某含砷高硫金精礦生物氧化-硫代硫酸鹽浸出試驗(yàn)研究

王顯亮

（西部黃金克拉瑪依哈圖金礦有限責(zé)任公司 克拉瑪依 834025）

大量研究和工業(yè)應(yīng)用表明，生物氧化預(yù)處理技術(shù)對(duì)高砷高硫金精礦的適用性較好[1-2]。該礦生物氧化預(yù)處理系統(tǒng)自2008 年底投產(chǎn)以來(lái)，工藝總體運(yùn)行良好，但自有選廠的產(chǎn)能難以滿(mǎn)足生物氧化系統(tǒng)的處理能力，需要處理外購(gòu)金精礦，不同產(chǎn)地的金精礦的質(zhì)量相差較大，尤其是砷和硫的含量波動(dòng)明顯，導(dǎo)致預(yù)處理過(guò)程工藝變化大，在采購(gòu)金精礦之前必需進(jìn)行試驗(yàn)研究，以充分確定該金精礦對(duì)生物氧化工藝的適應(yīng)性。

硫代硫酸鹽法浸金是以Na2S2O3為主要試劑，Cu2+為促進(jìn)劑，在弱堿性溶液中浸金[3-4]。該工藝原料價(jià)格便宜，安全環(huán)保，不腐蝕設(shè)備，能與金生成穩(wěn)定的配合物，在處理復(fù)雜的含砷含硫難處理金礦方面具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

1 原料性質(zhì)

1.1 金精礦的化學(xué)組成

金精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 金精礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

1.2 金精礦中金的賦存狀態(tài)

金精礦中金的物相分析結(jié)果見(jiàn)表2所示。

表2 金精礦中金的化學(xué)物相

2 金精礦細(xì)磨-硫代硫酸鹽浸出試驗(yàn)

將金精礦直接細(xì)磨至-0.037mm 含量90%。強(qiáng)堿預(yù)浸試驗(yàn)條件：使用NaOH 調(diào)節(jié)礦漿pH 值至大于11，礦漿濃度40%，時(shí)間2h，攪拌速率300rpm。

硫代硫酸鹽浸金試驗(yàn)條件：液固比3:1，硫酸銅0.02 mol/L，硫代硫酸鈉0.25 mol/L，硫酸銨0.2 mol/L，氨水2 mol/L，攪拌速率300rpm，浸出溫度25℃，浸出時(shí)間6h。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 金精礦細(xì)磨-硫代硫酸鹽浸出試驗(yàn)結(jié)果

由表3的結(jié)果，金精礦細(xì)磨后直接浸出的浸出率較低，浸出效果不理想，這說(shuō)明包裹于硫化礦中的金即使細(xì)磨也難以充分暴露解離，在浸出前需要進(jìn)行氧化預(yù)處理作業(yè)。

3 生物氧化試驗(yàn)

從該礦生物氧化處取得菌種，在特制不銹鋼氧化槽中，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下培養(yǎng)至氧化還原電位（Eh）達(dá)到600mV時(shí)，開(kāi)始添加經(jīng)細(xì)磨至-0.037mm含量90%的金精礦，進(jìn)行生物氧化預(yù)處理。處理?xiàng)l件參照現(xiàn)運(yùn)行的生物氧化工藝相關(guān)參數(shù)，設(shè)定為：液固比4:1，礦漿pH 值1.5，礦漿溫度40±2℃，氧化時(shí)間9 天。氧化渣技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表4。

表4 氧化渣技術(shù)指標(biāo)

由表4 的結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)生物氧化預(yù)處理的相關(guān)指標(biāo)比較接近，認(rèn)為該礦的砷硫脫除率能夠滿(mǎn)足浸出要求。

4 硫代硫酸鹽浸出試驗(yàn)

對(duì)在已確定試驗(yàn)條件下取得的生物氧化渣進(jìn)行強(qiáng)堿預(yù)浸處理（強(qiáng)堿預(yù)浸條件同上），而后對(duì)堿浸渣進(jìn)行硫代硫酸鹽浸出試驗(yàn)。

4.1 硫代硫酸鈉用量試驗(yàn)

硫代硫酸鈉用量為變量，其余試驗(yàn)條件：液固比3:1，硫酸銅0.02 mol/L，硫酸銨0.2 mol/L，氨水2 mol/L，攪拌速率300rpm，浸出溫度25℃，浸出時(shí)間6h。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 硫代硫酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

由表5的結(jié)果，隨著礦漿中硫代硫酸鈉濃度的增加，Au 的浸出率先增加而后下降，濃度在0.25 mol/L時(shí)浸出指標(biāo)最好。

4.2 硫酸銅用量試驗(yàn)

因Cu2+對(duì)硫代硫酸鹽體系浸金的效率影響很大，硫酸銅用量為變量，硫代硫酸鈉濃度0.25 mol/L，其余試驗(yàn)條件同上。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 硫酸銅用量試驗(yàn)結(jié)果

由表6 的結(jié)果，隨著礦漿中硫酸銅濃度的增加，Au的浸出率先增加而后下降，濃度在0.02 mol/L時(shí)浸出指標(biāo)最好。

4.3 硫酸銨用量試驗(yàn)

適量的硫酸銨可以增強(qiáng)硫代硫酸鹽浸金體系的穩(wěn)定性[5]，硫酸銨用量為變量，硫酸銅濃度0.02 mol/L，其余試驗(yàn)條件同上。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 硫酸銨用量試驗(yàn)結(jié)果

由表7 的結(jié)果，隨著礦漿中硫酸銨濃度的增加，Au 的浸出率呈增加趨勢(shì)，綜合考慮硫酸銨濃度0.15 mol/L較合適。

4.4 浸出時(shí)間試驗(yàn)

浸出時(shí)間為變量，硫酸銨濃度0.15 mol/L，其余試驗(yàn)條件同上。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 浸出時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果

由表8的結(jié)果，隨著浸出時(shí)間的增加，Au的浸出率逐漸增加，達(dá)到8 h以后，基本不再變化。

5 結(jié)論

（1）該金精礦中含硫砷很高，金主要包裹于黃鐵礦和毒砂中，直接細(xì)磨-硫代硫酸鹽浸出效果不理想，需要進(jìn)行預(yù)氧化處理，以使包裹金充分裸露；

（2）生物氧化-硫代硫酸鹽聯(lián)合工藝可以較好的處理該金精礦，其中生物氧化條件：氧化時(shí)間9 d、液固比4:1、礦漿pH 值1.5、礦漿溫度43℃，硫代硫酸鹽浸出條件：液固比3:1、硫代硫酸鈉濃度0.25 mol/L、硫酸銅濃度0.02 mol/L、硫酸銨濃度0.15 mol/L、氨水濃度2 mol/L，攪拌速率300rpm，浸出溫度25℃、浸出時(shí)間8h，最終金的浸出率達(dá)到93.36%，取得了良好的試驗(yàn)指標(biāo)。