響應(yīng)面法優(yōu)化金精礦中性焙燒產(chǎn)物的自浸金過(guò)程

徐 濤，趙留成，李紹英

?

響應(yīng)面法優(yōu)化金精礦中性焙燒產(chǎn)物的自浸金過(guò)程

徐 濤1，趙留成2，李紹英2

(1. 中鋁中國(guó)銅業(yè)有限公司企業(yè)管理部，北京 100082；2. 華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，唐山 063009)

采用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)方法，對(duì)金精礦中性焙燒產(chǎn)物的自浸金過(guò)程中Na2SO3、CuSO4、NH3·H2O、Na2CO3等添加劑濃度進(jìn)行優(yōu)化研究，分析各添加劑及其相互作用對(duì)金浸出率的影響規(guī)律、顯著性、次序。結(jié)果表明：金浸出率隨著Na2SO3濃度的增加逐漸增大，而隨NH3·H2O濃度、CuSO4濃度、Na2CO3濃度的增加呈先增大后降低的趨勢(shì)；CuSO4濃度和Na2CO3濃度對(duì)金浸出率的影響顯著，并且CuSO4濃度的影響顯著性大于Na2CO3濃度；在Na2SO30.14 mol/L、NH3·H2O 2.1 mol/L、CuSO40.06 mol/L、Na2CO30.12 mol/L最優(yōu)工藝條件下，金浸出率達(dá)到96.31%，試驗(yàn)值與模型預(yù)測(cè)值間的誤差只有0.86%，響應(yīng)面優(yōu)化得到的二次多項(xiàng)式模型是合理可靠的。同時(shí)，金精礦的中性焙燒?自浸金工藝為金的高效非氰浸出提供新思路。

金精礦；中性焙燒產(chǎn)物；自浸金；非氰浸出；響應(yīng)面法

目前，金的提取仍以氰化法為主，但氰化法浸金時(shí)間長(zhǎng)，氰化物價(jià)格昂貴，且具有劇毒性，對(duì)人體和周?chē)鷳B(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害[1]。在非氰浸金技術(shù)方面研究較多的有硫脲法[2]、硫代硫酸鹽法[3]、碘化法[4?5]、多硫化物法和含硫浸金試劑法[6]等，其中含硫浸金試劑是以石灰和硫黃合成的非氰浸金試劑，其浸金速度快、選擇性強(qiáng)、適應(yīng)性廣，被認(rèn)為是一種較有應(yīng)用前景的非氰浸金試劑[7]。周源等[8]采用含硫浸金試劑對(duì)Au 48 g/t、Cu 2.31%、Pb 3.6%、S 32.02%的某多金屬硫化物礦進(jìn)行浸出，金的浸出率達(dá)到95%。李晶瑩 等[9]采用含硫浸金試劑浸取廢棄線(xiàn)路板中的金，金浸出率達(dá)到85%以上。陳怡等[10]采用含硫浸金試劑對(duì)某碳質(zhì)金精礦進(jìn)行焙燒?浸出研究，金浸出率達(dá)到96%。為了綜合利用金精礦中的硫元素和提高金精礦的金浸出率，本文作者[11]曾對(duì)金精礦進(jìn)行了中性焙燒?自浸金工藝可行性的研究，即在中性氣氛下焙燒金精礦，使載金硫化礦物中的硫以單質(zhì)的形式產(chǎn)出，將單質(zhì)硫與石灰合成含硫浸金試劑，浸出焙燒產(chǎn)物中的金，金浸出率為88.70%。綜上可知，含硫試劑浸金不僅適用于多種含金物料，而且都能獲得較高的金浸出率，但是在添加劑對(duì)浸金過(guò)程影響的顯著性方面研究較少。

本文作者采用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)方法，考察Na2SO3、CuSO4、NH3·H2O和Na2CO34種添加劑對(duì)金精礦中性焙燒產(chǎn)物自浸金過(guò)程的影響，分析各添加劑及其相互作用對(duì)金浸出率影響的顯著性及其影響次序，確定最優(yōu)浸金工藝條件。添加劑對(duì)含硫浸金試劑浸出過(guò)程影響顯著性的研究對(duì)調(diào)控含硫試劑浸金過(guò)程和促進(jìn)其浸金機(jī)理研究具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

試樣為福建省雙旗山金礦的浮選金精礦，其化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，金精礦中金的品位為62.68 g/t，含硫30.52%，鋅、鉛、銅等有害元素含量很低。在氮?dú)饬髁?.0 L/min、焙燒溫度為800 ℃、焙燒時(shí)間60 min的條件下，金精礦經(jīng)中性焙燒后其焙燒產(chǎn)物的產(chǎn)率為82.52%，其中金的品位為75.96 g/t，含硫 21.26%；單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率為42.53%，為含硫浸金試劑的合成提供了充足的單質(zhì)硫。焙燒產(chǎn)物的X射線(xiàn)衍射分析結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，焙燒產(chǎn)物中金屬礦物主要為磁黃鐵礦，脈石礦物主要為石英，還有少量的白云母。

表1 金精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

圖1 金精礦中性焙燒產(chǎn)物的XRD譜

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

浸出試驗(yàn)方法：稱(chēng)取50 g焙燒產(chǎn)物，采用RK/BM?三輥四筒棒磨機(jī)以67%的磨礦濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))進(jìn)行磨礦，過(guò)濾、烘干后作為浸出試樣。將含硫浸金試劑與試樣一同置于500 mL的燒杯中，按照浸出試驗(yàn)條件調(diào)整浸出溫度和添加試劑，所用試劑均為分析純，利用JJ?4A六聯(lián)數(shù)顯恒溫電動(dòng)攪拌器進(jìn)行攪拌浸出。浸出試驗(yàn)完成后，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干、混勻、取樣，采用活性炭吸附?碘量法分析浸渣中金的品位，按照式(1)計(jì)算金的浸出率：

式中：為金的浸出率，%；為試樣質(zhì)量，g；1為浸渣質(zhì)量，g；為試樣中金的品位，g/t；1為浸渣中金的品位，g/t。

含硫浸金試劑的合成條件：?jiǎn)钨|(zhì)硫、石灰、水的質(zhì)量比為2:1:50，加熱沸騰45 min，所用單質(zhì)硫?yàn)榻鹁V中性焙燒過(guò)程中生成的單質(zhì)硫。

響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法：在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用Design-Expert 8.0軟件[12?13]，使用中心組合設(shè)計(jì)方法對(duì)浸出過(guò)程中添加劑因素進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)和分析。以Na2SO3濃度(1)、CuSO4濃度(2)、NH3·H2O濃度(3)、Na2CO3濃度(4)為考察因素，金浸出率()為響應(yīng)值，根據(jù)中心組合設(shè)計(jì)(Central composite design)[14?15]，采用響應(yīng)面法在4因素5水平上對(duì)焙燒產(chǎn)物的自浸金工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，以獲得最佳的浸出工藝條件。24的全因子中心設(shè)計(jì)共需要31組試驗(yàn)，其中包括16個(gè)因素點(diǎn)，8個(gè)軸點(diǎn)和7個(gè)中心點(diǎn)，計(jì)算公式如下：

式中：為試驗(yàn)數(shù)量；為因素個(gè)數(shù)；c為重復(fù)試驗(yàn)的中心點(diǎn)。

每個(gè)響應(yīng)值與試驗(yàn)因素1、2、3、4的相互關(guān)系模型可由式(3)中的二次多項(xiàng)式求得。

式中：為預(yù)測(cè)的響應(yīng)值；0為系數(shù)常數(shù)；為線(xiàn)性系數(shù)；為二次方程系數(shù)；相互作用系數(shù)；X、X為試驗(yàn)因素編碼值。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 Na2SO3濃度對(duì)金浸出率的影響

為了考察Na2SO3濃度對(duì)焙燒產(chǎn)物浸出效果的影響，在磨礦細(xì)度小于0.038 mm的含量占90%，含硫浸金試劑濃度15%，NH3·H2O 1.2 mol/L，CuSO40.06 mol/L，Na2CO30.1 mol/L，浸出溫度60 ℃，浸出時(shí)間7 h，液固比6:1，攪拌速度550 r/min的條件下，分別進(jìn)行不同Na2SO3濃度的浸出試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，金的浸出率隨著Na2SO3濃度的增加逐漸提高。當(dāng)Na2SO3濃度由0.08 mol/L增加到0.14 mol/L時(shí)，金浸出率從71.84%提高至92.95%。繼續(xù)增大Na2SO3濃度，金浸出率基本保持不變。Na2SO3是含硫浸金試劑浸出體系的穩(wěn)定劑，一方面可減緩S(chǎng)2?和S2O32?的氧化分解，另一方面SO32?可與溶液中可能存在的S2?、S0、CuS、Cu2S反應(yīng)生成S2O32?并保證浸金體系中Cu2+的不斷循環(huán)[16]。綜合考慮，選擇Na2SO3濃度為0.14 mol/L。

2.1.2 NH3·H2O濃度對(duì)金浸出率的影響

在Na2SO30.14 mol/L，CuSO40.06 mol/L，Na2CO30.1 mol/L，其他浸金工藝條件同上的條件下，分別進(jìn)行不同NH3·H2O濃度的浸出試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中如果NH3·H2O濃度大于1.2 mol/L，則采用二次加藥的方法，即浸出開(kāi)始時(shí)按NH3·H2O 1.2 mol/L添加，浸出3 h后補(bǔ)加剩余部分。試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知，當(dāng)NH3·H2O濃度由0.8 mol/L增加到1.8 mol/L時(shí)，金浸出率從88.63%提高至95.82%。繼續(xù)增加NH3·H2O濃度，金的浸出率逐漸降低。當(dāng)NH3·H2O濃度為2.4 mol/L時(shí)，金浸出率降至93.46%，降低了2.36%。過(guò)高濃度的NH3·H2O會(huì)使溶液的pH值增加，而高堿度會(huì)阻礙金的溶解反應(yīng)，降低金的浸出率。因此，NH3·H2O濃度為1.8 mol/L較為合適。

圖2 Na2SO3濃度對(duì)金浸出率的影響

圖3 NH3·H2O濃度對(duì)金浸出率的影響

2.1.3 CuSO4濃度對(duì)金浸出率的影響

在Na2SO30.14 mol/L，NH3·H2O 1.8 mol/L，Na2CO30.1 mol/L，其他浸金工藝條件同上的條件下，分別進(jìn)行不同CuSO4濃度的浸出試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 CuSO4濃度對(duì)金浸出率的影響

由圖4可知，CuSO4用量較少時(shí)，金浸出率很低，隨著CuSO4濃度的增加，金浸出率不斷上升。這是由于浸出溶液中添加的Cu2+主要與NH3形成銅氨絡(luò)離子[Cu(NH3)4]2+，在含硫浸金試劑的浸金體系中催化金的溶解[17]，不加或少加Cu2+時(shí)金的浸出率都較低。當(dāng)CuSO4濃度為0.06 mol/L時(shí)，金浸出率達(dá)到最大值94.49%，繼續(xù)增加CuSO4濃度，金浸出率略有降低。因此，CuSO4濃度為0.06 mol/L較為合適。

2.1.4 Na2CO3濃度對(duì)金浸出率的影響

Na2CO3對(duì)含硫浸金試劑的浸出過(guò)程影響較大，不僅有助于溶液pH值的穩(wěn)定，而且可以阻礙S2?和S2O32?離子與CO2反應(yīng)和促進(jìn)NH3以NH4+離子的形式存在，減緩氨水的揮發(fā)。因此為了考察Na2CO3濃度對(duì)焙燒產(chǎn)物浸出效果的影響，進(jìn)行不同Na2CO3濃度的浸出試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為Na2SO30.14 mol/L，NH3·H2O 1.8 mol/L，CuSO40.06 mol/L，其他浸金工藝條件同上。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

由圖5可知，隨著Na2CO3濃度的增加，金浸出率呈先增大后減小的趨勢(shì)。當(dāng)Na2CO3濃度為0.05 mol/L時(shí)，金浸出率較低，僅有77.86%；隨著Na2CO3濃度的增加，金浸出率不斷上升，當(dāng)Na2CO3濃度為0.1 mol/L時(shí)，金浸出率達(dá)到95.73%；繼續(xù)增大Na2CO3濃度至0.15 mol/L，金浸出率則減小至92.67%。因此，Na2CO3濃度為0.1 mol/L較為合適。

圖5 Na2CO3濃度對(duì)金浸出率的影響

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

通過(guò)金精礦中性焙燒產(chǎn)物的浸金單因素試驗(yàn)結(jié)果可知，添加劑Na2SO3、CuSO4、NH3·H2O和Na2CO3的濃度都對(duì)金浸出率有較大影響。為了進(jìn)一步分析各添加劑及其相互作用對(duì)金浸出率顯著性的影響，提高金的浸出率，采用響應(yīng)面法優(yōu)化金精礦中性焙燒產(chǎn)物的自浸金工藝條件，試驗(yàn)設(shè)計(jì)的中心點(diǎn)為單因素試驗(yàn)的最優(yōu)工藝條件，即Na2SO30.14 mol/L，NH3·H2O 1.8 mol/L，CuSO40.06 mol/L，Na2CO30.1 mol/L。

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及其結(jié)果

表2所列為響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素水平及其編碼。表3所列為基于中心組合設(shè)計(jì)的響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果。利用Design-Expert 8.0軟件對(duì)表3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，金浸出率符合二次多項(xiàng)式模型(見(jiàn)式(4))，其中1、2、3、4的值為編碼值。

該二次多項(xiàng)式擬合的相關(guān)性系數(shù)2=0.946，根據(jù)2與1的接近程度判斷模型選擇是否合適，2與1越接近，說(shuō)明所選模型的預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值越接近[18]。圖6所示為金浸出率試驗(yàn)值和預(yù)測(cè)值的對(duì)比結(jié)果，可見(jiàn)試驗(yàn)結(jié)果的點(diǎn)基本上分布在預(yù)測(cè)直線(xiàn)的周?chē)?，試?yàn)值與預(yù)測(cè)值非常接近，相對(duì)誤差小于5%，表明二次多項(xiàng)式模型適合描述試驗(yàn)因素和金浸出率的相關(guān)性。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素水平及其編碼

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

Note:2=0.964

圖6 金浸出率試驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值的對(duì)比

2.2.2 方差分析

金浸出率的方差分析結(jié)果如表4所列。由表4可以看出，模型的值為30.62，說(shuō)明此模型具有重要的參考價(jià)值，只有0.01%的機(jī)會(huì)使信噪比出現(xiàn)錯(cuò)誤。模型的值小于0.0001，表明該二次多項(xiàng)式模型極顯著(≤0.01，即說(shuō)明所選模型可信度極高，模擬精確)，金浸出率模型可以用二次多項(xiàng)式(見(jiàn)式(4))描述。式(4)的回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)表明：因素2、4、22、42對(duì)金浸出率的影響極顯著(≤0.01)，而1、3、12、13、14、23、24、34、12、32的交互效應(yīng)對(duì)金浸出率的影響不顯著(＞0.05)，即CuSO4濃度和Na2CO3濃度對(duì)金浸出率的影響顯著，并且CuSO4濃度的影響顯著性大于Na2CO3濃度。

2.2.3 金浸出率的響應(yīng)曲面

利用Design-Expert 8.0軟件繪制出試驗(yàn)因素對(duì)金浸出率影響的響應(yīng)曲面，通過(guò)三維曲面可評(píng)價(jià)試驗(yàn)因素對(duì)金浸出率的交互作用。如果一個(gè)試驗(yàn)因素的響應(yīng)曲面坡度相對(duì)平緩，表明該因素對(duì)金浸出率影響較小，反之，如果一個(gè)試驗(yàn)因素響應(yīng)曲面坡度較為陡峭，表明響應(yīng)值對(duì)該因素水平的改變比較敏感[19]。金浸出率的響應(yīng)曲面如圖7所示。

表4 方差分析結(jié)果

由圖7可知，在Na2SO3濃度、CuSO4濃度、NH3·H2O濃度、Na2CO3濃度4個(gè)因素中，CuSO4濃度和Na2CO3濃度在試驗(yàn)條件范圍內(nèi)對(duì)金浸出率的影響最為顯著，金浸出率隨著CuSO4濃度和Na2CO3濃度的增加，都呈先增大后減小的趨勢(shì)，此試驗(yàn)結(jié)果與單因素試驗(yàn)結(jié)果規(guī)律性一致。

2.2.4 響應(yīng)面優(yōu)化及其模型驗(yàn)證

由于二次多項(xiàng)式模型(見(jiàn)式(4))對(duì)該浸出試驗(yàn)顯著，因此，以金浸出率為響應(yīng)值，通過(guò)Design-Expert 8.0軟件得到響應(yīng)面優(yōu)化的最佳工藝條件為Na2SO3濃度0.14 mol/L、CuSO4濃度0.06 mol/L、NH3·H2O濃度2.10 mol/L、Na2CO3濃度0.12 mol/L。在此條件下，金浸出率的預(yù)測(cè)值為97.17%。

為了驗(yàn)證響應(yīng)面法優(yōu)化結(jié)果的可靠性，在上述最優(yōu)條件下進(jìn)行3組平行浸出試驗(yàn)。預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值的對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表5。在最優(yōu)工藝條件下，金浸出率分別為96.74%、95.89%、96.31%，取其平均值為試驗(yàn)結(jié)果，金浸出率為96.31%，試驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值基本吻合，誤差只有0.86%，說(shuō)明此二次多項(xiàng)式模型可以對(duì)金浸出率進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

圖7 金浸出率的響應(yīng)曲面

表5 金浸出率預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值的對(duì)比結(jié)果

3 結(jié)論

1) 浸出單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，金浸出率隨著Na2SO3濃度的增加逐漸增大，而隨NH3·H2O濃度、CuSO4濃度、Na2CO3濃度的增加呈先增大后降低的趨勢(shì)。

2) 通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，建立了金浸出率與各添加劑因素的二次多項(xiàng)式模型。方差分析結(jié)果表明，模型的2為0.946，值小于0.0001，說(shuō)明此模型極顯著；CuSO4濃度和Na2CO3濃度對(duì)金浸出率的影響顯著，并且CuSO4濃度的影響顯著性大于Na2CO3濃度。

3) 在Na2SO30.14 mol/L，NH3·H2O 2.1 mol/L，CuSO40.06 mol/L，Na2CO30.12 mol/L最優(yōu)浸出工藝條件下，金浸出率預(yù)測(cè)值為97.17%，試驗(yàn)值為96.31%，試驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值的誤差只有0.86%，響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)得到的二次多項(xiàng)式模型可對(duì)金精礦中性焙燒產(chǎn)物的金浸出率進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

[1] 鐘 俊. 非氰浸金技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 黃金科學(xué)技術(shù), 2011, 19(6): 57?61.ZHONG Jun. Reseatch and application status of non-cyanide gold leaching technology[J]. Gold Science and Technology, 2011, 19(6): 57?61.

[2] ALTANSUKH B, BURMAA G, NYAMDELGER S, ARIUNBOLOR N, SHIBAYAMA A, HAGA K. Gold recovery from its flotation concentrate using acidic thiourea leaching and organosilicon polymer[J]. International Journal of the Society of Material Engineering for Resources, 2014, 20: 29?34.

[3] FENG D, van DEVENTER J S J. Oxidative pre-treatment in thiosulphate leaching of sulphide gold ores[J]. International Journal of Mineral Processing, 2010, 94(1/2): 28?34.

[4] 李紹英, 趙留成, 孫春寶, 袁喜振, 王培龍, 鄧祥意, 劉 柯. 基于同時(shí)平衡原理的Au-I?-H2O系熱力學(xué)分析[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào), 2015, 25(7): 1987?1992. LI Shao-ying, ZHAO Liu-cheng, SUN Chun-bao, YUAN Xi-zhen, WANG Pei-long, DENG Xiang-yi, LIU Ke. Thermodynamic analysis for Au-I--H2O system based on principle of simultaneous equilibrium[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2015, 25(7): 1987?1992.

[5] WANG Hai-xia, SUN Chun-bao, LI Shao-ying, FU Ping-feng, SONG Yu-guo, LI Liang, XIE Wen-qing. Study on gold concentrate leaching by iodine-iodide[J]. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials, 2013, 20(4): 323?328.

[6] 趙留成, 孫春寶, 李紹英, 龔道振, 康金星. SO32?、NH3·H2O、Cu2+對(duì)高硫金精礦石硫合劑浸出的影響[J]．黃金, 2013, 34(10): 63?67. ZHAO Liu-cheng, SUN Chun-bao, LI Shao-ying, GONG Dao-zhen, KANG Jin-xing. Effects of SO32?, NH3·H2O, Cu2+on high-sulfur gold concentrate leaching using Lime-Sulfur- Synthetic-Solution(LSSS)[J]. Gold, 2013, 34(10): 63?67.

[7] 傅平豐, 孫春寶, 康金星, 龔道振. 石硫合劑法浸金的原理、穩(wěn)定性及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 貴金屬, 2012, 33(2): 67?70.FU Ping-feng, SUN Chun-bao, KANG Jin-xing, GONG Dao-zhen. Progress of gold extraction mechanism, stability of extraction reagents and its application of Lime-Sulfur-Synthetic- Solution (LSSS) method[J]. Precious Metals, 2012, 33(2): 67?70.

[8] 周 源, 余新陽(yáng). 金銀選礦與提取技術(shù)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2011: 125.ZHOU Yuan, YU Xin-yang. Gold and silver mineral processing and extraction technology[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2011: 125.

[9] 李晶瑩, 黃 璐. 石硫合劑法浸取廢棄線(xiàn)路板中金的試驗(yàn)研究[J]. 黃金, 2009, 30(10): 48?51.LI Jing-ying, HUANG Lu. Experimental research on leaching gold from waste printed circuit board by LSSS method[J]. Gold, 2009, 30(10): 48?51.

[10] 陳 怡, 宋永輝. 某碳質(zhì)金精礦石硫合劑法浸出試驗(yàn)研究[J]. 黃金, 2012, 33(3): 43?46.CHEN Yi, SONG Yong-hui. Study on leaching gold from carbonaceous gold ores by lime-sulphur-synthetic-solution[J]. Gold, 2012, 33(3): 43?46.

[11] 趙留成, 寇 玨, 孫春寶, 張舒婷, 王培龍, 劉 柯. 載金硫化物焙燒?自浸出過(guò)程研究[J]. 工程科學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 37(8): 1000?1007.ZHAO Liu-cheng, KOU Jue, SUN Chun-bao, ZHANG Shu-ting, WANG Pei-long, LIU Ke. Roasting and self-leaching process research of gold-bearing sulfides[J]. Chinese Journal of Engineering, 2015, 37(8): 1000?1007.

[12] AZIZI D, SHAFAEI S Z, NOAPARAST M, ABDOLLAHI H. Modeling and optimization of low-grade Mn bearing ore leaching using response surface methodology and central composite rotatable design[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2012, 22(9): 2295?2305.

[13] LI Dong, PARK K, WU Zhan, GUO Xue-yi. Response surface design for nickel recovery from laterite by sulfation-roasting- leaching process[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2010, 20(S1): s92?s96.

[14] 夏玉峰, 楊建兵, 田永生, 楊顯紅. 基于響應(yīng)面法的汽車(chē)離合器盤(pán)轂溫鍛?冷精整工藝多目標(biāo)優(yōu)化[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2015, 46(9): 3203?3230. XIA Yu-feng, YANG Jian-bing, TIAN Yong-sheng, YANG Xian-hong. Multi-object optimization of warm forging-cold sizing technology for automobile clutch disc-hub based on response surface model[J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2015, 46(9): 3203?3230.

[15] 李長(zhǎng)龍, 彭金輝, 張利波, 李 雨, 雷 鷹, 段昕輝. 響應(yīng)曲面法優(yōu)化硫酸銨微波干燥工藝[J]. 化學(xué)工程, 2011, 39(3): 8?12.LI Chang-long, PENG Jin-hui, ZHANG Li-bo, LI Yu, LEI Ying, DUAN Xin-hui. Optimization of microwave drying process for ammonia sulfate with response surface methodology[J]. Chemical Engineering (China), 2011, 39(3): 8?12.

[16] 周 軍, 蘭新哲, 宋永輝. 改性石硫合劑(ML)浸金試劑穩(wěn)定性研究[J]. 稀有金屬, 2008, 32(4): 531?535.ZHOU Jun, LAN Xin-zhe, SONG Yong-hui. Study on stability of ML reagent[J]. Chinese Journal of Rare Metals, 2008, 32(4): 531?535.

[17] SENANAYAKE G. Analysis of reaction kinetics, speciation and mechanism of gold leaching and thiosulfate oxidation by ammoniacal copper(II) solutions[J]. Hydrometallurgy, 2004, 75(1/4): 55?75.

[18] 馬致遠(yuǎn), 楊洪英. 響應(yīng)曲面法優(yōu)化銅陽(yáng)極泥微波浸出硒工藝[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2015, 46(7): 2391?2397.MA Zhi-yuan, YANG Hong-ying. Microwave assisted leaching of selenium from copper anode slime optimized by response surface methodology[J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2015, 46(7): 2391?2397.

[19] YAN Hao, PENG Wen-jie, WANG Zhi-xing, LI Xin-hai, GUO Hua-jun, HU Qi-yang. Reductive leaching technology of manganese anode slag optimized by response surface methodology[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2013, 23(2): 528?534.

(編輯 王 超)

Gold self-leaching optimization of neutral roasted products of gold concentrate by response surface methodology

XU Tao1, ZHAO Liu-cheng2, LI Shao-ying2

(1. Department of Business Administration, Chinalco China Copper Corporation Limited, Beijing 100082, China;2. College of Mining Engineering, North China University of Science and Technology, Tangshan 063009, China)

The method of single experiment and response surface experiment were chosen to optimize the self-leaching process for roasted products of gold concentrate under neutral atmosphere. Different additives, such as Na2SO3, CuSO4, NH3·H2O, Na2CO3and their concentrations were also optimized. Effects of different additives and their interaction on gold leaching rate, significance and influence order, were analyzed. The results show that gold leaching rate gradually increases as the concentration of Na2SO3increases. However, gold leaching rate first increases and then decreases with the concentrations of CuSO4, NH3·H2Oand Na2CO3. The concentrations of CuSO4and Na2CO3have significant effects on the gold leaching rate, and the impact of the concentration of CuSO4upon the leaching rate is greater than that of Na2CO3. The gold leaching rate reaches 96.31% under the optimum processing conditions that the concentration of Na2SO3is 0.14 mol/L, NH3·H2O of 2.1 mol/L, CuSO4of 0.06 mol/L, Na2CO3of 0.12 mol/L. The error value between the experimental and the predicted value is only 0.86%, indicating that the quadratic polynomial model deduced from the response surface methodology is reasonable. Meanwhile, the process of neutral roasting and gold self-leaching of gold concentrate provides a new way for the high-efficient non-cyanide leaching.

gold concentrate; neutral roasted product; gold self-leaching; non-cyanide leaching; response surface methodology

2015-12-28; Accepted date:2016-06-27

ZHAO Liu-cheng; Tel: +86-15210662945; E-mail: zhaoliucheng2006@163.com

10.19476/j.ysxb.1004.0609.2017.03.022

1004-0609(2017)-03-0629-08

TD953

A

2015-12-28；

2016-06-27

趙留成，講師，博士；電話(huà)：15210662945；E-mail: zhaoliucheng2006@163.com