金精礦梯級(jí)分離綜合回收有價(jià)元素試驗(yàn)研究

歐海濤，王天星，王敏杰，郭建東

（山東國(guó)大黃金股份有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265406）

國(guó)內(nèi)外，黃在金冶煉行業(yè)中一般對(duì)金精礦采用氰化提金方法，此方法又分為直接氰化法、焙燒氰化法、兩段焙燒氰化法[3]、細(xì)菌氧化氰化法、熱壓氧化氰化法，其中除直接氰化法外，均為消除對(duì)提金有害的預(yù)處理工藝，通過預(yù)處理工藝有效的消除了有害雜質(zhì)的影響，提高了金銀的浸出率。直接氰化提金工藝產(chǎn)生的氰化提金尾礦，之前一直是堆存或者作為硫酸廠的原料進(jìn)行焙燒制酸，雖然尾礦中的硫得到利用，而其中含有的有價(jià)金屬鉛、銅、鐵等未能得到有效回收。在當(dāng)前國(guó)內(nèi)嚴(yán)格的環(huán)保形勢(shì)下，經(jīng)過氰化提金工藝產(chǎn)出的各類物料均被列入危險(xiǎn)固廢，黃金冶煉企業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)。

本研究以山東某金精礦為研究對(duì)象，通過預(yù)先活化浮選二級(jí)富集精礦、精礦堿浸氰化提金，提金尾礦浮選回收銅精礦，選銅尾礦焙燒生產(chǎn)鐵精礦工藝試驗(yàn)流程，實(shí)現(xiàn)金精礦中金、銀、銅、硫、鐵的回收，并消除了采用傳統(tǒng)氰化提金工藝產(chǎn)出的氰化提金尾渣對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的各種危害，為促進(jìn)我國(guó)黃金冶煉行業(yè)此類金精礦的生產(chǎn)處理提供有效的途徑。

1 金精礦的性質(zhì)

試驗(yàn)研究物料為低硫金精礦，金精礦儲(chǔ)存在國(guó)大公司工業(yè)A區(qū)金精礦料場(chǎng)，采用科學(xué)取樣法均勻取樣，經(jīng)過混勻、縮分、化驗(yàn)分析，金精礦多元素含量為： Au：38.50g/t，Ag：6.20g/t，Cu：0.52%，Pb：0.10%，Zn：0.06%，S：36.20%，As：0.079%。山東某金精礦金屬礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、雌黃鐵礦少量；脈石礦物主要為石英及云母，其次為長(zhǎng)石等。對(duì)該金精礦進(jìn)行化學(xué)分析和金物相分析，結(jié)果分別見表1、表2。

表1 金精礦主要成分 %

表2 金物相分析結(jié)果

表1、表2表明，該金精礦有價(jià)元素為金，金品位為38.50g/t，含銅0.52%，鉛、鋅等其他金屬含量較低，不具有綜合回收價(jià)值。金主要賦存于硫化礦中，其次為單體金。單體金品位6.20g/t，分配率16.10%；硫化礦中金主要是黃鐵礦載金，金品位26.60g/t，分配率為69.09%，其他硫化礦物載金，金品位5.40g/t，分配率為14.03%，硅酸鹽中的金品位為0.30g/t，分配率0.78%。

2 試驗(yàn)原理與方法

（1）活化浮選富集金硫精礦。試驗(yàn)以山東某含硫金精礦為原料，經(jīng)過磨礦、活化、以新型復(fù)合BJ特效金浮選藥劑為捕收劑，進(jìn)行一次粗選二次掃選二次精選試驗(yàn)流程，產(chǎn)出含金品位50～60g/t、含硫品位47-49%的金硫精礦以及含金品位低于0.5g/t、含硫品位低于0.6%的浮選尾礦，使金硫得以高效富集，同時(shí)滿足浮選尾礦用作生產(chǎn)加氣磚等建材原料的要求。

（2）金硫精礦氰化提金。將高金硫精礦采用清水調(diào)整礦漿濃度33%，石灰調(diào)PH=9.5-10，堿浸洗滌過濾，濾餅調(diào)漿控制礦濃33%，在XJT攪拌器攪拌浸出，氰化鈉作為浸出劑，過程中嚴(yán)格控制氰化鈉的濃度0.20～0.30%，浸出時(shí)間48小時(shí)，浸出后礦漿經(jīng)充分洗滌和液固分離后得到含金貴液和氰化提金尾礦。

（3）提金尾礦活化浮選富集銅。提金尾礦活化浮選富集銅礦物是在XFD1.5L、0.75L、0.50L浮選機(jī)進(jìn)行，采用清水調(diào)漿礦漿濃度10～30%，采用硫酸調(diào)整礦漿PH值至4～6，以丁基黃藥、丁銨黑藥兩種混合藥劑作為銅礦物捕收劑，用量為80～120g/t，用量為60～80g/t，經(jīng)過一次粗選一次掃選二次精選作業(yè)獲得含銅10～20%的銅精礦和選銅尾礦。

（4）選銅尾礦焙燒產(chǎn)出鐵精礦。選銅尾礦屬于分離回收金、銀、銅等有價(jià)金屬元素后的高品位硫精礦，焙燒后焙砂直接成為鐵精粉。由于硫精礦銅、鉛、鋅、二氧化硅等雜質(zhì)含量很低，所以燒渣中這些雜質(zhì)都符合鐵精粉的質(zhì)量要求。選銅尾礦焙燒是在箱式電阻爐內(nèi)進(jìn)行的，靠人工翻動(dòng)接觸空氣燃燒，焙燒過程控制焙燒溫度850～900℃，焙燒時(shí)間2小時(shí)，焙燒至無二氧化硫煙氣放出為止，終點(diǎn)判斷采用沾濕的PH試紙?jiān)跔t門上方檢測(cè)，PH試紙不變紅色即為焙燒脫硫完全。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

（1）磨礦細(xì)度對(duì)浮選富集金硫精礦的影響。對(duì)金精礦進(jìn)行磨礦，控制不同的磨礦細(xì)度，磨礦后進(jìn)行酸化活化預(yù)處理，控制礦漿PH=5，硫酸銅用量300g/t，酸化處理時(shí)間4小時(shí)，以新型復(fù)合BJ特效金浮選藥劑為捕收劑，捕收劑用量700g/t，進(jìn)行一次粗選二次掃選二次精選試驗(yàn)流程，試驗(yàn)流程圖如下圖2。磨礦細(xì)度對(duì)浮選富集金硫精礦的影響試驗(yàn)結(jié)果見表3，綜合考慮金浮選回收率及生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)等因素，確定磨礦細(xì)度-0.038mm為92%。

圖2 金精礦浮選高金硫精礦閉路試驗(yàn)流程圖

表3 磨礦細(xì)度對(duì)浮選富集金硫精礦的影響試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)中，對(duì)活化劑選擇、BJ特效金浮選藥劑選擇及用量等技術(shù)條件進(jìn)行了選擇性試驗(yàn)，綜合試驗(yàn)結(jié)果，確定了金精礦磨礦細(xì)度-0.038mm為 92%，硫酸酸化礦漿PH=5.0，硫酸銅用量300g/t，BJ特效金浮選藥劑用量700g/t，采用一次粗選二次掃選二次精選閉路浮選流程，金硫精礦金、銅、硫品位分別為50.24g/t、0.67%、 48.10%，金、銅、硫浮選回收率分別為99.44%，硫收率為99.35%；同時(shí)得到滿足制備建材原料要求的浮選尾礦。

（2）金硫精礦氰化提金試驗(yàn)。本試驗(yàn)以金硫精礦為試驗(yàn)原料，因金硫精礦的產(chǎn)出過程添加了一定量的活化劑、浮選藥劑等，因而進(jìn)行直接氰化與預(yù)先堿浸氰化提金流程影響試驗(yàn)，檢驗(yàn)兩種不同試驗(yàn)流程對(duì)金浸出率的影響。

直接氰化提金試驗(yàn)過程：將金硫精礦采用清水調(diào)整礦漿濃度33%，氰化鈉作為浸出劑，在XJT攪拌器攪拌浸出，過程中嚴(yán)格控制氰化鈉的濃度0.20～0.30%，浸出時(shí)間48小時(shí)，浸出后礦漿經(jīng)充分洗滌和液固分離后得到含金貴液和提金尾礦。

堿浸氰化提金試驗(yàn)過程：將金硫精礦采用清水調(diào)整礦漿濃度33%，加入石灰控制PH=9.5，堿浸時(shí)間4小時(shí)，堿浸結(jié)束后過濾，濾餅按直接氰化提金試驗(yàn)條件進(jìn)行。

兩種不同試驗(yàn)流程氰化提金試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)金硫精礦堿浸氰化提金、直接氰化提金浸出尾礦金品位分別為1.20g/t、2.30g/t，金浸出率分別為97.62%、95.44%，氰化鈉消耗分別為3.20kg/t、5.80kg/t，綜合試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)金硫精礦的處理采用堿浸氰化提金工藝為宜。

（3）提金尾礦活化浮選富集銅試驗(yàn)。提金尾礦活化浮選富集銅試驗(yàn)是在XFD1.5L、0.75L、0.50L浮選機(jī)進(jìn)行。采用清水作為調(diào)漿用水，采用硫酸作為銅的活化劑，以丁基黃藥、丁銨黑藥按照2:1比例混合作為銅礦物的捕收劑通過一次粗選、一次掃選、二次精選試驗(yàn)流程，試驗(yàn)分別考察浮選礦漿濃度、活化浮選最佳PH值、捕收劑用量對(duì)分離浮選的影響，最后確定最佳浮選工藝技術(shù)條件，浮選礦漿濃度30%，采用硫酸控制浮選PH值至5，捕收劑用量為90g/t，經(jīng)過一次粗選一次掃選二次精選作業(yè)獲得銅精礦產(chǎn)率為3.4%，銅品位為16.25%的銅精礦，回收率為89.11%；選銅尾礦銅、硫、鐵品位分別為0.07%、48.96%、42.73%，硫、鐵回收率分別為98.33%、99.46%。銅礦物浮選閉路試驗(yàn)工藝流程圖如圖3，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖3 銅礦物浮選閉路試驗(yàn)工藝流程圖

經(jīng)過大量條件試驗(yàn)表明：鉛鋅尾礦浮選銅礦物的工藝技術(shù)條件為采用選銅系統(tǒng)液試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 提金尾礦活化浮選富集銅試驗(yàn)結(jié)果

3.4 選銅尾礦焙燒生產(chǎn)鐵精礦試驗(yàn)

選銅尾礦屬于分離回收金、銀、銅等有價(jià)金屬元素后的高品位硫精礦，焙燒后燒渣直接成為鐵精粉，可以直接外售鋼鐵冶煉企業(yè)作生產(chǎn)原料。選銅尾礦焙燒是在箱式電阻爐內(nèi)進(jìn)行的，靠人工翻動(dòng)接觸空氣燃燒，焙燒過程控制焙燒溫度850-900℃，焙燒時(shí)間2小時(shí)，焙燒至無二氧化硫煙氣放出為止，終點(diǎn)判斷采用沾濕的PH試紙?jiān)跔t門上方檢測(cè)，PH試紙不變紅色即為焙燒脫硫完全。選銅尾礦經(jīng)過焙燒后產(chǎn)出的鐵精粉產(chǎn)率為66%，鐵精粉中鐵、硫、銅、鉛、鋅、砷含量分別為65.30%、0.40%、0.11%、0.04%、0.04%、0.028%。

4 結(jié)論

通過對(duì)山東某金精礦控制磨礦細(xì)度-0.038mm為92%的條件下，經(jīng)酸化活化進(jìn)行一次粗選二次掃選二次精選、金硫精礦堿浸氰化提金、提金尾礦活化浮選生產(chǎn)銅精礦、選銅尾礦焙燒生產(chǎn)鐵精礦工藝試驗(yàn)流程，金綜合回收率為97.07%，硫總浮選回收率為97.69%，銅精礦含銅品位為16.5%，銅回收率為81.33%，鐵精礦鐵品位為65.30%，鐵回收率為98.98%，實(shí)現(xiàn)了該金精礦中金、硫、銅、鐵的綜合回收，同時(shí)在磨礦活化浮選產(chǎn)出的浮選尾礦滿足建材生產(chǎn)原料要求，消除了氰化提金廠氰化尾渣危廢難以有效治理的難題，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益。

該工藝方法可以對(duì)金精礦資源中的有價(jià)金屬進(jìn)行有效分離回收，為黃金冶煉行業(yè)及類似有色金屬生產(chǎn)企業(yè)有效處理各類精礦資源提供了技術(shù)借鑒，為實(shí)現(xiàn)金精礦的綜合回收與利用開辟了新的途徑，具有廣泛的推廣和實(shí)用價(jià)值。