某高硫難處理金精礦超細(xì)磨提金試驗(yàn)研究①

蔡創(chuàng)開

(紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司,福建 廈門361008)

高硫金精礦通常存在黃鐵礦等硫化礦包裹金的現(xiàn)象,導(dǎo)致浮選過程黃鐵礦與金分離效果差,產(chǎn)生的金精礦金低硫高。 這類精礦大多含砷,銷售價(jià)格低,采用常規(guī)氰化工藝金回收率低,需用焙燒、細(xì)菌氧化、加壓氧化等工藝處理后才能獲得高的金浸出率。 焙燒法砷污染控制難度較大；細(xì)菌氧化法則存在氧化時(shí)間太長、酸量過剩、成本高等問題；加壓氧化有金硫比太低、設(shè)備材質(zhì)要求高、效益不佳等缺點(diǎn),這些因素導(dǎo)致該類型金精礦的回收利用受到限制［1-4］。

該類型精礦提金的關(guān)鍵是破壞黃鐵礦包裹,使金解離暴露。 由于黃鐵礦常溫下性質(zhì)極為穩(wěn)定,必須采用高溫、高壓或生物催化等較復(fù)雜的技術(shù)手段,才能達(dá)到分解黃鐵礦的目的［5-6］。 超細(xì)磨技術(shù)是利用超細(xì)磨設(shè)備對(duì)物料進(jìn)行碾磨、沖擊、剪切等,將物料粉碎至10～15 μm 以下的微細(xì)顆粒,在機(jī)械力作用下,礦物顆粒細(xì)化,產(chǎn)生晶格缺陷、晶格畸變等變化而有更高的反應(yīng)活性,除了能打開金的包裹,還能使原來?xiàng)l件苛刻的反應(yīng)能在比較緩和的條件下進(jìn)行［7-9］。

1 試 驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)原料

金精礦樣品由西北某在產(chǎn)礦山提供(粒度為-0.046 mm 粒級(jí)占68.2%),其化學(xué)多元素分析結(jié)果如表1 所示,金、硫物相分析結(jié)果如表2 和表3 所示。 裸露金占總金的20.35%,硫化物包裹金占56.76%,結(jié)合硫物相分析結(jié)果可知,金主要以硫化物包裹金形式存在,在后續(xù)提金工藝選擇中,需要破壞硫化物包裹才能獲得滿意的金浸出率；金物相中還有20.40%的硅酸鹽包裹金,該部分金在常規(guī)磨礦條件下難以得到解離。

表1 金精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%

表2 金物相分析結(jié)果

表3 硫物相分析結(jié)果

因金精礦中Cu、Sb、有機(jī)碳等影響氰化工藝的雜質(zhì)較少,有利于氰化提金。

1.2 試驗(yàn)方法

超細(xì)磨試驗(yàn):取500 g 金精礦用水調(diào)漿至濃度60%,在Y71M2-4 型立式攪拌球磨機(jī)中磨礦若干時(shí)間,磨礦介質(zhì)為3 mm 剛玉球；磨完的礦漿洗出并調(diào)漿到30%左右。

堿預(yù)處理:超細(xì)磨礦漿中按40 kg/t 比例加入一定量NaOH,攪拌曝氣24 h,過程中通過補(bǔ)加20%NaOH溶液保持礦漿pH≥11。

氰化浸出試驗(yàn):取一定量精礦或礦漿置于燒杯中,按液固比3 ∶1用清水調(diào)漿,用氧化鈣調(diào)節(jié)pH 值至10 ～11,加入氰化鈉溶液并保持一定濃度,常溫下氰化浸出一定時(shí)間后液固分離,浸出渣分析金含量以計(jì)算浸出率,浸出液滴定氰化鈉濃度以計(jì)算氰化鈉消耗量。

1.3 試驗(yàn)主要試劑

試驗(yàn)用氫氧化鈉、氧化鈣、氰化鈉均為分析純。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 磨礦對(duì)氰化浸出的影響

取金精礦進(jìn)行直接氰化浸出、常規(guī)磨礦-氰化浸出、超細(xì)磨-氰化浸出對(duì)比試驗(yàn)。 常規(guī)磨礦粒度為-0.046 mm 粒級(jí)占95%,超細(xì)磨粒度為-2.21 μm 粒級(jí)占80%,磨礦處理后金物相分析結(jié)果如表4 所示。 氰化浸出實(shí)驗(yàn)條件為:氰化鈉濃度2‰,浸出時(shí)間24 h,試驗(yàn)結(jié)果如表5 所示。

金精礦在初始粒度下直接氰化浸出時(shí)金浸出率為47.91%,再磨至-0.046 mm 粒級(jí)占95%,包裹金得到一定程度的解離,裸露金比例增加,金浸出率提高到66.64%；超細(xì)磨后金浸出率可以達(dá)到80.96%,但氰化鈉耗量大幅升高。這是由于礦石中含有的磁黃鐵礦Fe1-xS(x=0～0.2)、白鐵礦FeS2等物質(zhì)在細(xì)磨后會(huì)與氰化物反應(yīng),生成SCN-、SO32-、S2O32-和多硫化物等,消耗大量氰化鈉。 為降低該不利影響,可在氰化浸出前對(duì)超細(xì)磨礦漿進(jìn)行曝氣堿處理［10-11］。

表4 磨礦處理后金物相分析結(jié)果

表5 不同粒度的氰化試驗(yàn)結(jié)果

2.2 超細(xì)磨磨礦時(shí)間條件試驗(yàn)

礦石粒度隨磨礦時(shí)間的變化如圖1 所示,磨礦2 h的粒度分布如圖2 所示。 隨著磨礦時(shí)間延長,礦石平均粒徑逐漸降低,粗粒級(jí)占比逐漸減少,細(xì)粒級(jí)占比逐漸升高,磨礦效率逐漸降低。

圖1 磨礦時(shí)間與粒度關(guān)系圖

圖2 磨礦2 h 粒度分布圖

超細(xì)磨后的礦漿常溫下進(jìn)行堿預(yù)處理后氰化浸出試驗(yàn),控制氰化鈉濃度2.5‰、氰化時(shí)間24 h,磨礦時(shí)間對(duì)氰化浸出的影響如圖3 所示。

圖3 磨礦時(shí)間對(duì)氰化浸出的影響

由圖3 可知,金浸出率隨磨礦時(shí)間延長有提高趨勢,磨礦3 h 樣品較磨礦2 h 樣品金浸出率已經(jīng)很接近,樣品平均粒度2 μm 已經(jīng)接近超細(xì)磨的下限。 因此,磨礦時(shí)間選為2 h,此時(shí)金浸出率為84.50%。 礦漿經(jīng)預(yù)處理后氰化,氰化鈉消耗有較大幅度降低,但整體耗量仍較大。

2.3 預(yù)處理溫度條件試驗(yàn)

金精礦超細(xì)磨時(shí)間2 h(P80為2.21 μm),其他條件不變,堿預(yù)處理溫度對(duì)氰化浸出的影響如圖4 所示。

圖4 堿預(yù)處理溫度對(duì)氰化浸出的影響

結(jié)果表明:預(yù)處理溫度對(duì)金浸出率的影響不是很明顯,但提高預(yù)處理溫度到60 ℃,可以大幅度降低氰化鈉用量至2.8 kg/t,同時(shí)預(yù)處理過程中NaOH 用量隨溫度升高而增加。 綜合考慮,預(yù)處理溫度控制在60 ℃左右較為經(jīng)濟(jì)。

3 結(jié) 論

1) 某高硫難處理低品位金精礦50%以上的金被硫化物包裹。 采用超細(xì)磨-堿預(yù)處理-氰化浸出工藝,在磨礦細(xì)度P80為2.21 μm、60 ℃下堿預(yù)處理后氰化浸出,金浸出率可以從直接氰化的47.91%提高到84.50%。該工藝操作簡單,金浸出率較高,流程短,可作為金精礦回收工藝進(jìn)行深入研究。

2) 硫鐵礦物細(xì)磨后在氰化過程中發(fā)生反應(yīng),消耗大量氰化鈉。 礦漿在氰化前進(jìn)行低溫堿預(yù)處理可大幅降低氰化鈉用量。

3) 隨著超細(xì)磨設(shè)備的發(fā)展,磨礦成本逐步降低,超細(xì)磨技術(shù)在黃金濕法冶金中將有更廣泛的研究和應(yīng)用。