何　毅　高柏年　姚　凱

(1.招金礦業(yè)股份有限公司；2.甘肅省地礦局第四勘查院)

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內蒙古某高砷金礦石堿浸預處理
—氰化浸出試驗研究

何毅1高柏年2姚凱1

(1.招金礦業(yè)股份有限公司；2.甘肅省地礦局第四勘查院)

摘要內蒙古老硐溝金礦金品位波動較大，綜合金品位8.27 g/t，可伴隨回收銀，砷含量高達3.18%。礦石中金嵌布粒度細微，主要以包裹體形態(tài)存在于其它礦物中，共生關系密切，且泥化嚴重?，F(xiàn)場采用堆浸法生產(chǎn)，金浸出率僅50%左右，資源浪費嚴重。為提高金浸出率，在分析礦石性質的基礎上，提出采用常溫堿浸預處理—全泥氰化浸出工藝，條件試驗確定的最佳浸出條件為：磨礦細度-0.074 mm 93.5%，礦漿固液比為1∶2，調節(jié)pH=12，堿浸NaOH用量3 000 g/t，預處理2.5 h，浸出劑NaCN用量為2 000 g/t，浸出24 h，最終金、銀浸出率分別為85.49%、80.12%。相比堆浸工藝，金浸出率提高了35個百分點以上，并綜合回收了銀，經(jīng)濟效益顯著，可作為該金礦石新的浸出提取工藝。

關鍵詞金礦石堿浸預處理氰化浸出浸出率砷

氰化浸出是礦石中金的重要回收方法，但其中的砷會制約金浸出率的提高。為盡可能回收金，一般在常規(guī)氰化浸出前對含砷金礦石進行濕法預處理，以降低砷的不利影響。目前濕法預處理工藝主要有加壓氧化浸出法、細菌氧化浸出法、電化學氧化浸出法、堿浸法、微波預處理等[1-2]。常溫常壓堿浸預處理是含砷金礦預處理工藝的發(fā)展趨勢，具有金浸出率高、工藝操作簡單等優(yōu)點。堿浸預處理是含砷金礦氰化浸出前常用的處理手段，通過化學反應氧化、溶解砷礦物使金粒暴露更充分，還可以消除礦漿中某些有害元素對氰化浸出提金的不利影響。預處理過程中產(chǎn)生的砷酸鹽及其沉淀可使包裹在砷礦物中的金、銀解離，達到提高金浸出率的目的。

內蒙古額濟納旗老硐溝金礦在20世紀80年代被勘查發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)內原有多家小規(guī)模企業(yè)采用傳統(tǒng)堆浸工藝提金。2013年招金礦業(yè)股份有限公司通過資源整合，對礦區(qū)內各個礦體統(tǒng)一規(guī)劃進行開發(fā)利用。

該高砷金礦石金品位變化較大，各礦體礦石綜合金品位8.27 g/t，砷含量高達3.18%，且泥化嚴重。主要金屬礦物為褐鐵礦族礦物，其次為砷菱鉛礬，金銀礦物與赤(褐)鐵礦、含砷礦物關系密切，影響金的浸出。實際堆浸工藝生產(chǎn)時，金浸出率僅50%左右，金損失較為嚴重。為提高金浸出率，在分析礦石性質的基礎上，進行堿浸預處理—全泥氰化浸出試驗。

1礦石性質

1.1礦石組成

試驗礦樣取自老硐溝金礦區(qū)各主要礦體的綜合樣，主要化學成分分析結果見表1。

表1主要化學成分分析結果

%

注：Au、Ag含量單位為g/t。從表1可以看出，礦石金、銀品位分別為8.27，118 g/t，可在回收金的同時綜合回收銀，有害元素砷含量較高，影響金銀的回收效果。

該金礦石屬巖漿熱液蝕變型金-多金屬礦床，礦脈多產(chǎn)于白云石大理巖中，礦石主要呈土黃色或黃綠色、棕紅色，極易破碎。礦石主要呈角礫狀結構、交代殘余結構、假象結構、包含結構、膠狀結構等，以土狀、網(wǎng)脈狀、細脈浸染狀、蜂窩狀、塊狀等構造為主。主要金屬礦物為赤(褐)鐵礦、砷菱鉛礬、褐鐵礦等，其次為黃鉀鐵礬、鐵鉛礬，毒砂、黃鐵礦、黃銅礦、孔雀石等少量；脈石礦物主要是石英、長石、方解石、黏土礦物等。砷主要以含砷酸鹽的砷菱鉛釩、菱砷鐵礦、砷鉛礦和臭蔥石的形式存在，原生毒砂少量，偶見殘留的方鉛礦團塊，其它硫化礦均已全被氧化，自然金微粒很少。

1.2嵌布特征

自然金和金銀礦嵌布粒度非常細小，呈超顯微狀態(tài)存在，顯微鏡下也未見到單體自然金及金銀礦；金主要呈包裹體形態(tài)分布在各礦物中，或賦存于礦物晶格、粒間、裂隙及石英等脈石礦物裂隙中；大部分金及金礦物與赤(褐)鐵礦、含砷礦物、鉛礦物關系密切。

礦石中砷含量較高，與金關系密切，呈正相關。砷氧化率達91.82%，大多以帶絡陰離子功能基團[AsO4]3-的化學態(tài)和配位結構類型存在，在氰化過程中會發(fā)生化學反應生成亞砷酸鹽、硫代亞砷酸鹽等，對金銀氰化浸出極為有害。

1.3粒度分析

將礦樣破碎至-2 mm 進行粒度分析，結果見表2。

表2粒度分析結果

%

從表2可以看出，粒度越細，金品位越高，金在各粒級中沒有明顯的富集現(xiàn)象，整體嵌布粒度較細。銀的粒度分析結果與金類似。

2試驗方法

由礦石性質分析結果可知，礦石金銀礦物嵌布粒度細微、砷含量高是影響常規(guī)氰化浸出工藝金浸出率偏低的主要因素?；诔Ｒ?guī)氰化浸出工藝，采用堿浸預處理除砷—全泥氰化浸出工藝浸出該金礦石，以達到提高金浸出率的目的。

試驗用攪拌機為RK/XJT-3.0型浸出攪拌機，試劑NaCN、NaOH均為工業(yè)純試劑，試驗用水為地表水。

3試驗結果與討論

3.1全泥氰化浸出試驗

全泥氰化浸出試驗主要考察磨礦細度、浸出劑NaCN用量、浸出時間等因素對金、銀氰化浸出的影響，在以NaOH為調整劑調節(jié)礦漿pH=12，礦漿固液比1∶2的條件下進行。

3.1.1磨礦細度試驗

在NaCN用量2 000 g/t，浸出時間24 h的條件下，考察磨礦細度對金、銀浸出率的影響，結果見表3。

表3　磨礦細度試驗結果

從表3可以看出，磨礦細度對金、銀全泥氰化浸出率影響較大。隨著磨礦細度的增大，金浸出率逐漸增高，-0.074 mm粒級含量大于 93.5%時，金浸出率不再升高；銀浸出率先上升后下降，并在磨礦細度，-0.074 mm 93.5%時達到最大值。因此，選擇磨礦細度為-0.074 mm 93.5%。

3.1.2NaCN用量試驗

在磨礦細度 -0.074 mm占93.5%，浸出時間24 h的條件下，進行NaCN用量試驗，結果見圖1。

圖1　NaCN用量試驗結果

由圖1可知，隨著NaCN用量的增大，金、銀浸出率均呈逐漸升高趨勢，并在用量大于2 000 g/t時，浸出率升高趨勢趨于平緩。因此，浸出劑NaCN用量以2 000 g/t為宜。

3.1.3浸出時間試驗

固定磨礦細度 -0.074 mm 93.5%，NaCN用量2 000 g/t，考察浸出時間對浸出率的影響，試驗結果見圖2。

圖2　浸出時間試驗結果

由圖2可知，在開始浸出的12 h內，金、銀浸出率都迅速增大。超過12 h，金浸出率增大趨勢減緩。浸出時間達到20 h后，銀浸出率升高趨勢也趨于平緩。繼續(xù)延長浸出時間，二者浸出均難以進一步提高，因此，選擇浸出時間為20 h。

優(yōu)化條件后全泥氰化浸出法金的浸出率為64.34%，銀的浸出率為53.14%。金銀浸出率明顯偏低，主要原因是大量砷的存在嚴重影響金的氰化浸出，表現(xiàn)為砷的逐漸溶解、氧化等 ，一方面會消耗大量的氧氣、氰化物，使成本急劇上升，另一方面容易在礦物中金粒表面形成以砷、鉛為主的薄膜而隔絕空氣，造成金的氰化浸出困難。為消除砷對氰化浸出的影響，研究了濕法預處理除砷全泥氰化浸出工藝。

3.2堿浸預處理試驗

堿浸預處理—全泥氰化浸出工藝常用CaO、NaOH或Na2CO3為預處理堿除砷，但處理效果與具體的礦石性質有關。對于該金礦石，以CaO為預處理堿，CaO與砷礦物反應后生成難溶的CaAsO3會以薄膜形式覆蓋在金礦物表面阻礙浸出，預處理效果不明顯，而Na2CO3堿性較弱。因此選擇NaOH為預處理堿，考察其對金、銀浸出率的影響，除助浸劑采用H2O2外其他條件同全泥氰化浸出，試驗結果見表4。

表4　預處理—氰化浸出試驗結果

從表4可以看出，3種預處理方法中，助浸劑預處理效果最差，金、銀浸出率最低；堿預處理和堿+助浸劑預處理效果接近，金、銀浸出率均達到80.0%、73.0%以上?？紤]到H2O2成本較高，選擇堿預處理方法。NaOH堿浸后，砷以砷酸鈉的形式存在于溶液中，在尾液排放時加入一定量的CaO使其轉化為砷酸鈣沉淀，達到除砷和環(huán)保的要求。該方法具有原料來源廣、成本較低、操作簡單、除砷效果好的優(yōu)點。

3.2.1預處理NaOH用量試驗

固定磨礦細度-0.074 mm 93.5%，加入不同用量的NaOH強化攪拌預處理4 h，移除預浸液，補加水調節(jié)礦漿固液比至1∶2，pH=12，其他條件不變，進行常溫常壓預處理—全泥氰化浸出試驗，結果見表5。

表5　預處理NaOH用量試驗結果

從表5可以看出，隨著NaOH用量的增加，金、銀浸出率逐步升高。當NaOH用量超過3 000 g/t時，浸出率趨于穩(wěn)定。因此，確定預處理NaOH用量為3 000 g/t。

3.2.2預處理時間試驗

固定磨礦細度為-0.074 mm 93.5%，預處理NaOH用量3 000 g/t，其他條件不變，考察預處理時間對預處理—全泥氰化浸出的影響，試驗結果見圖3。

圖3　預處理時間試驗結果

由圖3可知，隨著預處理時間的延長，金、銀浸出率逐漸升高。當預處理時間超過2.5 h后，浸出率均趨于穩(wěn)定。因此，確定預處理時間為2.5 h。

4全流程試驗

在條件試驗的基礎上，進行堿浸預處理—全泥氰化浸出工藝全流程試驗，試驗流程見圖4，試驗結果見表6。

圖4　堿浸預處理—全泥氰化浸出工藝流程

浸渣品位/(g/t)AuAg浸出率/%AuAg1.2023.585.4980.12

從由表6可以看出，在最佳浸出條件下，該金礦石經(jīng)堿浸預處理—全泥氰化浸出，金、銀浸出率分別達到85.49%、80.12%，浸渣金、銀含量分別為1.20，23.5 g/t。相比常規(guī)氰化浸出工藝，浸出指標顯著改善。

5結論

(1)老硐溝金礦礦石中金、銀品位分別為8.27，118 g/t，砷含量高達3.18%，金以微細粒形態(tài)被包裹于含砷礦物及其它礦物中，抑制浸出劑與金的接觸，影響氰化浸出金浸出率的提高。采用常溫堿浸預處理—全泥氰化浸出工藝從該金礦石中提取金，最終可獲得得金、銀浸出率85.49%、80.12%的良好指標。

(2)浸出過程中，金浸出率始終高于銀浸出率，且以浸出液計算的金、銀浸出率始終高于以浸渣計算的，主要原因是褐鐵礦、砷菱鉛礬等礦物粒度細小，泥化嚴重，黏土礦物比表面積大，微細粒的金在堿浸預處理被暴露解離的同時，部分金、銀與礦泥間的吸附強烈，或被礦泥包敷，浸出的金氰絡合物也會被吸附，尤其是是銀氰絡合物的吸附或共沉淀現(xiàn)象更顯著，造成“劫金”或“貴損”現(xiàn)象。試驗選擇磨礦細度為-0.074 mm 93.5%，可最大限度地回收金。

(3)在氰化浸出前，在常溫常壓下進行堿浸預處理是目前含砷金礦提金工藝的發(fā)展趨勢，采用較高濃度的NaOH、強化充氣攪拌等措施可有效除去一些干擾氰化浸金的有害組分，達到強化浸出目的，大大提高金的浸出率。考慮到經(jīng)濟效益，該礦區(qū)礦石金品位小于2.0 g/t時，應繼續(xù)沿用現(xiàn)有堆浸工藝；金品位為2.0～10.0 g/t時，適宜采用堿浸預處理—全泥氰化浸出工藝；大于10.0 g/t時，采用鉛捕集熔煉工藝較為合適。

(4)相比原常規(guī)氰化浸出，采用堿浸預處理—全泥氰化浸出工藝處理該金礦石，金浸出率提高了35個百分點以上，同時實現(xiàn)了銀的綜合回收?？紤]到礦山實際生產(chǎn)的可操作性、經(jīng)濟效益等，該工藝可進行工業(yè)化應用。

參考文獻

[1]王菊香.淺談含砷金礦提金前的預處理工藝及合理選擇[J].冶金礦山設計與建設，1997 (6) ：23-26.

[2]武俊杰，薛剛，緱明亮，等.甘肅某卡林型金礦選礦試驗研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(6) : 72-73.

(收稿日期2016-02-29)

Alkali Leaching Pretreatment-Cyanide Leaching Experiments on a High Arsenic Gold Ore in Inner Mongolia

He Yi1Gao Bainian2Yao Kai1

(1.Zhaojin Mining Industry Co., Ltd.; 2.The Fourth Exploration Institute, Gansu Mine Bureau)

AbstractGold grade of Inner Mongolia Laodonggou Gold Mine is 8.27 g/t, associated silver can be recovered, arsenic content is as high as 3.18%. Gold is finely disseminated and mainly exists in other minerals in inclusions form and closely symbiotic, and easily sliming. Heap leaching method was used on the on-site process while the gold leaching rate is only 50%, resource was seriously wasted. To increase the gold leaching rate, on the basis of the analysis of ore properties, alkali leaching pretreatment-all slime cyanidation leaching process at room temperature was put forward. The optimum leaching conditions determined are as follows: the grinding fineness of 93.5% -0.074 mm, pulp solid-liquid ratio is 1∶2, adjusting the pH=12, alkali leaching NaOH dosage of 3 000 g/t, pretreatment for 2.5 h, leaching agent NaCN dosage of 2 000 g/t, leaching for 24 h, eventually gold and silver leaching rate were 85.49% and 80.12%, respectively. By heap leaching process, the gold leaching rate increased by 35 percentage points, and silver was comprehensive recovered, and the economic benefit is remarkable, can be used as the gold ore new extraction process.

KeywordsGold Ore, Alkali leaching pretreatment, Cyanide leaching, Leaching rate, Arsenic

何毅(1972—)，男，265400 山東省招遠市金暉路299號。