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        福建某低品位金銅混合礦石綜合回收利用工藝研究

        2022-06-05 03:39:22岳濤吳維新趙汝全鄧?yán)蚶?/span>梁治安
        礦產(chǎn)綜合利用 2022年2期
        關(guān)鍵詞:氰化鈉金銅氰化

        岳濤,吳維新,趙汝全,鄧?yán)蚶颍褐伟?/p>

        (低品位難處理黃金資源綜合利用國家重點實驗室,紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司,福建 上杭 364200)

        中國是全球黃金、銅第一生產(chǎn)和消費大國,但銅資源自給率不足30%;隨著黃金資源的不斷開發(fā),易處理金礦石資源日趨減少,難處理金礦石的開發(fā)利用顯得越來越重要[1]。金銅混合礦石是常見的難處理礦石之一,在氰化提金過程中由于銅礦物的溶解,將增大氰化鈉的耗量,降低金的浸出率,隨著礦石中銅品位的升高,銅對氰化提金、吸附、解吸電積、冶煉等工藝的影響也越來越凸顯,主要表現(xiàn)為:金的浸出率、吸附率大幅度降低,氰化鈉耗量不斷升高,載金炭解吸-電積效率低,后續(xù)金泥提純和廢水成本不斷增加等[2-4]。

        某金銅礦位于福建省境內(nèi),為銅金共生礦體,是一個典型的上金下銅、金礦床和銅礦床均達(dá)到特大型規(guī)模的斑巖型礦床。隨著金礦體大規(guī)模開采的推進(jìn),開采高度已下降至金銅接觸帶礦石。從目前生產(chǎn)情況來看,該礦石進(jìn)入金氰化浸出系統(tǒng),銅不但得不到回收,還會惡化選金指標(biāo),增加藥劑消耗及生產(chǎn)成本;若進(jìn)入銅浮選系統(tǒng),現(xiàn)有系統(tǒng)對金的浮選回收率約60%,金得不到高效回收。因此,為實現(xiàn)金和銅的綜合高效回收,本文開展“浮選+氰化”聯(lián)合選別工藝處理低品位金銅混合礦石實驗研究,考查該工藝處理低品位金銅混合礦的可行性,為此類資源的開發(fā)提供技術(shù)支撐,對類似礦石具有重要意義。

        1 礦石性質(zhì)

        1.1 化學(xué)分析

        原礦多元素分析結(jié)果見表1,銅,金物相分析結(jié)果分別見表2、3。

        表1 原礦多元素分析結(jié)果/%Table 1 Multi-element analysis results of raw ore

        表2 銅化學(xué)物相分析結(jié)果Table 2 Copper chemical phase analysis results

        表3 金化學(xué)物相分析結(jié)果Table 3 Gold chemical phase analysis results

        1.2 工藝礦物學(xué)研究

        礦石中金屬礦物以褐鐵礦、黃鐵礦、藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)為主,還有少量硫砷銅礦及氧化銅礦,脈石礦物絕大數(shù)為石英,還有少量地開石、明礬石和絹云母。礦石中金主要以自然金為主,次為含銀自然金,金與黃鐵礦、銅礦物關(guān)系最為密切。單體金主要粒度范圍在0.1~0.037 mm 之間。包裹金主要分布在黃鐵礦、硫化銅等礦物中。銅主要以藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)、硫砷銅礦、輝銅礦形式存在,少量以斑銅礦、砷黝銅礦、硫錫鐵銅礦等硫化銅及自然銅、赤銅礦等氧化銅形式存在。

        2 選礦實驗

        2.1 浮選實驗

        2.1.1 磨礦細(xì)度實驗

        磨礦細(xì)度直接影響到選礦指標(biāo)和選礦成本,在固定藥劑條件下進(jìn)行了磨礦細(xì)度實驗[5]。磨礦細(xì)度實驗條件:石灰用量1500 g/t,丁銨黑藥用量30 g/t,2#油用量5 g/t,磨礦細(xì)度變化。實驗流程見圖1,磨礦細(xì)度(-0.074 mm 含量)對銅金品位及回收率的影響結(jié)果見圖2。

        圖1 磨礦細(xì)度試驗流程Fig.1 Experimental process of grinding fineness

        從圖2 結(jié)果可見,隨著磨礦細(xì)度的增加,金和銅的品位變化不大;金和銅的回收率均呈先升高后降低的變化趨勢。當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm 60%時,銅回收率最高,為89.50%;當(dāng)磨礦細(xì)度為-0.074 mm 70%時,金回收率最高,為57.08%。綜合考慮磨礦成本,磨礦細(xì)度選擇-0.074 mm 60%為宜。

        圖2 磨礦細(xì)度對浮選指標(biāo)的影響結(jié)果Fig.2 Effect of grinding fineness on the flotation performance

        2.1.2 石灰用量實驗

        通過調(diào)整礦漿pH 值,可改變礦物的表面性質(zhì)及可浮性差異,同時還可提高礦物與藥劑之間相互作用的選擇性。石灰是硫化礦中最常見的pH 值調(diào)整劑,因為其來源廣、價格低而被廣泛應(yīng)用[6]。石灰用量實驗條件:磨礦細(xì)度-0.074 mm 60%,丁銨用量30 g/t,2#油用量5 g/t,石灰用量與銅金品位及回收率的關(guān)系曲線見圖3。

        從圖3 結(jié)果可見,隨著石灰用量增加,金、銅回收率均呈先升高后降低的變化趨勢。當(dāng)石灰用量為1500 g/t 時,金、銅回收率最高,分別為56.69%和88.45%。因此,石灰用量選擇1500 g/t 為宜。

        圖3 石灰用量對浮選指標(biāo)的影響結(jié)果Fig.3 Effect of lime dosage on the flotation performance

        2.1.3 捕收劑種類實驗

        該金銅混合礦石中銅礦物主要以藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)、輝銅礦為主;金主要是以獨立礦物自然金賦存于硫化礦物中,或以細(xì)分散狀態(tài)賦存于巖石破碎帶中的蝕變礦物石英與地開石等粘土礦物集合體中。捕收劑主要針對硫化銅礦物及金選擇藥劑。

        在進(jìn)行較多的探索實驗基礎(chǔ)上,選擇常用的Z-200、丁銨黑藥、丁基黃藥及北京礦冶研究總院新研制的對金的捕收能力較好的BK-302A、BK901B 等藥劑進(jìn)行對比實驗。捕收劑種類實驗條件:磨礦細(xì)度-0.074 mm 60%,石灰用量1500 g/t,捕收劑用量30 g/t,2#油用量5 g/t。實驗結(jié)果見表4。

        表4 捕收劑種類對浮選指標(biāo)的影響結(jié)果Table 4 Effect of collector type on the flotation performance

        從表4 結(jié)果可見,Z-200 對礦石中金和銅的捕收能力最強(qiáng),采用Z-200 作捕收劑時,金的回收率為63.25%,銅的回收率為89.48%。因此,選擇Z-200 為該礦石回收金銅的捕收劑為宜。

        2.1.4 分散劑種類實驗

        分別選擇選擇水玻璃、碳酸鈉及六偏磷酸鈉作分散劑。根據(jù)藥劑成本相近原則選擇各藥劑用量進(jìn)行對比實驗。實驗條件:磨礦細(xì)度-0.074 mm 60%,石灰用量1500 g/t,Z-200 用量30 g/t,2#油用量5 g/t,實驗結(jié)果見表5。

        表5 分散劑種類對浮選指標(biāo)的影響結(jié)果Table 5 Effect of dispersant type on the flotation performance

        從表5 結(jié)果可見,采用水玻璃作分散劑時,粗精礦金、銅的品位及金的回收率最高,金、銅的品位分別為2.82 g/t 和3.12%,金的回收率為68.86%,采用六偏磷酸鈉作分散劑時,銅的回收率最高,為88.95%,但比采用水玻璃作分散劑時僅高出0.6%。綜合考慮,選擇水玻璃作分散劑。

        2.1.5 閉路流程實驗

        在開路實驗取得較好指標(biāo)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行閉路實驗。實驗流程見圖4,實驗結(jié)果見表6。

        圖4 浮選閉路實驗流程Fig.4 Flowsheet of the flotation closed circuit

        表6 閉路實驗結(jié)果Table 6 Closed circuit test results

        從表6 結(jié)果可見,閉路實驗原礦含Au 0.365 g/t、Cu 0.313%,獲得銅精礦含Au 16.74 g/t、Cu 20.21%,金、銅回收率分別為61.90%和87.09%。

        2.2 浮選尾礦浸出實驗

        2.2.1 氰化鈉濃度實驗

        金銅混合礦石單獨采用浮選工藝處理時,金的回收率較低,僅為61.90%,浮選尾礦金含量較高,為0.141 g/t,擬采用氰化浸出工藝回收這部分金。氰化鈉濃度實驗條件:礦漿濃度38%、加石灰調(diào)pH 值至10.5~11.5、浸出時間24 h,氰化鈉初始濃度變化。氰化鈉初始濃度對金的浸出率和氰化鈉耗量的關(guān)系見圖5。

        從圖5 結(jié)果可見,氰化鈉初始濃度對金的浸出率影響顯著,氰化鈉初始濃度小于300 mg/L時,金浸出率隨氰化鈉初始濃度的增加而提高,氰化鈉初始濃度大于300 mg/L 時,氰化鈉初始濃度對金的浸出率基本無影響。因此,氰化鈉初始濃度選擇300 mg/L 為宜,此時金的浸出率為70.85%,相對原礦金的浸出率為26.99%,氰化鈉耗量為0.282kg/t。

        圖5 氰化鈉初始濃度對金的浸出率和氰化鈉耗量的影響結(jié)果Fig.5 Effect of the initial NaCN concentration on the Au leaching rate and the NaCN dosage

        2.2.2 氰化時間實驗

        為考察浮選尾礦氰化時間對金浸出的影響,進(jìn)行了氰化時間實驗。浮選尾礦氰化時間實驗條件:礦漿濃度38%、加石灰調(diào)pH 值至10.5~11.5、氰化鈉濃度300 mg/L,氰化時間變化。氰化時間對金的浸出率和氰化鈉耗量的影響結(jié)果見圖6。

        圖6 氰化時間對金的浸出率及氰化鈉耗量的影響結(jié)果Fig.6 Effect of the cyanidation time on the Au leaching rate and the NaCN dosage

        從圖6 結(jié)果可見,氰化時間小于24 h 時,金浸出率隨氰化時間的增加而提高,氰化時間大于24 h 時,氰化時間對金的浸出率基本無影響。因此,氰化鈉時間選擇24 h 為宜,此時金的浸出率為71.26%,相對原礦金的浸出率為27.15,氰化鈉耗量為0.305 kg/t。

        綜上,金銅混合礦石采用浮選+氰化聯(lián)合工藝處理后,Au 綜合回收率達(dá)到89.05%,Cu 回收率達(dá)到87.09%,綜合高效回收了礦石中的金和銅。

        3 結(jié)論

        福建某低品位金銅混合礦石含Au 0.36 g/t、Cu 0.29%、Ag 7.4 g/t、S 4.02%,針對該低品位金銅混合礦,采用浮選+氰化聯(lián)合工藝選別,Au 綜合回收率達(dá)到89.05%,Cu 回收率達(dá)到87.09%,最終達(dá)到綜合高效回收礦石中金銅的目的,為此類資源的開發(fā)提供了技術(shù)支撐。

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