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        貴州某浮選金(砷)精礦預(yù)氧化無(wú)氰浸出試驗(yàn)研究

        2018-08-17 09:19:26陳文祥余紅林朱志雄張周位
        濕法冶金 2018年4期
        關(guān)鍵詞:金礦石精礦品位

        陳文祥,余紅林,朱志雄,張周位

        (1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實(shí)驗(yàn)室,貴州 貴陽(yáng) 550018; 2.貴州省貴金屬礦產(chǎn)資源綜合利用工程技術(shù)研究中心有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550018)

        貴州省的金礦資源主要分布在黔東南地區(qū)和黔西南地區(qū)。早期開(kāi)發(fā)的金礦資源主要為地表的氧化礦,近期開(kāi)發(fā)的主要為深部的原生礦。原生礦石中,金主要以微細(xì)浸染形式賦存在毒砂和黃鐵礦中,為毒砂和黃鐵礦所包裹,難以直接與浸金試劑作用而被浸出,需要預(yù)氧化破壞金的包裹礦物,屬于難處理金礦石[1]。

        原生金礦石的預(yù)氧化處理工藝較多。根據(jù)預(yù)氧化方法不同,大致分為焙燒預(yù)氧化[2-3]、生物預(yù)氧化[4-6]和化學(xué)預(yù)氧化[7-9]3大類。焙燒預(yù)氧化簡(jiǎn)單快速,但預(yù)氧化效果受焙燒爐狀況影響較大,而且產(chǎn)生大量含SO2、As2O3的有毒煙氣,環(huán)境污染較嚴(yán)重;生物預(yù)氧化成本相對(duì)較低,但生產(chǎn)周期長(zhǎng),金浸出率受礦石成分及環(huán)境溫度影響較大;化學(xué)預(yù)氧化生產(chǎn)流程穩(wěn)定,但化學(xué)試劑耗量大,而且砷等有害成分會(huì)進(jìn)入溶液,需要進(jìn)一步處理。

        低品位微細(xì)粒浸染型原生金礦石的金品位低,硫、砷含量較高,共生(伴生)銻及其他有價(jià)元素[10]。研究采用優(yōu)先浮選工藝獲得金(砷)精礦,然后以濕法預(yù)氧化工藝處理礦石并浸出金,以期實(shí)現(xiàn)金的預(yù)氧化無(wú)氰浸出。

        1 礦石性質(zhì)

        原生礦石金品位2.87 g/t,伴生銻品位0.61%,砷品位1.02%。原礦經(jīng)“一粗一精”流程分選銻,獲得銻品位57.49%、回收率79.52%的銻精礦[11]。銻浮選尾礦經(jīng)“一粗兩掃兩精”流程分選金(砷),獲得金(砷)精礦。金(砷)精礦化學(xué)成分見(jiàn)表1,主要元素賦存狀態(tài)見(jiàn)表2,砷物相分析結(jié)果見(jiàn)表3。

        表1 金(砷)精礦的化學(xué)分析結(jié)果 %

        *.單位為g/t。

        表2 金物相分析結(jié)果

        表3 砷物相分析結(jié)果

        由表1~3看出:金(砷)精礦中,金品位為30.48 g/t,硅、鐵、鋁、硫、砷等成分含量較高,其中砷品位高達(dá)10.17%,應(yīng)綜合回收;碳酸鹽中金很少,游離金極微,71.75%的金賦存在硫化礦物中,27.59%的金賦存在硅酸鹽礦物中;96.46%的砷以毒砂形式存在,以雄雌黃形式存在的砷只有2.00%,以氧化物形式存在的砷僅1.54%。

        表4為礦石粒度篩析結(jié)果。金、砷主要分布在-43~+10.5 μm粒級(jí)中,金平均品位為51.23 g/t,分布率為69.20%;在-75~+43 μm粒級(jí)范圍內(nèi),金平均品位為19.53 g/t,分布率為18.06%。為了使礦物與預(yù)氧化藥劑接觸更充分,反應(yīng)更快,提高預(yù)氧化處理速度,對(duì)-75~+43 μm礦石進(jìn)行細(xì)磨。

        表4 金精礦粒度篩析結(jié)果

        2 試驗(yàn)部分

        2.1 試驗(yàn)試劑及儀器

        主要化學(xué)試劑:NaOH,500 g,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;POS-1,自制;POS-2,自制;H2O2,500 mL,分析純,成都化學(xué)試劑廠;CaO,500 g,分析純,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;金虎牌微氰浸金試劑,CN-,6.55%,長(zhǎng)沙鴻順科技有限公司。

        試驗(yàn)所用主要儀器與設(shè)備見(jiàn)表5。

        表5 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

        2.2 試驗(yàn)方法

        取浮選金(砷)精礦150 g,細(xì)磨至-38 μm,加入一定量自制預(yù)氧化劑,調(diào)整至一定液固體積質(zhì)量比,在攪拌條件下超聲處理一定時(shí)間,加熱至一定溫度后控溫反應(yīng)一定時(shí)間,同時(shí)攪拌,之后過(guò)濾、洗滌,濾渣烘干稱重,測(cè)定濾渣中金品位,計(jì)算金浸出率,評(píng)價(jià)預(yù)氧化效果。

        3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

        3.1 金(砷)精礦直接氰化浸出

        稱取粒度-74 、-38 μm金(砷)精礦各150 g,調(diào)礦漿pH=11.45,控制液固體積質(zhì)量比3∶1,氰化鈉用量6 kg/t,浸出48 h。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

        表6 金(精礦)直接氰化浸出試驗(yàn)結(jié)果

        由表6看出,對(duì)于金精礦,無(wú)論粒度大小,直接浸出時(shí)金浸出率都小于10%。這是因?yàn)榻鸨惠d金礦物包裹,需要通過(guò)預(yù)氧化處理才能把礦石中的金裸露出來(lái)。

        3.2 超聲波預(yù)處理對(duì)金、砷浸出率的影響

        礦石質(zhì)量150 g,氧化藥劑POS-1用量37.5 g,液固體積質(zhì)量比3∶1,預(yù)浸出時(shí)間50 h,攪拌速度1 992 r/min。超聲波處理時(shí)間對(duì)金、砷浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示??梢钥闯?,超聲波處理對(duì)金的浸出有一定促進(jìn)作用:超聲波處理2 h,金浸出率達(dá)65%;處理3 h,砷浸出率達(dá)最高;之后,金、砷浸出率都有所降低。

        圖1 超聲波處理時(shí)間對(duì)金、砷浸出率的影響

        3.3 溫度對(duì)金、砷浸出率的影響

        超聲波處理2 h,其他條件同3.2,溫度對(duì)金、砷浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示??梢钥闯觯瑴囟葘?duì)預(yù)處理浸出效果的影響較為明顯:55 ℃時(shí)金浸出率達(dá)84%;45 ℃時(shí)砷浸出率接近70%。

        圖2 溫度對(duì)金、砷浸出率的影響

        3.4 預(yù)氧化藥劑種類對(duì)金、砷浸出率的影響

        預(yù)氧化溫度55 ℃,其他條件同3.3,不同預(yù)氧化藥劑對(duì)金、砷浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

        表7 預(yù)氧化藥劑種類對(duì)金、砷浸出率的影響

        由表7看出,經(jīng)2種預(yù)氧化藥劑預(yù)處理礦石后,浸出效果都較好,金浸出率都能達(dá)87%以上,其中,用POS-1預(yù)處理,砷脫除率更高。但從藥劑成本考慮,用石灰+POS-2預(yù)處理比用POS-1節(jié)約24%,因此,相對(duì)而言,選擇用石灰+POS-2作預(yù)處理藥劑更適宜。

        3.5 預(yù)氧化藥劑用量對(duì)金、砷浸出率的影響

        用石灰+POS-2作預(yù)氧化劑,其他條件同3.4,預(yù)氧化藥劑用量對(duì)金、砷浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

        表8 預(yù)氧化藥劑用量對(duì)金、砷浸出率的影響

        由表8看出:隨藥劑用量增加,金浸出率急劇下降,砷浸出率提高;藥劑用量為30 g石灰+50 g POS-2時(shí),金浸出效果最好。

        3.6 液固體積質(zhì)量比對(duì)金、砷浸出率的影響

        30 g石灰+20 g POS-2,其他條件同3.5,液固體積質(zhì)量比對(duì)金、砷浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

        圖3 液固體積質(zhì)量比對(duì)金、砷浸出率的影響

        由圖3看出:液固體積質(zhì)量比增大,有利于金、砷浸出;但液固體積質(zhì)量比過(guò)高,砷浸出率反而降低。這可能是隨液固體積質(zhì)量比增大、體系中藥劑濃度降低的緣故。綜合考慮,確定液固體積質(zhì)量比以3∶1為宜。

        3.7 預(yù)處理時(shí)間對(duì)金、砷浸出率的影響

        控制液固體積質(zhì)量比為3∶1,其他條件同3.6,預(yù)處理時(shí)間對(duì)金、砷浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

        圖4 預(yù)處理時(shí)間對(duì)金、砷浸出率的影響

        由圖4看出:隨預(yù)處理時(shí)間延長(zhǎng),金、砷預(yù)浸出率提高,但50 h后,金、砷浸出率提高幅度都很小。試驗(yàn)確定預(yù)處理時(shí)間以50 h為最佳。

        3.8 攪拌速度對(duì)金、砷浸出率的影響

        預(yù)浸出時(shí)間50 h,其他條件同3.7,攪拌速度對(duì)金、砷浸出率的影響試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示??梢钥闯?,攪拌速度對(duì)金、砷浸出率影響較大:隨攪拌速度增大,金、砷浸出率迅速提高;攪拌速度大于1 600 r/min后,金浸出率提高幅度減小。為獲得較高浸出率,需要選擇高強(qiáng)度攪拌,攪拌速度以1 992 r/min為宜。

        圖5 攪拌速度對(duì)金、砷浸出率的影響

        3.9 綜合條件試驗(yàn)

        在上述試驗(yàn)確定的優(yōu)化條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。礦樣質(zhì)量150 g,超聲波預(yù)處理2 h,預(yù)氧化藥劑及用量為30 g石灰+50 gPOS-2 ,液固體積質(zhì)量比3∶1,溫度55 ℃,預(yù)浸出時(shí)間50 h,攪拌速度1 992 r/min。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

        表9 綜合條件下的試驗(yàn)結(jié)果

        由表9看出:浮選金(砷)精礦的預(yù)氧化浸出效果較為穩(wěn)定;經(jīng)預(yù)氧化處理后,金浸出率高達(dá)92%以上,尾渣中金質(zhì)量分?jǐn)?shù)可降至2 g/t以下。金(砷)精礦經(jīng)預(yù)氧化處理實(shí)現(xiàn)了無(wú)氰浸出。

        4 預(yù)氧化浸出機(jī)制探討

        堿性介質(zhì)中,在預(yù)氧化劑和空氣中氧的作用下,黃鐵礦和砷黃鐵礦被氧化生成鐵氧化物和可溶性硫酸根、硫代硫酸根、砷酸根、亞砷酸根、硫代砷酸根等,其化學(xué)反應(yīng)可簡(jiǎn)單地表示為:

        金在氧的作用下,與硫代硫酸根反應(yīng)生成配合物而被浸出,化學(xué)反應(yīng)為

        5 結(jié)論

        貴州某高砷金礦石浮選金(砷)精礦中的金主要以微細(xì)浸染狀態(tài)賦存在毒砂中,金被毒砂等載金礦物包裹,氰化浸出時(shí)浸出率非常低。通過(guò)預(yù)氧化處理,包裹金的載金礦物被破壞,金暴露出來(lái),與浸出試劑相互作用而被浸出,金浸出率達(dá)92.12,砷浸出率為81.21%,渣中金質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至2.01 g/t,As質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至1.86%。精礦預(yù)氧化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了金的無(wú)氰同步浸出,此工藝對(duì)同類型原生金礦石的預(yù)氧化處理有重要意義。

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