唐道文，高 鵬，陳 亮，周 姣，劉憲超，燕 璞

(貴州大學(xué) 材料與冶金學(xué)院，貴州省冶金工程與過程節(jié)能重點實驗室，貴陽 550025)

焙燒預(yù)處理過程中硫的轉(zhuǎn)化對浸金的影響

唐道文，高 鵬，陳 亮，周 姣，劉憲超，燕 璞

(貴州大學(xué) 材料與冶金學(xué)院，貴州省冶金工程與過程節(jié)能重點實驗室，貴陽 550025)

以貴州某卡林型金礦為研究對象，采用XRD、化恘分析等方法，探索了焙燒預(yù)處理過程中焙燒溫度、焙燒時間對硫轉(zhuǎn)化率與金浸出率之間相互影響規(guī)律。結(jié)果表明，在700℃溫度下，焙燒1.5～2 h，可以充分打開金的硫化物包裹，浸出率近90%；硫轉(zhuǎn)化率由83.01%升高至91.02%，金浸出率與硫轉(zhuǎn)化率基本呈線性正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r=0.93517。

有色金屬冶金；卡林型金礦；硫轉(zhuǎn)化率；浸金率；焙燒預(yù)處理

近年來，隨著各界對卡林型金礦的日益關(guān)注，研究發(fā)現(xiàn)焙燒預(yù)處理可高效解離黃鐵礦、毒砂對金的包裹[1]，提高金的浸出率。雖然人們做了大量的工藝研究，但對硫轉(zhuǎn)化與浸金的相互影響研究卻鮮見報道。以貴州某難浸金礦為原料，采用氧化焙燒預(yù)處理處理此類金礦，研究焙燒時間、焙燒溫度對硫轉(zhuǎn)化率與金浸出率的影響[2]，探究了卡林型金礦脫硫率與浸金的關(guān)系。獲得了一定的共性規(guī)律。

1 實驗部分

1.1 實驗物料

本實驗主要研究對象取自貴州紫金礦業(yè)的金礦石，經(jīng)化學(xué)分析檢測，該難浸金礦石中的主要化學(xué)成分見表1所示。

表1 原礦的主要化學(xué)組成Tab.1 Main chemical composition of the ore /%

對礦樣進(jìn)行X射線衍射分析，圖1為所得圖譜。由圖1可見，原礦中主要包括的物相為黃鐵礦(FeS2)、二氧化硅(SiO2)、白云石CaMg(CO3)2。其中金主要賦存在硫化物中，部分賦存在碳酸鹽、硅酸鹽礦物中[3]。

圖1 原礦的X射線衍射能譜圖Fig.1 X-ray diffraction diagram of the ore

1.2 實驗方法

礦石破碎篩分至-74 μm粒級占91.26%。再采用 SRJX-4-1式高溫電阻爐焙燒預(yù)處理，然后氰化浸出。采用硫代米蚩酮(TMK)分光光度法測定金的含量[4]，重量法測定硫與硫酸鹽的含量[5]。

每組實驗取原礦80 g，進(jìn)行不同條件的焙燒預(yù)處理，然后進(jìn)行氰化浸出，浸出條件為：液固比3:1，氰化鉀用量 1 kg/t，pH=11，常溫下磁力攪拌浸出24 h[6]。其中硫轉(zhuǎn)化率為氣化脫硫與轉(zhuǎn)化為硫酸鹽型硫的和在總硫量中的比例。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 焙燒溫度對硫轉(zhuǎn)化率與金浸出率的影響

固定焙燒時間為90 min，改變焙燒溫度，對所得焙砂進(jìn)行氰化浸出，結(jié)果如圖2所示。

圖2 焙燒溫度對硫轉(zhuǎn)化率及金浸出率的影響Fig.2 Effect of calcination temperature on the rate of sulfur conversion and gold leaching

由圖2可知，當(dāng)溫度由450℃升高至700℃時，硫轉(zhuǎn)化率與金浸出率都隨之升高。700℃時，金浸出率達(dá)到峰值88.06%，此時硫的轉(zhuǎn)化率為90.45%。這是由于包裹金的黃鐵礦、毒砂的分解溫度在498℃左右[7-8]，焙燒溫度較低時，大部分包裹物達(dá)不到分解溫度，硫轉(zhuǎn)化率很低。隨著焙燒溫度的升高，達(dá)到了包裹物的分解溫度，包裹物完全被氧化分解打開，使金裸露出來與浸出液接觸，因此硫轉(zhuǎn)化率與金浸出率逐漸上升。

但當(dāng)溫度超過 700℃后，金浸出率反而下降。其原因在于，焙燒溫度超過 700℃后，金屬硫化物隨著焙燒溫度的升高被氧化分解的越徹底，且生成更多的硫酸鹽，硫轉(zhuǎn)化率一直保持增加的趨勢。但溫度過高，焙砂出現(xiàn)過燒，重新形成二次包裹，金會被包裹在焙燒形成的不透性物相中，導(dǎo)致金的浸出率降低。因此，合適的焙燒溫度為700℃。

2.2 焙燒時間對硫轉(zhuǎn)化率與金浸出率的影響

固定焙燒溫度 700℃[7]，焙燒不同時間，對所得焙砂進(jìn)行氰化浸出，結(jié)果如圖3所示。

圖3 焙燒時間對硫轉(zhuǎn)化率及金浸出率的影響Fig.3 Effect of calcination time on the rate of sulfur conversion and leaching gold

由圖3可知，當(dāng)焙燒時間由0.5 h延長至2 h時，硫轉(zhuǎn)化率與金浸出率都隨之升高。焙燒時間為 2 h時，金浸出率達(dá)到峰值89.64%，此時硫的轉(zhuǎn)化率為91.01%。但當(dāng)時間超過2 h后，金浸出率反而下降。這是由于焙燒時間較短，大部分包裹金的黃鐵礦、毒砂來不及氧化分解，使大部分金還處于包裹之下，不能與浸出液接觸，所以硫轉(zhuǎn)化率及金的浸出率相對較低。隨著焙燒時間逐漸延長，含有81.5%的金包裹物[9](黃鐵礦、毒砂)被氧化打開的程度逐步增大，生成FeS和Fe2O3[10]，被包裹的金更多的暴露出來與浸出液接觸，因此硫轉(zhuǎn)化率與金浸出率逐漸上升。當(dāng)焙燒時間超過2 h后，由于焙燒時間過長，焙砂會出現(xiàn)燒結(jié)，對金形成二次包裹[11]，反而使金的浸出率下降；同時金的包裹物隨著焙燒時間的延長被氧化分解的越充分，因此硫轉(zhuǎn)化率一直保持上升。由于在焙燒 1.5 h時，金的浸出率已經(jīng)達(dá)到87.67%，為避免產(chǎn)生過多的二次包裹，選擇焙燒時間為1.5～2 h較為合適。

2.3 硫轉(zhuǎn)化率與金浸出率的關(guān)系模型

由實驗數(shù)據(jù)分析可知，硫的轉(zhuǎn)化率與金的浸出率之間可能存在一定的相關(guān)性。當(dāng)硫的轉(zhuǎn)化率低于91.01%時，金浸出率隨著硫轉(zhuǎn)化率升高而升高；當(dāng)硫的轉(zhuǎn)化率大于91.01%后，金浸出率下降。為了實際生產(chǎn)的方便性，針對圖2、3中所有的點，進(jìn)一步做了大量的重復(fù)驗證實驗，取各點平均值，研究一定范圍內(nèi)硫轉(zhuǎn)化率與浸金率的關(guān)系。設(shè)y為金的浸出率，x為硫的轉(zhuǎn)化率，除去拐點后的點如表2。根據(jù)表2得出硫轉(zhuǎn)化率對金浸出率影響的散點圖，并進(jìn)行線性擬合，結(jié)果如圖4所示。

表2 硫的轉(zhuǎn)化率與金的浸出率 /%Tab.2 The rate of sulfur conversion and the rate of leaching gold

圖4 硫轉(zhuǎn)化率對金浸出率的影響Fig.4 The rate of sulfur conversion effect on the rate of leaching gold

由圖4可知，在硫轉(zhuǎn)化率由 83.01%升高至91.02%，硫轉(zhuǎn)化率與金浸出率明顯呈線性增加關(guān)系，說明硫轉(zhuǎn)化率直接影響著浸金率。線性擬合后，得到y(tǒng)=－269.43581＋3.95692x，r=0.93517。

3 結(jié)論

1) 選擇焙燒時間1.5～2 h，焙燒溫度700℃，可以充分打開主要載金礦物黃鐵礦、毒砂的包裹，使之與浸出液充分接觸，金的浸出率最佳，其浸出率近90%。

2) 硫轉(zhuǎn)化率由83.01%～91.02%范圍內(nèi)，硫轉(zhuǎn)化率與金浸出率呈線性正相關(guān)關(guān)系，說明硫轉(zhuǎn)化率直接影響著浸金率。線性擬合相關(guān)系數(shù)r= 0.93517。

[1] 余建文, 高鵬, 韓躍新, 等. 難浸金礦預(yù)處理方法的新進(jìn)展[J]. 礦冶, 2013, 22(6): 59-62. YU J W, GAO P, HAN Y X, et al. New advance of refractory gold ore pretreatment method[J]. Mining metallurgy, 2013, 22(6): 59-62.

[2] 劉志樓, 楊天足. 難處理金礦的處理研究[J]. 貴金屬, 2014, 35(1): 79-83. LIU Z L, YANG T Z. Treatment status for refractory gold ores[J]. Precious metals, 2014, 35(1): 79-83.

[3] 唐道文, 儲春利, 王銳. 高錳酸鉀氧化預(yù)處理某難浸金礦的研究[J]. 有色金屬: 冶煉部分, 2013, 8(12): 29-31. TANG D W, CHU C L, WANG R. Study on oxidation pretreatment of refractory gold ore with potassium permanganate[J]. Non-ferrous metal: extractive metallurgy, 2013, 8(12): 29-31.

[4] 陳莉, 宋曉紅. 淺談活性炭吸附-碘量法測金的改進(jìn)[J].甘肅冶金, 2015(5): 94-97. CHEN L, SONG X H. Improvement of activated carbon adsorption-iodimertric determination of gold[J]. Gansu metallurgy, 2015(5): 94-97.

[5] 蘇秀珠, 許濤, 廖占丕, 等. 礦石中硫賦存狀態(tài)分析方法[J]. 武漢工程大學(xué)學(xué)報, 2012, 34(12): 16-19. SU X Z, XU T, LIAO Z P, et al. New method of sulfur chemical phase- analysis[J]. Journal of Wuhan Institute of Technology, 2012, 34(12): 16-19.

[6] 王帥, 李超, 李宏煦. 難浸金礦預(yù)處理技術(shù)及其研究進(jìn)展[J]. 黃金科學(xué)技術(shù), 2014, 22(4): 129-133. WANG S, LI C, LI H X. Research progress of pretreatment technologies of refractory gold ores[J]. Gold science and technology, 2014, 22(4): 129-133.

【】【】

[7] 唐道文, 楊聰, 王銳. 貴州某難浸金礦的熱解實驗研究[J]. 貴金屬, 2013, 34(1): 51-54. TANG D W, YANG C, WANG R. The study of pyrolysis experiment about some refractory gold mine in Guizhou province[J]. Precious metals, 2013, 34(1): 51-54.

[8] 趙留成, 寇玨, 孫春寶, 等. 載金硫化物焙燒-自浸出過程研究[J]. 工程科學(xué)學(xué)報, 2015(8): 1000-1007. ZHAO L C, KOU J, SUN C B, et al. Roasting and self-leaching process research of gold-bearing sulfides[J]. Chinese journal of engineering, 2015(8): 1000-1007.

[9] 胡小蓮, 陳小汨, 謝巧玲. 高硫鋁土礦氧化焙燒脫硫研究[J]. 中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2010, 41(3): 852. HU X L, CHEN X M, XIE Q L. Desulfuration of high sulfur bauxite by oxidation roasting[J]. Journal of Central South University (science and technology), 2010, 41(3): 852.

[10] 錢方珺. 臭氧和三氯化鐵氧化高硫高砷難浸金精礦的預(yù)處理試驗研究[D]. 上海: 東華大學(xué), 2009. QIAN F J. Experimental study in pretreatment of high-sulfur and high-arsenic refractory gold concentrate by ozone and ferric chloride[D]. Shanghai: Donghua University, 2009.

[11] 李峰, 丁德馨, 胡南, 等. 難處理含金硫精礦的焙燒氧化-硫代硫酸鹽浸出[J]. 中國有色金屬學(xué)報, 2014, 24(3): 831-837. LI F, DING D X, HU N, et al. Roasting oxidationthiosulfate leaching of gold from refractory gold-bearing sulfur concentrates[J]. The Chinese journal of nonferrous metals, 2014, 24(3): 831-837.

The Influence of Desulfurization on Gold Leaching in the Process of Roasting Pretreatment

TANG Daowen, GAO Peng, CHEN Liang, ZHOU Jiao, LIU Xianchao, YAN Pu
(Guizhou Province Key Laboratory of Metallurgical Engineering and Process Energy Saving, School of Material and Metallurgy, Guizhou University, Guiyang 550025, China)

Influence of roasting temperature and roasting time on the rate of desulfurization and gold leaching from a certain Carlin-type gold deposit located in Guizhou was investigated by using XRD and chemical analysis, and the relationship between the desulfurization and gold leaching was also explored. The results shows the roasting at 700 ℃ for 1.5～2 hours destroyed gold-bearing sulfides sufficiently, making the rate of gold leaching in the followed step reach nearly 90% and the rate of desulfurization rise to 91.02% from 83.01%. The rate of gold leaching exhibited positive correlation to that of desulfurization with a correlation coefficient r of 0.93517.

nonferrous metallurgy; Carlin-type gold deposit; the rate of desulfurization; the rate of gold leaching; roasting pretreatment

TF831

A

1004-0676(2016)04-0063-03

2016-04-08

貴州省科學(xué)技術(shù)基金(黔科合J字[2010]2003)。

唐道文，男，教授，研究方向：冶金環(huán)保。E-mail: tangdaowen@ sina. com