礦石堿浸預(yù)處理
—氰化浸出試驗(yàn)研究

何　毅　高柏年　姚　凱

(1.招金礦業(yè)股份有限公司；2.甘肅省地礦局第四勘查院)

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內(nèi)蒙古某高砷金礦石堿浸預(yù)處理
—氰化浸出試驗(yàn)研究

何毅1高柏年2姚凱1

(1.招金礦業(yè)股份有限公司；2.甘肅省地礦局第四勘查院)

摘要內(nèi)蒙古老硐溝金礦金品位波動(dòng)較大，綜合金品位8.27 g/t，可伴隨回收銀，砷含量高達(dá)3.18%。礦石中金嵌布粒度細(xì)微，主要以包裹體形態(tài)存在于其它礦物中，共生關(guān)系密切，且泥化嚴(yán)重?，F(xiàn)場(chǎng)采用堆浸法生產(chǎn)，金浸出率僅50%左右，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。為提高金浸出率，在分析礦石性質(zhì)的基礎(chǔ)上，提出采用常溫堿浸預(yù)處理—全泥氰化浸出工藝，條件試驗(yàn)確定的最佳浸出條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm 93.5%，礦漿固液比為1∶2，調(diào)節(jié)pH=12，堿浸NaOH用量3 000 g/t，預(yù)處理2.5 h，浸出劑NaCN用量為2 000 g/t，浸出24 h，最終金、銀浸出率分別為85.49%、80.12%。相比堆浸工藝，金浸出率提高了35個(gè)百分點(diǎn)以上，并綜合回收了銀，經(jīng)濟(jì)效益顯著，可作為該金礦石新的浸出提取工藝。

關(guān)鍵詞金礦石堿浸預(yù)處理氰化浸出浸出率砷

氰化浸出是礦石中金的重要回收方法，但其中的砷會(huì)制約金浸出率的提高。為盡可能回收金，一般在常規(guī)氰化浸出前對(duì)含砷金礦石進(jìn)行濕法預(yù)處理，以降低砷的不利影響。目前濕法預(yù)處理工藝主要有加壓氧化浸出法、細(xì)菌氧化浸出法、電化學(xué)氧化浸出法、堿浸法、微波預(yù)處理等[1-2]。常溫常壓堿浸預(yù)處理是含砷金礦預(yù)處理工藝的發(fā)展趨勢(shì)，具有金浸出率高、工藝操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。堿浸預(yù)處理是含砷金礦氰化浸出前常用的處理手段，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)氧化、溶解砷礦物使金粒暴露更充分，還可以消除礦漿中某些有害元素對(duì)氰化浸出提金的不利影響。預(yù)處理過(guò)程中產(chǎn)生的砷酸鹽及其沉淀可使包裹在砷礦物中的金、銀解離，達(dá)到提高金浸出率的目的。

內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗老硐溝金礦在20世紀(jì)80年代被勘查發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)內(nèi)原有多家小規(guī)模企業(yè)采用傳統(tǒng)堆浸工藝提金。2013年招金礦業(yè)股份有限公司通過(guò)資源整合，對(duì)礦區(qū)內(nèi)各個(gè)礦體統(tǒng)一規(guī)劃進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。

該高砷金礦石金品位變化較大，各礦體礦石綜合金品位8.27 g/t，砷含量高達(dá)3.18%，且泥化嚴(yán)重。主要金屬礦物為褐鐵礦族礦物，其次為砷菱鉛礬，金銀礦物與赤(褐)鐵礦、含砷礦物關(guān)系密切，影響金的浸出。實(shí)際堆浸工藝生產(chǎn)時(shí)，金浸出率僅50%左右，金損失較為嚴(yán)重。為提高金浸出率，在分析礦石性質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行堿浸預(yù)處理—全泥氰化浸出試驗(yàn)。

1礦石性質(zhì)

1.1礦石組成

試驗(yàn)礦樣取自老硐溝金礦區(qū)各主要礦體的綜合樣，主要化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1主要化學(xué)成分分析結(jié)果

%

注：Au、Ag含量單位為g/t。從表1可以看出，礦石金、銀品位分別為8.27，118 g/t，可在回收金的同時(shí)綜合回收銀，有害元素砷含量較高，影響金銀的回收效果。

該金礦石屬巖漿熱液蝕變型金-多金屬礦床，礦脈多產(chǎn)于白云石大理巖中，礦石主要呈土黃色或黃綠色、棕紅色，極易破碎。礦石主要呈角礫狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)等，以土狀、網(wǎng)脈狀、細(xì)脈浸染狀、蜂窩狀、塊狀等構(gòu)造為主。主要金屬礦物為赤(褐)鐵礦、砷菱鉛礬、褐鐵礦等，其次為黃鉀鐵礬、鐵鉛礬，毒砂、黃鐵礦、黃銅礦、孔雀石等少量；脈石礦物主要是石英、長(zhǎng)石、方解石、黏土礦物等。砷主要以含砷酸鹽的砷菱鉛釩、菱砷鐵礦、砷鉛礦和臭蔥石的形式存在，原生毒砂少量，偶見(jiàn)殘留的方鉛礦團(tuán)塊，其它硫化礦均已全被氧化，自然金微粒很少。

1.2嵌布特征

自然金和金銀礦嵌布粒度非常細(xì)小，呈超顯微狀態(tài)存在，顯微鏡下也未見(jiàn)到單體自然金及金銀礦；金主要呈包裹體形態(tài)分布在各礦物中，或賦存于礦物晶格、粒間、裂隙及石英等脈石礦物裂隙中；大部分金及金礦物與赤(褐)鐵礦、含砷礦物、鉛礦物關(guān)系密切。

礦石中砷含量較高，與金關(guān)系密切，呈正相關(guān)。砷氧化率達(dá)91.82%，大多以帶絡(luò)陰離子功能基團(tuán)[AsO4]3-的化學(xué)態(tài)和配位結(jié)構(gòu)類(lèi)型存在，在氰化過(guò)程中會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞砷酸鹽、硫代亞砷酸鹽等，對(duì)金銀氰化浸出極為有害。

1.3粒度分析

將礦樣破碎至-2 mm 進(jìn)行粒度分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2粒度分析結(jié)果

%

從表2可以看出，粒度越細(xì)，金品位越高，金在各粒級(jí)中沒(méi)有明顯的富集現(xiàn)象，整體嵌布粒度較細(xì)。銀的粒度分析結(jié)果與金類(lèi)似。

2試驗(yàn)方法

由礦石性質(zhì)分析結(jié)果可知，礦石金銀礦物嵌布粒度細(xì)微、砷含量高是影響常規(guī)氰化浸出工藝金浸出率偏低的主要因素。基于常規(guī)氰化浸出工藝，采用堿浸預(yù)處理除砷—全泥氰化浸出工藝浸出該金礦石，以達(dá)到提高金浸出率的目的。

試驗(yàn)用攪拌機(jī)為RK/XJT-3.0型浸出攪拌機(jī)，試劑NaCN、NaOH均為工業(yè)純?cè)噭?，試?yàn)用水為地表水。

3試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1全泥氰化浸出試驗(yàn)

全泥氰化浸出試驗(yàn)主要考察磨礦細(xì)度、浸出劑NaCN用量、浸出時(shí)間等因素對(duì)金、銀氰化浸出的影響，在以NaOH為調(diào)整劑調(diào)節(jié)礦漿pH=12，礦漿固液比1∶2的條件下進(jìn)行。

3.1.1磨礦細(xì)度試驗(yàn)

在NaCN用量2 000 g/t，浸出時(shí)間24 h的條件下，考察磨礦細(xì)度對(duì)金、銀浸出率的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

從表3可以看出，磨礦細(xì)度對(duì)金、銀全泥氰化浸出率影響較大。隨著磨礦細(xì)度的增大，金浸出率逐漸增高，-0.074 mm粒級(jí)含量大于 93.5%時(shí)，金浸出率不再升高；銀浸出率先上升后下降，并在磨礦細(xì)度，-0.074 mm 93.5%時(shí)達(dá)到最大值。因此，選擇磨礦細(xì)度為-0.074 mm 93.5%。

3.1.2NaCN用量試驗(yàn)

在磨礦細(xì)度 -0.074 mm占93.5%，浸出時(shí)間24 h的條件下，進(jìn)行NaCN用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1　NaCN用量試驗(yàn)結(jié)果

由圖1可知，隨著NaCN用量的增大，金、銀浸出率均呈逐漸升高趨勢(shì)，并在用量大于2 000 g/t時(shí)，浸出率升高趨勢(shì)趨于平緩。因此，浸出劑NaCN用量以2 000 g/t為宜。

3.1.3浸出時(shí)間試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度 -0.074 mm 93.5%，NaCN用量2 000 g/t，考察浸出時(shí)間對(duì)浸出率的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2　浸出時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果

由圖2可知，在開(kāi)始浸出的12 h內(nèi)，金、銀浸出率都迅速增大。超過(guò)12 h，金浸出率增大趨勢(shì)減緩。浸出時(shí)間達(dá)到20 h后，銀浸出率升高趨勢(shì)也趨于平緩。繼續(xù)延長(zhǎng)浸出時(shí)間，二者浸出均難以進(jìn)一步提高，因此，選擇浸出時(shí)間為20 h。

優(yōu)化條件后全泥氰化浸出法金的浸出率為64.34%，銀的浸出率為53.14%。金銀浸出率明顯偏低，主要原因是大量砷的存在嚴(yán)重影響金的氰化浸出，表現(xiàn)為砷的逐漸溶解、氧化等 ，一方面會(huì)消耗大量的氧氣、氰化物，使成本急劇上升，另一方面容易在礦物中金粒表面形成以砷、鉛為主的薄膜而隔絕空氣，造成金的氰化浸出困難。為消除砷對(duì)氰化浸出的影響，研究了濕法預(yù)處理除砷全泥氰化浸出工藝。

3.2堿浸預(yù)處理試驗(yàn)

堿浸預(yù)處理—全泥氰化浸出工藝常用CaO、NaOH或Na2CO3為預(yù)處理堿除砷，但處理效果與具體的礦石性質(zhì)有關(guān)。對(duì)于該金礦石，以CaO為預(yù)處理堿，CaO與砷礦物反應(yīng)后生成難溶的CaAsO3會(huì)以薄膜形式覆蓋在金礦物表面阻礙浸出，預(yù)處理效果不明顯，而Na2CO3堿性較弱。因此選擇NaOH為預(yù)處理堿，考察其對(duì)金、銀浸出率的影響，除助浸劑采用H2O2外其他條件同全泥氰化浸出，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　預(yù)處理—氰化浸出試驗(yàn)結(jié)果

從表4可以看出，3種預(yù)處理方法中，助浸劑預(yù)處理效果最差，金、銀浸出率最低；堿預(yù)處理和堿+助浸劑預(yù)處理效果接近，金、銀浸出率均達(dá)到80.0%、73.0%以上?？紤]到H2O2成本較高，選擇堿預(yù)處理方法。NaOH堿浸后，砷以砷酸鈉的形式存在于溶液中，在尾液排放時(shí)加入一定量的CaO使其轉(zhuǎn)化為砷酸鈣沉淀，達(dá)到除砷和環(huán)保的要求。該方法具有原料來(lái)源廣、成本較低、操作簡(jiǎn)單、除砷效果好的優(yōu)點(diǎn)。

3.2.1預(yù)處理NaOH用量試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度-0.074 mm 93.5%，加入不同用量的NaOH強(qiáng)化攪拌預(yù)處理4 h，移除預(yù)浸液，補(bǔ)加水調(diào)節(jié)礦漿固液比至1∶2，pH=12，其他條件不變，進(jìn)行常溫常壓預(yù)處理—全泥氰化浸出試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5　預(yù)處理NaOH用量試驗(yàn)結(jié)果

從表5可以看出，隨著NaOH用量的增加，金、銀浸出率逐步升高。當(dāng)NaOH用量超過(guò)3 000 g/t時(shí)，浸出率趨于穩(wěn)定。因此，確定預(yù)處理NaOH用量為3 000 g/t。

3.2.2預(yù)處理時(shí)間試驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度為-0.074 mm 93.5%，預(yù)處理NaOH用量3 000 g/t，其他條件不變，考察預(yù)處理時(shí)間對(duì)預(yù)處理—全泥氰化浸出的影響，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3　預(yù)處理時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果

由圖3可知，隨著預(yù)處理時(shí)間的延長(zhǎng)，金、銀浸出率逐漸升高。當(dāng)預(yù)處理時(shí)間超過(guò)2.5 h后，浸出率均趨于穩(wěn)定。因此，確定預(yù)處理時(shí)間為2.5 h。

4全流程試驗(yàn)

在條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行堿浸預(yù)處理—全泥氰化浸出工藝全流程試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見(jiàn)圖4，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

圖4　堿浸預(yù)處理—全泥氰化浸出工藝流程

浸渣品位/(g/t)AuAg浸出率/%AuAg1.2023.585.4980.12

從由表6可以看出，在最佳浸出條件下，該金礦石經(jīng)堿浸預(yù)處理—全泥氰化浸出，金、銀浸出率分別達(dá)到85.49%、80.12%，浸渣金、銀含量分別為1.20，23.5 g/t。相比常規(guī)氰化浸出工藝，浸出指標(biāo)顯著改善。

5結(jié)論

(1)老硐溝金礦礦石中金、銀品位分別為8.27，118 g/t，砷含量高達(dá)3.18%，金以微細(xì)粒形態(tài)被包裹于含砷礦物及其它礦物中，抑制浸出劑與金的接觸，影響氰化浸出金浸出率的提高。采用常溫堿浸預(yù)處理—全泥氰化浸出工藝從該金礦石中提取金，最終可獲得得金、銀浸出率85.49%、80.12%的良好指標(biāo)。

(2)浸出過(guò)程中，金浸出率始終高于銀浸出率，且以浸出液計(jì)算的金、銀浸出率始終高于以浸渣計(jì)算的，主要原因是褐鐵礦、砷菱鉛礬等礦物粒度細(xì)小，泥化嚴(yán)重，黏土礦物比表面積大，微細(xì)粒的金在堿浸預(yù)處理被暴露解離的同時(shí)，部分金、銀與礦泥間的吸附強(qiáng)烈，或被礦泥包敷，浸出的金氰絡(luò)合物也會(huì)被吸附，尤其是是銀氰絡(luò)合物的吸附或共沉淀現(xiàn)象更顯著，造成“劫金”或“貴損”現(xiàn)象。試驗(yàn)選擇磨礦細(xì)度為-0.074 mm 93.5%，可最大限度地回收金。

(3)在氰化浸出前，在常溫常壓下進(jìn)行堿浸預(yù)處理是目前含砷金礦提金工藝的發(fā)展趨勢(shì)，采用較高濃度的NaOH、強(qiáng)化充氣攪拌等措施可有效除去一些干擾氰化浸金的有害組分，達(dá)到強(qiáng)化浸出目的，大大提高金的浸出率?？紤]到經(jīng)濟(jì)效益，該礦區(qū)礦石金品位小于2.0 g/t時(shí)，應(yīng)繼續(xù)沿用現(xiàn)有堆浸工藝；金品位為2.0～10.0 g/t時(shí)，適宜采用堿浸預(yù)處理—全泥氰化浸出工藝；大于10.0 g/t時(shí)，采用鉛捕集熔煉工藝較為合適。

(4)相比原常規(guī)氰化浸出，采用堿浸預(yù)處理—全泥氰化浸出工藝處理該金礦石，金浸出率提高了35個(gè)百分點(diǎn)以上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了銀的綜合回收?？紤]到礦山實(shí)際生產(chǎn)的可操作性、經(jīng)濟(jì)效益等，該工藝可進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]王菊香.淺談含砷金礦提金前的預(yù)處理工藝及合理選擇[J].冶金礦山設(shè)計(jì)與建設(shè)，1997 (6) ：23-26.

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(收稿日期2016-02-29)

Alkali Leaching Pretreatment-Cyanide Leaching Experiments on a High Arsenic Gold Ore in Inner Mongolia

He Yi1Gao Bainian2Yao Kai1

(1.Zhaojin Mining Industry Co., Ltd.; 2.The Fourth Exploration Institute, Gansu Mine Bureau)

AbstractGold grade of Inner Mongolia Laodonggou Gold Mine is 8.27 g/t, associated silver can be recovered, arsenic content is as high as 3.18%. Gold is finely disseminated and mainly exists in other minerals in inclusions form and closely symbiotic, and easily sliming. Heap leaching method was used on the on-site process while the gold leaching rate is only 50%, resource was seriously wasted. To increase the gold leaching rate, on the basis of the analysis of ore properties, alkali leaching pretreatment-all slime cyanidation leaching process at room temperature was put forward. The optimum leaching conditions determined are as follows: the grinding fineness of 93.5% -0.074 mm, pulp solid-liquid ratio is 1∶2, adjusting the pH=12, alkali leaching NaOH dosage of 3 000 g/t, pretreatment for 2.5 h, leaching agent NaCN dosage of 2 000 g/t, leaching for 24 h, eventually gold and silver leaching rate were 85.49% and 80.12%, respectively. By heap leaching process, the gold leaching rate increased by 35 percentage points, and silver was comprehensive recovered, and the economic benefit is remarkable, can be used as the gold ore new extraction process.

KeywordsGold Ore, Alkali leaching pretreatment, Cyanide leaching, Leaching rate, Arsenic

何毅(1972—)，男，265400 山東省招遠(yuǎn)市金暉路299號(hào)。