某含砷銀精礦兩級焙燒—氰化提銀試驗(yàn)研究

郭建東，溫海濤

(山東國大黃金股份有限公司)

某大型銀礦山年產(chǎn)銀精礦近萬噸，由于該銀精礦含砷高，且含有少量碳，采用直接氰化工藝或焙燒—酸浸—氰化浸出工藝進(jìn)行處理，銀浸出率較低，在70 %以下。目前，含砷銀精礦[1]處理方法主要有鈉鹽焙燒[2]、助浸劑強(qiáng)化浸出[3]、階段浸出、邊磨邊浸[4]、催化壓力氧化[5]、生物氧化預(yù)處理[6]等方法。針對該礦山產(chǎn)出的單一銀精礦，采用上述工藝方法，銀浸出率也僅有75 %左右。而傳統(tǒng)的火法煉鉛工藝，即以鉛作為金銀的捕收劑，在煉鉛過程中富集并回收金銀，工藝流程復(fù)雜，冶煉過程溫度較高，冶煉煙氣處置費(fèi)用高。為此，本次研究采用兩級焙燒、氰化浸出聯(lián)合提銀工藝處理高砷銀精礦，有效提高了銀浸出率，為復(fù)雜含砷銀精礦的高效回收提供了新的技術(shù)方法。

1 礦樣性質(zhì)

試驗(yàn)所用礦樣為某大型銀礦山浮選產(chǎn)出的銀精礦，礦樣呈黃色，主要成分有毒砂、黃鐵礦，銀品位較高，銀主要以單質(zhì)銀、硫化銀形式存在。礦樣主要化學(xué)元素及銀物相分析結(jié)果分別見表1、表2。

表1 銀精礦主要化學(xué)元素分析結(jié)果

表2 銀物相分析結(jié)果

2 試驗(yàn)原理與方法

2.1 試驗(yàn)原理

含砷銀精礦在一級氧化焙燒過程中，主要發(fā)生黃鐵礦、黃銅礦、砷黃鐵礦的氧化反應(yīng)[7]，反應(yīng)產(chǎn)物主要為鐵氧化物、銅氧化物、砷氧化物及二氧化硫，由于致密硫化礦物的氧化分解，增加了礦物的孔隙率，形成疏松狀焙燒渣，銀顆粒得以充分裸露，有利于與氰化物溶液接觸，發(fā)生溶解反應(yīng)。但是，焙燒過程中仍存在部分未充分裸露的銀顆?；虮簾^程中生成的鐵氧化物對銀顆粒造成二次包裹，這是造成銀浸出效果不佳的原因之一。采用二級中溫氯化焙燒[8]，使銀主要反應(yīng)生成氯化銀，利于進(jìn)一步氰化提取。

經(jīng)過兩級焙燒后產(chǎn)出的焙燒渣中可溶性銅、鋅氧化物，是造成后續(xù)氰化浸出過程中氰化鈉耗量增加、銀浸出效果不佳的主要因素[9]，采用熱水洗滌工藝，使可溶性銅、鋅氧化物進(jìn)入浸液中，銀富集進(jìn)入浸渣中，銅、鋅與銀得到有效分離，利于降低處理費(fèi)用，并提高銀的氰化浸出率。

試驗(yàn)過程中的主要化學(xué)反應(yīng)式為：

4NaAg(CN)2+4NaOH。

2.2 試驗(yàn)方法

一級焙燒(氧化焙燒)：稱取500 g樣品均勻鋪開于焙燒盤中，在馬弗爐溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，將放有物料的焙燒盤放入馬弗爐，開始計(jì)時(shí)，保持溫度恒定，每5 min攪動1次，每10 min將焙燒盤里外倒換1次。

二級焙燒(中溫氯化焙燒)：一級焙燒渣添加煤粉、氯化鈣混勻后，置于耐火瓷盤中，待馬弗爐溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，將耐火瓷盤放入馬弗爐，開始計(jì)時(shí)，保持溫度恒定，每5 min攪動1次。

熱水洗滌：將二次焙燒渣放入2 000 mL塑料燒杯中，采用熱水調(diào)整濃度，在恒溫水浴箱中，進(jìn)行常規(guī)攪拌浸出。熱水溫度70 ℃～80 ℃，液固比2∶1，熱水洗滌時(shí)間60 min，攪拌速度960 r/min。

氰化浸出：在常溫下，采用XJT型浸出攪拌機(jī)進(jìn)行常規(guī)氰化攪拌浸出。浸出過程采用純堿調(diào)整礦漿pH值至10，氰化鈉質(zhì)量濃度2.0 g/L，液固比2∶1，氰化浸出時(shí)間24 h。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 焙燒試驗(yàn)

3.1.1 一級焙燒

銀精礦烘干后，在干式制樣機(jī)中磨礦，控制細(xì)度-0.074 mm占80 %，在馬弗爐中焙燒，礦層厚度3 cm，焙燒時(shí)間1 h，焙燒溫度600 ℃。一級焙燒為脫砷脫硫脫碳焙燒。一級焙燒渣分析結(jié)果見表3。

表3 一級焙燒渣分析結(jié)果

由表3可知：銀精礦經(jīng)過一級焙燒后，銀品位由1 350.10 g/t富集為1 928.70 g/t，硫、砷、碳品位分別由31.20 %、2.68 %、1.08 %降低至2.50 %、0.23 %、0.08 %，脫除率分別為91.99 %、91.42 %、92.59 %，脫除效果較好，一級焙燒達(dá)到了脫砷脫硫脫碳的目的。

3.1.2 二級焙燒溫度

對一級焙燒渣按照煤粉50 kg/t、氯化鈣50 kg/t的配入量進(jìn)行混勻，控制耐火瓷盤中礦層厚度為3 cm，在馬弗爐中焙燒1 h，焙燒溫度為變量。二級焙燒渣用熱水洗滌，洗滌渣進(jìn)行氰化浸出。二級焙燒溫度對銀浸出率的影響見表4。文中純堿耗量、氰化鈉耗量均以焙燒渣計(jì)。

由表4可知：二級焙燒溫度對銀浸出率的影響較為明顯，隨著二級焙燒溫度的升高，銀浸出率先升高后降低；當(dāng)二級焙燒溫度為630 ℃時(shí)，銀浸出率達(dá)到95.89 %；當(dāng)二級焙燒溫度低于630 ℃時(shí)，銀浸出率降低，這是因?yàn)橐患壉簾^程部分被包裹的銀未能充分解離；當(dāng)二級焙燒溫度高于630 ℃時(shí)，銀浸出率也呈現(xiàn)下降趨勢。綜合考慮銀浸出率，確定二級焙燒溫度630 ℃為宜。

表4 二級焙燒溫度對銀浸出率的影響

3.1.3 二級焙燒時(shí)間

試驗(yàn)條件：二級焙燒溫度630 ℃，礦層厚度3 cm，焙燒渣用熱水洗滌，洗滌渣進(jìn)行氰化浸出。二級焙燒時(shí)間對銀浸出率的影響見表5。

表5 二級焙燒時(shí)間對銀浸出率的影響

由表5可知：二級焙燒時(shí)間對銀浸出率影響明顯，銀浸出率隨著二級焙燒時(shí)間的延長而提高；當(dāng)二級焙燒時(shí)間達(dá)到60 min時(shí)，銀浸出率為95.89 %；再進(jìn)一步延長二級焙燒時(shí)間，銀浸出率趨于穩(wěn)定。綜合試驗(yàn)結(jié)果，二級焙燒時(shí)間以60 min為宜。

3.2 二級焙燒渣熱水洗滌試驗(yàn)

3.2.1 熱水洗滌溫度

銀精礦經(jīng)過一、二級焙燒，焙燒渣直接采用熱水洗滌，之后氰化浸出。熱水洗滌溫度對銀浸出率的影響見表6。

表6 熱水洗滌溫度對銀浸出率的影響

由表6可知：二級焙燒渣不進(jìn)行熱水洗滌，銀浸出率僅為85.68 %；隨著熱水洗滌溫度的升高，銀浸出率提高；熱水洗滌溫度達(dá)到70 ℃以上時(shí)，銀浸出率相對較高，并且純堿耗量和氰化鈉耗量較低。綜合考慮，熱水洗滌溫度控制在70 ℃～80 ℃。

3.2.2 熱水洗滌時(shí)間

銀精礦經(jīng)過一、二級焙燒，焙燒渣直接采用70 ℃～80 ℃ 熱水洗滌，之后氰化浸出。熱水洗滌時(shí)間對銀浸出率的影響見表7。

表7 熱水洗滌時(shí)間對銀浸出率的影響

由表7可知：隨著熱水洗滌時(shí)間的延長，銀浸出率略有提高；當(dāng)熱水洗滌時(shí)間為60 min時(shí)，浸出渣銀品位為83.68 g/t，銀浸出率為95.89 %；繼續(xù)延長熱水洗滌時(shí)間，銀浸出率提高不明顯。綜合考慮，確定熱水洗滌時(shí)間為60 min。

3.3 熱水洗滌渣氰化浸出試驗(yàn)

3.3.1 氰化鈉質(zhì)量濃度

銀精礦經(jīng)過一、二級焙燒，焙燒渣直接采用70 ℃～80 ℃ 熱水洗滌60 min，對洗滌渣進(jìn)行24 h氰化浸出。氰化鈉質(zhì)量濃度對銀浸出率的影響見表8。

表8 氰化鈉質(zhì)量濃度對銀浸出率的影響

由表8可知：銀浸出率隨著氰化鈉質(zhì)量濃度的增加而提高，但在氰化鈉質(zhì)量濃度為2.0～3.0 g/L時(shí)，銀浸出率提高不明顯；當(dāng)氰化鈉質(zhì)量濃度為2.0 g/L、2.5 g/L時(shí)，銀浸出率分別為95.89 %、95.90 %，二者基本相同。綜合試驗(yàn)結(jié)果，確定氰化鈉質(zhì)量濃度2.0～2.5 g/L為宜。

3.3.2 氰化浸出時(shí)間

銀精礦經(jīng)過一、二級焙燒，焙燒渣直接采用70 ℃～80 ℃熱水洗滌60 min，對洗滌渣在常溫下控制氰化鈉質(zhì)量濃度2.0 g/L進(jìn)行浸出。氰化浸出時(shí)間對銀浸出率的影響見表9。

由表9可知：隨著氰化浸出時(shí)間的延長，銀浸出率逐漸提高；當(dāng)氰化浸出時(shí)間為24 h時(shí)，銀浸出率為95.89 %；繼續(xù)延長氰化浸出時(shí)間，氰化鈉耗量明顯增加，但銀浸出率變化不明顯。綜合考慮生產(chǎn)成本等因素，確定氰化浸出時(shí)間24 h為宜。

3.4 綜合試驗(yàn)

根據(jù)上述條件試驗(yàn)最佳結(jié)果，采用一級氧化焙燒、二級中溫氯化焙燒、熱水洗滌、氰化浸出提銀工藝進(jìn)行綜合平行試驗(yàn)，結(jié)果見表10。

表10 綜合試驗(yàn)結(jié)果

由表10可知：對于該含砷銀精礦，在最佳試驗(yàn)工藝條件下進(jìn)行處理，銀浸出率最高達(dá)到95.89 %，浸出效果較好。

4 結(jié) 論

1)某含砷銀精礦中主要有價(jià)元素銀品位為1 350.10 g/t，銀品位較高，銀主要以單質(zhì)銀、硫化銀形式存在，分布率分別為32.16 %、49.80 %；金屬礦物主要有毒砂、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等，砷品位為2.68 %，采用直接氰化法、焙燒—酸浸—氰化法處理，銀浸出率較低，該銀精礦屬于高砷難處理銀精礦。

2)銀精礦在一級焙燒溫度600 ℃、焙燒時(shí)間1 h條件下焙燒，焙燒渣銀品位由1 350.10 g/t富集為1 928.70 g/t，硫、砷、碳品位分別由31.20 %、2.68 %、1.08 %降低至2.50 %、0.23 %、0.08 %，脫除率分別為91.99 %、91.42 %、92.59 %，一級焙燒達(dá)到了脫砷脫硫脫碳的效果。

3)一級焙燒渣配入煤粉50 kg/t、氯化鈣50 kg/t后，控制焙燒溫度630 ℃，焙燒時(shí)間60 min進(jìn)行二級焙燒；二級焙燒渣進(jìn)行熱水洗滌，液固比2∶1，溫度70 ℃～80 ℃，洗滌時(shí)間60 min；洗滌渣調(diào)漿采用純堿作為保護(hù)堿，液固比2∶1，氰化鈉質(zhì)量濃度2.0～2.5 g/L，氰化浸出時(shí)間24 h，浸出渣含銀平均83.58 g/t，銀浸出效果較為理想。

4)對該銀精礦采用一級氧化焙燒、二級中溫氯化焙燒、熱水洗滌、氰化浸出提銀工藝流程，在最佳工藝技術(shù)條件下，銀浸出率達(dá)到95.89 %。該工藝方法可從各類含銀礦物中有效回收銀，為實(shí)現(xiàn)含銀資源綜合回收提供了新的技術(shù)方法。