含金銀銅硫精礦綜合回收試驗(yàn)研究

高起方 段勝紅

摘要：以某含金銀銅復(fù)雜硫精礦為研究對(duì)象，進(jìn)行了沸騰爐焙燒—酸浸—氰化浸出聯(lián)合流程研究，考察了焙燒、燒渣除雜及金、銀浸出等作業(yè)條件。結(jié)果表明：采用沸騰爐焙燒—酸浸—氰化浸出聯(lián)合流程，可綜合回收各有價(jià)元素;在最佳工藝條件下，焙燒硫回收率97.57%，酸浸銅浸出率66.45%、硫浸出率88.28%、砷浸出率50.70%，氰化浸出金浸出率89.61%、銀浸出率43.74%;酸浸渣金品位5.10g/t、銀品位20.53g/t、鐵品位65.58%，試驗(yàn)指標(biāo)較好;酸浸液可進(jìn)一步回收有價(jià)元素。

關(guān)鍵詞：硫精礦;焙燒;酸浸;氰化;綜合回收

中圖分類號(hào)：TF831文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）03-0068-04doi：10.11792/hj20210314

引言

目前，國(guó)內(nèi)較多企業(yè)采用化學(xué)選礦方法處理細(xì)粒浸染型含金硫精礦，此方法具有工藝合理、技術(shù)成熟、成本較低、節(jié)能減排的優(yōu)點(diǎn)[1-3]。其通過(guò)焙燒改善礦石孔隙和次生節(jié)理，并采用酸、堿、鹽等浸出方法去除燒渣中銅、鉛、鋅、砷等有害雜質(zhì)，然后再進(jìn)行金、銀浸出回收[4-5]。該方法一般可獲得較好的金、銀浸出率、硫酸回收率及品質(zhì)良好的鐵精礦，也可綜合回收酸浸液中有價(jià)元素。

本次試驗(yàn)以某含金銀銅復(fù)雜硫精礦為研究對(duì)象，采用沸騰爐焙燒—酸浸—氰化浸出聯(lián)合流程，探索合理的焙燒溫度、燒渣除雜及金、銀浸出條件，達(dá)到綜合回收金、銀、鐵和硫等有價(jià)元素的目的，并獲得可進(jìn)一步回收的酸浸液，為其工業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理提供理論依據(jù)[6-7]。

1試樣性質(zhì)

該含金銀銅復(fù)雜硫精礦（下稱“硫精礦”）中硫礦物主要為黃鐵礦，其次可見(jiàn)極少量磁黃鐵礦、白鐵礦及毒砂;雜質(zhì)礦物主要為菱鐵礦及脈石礦物，其次為磁鐵礦、黃銅礦;還可見(jiàn)自然金及銀金礦，自然金主要呈微粒包裹于黃鐵礦中或與黃鐵礦連生。黃鐵礦主要以單體形式產(chǎn)出，粒度相對(duì)較粗，主要分布于0.02～0.15mm，部分小于0.01mm;黃銅礦與黃鐵礦呈貧連生體，部分呈細(xì)粒包裹于黃鐵礦中，個(gè)別呈微細(xì)粒單體，連生體中黃銅礦粒度普遍小于0.02mm;磁鐵礦、菱鐵礦及脈石礦物主要與黃鐵礦連生，連生關(guān)系大多為毗鄰連生，連生體中磁鐵礦粒度一般小于0.038mm，菱鐵礦及脈石礦物粒度相對(duì)較粗，一般小于0.074mm。硫精礦化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表1，銅物相分析結(jié)果見(jiàn)表2，金化學(xué)物相分析結(jié)果見(jiàn)表3，銀化學(xué)物相分析結(jié)果見(jiàn)表4。

由表2～4可知：硫精礦中銅主要為硫化銅，占72.25%;金主要為裸露金，占57.26%;銀主要為硫化銀、碲化銀，占95.39%。

2試驗(yàn)結(jié)果與討論

硫精礦中金、銀主要以細(xì)粒包裹和毗鄰貧連生的形式存在，采用直接浸出法處理時(shí)，提金劑和氧化劑難以滲入顆粒內(nèi)部與金礦物反應(yīng);同時(shí)，硫精礦中含有消耗浸出劑的雜質(zhì)，造成生產(chǎn)成本偏高，且其反應(yīng)產(chǎn)物也可能沉淀在金、銀顆粒表面，鈍化金、銀的表面，降低金、銀回收率。因此，試驗(yàn)采用沸騰爐焙燒改善礦石孔隙和次生節(jié)理，再用硫酸處理，消除燒渣中有害雜質(zhì)，然后進(jìn)行金、銀回收。其工藝流程見(jiàn)圖1。

2.1硫精礦焙燒試驗(yàn)

為了強(qiáng)化硫化鐵充分氧化成二氧化硫和三氧化二鐵，降低燒渣含硫量，提高硫資源利用率及燒渣鐵品位，降低對(duì)后續(xù)作業(yè)的影響，焙燒作業(yè)采用效果較好的沸騰爐焙燒法。試驗(yàn)主要考察了焙燒溫度對(duì)硫、砷的影響，結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可知：焙燒溫度從750℃增加至930℃，燒渣中硫品位逐漸降低，而砷品位逐漸升高后趨于穩(wěn)定;當(dāng)焙燒溫度增加到800℃時(shí)，燒渣中硫品位為1.55%、砷品位為0.24%;繼續(xù)增加焙燒溫度，燒渣硫品位繼續(xù)下降，但砷品位稍有升高。

焙燒主要是強(qiáng)化回收元素硫及降砷，由于其在燒渣中仍有殘留，且焙燒溫度對(duì)除銅及金、銀浸出也有影響，因此開(kāi)展了進(jìn)一步研究。在酸浸溫度80℃，終點(diǎn)pH=0.5（硫酸用量54kg/t）條件下進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6可知：焙燒溫度控制在750℃、800℃時(shí)，酸浸渣中銅品位低而銅浸出率高，表明在此焙燒溫度下燒渣中銅的酸溶性鹽和氧化物比例最高;當(dāng)焙燒溫度為750℃時(shí)，酸浸渣產(chǎn)率最低，進(jìn)入酸浸液中的礦物量較多;當(dāng)焙燒溫度超過(guò)850℃時(shí)，酸浸渣中銅品位逐漸升高而銅浸出率逐漸降低，其原因是燒渣主要為結(jié)構(gòu)致密的Fe3O4，同時(shí)有大量難溶鐵酸鹽生成，造成銅浸出率下降。酸浸過(guò)程不僅能去除燒渣中的銅，而且可使殘留雜質(zhì)硫、砷進(jìn)入酸浸液，提升鐵精礦品質(zhì)。

綜合考慮，焙燒溫度選擇800℃為宜，獲得的燒渣產(chǎn)率為68.74%，硫回收率為97.57%。燒渣主要元素分析結(jié)果見(jiàn)表7。

由表8可知：在最佳酸浸條件下，獲得了銅浸出率66.45%、硫浸出率88.28%、砷浸出率50.70%的較好指標(biāo)，其酸浸液含銅1.15g/L、硫9.12g/L、砷0.80g/L;酸浸渣金品位5.10g/t、銀品位20.53g/t、鐵品位65.58%。

2.3酸浸渣提取金銀試驗(yàn)

2.3.1磨礦細(xì)度

由于該硫精礦中金顆粒極細(xì)，大部分小于20μm，部分為0～10μm，且銀嵌布粒度更細(xì)，影響浸出效果，因此開(kāi)展了磨礦細(xì)度試驗(yàn)。在液固比2∶1，石灰調(diào)節(jié)pH=10～11，氰化鈉用量3kg/t，充氣量0.3m 3/（m 3·h），浸出時(shí)間30h的條件下，考察磨礦細(xì)度對(duì)金、銀浸出指標(biāo)的影響，結(jié)果見(jiàn)表9。

由表9可知：當(dāng)磨礦細(xì)度從-0.074mm占85%（未磨）增加到-0.025mm占70%時(shí)，金浸出率從84.90%提高至89.41%，增加幅度較大;而銀浸出率稍有提高，增加幅度較小。繼續(xù)增加磨礦細(xì)度，金、銀浸出率變化不大，趨于穩(wěn)定。綜合考慮，磨礦細(xì)度選擇-0.025mm占70%為宜。

2.3.2氰化鈉用量

氰化鈉浸金動(dòng)力學(xué)規(guī)律表明，CN -初始濃度是影響金氰化浸出的重要因素之一。在磨礦細(xì)度-0.025mm占70%，液固比2∶1，石灰調(diào)節(jié)pH=10～11，充氣量0.3m 3/（m 3·h），浸出時(shí)間30h的條件下，進(jìn)行氰化鈉用量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表10。

由表10可知：隨著氰化鈉用量的增加，金、銀浸出率均增大;當(dāng)氰化鈉用量從1kg/t增加至2kg/t時(shí)，金浸出率從84.71%提高到89.80%，銀浸出率增幅較小;繼續(xù)增加氰化鈉用量，金、銀浸出率增幅較小。綜合考慮，氰化鈉用量選擇2kg/t為宜。

2.3.3充氣量

有研究表明，在浸出過(guò)程中，氰化鈉和氧氣的理想濃度比為6∶1，氧在水溶液中的溶解度大約為8mg/L，因此CN -質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.03%時(shí)，金、銀的浸出速率取決于礦漿含氧量。在生產(chǎn)中，適宜的含氧量才能獲得較好的浸出指標(biāo)，且氰化鈉消耗量最低。一般情況下，采用外加壓縮空氣的方式增加礦漿含氧量。在磨礦細(xì)度-0.025mm占70%，液固比2∶1，石灰調(diào)節(jié)pH=10～11，氰化鈉用量2kg/t，浸出時(shí)間30h的條件下，進(jìn)行充氣量試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表11。

由表11可知：隨著充氣量的增加，金、銀浸出率逐漸增大;從不充氣到充氣量為0.2m 3/（m 3·h）時(shí)，金浸出率從63.73%提高到88.04%、銀浸出率從23.62%提高到42.13%，金、銀浸出率增幅較大。繼續(xù)增加充氣量，金、銀浸出率稍有提高后趨于穩(wěn)定。綜合考慮，充氣量選擇0.3m 3/（m 3·h）為宜，金浸出率89.61%、銀浸出率43.74%。

2.3.4浸出時(shí)間

合理的浸出時(shí)間既能保證金、銀浸出率，也能降低生產(chǎn)成本。在磨礦細(xì)度-0.025mm占70%，液固比2∶1，石灰調(diào)節(jié)pH=10～11，氰化鈉用量2kg/t，充氣量0.3m 3/（m 3·h）的條件下，進(jìn)行浸出時(shí)間試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表12。

由表12可知：隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng)，金、銀浸出率逐漸升高;當(dāng)浸出時(shí)間達(dá)到30h時(shí)，金浸出率89.61%、銀浸出率43.35%;繼續(xù)延長(zhǎng)浸出時(shí)間，金、銀浸出率增幅不大，趨于穩(wěn)定。綜合考慮，金、銀氰化浸出時(shí)間選擇30h為宜。后續(xù)綜合試驗(yàn)金浸出率89.61%、銀浸出率43.74%，金、銀浸出率較為穩(wěn)定，表明選擇的酸浸渣氰化浸出工藝條件較為可靠。

綜上所述，采用該方法可獲得較好的金、銀浸出率、硫酸回收率及品質(zhì)良好的鐵精礦，也可再進(jìn)一步回收酸浸液中的有價(jià)元素。在最佳工藝條件下，獲得了較好指標(biāo)：焙燒段，硫回收率97.57%;燒渣除雜段，銅浸出率66.45%、硫浸出率88.28%、砷浸出率50.70%，酸浸液含銅1.15g/L、硫9.12g/L、砷0.80g/L，酸浸渣金品位5.10g/t、銀品位20.53g/t、鐵品位65.58%;浸出段，金浸出率89.61%、銀浸出率43.74%。

3結(jié)論

1）采用沸騰爐焙燒處理某含金銀銅復(fù)雜硫精礦，綜合回收效果較好。在適宜的焙燒溫度條件下，由于物料顆粒松散懸浮，顆粒之間接觸率低，同時(shí)焙燒時(shí)間短，體積迅速膨脹，顆粒直徑變大，燒渣顆粒內(nèi)部孔隙多，除硫率高，提高了后續(xù)除雜及金、銀浸出的效果。

2）酸浸作業(yè)對(duì)提高燒渣品質(zhì)及金、銀回收率極為重要，其可將燒渣鐵品位提高3%～4%，且大大降低了有害雜質(zhì)的含量，為燒渣的利用創(chuàng)造了條件;同時(shí)，降低了金、銀浸出的藥劑消耗量，提高了金、銀浸出率。此外，酸浸液含銅1.15g/L、硫9.12g/L、砷0.80g/L，可進(jìn)一步回收。

3）在最佳工藝條件下，焙燒段，硫回收率97.57%;燒渣除雜段，銅浸出率66.45%、硫浸出率88.28%、砷浸出率50.70%，酸浸渣金品位5.10g/t、銀品位20.53g/t、鐵品位65.58%;浸出段，金浸出率89.61%、銀浸出率43.74%，指標(biāo)較好。

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Abstract：Thepapertakesasulfurconcentratecontaininggold，silverandcopperastheresearchsubject，studiesthejointflowsheetofboilingfurnaceroasting-acidleaching-cyanidationleaching，investigatestheoperationssuchasroasting，impurityremovalfromcalcines，andgoldandsilverleaching.Theresultsshowthatthejointflowsheetofboilingfurnaceroasting-acidleaching-cyanidationleachingcancomprehensivelyrecovereachvaluableelement;underoptimalprocessparameters，sulfurrecoveryratebyroastingis97.57%，copperleachingratebyacidleachingis66.45%，sulfurleachingrateis88.28%，arsenicleachingrateis50.70%，goldleachingratebycyanidationleachingis89.61%，silverleachingrateis43.74%;goldgradeinacidleachingresidueis5.10g/t，silvergradeis20.53g/t，irongradeis65.58%，theindexisgood;acidleachingsolutioncanbeusedtofurtherrecovervaluableelements.

Keywords：sulfurconcentrate;roasting;acidleaching;cyanidation;comprehensiverecovery