側(cè)吹爐銅锍含金品位低原因淺析

呂新寧

（山東方泰循環(huán)金業(yè)股份有限公司，山東 煙臺(tái) 264000）

造锍捕金工藝具有生產(chǎn)成本低，物料適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，與焙燒—氰化工藝相比，造锍捕金工藝各回收率均有很大提高，金提高了5.76%，銅提高了12.67%，硫提高了2.52%[1]。某廠采用側(cè)吹爐造锍熔煉處理復(fù)雜含金氰化尾礦，所產(chǎn)出的銅锍進(jìn)行深加工或銷售，從而取得經(jīng)濟(jì)效益。通過生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)部分側(cè)吹爐銅锍含金品位低，導(dǎo)致金直接回收率低，生產(chǎn)中金屬平衡與理論相差大。因此分析含金品位低的原因，進(jìn)而采取措施，具有重要的意義。

1 生產(chǎn)情況及捕金原理

（1）側(cè)吹爐采用側(cè)吹富氧鼓風(fēng)熔煉。氰化尾礦與含硫銅精礦配料后，通過爐頂皮帶加入到側(cè)吹爐，在高溫下熔化與富氧空氣發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，主要產(chǎn)出物為爐渣、銅锍、煙灰。當(dāng)入爐料成分為Au5.16g/t，Ag114g/t，Cu6.62%，S8.48%，F(xiàn)e23.69%，SiO219.48%，CaO2.29%，Pb2.91%，Zn3.74%，As1.98%時(shí)，通過冶金計(jì)算可得出理論銅锍含金品位為30g/t左右，然而生產(chǎn)過程中從溜槽中采取多個(gè)樣品進(jìn)行了化驗(yàn)，表1銅锍實(shí)際含金品位與理論相差很大，有的甚至低至1g/t以下。銅冶煉文獻(xiàn)大多提到銅锍是貴金屬的優(yōu)良捕集劑，捕集率可達(dá)98%以上，出現(xiàn)此種情況立即引起該廠的重視，查出銅锍含金品位低原因有利于金屬的平衡。

表1 銅锍理論與實(shí)際品位

（2）锍捕金原理[2]。锍捕集貴金屬的原理主要在于熔锍具有類金屬的性質(zhì)。捕集作用的發(fā)生是由于熔融的渣相的賤金屬相兩者的組成結(jié)構(gòu)差異很大。渣相靠共價(jià)鍵和離子鍵把硅、氧原子和Ca2+，Mg2+，F(xiàn)e2+等離子束縛在一起，鍵電子都是定域電子，貴金屬原子在熔渣中不能穩(wěn)定存在。金屬相靠金屬鍵把原子束縛在一起，原子見的電子可以自由流動(dòng)。貴金屬原子進(jìn)入金屬相可降低體系自由能。锍在高溫下具有相當(dāng)高的電導(dǎo)率，切溫度系數(shù)呈負(fù)值，屬電子導(dǎo)電。熔锍性質(zhì)類似金屬，在造锍熔煉過程中，貴金屬原子進(jìn)入熔锍而不進(jìn)入熔渣。陳景院士對(duì)锍捕集貴金屬的研究推斷出金屬比類金屬具有更強(qiáng)的捕集貴金屬能力。

2 原因分析

（1）銅、鐵的影響。銅、鐵是原料中主要的金屬元素，銅以Cu2O、CuO、Cu2S形態(tài)存在，鐵以FeS、Fe2O3形態(tài)存在。Cu2S和Cu2O的反應(yīng)，化學(xué)式為Cu2S+2Cu2O=6Cu+SO2。熔煉溫度下，反應(yīng)易進(jìn)行，此反應(yīng)是冰銅中有金屬銅的原因。由于大量的FeS存在，即使有Cu2O也都完全被硫化成Cu2S，化學(xué)式為Cu2O+FeS=Cu2S+FeO。熔煉時(shí)可能生成的金屬銅被FeS硫化，生成的金屬鐵被SO2或Fe3O4氧化成FeO造渣。熔體分為兩層，上層主要為Cu2S與FeS的熔合物，其中溶解有少量的Cu和Fe，下層為Cu和Fe的合金，溶解有少量Cu2S和FeS。冰銅如果含足夠硫，其成分不會(huì)進(jìn)入分層區(qū)，而只能是在分層區(qū)以上。因此絕大部分的鐵和銅構(gòu)成銅锍。理論上當(dāng)產(chǎn)金屬銅10%時(shí)，金的入銅率高達(dá)90%，只有大量金屬銅產(chǎn)生時(shí)，金才會(huì)完全進(jìn)入金屬銅造成損失。

（2）鉛、鋅的影響。爐料含鉛量高且爐內(nèi)還原氣氛強(qiáng)時(shí)理論可以產(chǎn)生金屬鉛，當(dāng)反應(yīng)溫度大于883℃時(shí)，其反應(yīng)方程式為PbO液+CO=Pb液+CO2。長(zhǎng)期處理高鉛混合料，鉛液滴逐步富集于沉淀區(qū)底部，極少量金屬鉛會(huì)從爐底部縫隙滲出。由于鉛產(chǎn)生量相對(duì)銅锍少量，根據(jù)鉛/锍的大小影響金銀的入鉛率，比值大金銀入鉛就多。因此，在銅锍捕金時(shí)，鉛的產(chǎn)生會(huì)引起金的損失。鋅在混合料中主要以ZnS形態(tài)存在。在焙燒氰化尾礦中，還有ZnO和ZnO.Fe2O3形態(tài)的鋅。通常鋅約有40%～50%進(jìn)入冰銅，部分借以下反應(yīng)而揮發(fā)：2ZnO+ZnS=3Zn+SO2，再被氧化成粉末狀的ZnO，其余的溶解或混雜在爐渣中鉛、鋅、砷的氧化物或揮發(fā)物形成的微煙塵，可能會(huì)夾帶原料造成金損失見表2，由于煙塵量少金的損失總量較小。

表2 處理氰化尾礦微煙塵化學(xué)成分

Ag/g.t-1 15 46 32 58 23 Cu% 1.4 1.6 0.87 1.64 0.58 Pb% 15.52 22.26 3.1 11.02 14.49 Zn% 0.51 8.01 4.2 2.39 1.43 As% 38.12 34.26 42.32 12.53 29.04

（3）砷、銻的影響。砷、銻是類金屬元素，一般情況下砷、銻形成氧化物進(jìn)入煙氣中，在入爐料的砷、銻含量較高和爐內(nèi)還原氣氛的較強(qiáng)，砷、銻易與銅形成砷化銅和銻化銅，具有金屬的性質(zhì)。通過試驗(yàn)處理同一混合料（化學(xué)成分Au3.91g/t，Ag112g/t，Cu7.35%，S 8.83%，Pb2.26%，Zn3.0%，As2.46%）時(shí)得出一組銅锍成分，見表3。隨著銅锍含砷、銻的提高，對(duì)金、銀的捕集能力有增強(qiáng)的趨勢(shì)，且對(duì)金的捕集能力比對(duì)銀的強(qiáng)。這種銅、砷、銻锍的生成是造成金損失的重要原因。

表3 同一混合料產(chǎn)出的不同化學(xué)成分的銅锍

3 措施

（1）原料控制。配料時(shí)降低雜質(zhì)元素的含量，用造锍捕金時(shí)要保證FeS足量，產(chǎn)出正常成分的銅锍。同時(shí)可以降低硫銅比，提高銅锍品位增加溶解金能力。選擇合適渣型配料，減少渣中銅帶金的損失。

（2）生產(chǎn)過程控制。合理控制爐料熔化速度，保障熔體反應(yīng)時(shí)間。通過生產(chǎn)實(shí)踐，混合熔體經(jīng)過銅锍充分的洗滌才可獲得含金量低的爐渣。操作中應(yīng)穩(wěn)定爐況，減少爐頂上燃情況的發(fā)生。保證爐頂無煙害下可適當(dāng)減少負(fù)壓，增加煙塵沉降效果，減少了原礦被帶到布袋除塵器的損失。適當(dāng)提高送風(fēng)量降低爐內(nèi)還原氣氛，砷化物大部分被氧化揮發(fā)至煙灰，效果比較顯著。用合金捕集貴金屬時(shí)，應(yīng)做相應(yīng)技術(shù)改造，保障合金熔體有過熱溫度便于排出。銅锍捕集貴金屬時(shí)，要及時(shí)放空沉淀區(qū)積聚的合金锍，減少其對(duì)銅锍的洗滌。

4 結(jié)語

銅锍是金、銀等貴金屬優(yōu)良捕集劑，目前已被廣泛應(yīng)用于底吹、側(cè)吹等處理金精礦項(xiàng)目。大部分工廠熔煉爐的入爐料雜質(zhì)少，產(chǎn)出的銅锍成份穩(wěn)定，金的品位變化不大。側(cè)吹爐處理復(fù)雜原料時(shí)會(huì)產(chǎn)生比銅锍捕集能力更強(qiáng)的金屬物質(zhì)，銅锍含金品位波動(dòng)大，單獨(dú)依靠采集銅锍樣品化驗(yàn)含金品位并不能準(zhǔn)確反應(yīng)銅锍實(shí)際含金量，可根據(jù)煙灰、爐渣含金指標(biāo)反向計(jì)算出金的回收率情況。