河南某泥質(zhì)高氧化型金礦選冶聯(lián)合回收工藝

楊寧

（洛陽坤宇礦業(yè)有限公司，河南 洛陽 471700）

我國金礦資源雖然儲(chǔ)量豐富，但貧礦多，富礦少，中小型礦多，大型、超大型礦少，隨著開發(fā)利用的進(jìn)一步深入，易選好選金礦資源將逐漸面臨枯竭，復(fù)雜難選金礦將成為今后開發(fā)利用的重要黃金資源[1-2]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在我國探明黃金儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)中，約1/3的金礦資源為復(fù)雜難選金礦[3-4]，主要包括氧化型金礦、泥質(zhì)金礦、微細(xì)粒級(jí)嵌布金礦、碳質(zhì)金礦、高硫金礦等[5-6]。目前，金礦的選礦方法主要有重選法、浮選法、氰化法或聯(lián)合法[7-9]。

河南某金礦資源儲(chǔ)量豐富，礦石類型主要有氧化礦石和原生礦石兩類，原生礦石主要為含金硫化物石英脈型礦石，選礦回收率較高，對(duì)于氧化型金礦石，其性質(zhì)復(fù)雜多變，嵌布關(guān)系復(fù)雜，泥化嚴(yán)重，氧化率一般為50%～90%，目前選礦廠選礦工藝為單一浮選工藝，不僅藥劑消耗量大，而且選礦回收率較低，一般在50%～70%，這不僅造成了黃金資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且嚴(yán)重影響礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此，如何提高此類礦石的選礦回收率的問題亟待解決。

為提高此類復(fù)雜泥質(zhì)高氧化型金礦的回收指標(biāo)，開展了單一浸出、預(yù)氧化浸出、焙燒+浸出、浮選-浸出等多方案對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究，為生產(chǎn)實(shí)踐提供了重要借鑒。

1 性質(zhì)分析

1.1 礦物組成

試樣中金屬礦物主要有菱鐵礦、褐鐵礦和黃鐵礦，含有少量赤鐵礦、方鉛礦、黝銅礦、黃銅礦、閃鋅礦、斑銅礦和自然金；非金屬礦物主要有石英、伊利石、白云石、斜長石和綠泥石，其中泥質(zhì)礦物伊利石和綠泥石合計(jì)礦物含量達(dá)37.66%。礦物成分及含量分析見表1。

表1 試樣礦物成分及含量分析結(jié)果/%Table 1 Mineral composition analysis results of the sample

1.2 化學(xué)多元素分析

試樣化學(xué)多元素分析結(jié)果見表2，由表2可知，試樣中Au品位為1.42 g/t，As含量較低，為0.0039%，有機(jī)碳含量較高，為0.35%，這部分有機(jī)碳會(huì)對(duì)Au的浸出率有一定影響。

表2 試樣多元素分析結(jié)果/%Table 2 Multi-element analysis results of the sample

1.3 物相分析

試樣金的物相分析結(jié)果見表3，由表3可知，金主要以包裹金的形式存在，占54.99%，其中硫化礦的包裹金占32.28%，其他包裹金占16.52%，裸露半裸露金占45.01%，因此單一浮選工藝很難獲得較高的選礦指標(biāo)（與生產(chǎn)指標(biāo)一致），另外，裸露半裸露金含量相對(duì)不高，對(duì)浸出指標(biāo)也有一定的影響。

表3 試樣金物相分析結(jié)果Table 3 Gold element chemical phase analysis of the sample

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及研究方法

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)過程所用實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備分別為浸出槽（XJT-80）、浮選機(jī)（XFD）、真空過濾機(jī)（XTLZ-260）、恒溫烘箱（GZX-9070MBE）、電子天平（LT3002E）。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

磨礦至所需細(xì)度，將礦漿導(dǎo)入浸出槽，調(diào)漿至所需礦漿濃度，固定浸出槽轉(zhuǎn)速為1400 r/min，然后添加石灰調(diào)整pH值，再添加一定量的浸金劑，浸出一定時(shí)間后，對(duì)浸出渣進(jìn)行過濾、清洗、烘干、制樣、分析，計(jì)算浸出率。原則工藝流程見圖1。

圖1 選礦原則工藝流程Fig.1 Principle flowsheet of beneficiation test process

3 結(jié)果與討論

3.1 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)

固定礦漿濃度為35%，石灰用量3 kg/t（pH值為12），加入NaCN 3 kg/t，改變磨礦細(xì)度進(jìn)行浸出對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 磨礦細(xì)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Test result of grinding fineness

隨著磨礦細(xì)度的增加，相同浸出時(shí)間的浸出率增加，當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.075 mm 70%時(shí)，在浸出時(shí)間為24 h時(shí)，Au浸出率為73.24%，浸出時(shí)間為36 h時(shí)，Au浸出率為75.35%，浸出時(shí)間為48 h時(shí)，浸出率為76.06%，再進(jìn)一步增加磨礦細(xì)度，浸出率增加幅度較小，因此綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的磨礦細(xì)度情況，暫定-0.075 mm 70%為磨礦細(xì)度，48 h為較佳浸出時(shí)間。

3.2 浸金劑種類實(shí)驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度為-0.075 mm 70%，礦漿濃度為35%，石灰用量3 kg/t（pH值為12），浸出時(shí)間為48 h，浸金劑用量為3 kg/t，改變浸金劑種類進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，考查浸金劑種類對(duì)浸出指標(biāo)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 浸金劑種類實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.3 Test result of the type of leaching agent

由圖3可知：綠金、金蟬、王牌三種環(huán)保浸金劑效果與氰化鈉相當(dāng)，差別并不十分明顯，綠金劑的效果略好，浸渣Au品位較低，Au浸出率較高，此時(shí)浸渣Au品位為0.32 g/t，Au浸出率為77.46%，并且該環(huán)保浸金劑可以替代氰化鈉，該環(huán)保浸金劑具有低毒環(huán)保、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，暫選擇綠金劑進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

3.3 浸金劑用量實(shí)驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度為-0.075 mm 70%，礦漿濃度為35%，石灰用量3 kg/t（pH值為12），浸出時(shí)間為48 h，改變綠金環(huán)保浸金劑用量進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 浸金劑用量實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Test result of leaching reagent dosage

由圖4可知，隨著浸金劑用量不斷增長，浸渣Au品位逐漸降低，Au的浸出率逐漸增加，但是當(dāng)增加到3000 g/t時(shí)，浸渣Au品位不再降低，因此選定浸金劑的用量為3000 g/t。

3.4 浸出時(shí)間實(shí)驗(yàn)

固定磨礦細(xì)度為-0.075 mm 70%，礦漿濃度為35%，石灰用量3 kg/t（pH值為12），綠金環(huán)保浸金劑用量為3000 g/t，考查浸出時(shí)間對(duì)浸出指標(biāo)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 浸出時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.5 Test result of leaching time

由圖5可知，隨著浸出時(shí)間增加，Au浸出率逐漸增加，當(dāng)浸出時(shí)間達(dá)到36 h后，再增加浸出時(shí)間，Au浸出速率變緩，但為了保證后續(xù)實(shí)驗(yàn)充足的浸出時(shí)間，暫定浸出時(shí)間為48 h進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

3.5 預(yù)氧化浸出實(shí)驗(yàn)

由前述條件實(shí)驗(yàn)可知，通過浸出條件的優(yōu)化，浸出率依舊不太理想，因此對(duì)礦漿進(jìn)行預(yù)氧化處理，以達(dá)到提高浸出效果的目的。次氯酸鈣可以作為礦漿的預(yù)氧化劑，其中的有效氯可以破壞有機(jī)碳對(duì)Au(CN)-2絡(luò)離子的吸附；浸出時(shí)再加入煤油400 g/t，可以將殘余的碳的活性產(chǎn)生鈍化，從而消除碳的劫金作用，再依次加入石灰和綠金浸金劑，浸出時(shí)間為48 h，實(shí)驗(yàn)流程見圖6，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖7。

由圖7的結(jié)果可知，最終48 h，浸渣Au品位為0.28 g/t，Au浸出率為80.28%，相比于不加次氯酸鈣和煤油，增加幅度有限，基本推斷Au浸出率不理想并非碳質(zhì)影響，并且預(yù)氧化作用有限，不適宜采用此工藝。

3.6 焙燒+浸出實(shí)驗(yàn)

金的浸出率受嵌布粒度、碳質(zhì)、泥質(zhì)、硫砷等諸多因素的影響，當(dāng)常規(guī)工藝很難解決Au浸出率偏低的問題時(shí)，通常“焙燒+浸出”工藝是提高Au浸出率的有效辦法，但受成本影響，該技術(shù)的推廣受到限制，本實(shí)驗(yàn)旨在探索“焙燒+浸出”工藝的可行性，實(shí)驗(yàn)流程見圖8，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖9。

由圖9可知，經(jīng)過焙燒后Au浸出速率較快，在浸出時(shí)間為6 h時(shí)，Au浸出率即可達(dá)到92.25%，浸出時(shí)間為48 h時(shí)，Au浸出率為93.66%。經(jīng)過焙燒后，不僅可以消除礦石里面碳質(zhì)的影響，而且也可以消除嵌布粒度細(xì)的影響，使金裸露得以浸出，但此工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較差，成本高，操作相對(duì)復(fù)雜，暫不采用此工藝。

3.7 浮選+浸出實(shí)驗(yàn)

對(duì)于微細(xì)粒級(jí)硫化礦包裹金，可通過浮選進(jìn)行回收；對(duì)于浮選難以回收的半裸露金，可以通過浸出工藝進(jìn)行回收。結(jié)合目前現(xiàn)有浮選工藝流程，開展“浮選+浸出”的流程實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4可知，浮選可獲得Au品位為58.45 g/t、回收率為61.15%的浮選精礦，浮選尾礦品位為0.54 g/t；浮選尾礦進(jìn)行浸出，浸出時(shí)間為5 h時(shí)，浸渣Au品位即可將至0.08 g/t，Au總回收率為94.25%，綜合指標(biāo)良好。

表4 浮選+浸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4 Test result of flotation-leaching

4 結(jié) 論

（1）礦石自然類型是含金蝕變巖型為主，少量多金屬硫化物石英脈型。褐鐵礦和黃鐵礦等金屬礦物含量較少，非金屬礦物主要為石英、伊利石和綠泥石為主。

（2）金的嵌布關(guān)系復(fù)雜是影響浸出率的關(guān)鍵因素，不僅含有易于浸出的中粗粒級(jí)顆粒金，而且含有高度彌散分布在硫化物和脈石礦物中的超細(xì)微粒級(jí)金。

（3）常規(guī)單一浸出工藝和預(yù)氧化+浸出工藝均很難獲得理想的浸出指標(biāo)，Au浸出率僅為77.46% 、80.28%；采用焙燒+浸出工藝可顯著提高浸出指標(biāo)，Au浸出率為93.66%，但技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較差；采用浮選+浸出工藝可獲得較為理想的指標(biāo)，Au的總回收率為94.25%，且工藝流程可操作性強(qiáng)。因此，浮選+浸出工藝對(duì)本此類礦石具有較好的適應(yīng)性。