甘氨酸在含銅金礦石氰化浸出工藝中的應(yīng)用及研究

王 虎 秦貞軍 石寶興 胡彥瑞

（青海昆侖黃金有限公司）

近一個世紀(jì)以來，氰化法提金工藝是主要的黃金生產(chǎn)工藝，其具有金回收率高、工藝穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低及對各種礦石適應(yīng)性強等優(yōu)點［1］，但氰化鈉屬劇毒物質(zhì)，易對環(huán)境造成污染。由于近年來黃金行業(yè)的長足發(fā)展，易選冶礦石日益枯竭，部分難處理礦石的工藝研究已提上日程。氰化物雖是提取金的最佳試劑，但其不具有選擇性，在金浸出過程中，礦石中的其他金屬礦物也可以溶解在氰化物溶液中，這些賤金屬的溶解會干擾金的浸出率，增加氰化鈉單耗［2］。含銅金礦石的氰化浸出，由于銅的存在，氰化鈉耗量大幅升高，不僅影響金的回收率，也使直接氰化法變得不再經(jīng)濟。在堿性水溶液中，甘氨酸對銅具有較強的絡(luò)合能力，其絡(luò)合機理與氰化物相似。在含銅金礦石的氰化浸出過程中，添加氨基酸作為助浸劑，與氰化物形成協(xié)同作用，能夠有效降低氰化物的消耗，提高金回收率。

1 研究背景

氰化法提金中賤金屬氰化物或其配氰絡(luò)合物的生成是引起氰化物大量消耗及金浸出率降低的主要原因，其中含銅金礦石是常見的難處理資源。銅礦物的存在對氰化工藝指標(biāo)的影響更為顯著，主要原因是采用傳統(tǒng)氰化法提金工藝時，銅礦物能夠與氰化溶液積極作用，除硅孔雀石、黃銅礦外，幾乎所有的銅礦物都能快速與氰化物溶液反應(yīng)，生成銅氰絡(luò)合物，造成氰化物的大量消耗，同時降低金的溶解速率。

銅礦物在充氣的氰化物溶液中的反應(yīng)與貴金屬的溶解相似，銅以絡(luò)合陰離子的形式轉(zhuǎn)入溶液中，生成銅氰絡(luò)合物。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式（1），1 kg 易溶解銅至少消耗2.3 kg氰化鈉。

在處理高銅含金礦石時，主要采取2 種方法：①金、銅分步提取工藝主要有硫酸浸銅—氰化浸金、生物浸出以及加壓浸出等工藝；②選擇性浸金工藝主要有硫代硫酸鹽法、硫脲法等非氰提金工藝以及氨氰工藝【3】。其中，氨氰提金工藝被認(rèn)為是處理高銅金礦石的有效方法，但在實際應(yīng)用過程中，由于氨的揮發(fā)，會造成環(huán)境污染問題【4-6】。因此，尋找一種含銅金礦石的浸出方法，對于減少氰化物的消耗及保持金的回收率至關(guān)重要。

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，在銅CMP（化學(xué)機械平面化）工藝中經(jīng)常用氨基酸作為金屬絡(luò)合劑，說明氨基酸對銅離子具有一定的絡(luò)合能力；同時在金屬礦床的成礦過程中，脂肪酸、腐殖酸以及氨基酸對成礦物質(zhì)的遷移具有較大的作用【7-8】。鑒于氨基酸同時對金、銅均有較強的絡(luò)合能力，可考慮作為處理含金礦石的一種助浸劑。氨基酸是自然界中廣泛存在的有機酸，其中甘氨酸是簡單、便宜的氨基酸之一，同時易在大多數(shù)生物體中代謝，是一種環(huán)境友好型試劑，因此選取甘氨酸作為此次試驗的試劑。

2 探索試驗

2.1 甘氨酸的作用機理

甘氨酸分子式為H2NCH2COOH，易溶于水，其在水溶液中能以H2NCH2COO-的形式存在。在堿性水溶液中能與Au 形成絡(luò)合離子Au(H2NCH2COO)-2，反應(yīng)方程式為甘 氨 酸 與Cu（Ⅰ）、Cu（Ⅱ）分 別 絡(luò) 合 為

Cu(H2NCH2COO)-2、Cu(H2NCH2COO)2，反 應(yīng) 方 程 式為

在甘氨酸的堿性水溶液中，甘氨酸與Au、Cu 的絡(luò)合機理相似，該試驗選取部分含銅金礦石作為試驗原料，添加甘氨酸作為助浸劑，與氰化鈉浸出形成協(xié)同浸出作用，探索甘氨酸對含銅金礦石氰化浸出的工藝指標(biāo)影響。

2.2 不同種類礦石試驗

試驗選取硫化礦（1#）和氧化礦（2#）2 種含銅金礦石進(jìn)行甘氨酸添加效果試驗，其化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1、表2。

表1 1#試樣多元素分析結(jié)果%

表2 2#試樣多元素分析結(jié)果%

2種不同種類的礦樣每份試樣取800 g，分別磨礦至-0.037 mm 粒級含量大于93%進(jìn)行浸出試驗，浸出濃度30%，浸出時間72 h，礦漿保持氰化鈉濃度7‰；其中1 份添加甘氨酸，用量5 kg/t，另1 份不添加甘氨酸作為對比試驗，試驗結(jié)果見表3、表4。

表3 1#試樣浸出試驗結(jié)果

表4 2#試樣浸出試驗結(jié)果

由表3、表4 可知，添加5 kg/t 的甘氨酸對含銅金礦石的氰化浸出指標(biāo)具有積極的促進(jìn)作用；1#硫化礦樣品金浸出率提高了0.83 個百分點，氰化鈉單耗下降了46.4%；2#氧化礦樣品金浸出率提高了16.22個百分點，氰化鈉單耗降低了14.9%。

由上述試驗結(jié)果可知，甘氨酸對硫化礦和氧化礦的作用方式并不完全相同，在硫化礦試驗組中，銅浸出率有了較大幅度的下降，從而也降低了氰化鈉的單耗；在氧化礦試驗組中，銅浸出率并沒有出現(xiàn)明顯的下降，氰化鈉單耗降低了14.9%，但2組試驗中金的浸出率均有不同幅度的上升，2#氧化礦樣品的提升幅度尤為明顯。2#樣品的銅品位較高，銅浸出率也較高，在浸出過程中消耗了大量的氰化物，造成浸出過程中游離氰化物濃度較低，影響了金的浸出速率。添加甘氨酸后，甘氨酸一是可與一部分銅或亞銅離子結(jié)合生成甘氨酸銅絡(luò)合離子，二是可與部分金反應(yīng)形成絡(luò)合離子，三是可能與CuCN 反應(yīng)釋放部分氰，消除了金表面CuCN 薄膜的影響，間接提高了礦漿中氰化物的濃度。

2.3 甘氨酸用量試驗

在含銅金礦石的氰化浸出過程中，添加甘氨酸對各項工藝指標(biāo)均有促進(jìn)作用。為此，進(jìn)行甘氨酸用量試驗，探索不同用量對工藝指標(biāo)的影響。1#、2#樣品各取3 份，固定磨礦細(xì)度、浸出濃度、浸出時間、礦漿氰化鈉濃度等試驗條件，分別添加甘氨酸5，10，15 kg/t進(jìn)行對比試驗，試驗結(jié)果見表5、表6。

表5 1#試樣甘氨酸用量試驗結(jié)果

表6 2#試樣甘氨酸用量試驗結(jié)果

由表5、表6 可知，甘氨酸用量由5 kg/t 增加到15 kg/t，金浸出率并沒有明顯提升，但銅浸出率有所增加，從而導(dǎo)致了氰化鈉單耗也隨之上升，可能是由于礦漿中甘氨酸濃度的提高，有助于銅礦物的溶解，因此甘氨酸用量5 kg/t為宜。

3 結(jié) 語

（1）該探索性試驗為含銅金礦石的氰化浸出工藝提供了一種新思路，甘氨酸能夠有效改善含銅金礦石氰化浸出工藝指標(biāo)，在提升金回收率的同時，能夠有效降低氰化鈉的單耗，經(jīng)濟效益及環(huán)境效益顯著。

（2）甘氨酸是一種對環(huán)境無害的試劑，目前已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，并且價格相對便宜，易溶于水，其溶液的穩(wěn)定性高，易在大多數(shù)活生物體中代謝，符合企業(yè)綠色發(fā)展的理念，且綜合效益顯著。