高汞卡林型難處理金礦石提金工藝研究與實踐

田立國 張耀軍 趙俊蔚 楊鵬 夏文強 韓永群

摘要：高汞卡林型難處理金礦石中的汞會對炭浸工藝造成很大影響，降低金回收率。針對錦豐礦業(yè)公司高汞卡林型難處理金礦石，進行了固汞試驗研究及生產(chǎn)應(yīng)用。結(jié)果表明：通過采取加入硫化鈉、控制pH、從源頭上控制高汞礦的合理加入等固汞技術(shù)，消除了汞對炭浸工藝的影響，避免了活性炭 “汞中毒”現(xiàn)象，提高了炭浸回收率，其較活性炭“汞中毒”期間提高了3百分點左右，年可增加收益約4 098萬元。

關(guān)鍵詞：卡林型金礦;高汞;炭浸;固汞;活性炭

中圖分類號：TD953????????? 文章編號：1001-1277（2021）12-0064-05

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20211214

卡林型金礦石組分較為復(fù)雜，礦石中的砷、汞等有害礦物會妨礙金的回收。在金的浸出過程中，汞易被氰化物浸出，形成的汞氰絡(luò)合物易于被活性炭吸附，造成活性炭“汞中毒”，活性炭吸附金的能力下降，致使金回收率降低。本文針對貴州錦豐礦業(yè)有限公司（下稱“錦豐礦業(yè)公司”）高汞卡林型難處理金礦石，開展了消除汞影響的試驗研究，并進行了生產(chǎn)應(yīng)用。通過對汞在選冶流程中的行為進行研究，并結(jié)合實際生產(chǎn)，找到了適宜的控制條件，消除了汞對炭浸工藝的影響，避免了活性炭 “汞中毒”現(xiàn)象，提高了炭浸回收率。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

錦豐礦業(yè)公司爛泥溝金礦屬于典型的卡林型含砷、含碳貧硫化物難選冶金礦，金主要以微細粒浸染在黃鐵礦和砷黃鐵礦中。錦豐礦業(yè)公司采用BIOX生物氧化技術(shù)作為處理該難選冶金礦的工藝手段，原礦處理量4 200 t/d，選冶工藝流程為原礦浮選—金精礦生物氧化—氧化渣炭浸（CIL）—載金炭解吸電解—金泥冶煉。錦豐礦業(yè)公司選冶工藝流程[1]見圖1。

近年來，隨著錦豐礦業(yè)公司礦石開采深度的增加，原礦中汞品位逐步升高，當汞品位大于2 000×10-6時，劃分為“朱砂礦”;當汞品位在100×10-6～2 000×10-6時，劃分為“高汞礦”。2020年4月，在連續(xù)大量處理高汞礦石后，造成活性炭“汞中毒”，炭浸尾礦金品位跑高，炭浸回收率較之前下降了2～3百分點。活性炭“汞中毒”期間的實際和預(yù)計炭浸回收率見圖2。

2 炭浸工藝考查

2.1 炭浸回收率降低原因分析

對2020年4月處理的配礦進行了查證分析。浮選給料汞品位分析結(jié)果見表1，浮選精礦汞品位變化情況見圖3，炭浸給料汞品位分析結(jié)果見圖4。

由表1、圖3、圖4可知：4月份浮選給料汞品位遠高于日常浮選給料汞品位（≤40×10-6），最高時達到121×10-6，導(dǎo)致浮選精礦汞品位和炭浸給料汞品位明顯升高，炭浸給料汞品位高于正常汞品位（200×10-6～400×10-6）。在炭浸給料汞品位偏高的時間段內(nèi)，對應(yīng)的炭浸回收率下降，說明汞品位異常升高對炭浸指標的影響極大。因此，對各工序開展了汞品位考查，結(jié)果見表2。

由表2可知：汞在浮選工藝、生物氧化工藝、堿預(yù)浸工藝中溶出極少，液體中汞含量很低;當進入浸出工藝后，液體中汞含量急劇升高，載金炭中的汞含量也迅速升高;表明礦石中的汞是在炭浸階段才大量溶解，進而被活性炭吸附，造成活性炭吸附活性降低，金回收率下降。

2.2 汞對炭浸回收率的影響分析

對汞在全流程中的行為研究可知，礦石中的汞進入炭浸工序后，發(fā)生了明顯的固-液相遷移，在此階段，汞及其化合物與氰化物主要發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)[2]：

HgO+4NaCN+H2ONa2Hg（CN）4+2NaOH，

Hg+4NaCN+H2O+1/2O2

Na2Hg（CN）4+2NaOH。

汞與氰化鈉反應(yīng)生成汞氰絡(luò)合物，活性炭由于吸附了大量的汞氰絡(luò)合物而影響了對金的吸附，這種現(xiàn)象稱為活性炭“汞中毒”。

生產(chǎn)中氧化渣中的汞與氰化鈉反應(yīng)生成汞氰絡(luò)合物進入溶液，一方面導(dǎo)致氰化鈉用量增加，另一方面生成的汞氰絡(luò)合物被活性炭吸附，導(dǎo)致活性炭對金的吸附率降低，金得不到充分回收而流失于尾礦中，因此炭浸回收率降低。

3 固汞試驗結(jié)果與討論

汞的化合物中以硫化汞的溶解度最?。↘sp=4×10-53），因此可以考慮在堿性條件下，添加 Na2S，用硫化沉淀法將汞離子沉淀而不被活性炭吸附，減少汞對金浸出的影響[3-4]。其主要化學(xué)反應(yīng)式為：

Hg2++S2-HgS↓。

3.1 硫化鈉用量

不同硫化鈉用量對比試驗結(jié)果見表3。

由表3可知：添加適量的硫化鈉可以降低汞在載金炭上的吸附率，提高炭浸回收率;但是，加入過量的硫化鈉，反而使炭浸回收率下降。因此，生產(chǎn)中應(yīng)嚴格控制硫化鈉用量。

3.2 不同時間節(jié)點添加硫化鈉

不同時間節(jié)點添加硫化鈉對比試驗結(jié)果見表4。

由表4可知：炭浸初始添加硫化鈉和炭浸4 h后添加硫化鈉都能使炭浸回收率有一定的提升，并不同程度地降低了尾液和載金炭中的汞含量。炭浸初始添加硫化鈉除汞效果最好，尾液汞品位由25.00×10-6降低為0.31×10-6，載金炭汞品位由1 520.0×10-6降低為284.8×10-6，降汞效果明顯，炭浸回收率得到提高。因此，適宜在炭浸初始階段添加硫化鈉。

3.3 礦漿pH

炭浸過程中控制不同pH，活性炭對汞的吸附量差別較大[5]。據(jù)此開展不同pH對活性炭吸附汞的影響研究，尋找炭浸工藝最佳pH控制范圍，指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)。礦漿pH對活性炭吸附汞的影響結(jié)果見表5。

由表5可知：隨著pH的升高，載金炭汞品位逐漸降低;當?shù)V漿pH值為11.0時載金炭汞品位最低，炭浸回收率最高;繼續(xù)提高pH，炭浸回收率仍然可獲得較高的指標，但未有提升。由此可知，炭浸過程中保持適當?shù)母遬H，可以減少活性炭對汞氰絡(luò)合物的吸附，使其優(yōu)先吸附已溶金，確保炭浸回收率不受大的影響。在生產(chǎn)中，可以結(jié)合實際情況適當調(diào)高炭浸工序pH，尤其是首槽。

4 改進方案及應(yīng)用效果

4.1 改進方案

1）與地質(zhì)部門溝通協(xié)調(diào)，將井下采出的高汞礦和朱砂礦單獨堆放。

2）從源頭上控制高汞礦的合理加入，加強配礦管理，將朱砂礦、高汞礦與正常礦和低汞礦按比例配礦，使浮選給料汞品位保持平穩(wěn)，為后續(xù)作業(yè)提供良好的選冶條件。

3）在保證炭浸流程操作穩(wěn)定的前提下，盡可能提高礦漿pH，尤其是首槽。

4）技術(shù)人員每天根據(jù)浮選金精礦和氧化渣汞品位，計算炭浸流程首槽硫化鈉添加量，確保降低汞對炭浸回收率的影響。

5）保證再生窯設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，有效去除活性炭中吸附的汞，恢復(fù)活性炭活性。

4.2 應(yīng)用效果

改進方案實施后，流程中汞得到了有效控制，炭浸系統(tǒng)載金炭汞品位明顯降低，載金炭平均汞品位由2020年1—5月的1 516.53×10-6降至2021年1—9月的891.03×10-6;炭活性由之前的平均30～40 hr-1提高至平均70～80 hr-1;炭浸尾礦金品位由原來的3.5 g/t（最高達4.58 g/t）降低到目前的2.5 g/t左右，炭浸回收率較原來提高了3百分點左右。 2020年1月至2021年9月載金炭汞品位見圖5，2020年5月至2021年8月的月均浮選精礦汞品位及炭浸回收率見圖6。

由圖5、圖6可知：2021年1月開始在炭浸系統(tǒng)應(yīng)用固汞技術(shù)后，加大了高汞礦的處理量，在浮選精礦汞品位較2020年較大幅度增加的情況下，炭浸回收率并未下降。隨著固汞技術(shù)和管理措施的不斷優(yōu)化，炭浸回收率呈遞增趨勢。這說明對高汞礦和朱砂礦采取的一系列措施是可行的。

5 結(jié) 論

錦豐礦業(yè)公司卡林型金礦石中汞含量的增加極大地影響了炭浸回收率指標，通過開展降低活性炭吸附汞及不同pH對活性炭吸附汞的影響試驗研究，形成了獨創(chuàng)的固汞技術(shù)，并在生產(chǎn)應(yīng)用中進行了不斷改進。通過對固汞技術(shù)工藝參數(shù)逐步分層次優(yōu)化，實現(xiàn)了從高汞卡林型金礦石中高效提金的目的，其具有金回收率高，處理成本低，環(huán)境污染小等優(yōu)點。固汞技術(shù)的成功應(yīng)用，使高汞礦和朱砂礦的經(jīng)濟價值得以充分利用，避免了資源浪費，為錦豐礦業(yè)公司增加了可觀的經(jīng)濟效益。按照炭浸回收率較活性炭“汞中毒”期間提高3百分點計算，年可增加黃金產(chǎn)量114 kg，若黃金價格以360元/g計算，年可增加收益約4 098萬元。

[參 考 文 獻]

[1] 田立國，楊洪英，楊超，等.生物氧化預(yù)處理工藝在卡林型金礦的應(yīng)用實踐[J].黃金，2018，39（2）：49-53.

[2] 謝建宏，賈學(xué)國，張曉民，等.黃金選冶[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2014：137.

[3] 黃鳴榮，高國玉，何曉弟.含汞廢水處理方法的研究[J].化工設(shè)計，2010，20（2）：33-35.

[4] 華金銘.含汞金礦堆浸富液沉淀-絮凝法選擇性除汞技術(shù)[J].水處理技術(shù)，2007，33（12）：73-76.

[5] IBRADO A S，F(xiàn)UERSTENAU D W，錢定福.銀銅汞鎘和鋅的氰化絡(luò)合物在活性碳上的吸附作用[J].礦產(chǎn)保護與利用，1990（1）：39-44.

Study and practice of the gold extraction process

for carlin type refractory gold ore with high mercury content

Tian Liguo，Zhang Yaojun，Zhao Junwei，Yang Peng，Xia Wenqiang，Han Yongqun

（Guizhou Jinfeng Mining Limited）

Abstract：The mercury in the carlin type refractory gold ore with high mercury content imposes great impact on CIL，reducing gold recovery rate.Experimental research and production application of mercury fixing were carried out on the carlin type refractory gold ore with high mercury content in Jinfeng mining company.The results show that the mercury fixing techniques such as adding sodium sulfide，pH control and source control of ores with high mercury content by reasonable addition，the effect of mercury on CIL is eliminated，avoiding the phenomenon of mercury-poisoned activated carbon，increasing gold recovery rate in CIL.The gold recovery rate in CIL increases by about 3 percentage points without mercury-poisoned activated carbon.The process can create about 40.98 million yuan/a more profits.

Keywords：carlin type gold ore;high mercury content;CIL;mercury fixing;activated carbon