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        磁處理提高廣東某含銅金礦金浸出率的試驗(yàn)研究

        2021-06-09 12:18:40廖德華
        金屬礦山 2021年5期

        陳 向 廖德華

        (湖南有色金屬職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南株洲412006)

        隨著金礦資源的不斷開發(fā),易處理金礦資源逐漸減少,難處理金礦石(常規(guī)氰化金浸出率小于80%)將成為今后主要的金礦資源[1-5]。難處理金礦中含銅金礦是一種非常重要的金礦資源。由于礦石中金屬銅、氧化銅及次生硫化銅礦物在氰化物溶液中幾乎全部溶解,易生成一系列非常穩(wěn)定的配合物,如Cu(CN)2-、Cu(CN)32-、Cu(CN)43-等,消耗大量的氰化物和氧,且銅在金粒表面易形成一層鈍化膜,不僅影響金的浸出效果,還增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本[6-9]。有研究表明[10-13],對(duì)于含銅金礦石,必須采用較高的氰化物用量,才能獲得較高的金浸出率。為降低金礦中銅的影響,根據(jù)銅的回收價(jià)值,專家學(xué)者們通常采用金銅分步提取、選擇性浸金及氧化預(yù)處理方法來實(shí)現(xiàn)金礦物的有效回收[14]。

        廣東某含銅浮選金精礦含金8.312 g/t、含銅5.18%,金和銅含量較高,考慮綜合回收。生產(chǎn)中采用全泥氰化、浸出渣浮選回收銅的生產(chǎn)工藝流程,金浸出過程中由于銅含量較高,導(dǎo)致生產(chǎn)中氰化物消耗較大。有研究表明[15],水系經(jīng)磁處理后,水系的許多物理化學(xué)性質(zhì),如表面張力、黏度、潤(rùn)濕性、溶解氧、溶解能力、結(jié)晶等會(huì)發(fā)生變化;此外,水系中物質(zhì)間的相互作用因受到磁場(chǎng)的作用,可能會(huì)加速浸出反應(yīng)進(jìn)程。為進(jìn)一步降低浸出劑的消耗、提高金的浸出率,進(jìn)行了磁處理試驗(yàn)研究。本研究首先采用加溫常壓化學(xué)預(yù)氧化浸銅—浸銅渣氰化浸金工藝進(jìn)行常規(guī)浸金試驗(yàn),然后對(duì)比磁處理?xiàng)l件下的氰化浸金效果,考察了磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁化時(shí)間、起始硫酸濃度、NaCl濃度、浸出溫度和浸出時(shí)間等因素對(duì)金、銅浸出率的影響,以確定最佳的磁處理浸金條件。

        1 試樣性質(zhì)

        本研究試樣為廣東某含銅浮選金精礦,對(duì)其進(jìn)行化學(xué)多元素、礦物組成和銅、金物相分析,結(jié)果分別見表1~表4。

        注:Au、Ag的含量單位為g/t。

        由表1和表2可知,試樣含金8.312 g/t,主要金屬礦物為黃銅礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦;該礦石中金和銅含量較高,考慮綜合回收。由表3可知,原生硫化銅含量為3.46%,分布率達(dá)到66.29%。由表4可知,金主要以裸露和半裸露金的形成存在。

        2 試驗(yàn)主要設(shè)備、藥劑及方法

        2.1 試驗(yàn)主要設(shè)備及藥劑

        本試驗(yàn)所用主要設(shè)備和藥劑見表5和表6。

        2.2 試驗(yàn)方法

        常規(guī)浸金試驗(yàn)中,礦樣先磨至適宜粒度,置于燒杯中,再加入濃硫酸、氯化鈉和水進(jìn)行調(diào)漿,之后將燒杯置于數(shù)顯恒溫水浴箱中,通入氧氣進(jìn)行加溫預(yù)氧化浸銅。浸銅后對(duì)礦樣進(jìn)行過濾,得到浸銅渣。取浸銅渣200 g放入錐形瓶,用氫氧化鈉調(diào)漿至pH值10~12,然后加入氰化鈉10 kg/t處理礦樣,在調(diào)速振蕩機(jī)上進(jìn)行浸出試驗(yàn),氰化浸金后過濾,將浸出液和浸出渣送化驗(yàn)。

        在磁處理試驗(yàn)中,采用稀土永磁磁處理器對(duì)藥劑溶液、水進(jìn)行磁化,其他試驗(yàn)過程同常規(guī)浸金試驗(yàn)。

        3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

        3.1 常規(guī)浸金試驗(yàn)

        參考企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo),通過條件試驗(yàn),確定了試樣加溫常壓預(yù)氧化浸銅及浸銅渣氰化浸金的最佳試驗(yàn)條件為:磨礦細(xì)度-200目占88%,預(yù)氧化溫度95℃,起始硫酸濃度0.79 mol/L,NaCl濃度0.78 mol/L,預(yù)氧化時(shí)間28 h,攪拌強(qiáng)度760 r/min,液固比3∶1,氧氣流量160 mL/min,氰化鈉用量10 kg/t。在上述條件下,銅的浸出率達(dá)到了71.28%,金的浸出率達(dá)到86.26%。

        3.2 磁處理?xiàng)l件下試樣浸銅及浸銅渣浸金試驗(yàn)

        為了進(jìn)一步提高金的浸出率、降低氰化物用量,利用稀土永磁內(nèi)磁處理器對(duì)浸出藥劑溶液進(jìn)行磁化處理,試驗(yàn)考察了起始硫酸濃度、NaCl濃度、預(yù)氧化溫度、預(yù)氧化時(shí)間、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁處理時(shí)間等對(duì)銅、金浸出率的影響。磁處理?xiàng)l件試驗(yàn)中固定攪拌強(qiáng)度為760 r/min,液固比為3∶1,氧氣流量為160 mL/min,氰化鈉用量為7 kg/t。

        3.2.1 起始硫酸濃度條件試驗(yàn)

        固定磁處理?xiàng)l件為:磁場(chǎng)強(qiáng)度140 kA/m、磁化時(shí)間40 min。在磨礦細(xì)度為-200目占88%、預(yù)氧化溫度為95℃、NaCl濃度為0.78 mol/L、預(yù)氧化時(shí)間為28 h的條件下,考察了起始硫酸濃度對(duì)銅、金浸出率的影響,結(jié)果見圖1。

        由圖1可知,隨著起始硫酸濃度的增加,銅的浸出率先升高后降低,而金的浸出率先升高后基本不變。綜合考慮,確定適宜的起始硫酸濃度為0.77 mol/L。

        3.2.2 NaCl濃度條件試驗(yàn)

        固定磁處理?xiàng)l件為:磁場(chǎng)強(qiáng)度140 kA/m、磁化時(shí)間40 min。在磨礦細(xì)度為-200目占88%、預(yù)氧化溫度為95℃、起始硫酸濃度為0.77 mol/L、預(yù)氧化時(shí)間為28 h的條件下,考察了NaCl濃度對(duì)銅、金浸出率的影響,結(jié)果見圖2。

        由圖2可知,隨著NaCl濃度的增加,銅和金的浸出率均先升高后基本不變,綜合考慮,確定適宜的氯化鈉濃度為0.76 mol/L。

        3.2.3 預(yù)氧化溫度條件試驗(yàn)

        固定磁處理?xiàng)l件為:磁場(chǎng)強(qiáng)度140 kA/m、磁化時(shí)間40 min。在磨礦細(xì)度為-200目占88%、起始硫酸濃度為0.77 mol/L、NaCl濃度為0.76 mol/L、預(yù)氧化時(shí)間為28 h的條件下,考察了預(yù)氧化溫度對(duì)銅、金浸出率的影響,結(jié)果見圖3。

        由圖3可知,溫度的升高有利于銅和金的浸出率,當(dāng)溫度達(dá)到93℃后,銅和金的浸出速率變化減慢。綜合考慮,確定適宜的預(yù)氧化溫度為93℃。

        3.2.4 預(yù)氧化時(shí)間條件試驗(yàn)

        固定磁處理?xiàng)l件為:磁場(chǎng)強(qiáng)度140 kA/m、磁化時(shí)間40 min。在磨礦細(xì)度為-200目占88%、起始硫酸濃度為0.77 mol/L、NaCl濃度為0.76 mol/L、預(yù)氧化溫度為93℃的條件下,考察了預(yù)氧化時(shí)間對(duì)銅、金浸出率的影響,結(jié)果見圖4。

        由圖4可知,預(yù)氧化時(shí)間的增加有利于銅和金的浸出率,但當(dāng)預(yù)氧化時(shí)間大于27 h后,銅和金的浸出率不再明顯增加。綜合考慮,確定適宜的預(yù)氧化時(shí)間為27 h。

        3.2.5 磁場(chǎng)強(qiáng)度條件試驗(yàn)

        固定磁化時(shí)間為40 min。在磨礦細(xì)度為-200目占88%、起始硫酸濃度為0.77 mol/L、NaCl濃度為0.76 mol/L、預(yù)氧化溫度為93℃、預(yù)氧化時(shí)間為27 h的條件下,考察了磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)銅、金浸出率的影響,結(jié)果見圖5。

        由圖5可知,隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加,銅和金的浸出率先逐漸升高后緩慢下降。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到150 kA/m時(shí),銅和金的浸出效果是最好的。因此,確定適宜的磁場(chǎng)強(qiáng)度為150 kA/m。

        3.2.6 磁處理時(shí)間條件試驗(yàn)

        固定磁場(chǎng)強(qiáng)度為150 kA/m。在磨礦細(xì)度為-200目占88%、起始硫酸濃度為0.77 mol/L、NaCl濃度為0.76 mol/L、預(yù)氧化溫度為93℃、預(yù)氧化時(shí)間為27 h的條件下,考察了磁處理時(shí)間對(duì)銅、金浸出率的影響,結(jié)果見圖6。

        由圖6可知,隨著磁處理時(shí)間的增加,銅和金的浸出率也隨之上升,當(dāng)磁處理時(shí)間達(dá)到50 min后,繼續(xù)增加磁處理時(shí)間,銅和金的浸出率已無明顯變化。因此,確定適宜的磁處理時(shí)間為50 min。

        4 結(jié) 論

        (1)廣東某含銅金礦浮選金精礦含金8.312 g/t,含銅5.18%,試樣中主要金屬礦物為黃銅礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦,銅主要以原生硫化銅的形式存在,金主要以裸露和半裸露金的形成存在。

        (2)磁處理的最佳條件為:磁場(chǎng)強(qiáng)度150 kA/m,磁化時(shí)間50 min,磨礦細(xì)度為-200目占88%,預(yù)氧化溫度93℃,起始硫酸濃度0.77 mol/L,NaCl濃度0.76 mol/L,預(yù)氧化時(shí)間27 h。在此條件下進(jìn)行氧化預(yù)處理浸銅及銅渣氰化浸金試驗(yàn),固定攪拌強(qiáng)度為760 r/min,液固比為3∶1,氧氣流量為160 mL/min,氰化鈉用量為7 kg/t,銅和金的浸出率分別為85.76%、98.86%。較未進(jìn)行磁處理的最佳指標(biāo)(銅浸出率71.28%,金浸出率86.26%),銅浸出率提高了14.48個(gè)百分點(diǎn),金浸出率提高了12.60個(gè)百分點(diǎn),預(yù)氧化溫度降低了2℃,預(yù)氧化時(shí)間減少了1 h,氰化鈉用量減少了3 kg/t。

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