某含金銀磁鐵精礦選礦試驗研究*

楊炤鋒，莊世明，代生權(quán)，殷燕林

（鶴慶北衙礦業(yè)有限公司，云南 大理 671507）

目前氰化物法是國內(nèi)外處理金礦的最主要方法，金在氰化物中的溶解本質(zhì)上是個電化學(xué)腐蝕過程，根據(jù)擴散理論，金浸入氰化物溶液時，金的表面立刻溶解，金的表面便立刻溶解，金失去電子以金氰絡(luò)離子狀太進入溶液，并在金表面的溶液中形成一個飽和層。同時，金的溶解耗去了金表面附近溶液中的氧和氰化物，使其濃度急劇下降。金表面附近這層含有飽和金氰絡(luò)離子和低氧、低氰化物的溶液層被稱之為能斯特界面層。界面層中飽和的金氰絡(luò)合離子逐漸向溶液內(nèi)部擴散，同時，溶液中的氧和氰化物也向界面層內(nèi)擴散，界面層內(nèi)本已飽和的金氰絡(luò)合離子濃度下降，而消耗了的氧和氰化物又得到補充，金又進一步溶解。金的溶解過程就是這樣逐漸進行的。

氰化物具有溶金能力強、穩(wěn)定性高、價格低廉等其它浸出藥劑不可比擬的優(yōu)勢，且浸金工藝、設(shè)備、管理和操作都相對成熟。但是，氰化物有劇毒，浸出后的尾渣污染環(huán)境，且較難處理。此外，氰化尾渣中往往含有大量有價金屬元素未得到有效利用，造成了資源嚴(yán)重浪費。因此，對氰化尾渣進行處理并回收有價金屬元素具有重要現(xiàn)實意義[1]。近年來，因受國際市場行情影響，金、銀等貴金屬產(chǎn)品價格處于高位，為進一步提升企業(yè)經(jīng)濟效益，越來越多的礦山企業(yè)開展了各種礦產(chǎn)品及含金物料中金、銀回收工作，取得了一定的工作成效。云南某礦山浮選尾礦磁選后的磁鐵精礦中金品位大約在1 g/t、銀品位大約在（3～5） g/t，為有效回收磁鐵精礦中貴金屬，前期采用添加氰化物直接浸出方法，金、銀浸出率較低，大約在50%～60%左右，研究系統(tǒng)性的開展氰化條件試驗，創(chuàng)新性的加入硝酸鉛活化劑，金浸出率得到大幅提升，為該磁鐵精礦的開發(fā)利用提供了技術(shù)依據(jù)。

1 礦石性質(zhì)

1.1 原礦化學(xué)多元素分析

由原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果可見，原礦含TFe 60.18%，Au 1.03 g/t，Ag 5.42 g/t，P 0.02%，S 0.69%，S含量相對較高，浸出過程中對指標(biāo)有一定影響。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果Tab.1 Multi-element chemical analysis results of raw ore%

1.2 原礦金、銀物相分析

對原礦中金、銀進行了物相分析，物相分析結(jié)果分別見表2、表3。

表2 原礦金的物相分析結(jié)果Tab.2 Analysis results of gold phase in raw ore

表3 原礦銀的物相分析結(jié)果Tab.3 Analysis results of silver phase in raw ore

由表2原礦金的物相分析結(jié)果可見，原礦中硫化物中金占1.94%，磁性鐵礦物中金占70.68%，弱磁性鐵礦物中金占14.17%，其他礦物包裹金占13.20%，金主要與含鐵礦物相關(guān)，且主要分布于磁性鐵礦物中。

由表3原礦銀的物相分析結(jié)果可見，硫化物中銀占4.61%，磁性鐵礦物中銀占18.34%，弱磁性鐵礦物中銀占44.59%，其他礦物包裹銀占32.45%，銀分布較分散。

2 選礦試驗研究

2.1 試驗方案確定

根據(jù)鐵精礦多元素分析結(jié)果可知，鐵精礦中可回收金屬主要為金、銀，鐵精礦已達(dá)到銷售要求，但原礦中硫品位0.69%，含量相對較高，對浸出過程中造成不利影響，需考慮，此次試驗研究重點開展針對該鐵精礦細(xì)致的條件試驗，根據(jù)條件試驗結(jié)果開展穩(wěn)定試驗。

2.2 浸出試驗研究

2.2.1 試驗流程圖

鐵精礦浸出試驗流程如圖1所示。

圖1 浸出試驗流程Fig.1 Leaching test flow

2.2.2 磨礦細(xì)度

磨礦細(xì)度是氰化過程中一個重要指標(biāo)，金粒越大，其與氰化溶液接觸的比表面積越小，溶解速度越慢，在生產(chǎn)過程中，一般將礦物磨礦到一定的細(xì)度后，不但可以減少浸出時間還可提高金銀浸出率[2]。試驗條件：磨礦細(xì)度變化，氰化鈉用量3 kg/t，液固比3∶1，石灰pH值11，浸出時間36 h，攪拌轉(zhuǎn)速1 000 r/min，硝酸鉛用量300 g/t，試驗結(jié)果如圖2所示。

圖2 磨礦細(xì)度試驗結(jié)果Fig.2 Test results of grinding fineness

由磨礦細(xì)度試驗結(jié)果可見，隨著磨礦細(xì)度的提高，金、銀的浸出率提高，當(dāng)磨礦細(xì)度超過90.11%以后，金銀的浸出率提高幅度較小，綜合考慮，磁鐵精礦浸出磨礦細(xì)度以-0.038 mm占90.11%較合適。

2.2.3 氰化鈉用量

氰化物的濃度是決定金溶解速度的主要因素之一，在一定范圍內(nèi)，金的溶解速度隨溶液中氰化物濃度的增大而增加到最大值，以后則隨著氰化物濃度增大而緩慢上升，再繼續(xù)增大氰化物濃度，金的溶解速度反而略有下降[3]。試驗條件：磨礦細(xì)度-0.038 mm占90.11%，氰化鈉用量變化，液固比3∶1，石灰pH值11，浸出時間36 h，攪拌轉(zhuǎn)速1 000 r/min，硝酸鉛用量300 g/t，試驗結(jié)果如圖3所示。

圖3 氰化鈉用量試驗結(jié)果Tab.3 Sodium cyanide dosage test results

由氰化鈉用量試驗結(jié)果可見，隨著氰化鈉用量增加，金、銀的浸出率提高，當(dāng)氰化鈉用量超過3 kg/t給礦以后，金、銀的浸出率提高幅度較小，綜合考慮，氰化鈉用量以3 kg/t較合適。

2.2.4 液固比

礦漿濃度直接影響礦漿的粘度，從而影響氰根和氧氣在礦漿中的擴散速度，導(dǎo)致金的浸出受影響，低濃度礦漿有利于氰根和氧氣在礦漿中的擴散速度，但需增大浸出設(shè)備容積，藥劑用量也成倍增加，低濃度礦漿會對載金炭吸附造成重大影響，導(dǎo)致活性炭沉槽，影響金吸附效果，高難度礦漿不利于氰根和氧氣在礦漿中的擴散，攪拌困難，金浸出率下降，應(yīng)通過試驗確定合理的礦漿濃度[4-5]。試驗條件：磨礦細(xì)度-0.038 mm占90.11%，氰化鈉用量3 kg/t，液固比變化，石灰pH值11，浸出時間36 h，攪拌轉(zhuǎn)速1 000 r/min，硝酸鉛用量300 g/t，試驗結(jié)果如圖4所示。

圖4 液固比試驗結(jié)果Fig.4 Test results of liquid-solid ratio

由液固比試驗結(jié)果可見，在液固比2.3∶1至1∶1時，對金、銀的浸出率影響不大，在試驗中選用液固比為 3∶1。

2.2.5 pH值

石灰作為保護堿，一方面可以防止氰化物水解，另一方面可與礦漿中有害雜質(zhì)離子反應(yīng)，降低氰化物用量[6]。試驗條件：磨礦細(xì)度-0.038 mm占90.11%，氰化鈉用量3 kg/t，液固比3∶1，石灰pH值變化，浸出時間36 h，攪拌轉(zhuǎn)速1 000 r/min，硝酸鉛用量300 g/t，試驗結(jié)果如圖5所示。

圖5 pH值試驗結(jié)果Fig.5 Test results of pH value

由浸出 pH值試驗結(jié)果可見，隨著 pH值升高，金、銀、浸出率提高，當(dāng)pH值達(dá)到11以后，金、銀的浸出率提高幅度較小，綜合考慮，pH值以11較合適。

2.2.6 浸出時間

隨著浸出時間的延長，金的浸出率逐漸升高，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定的程度后，由于進的飽和溶液層厚度逐漸增大，浸出速度逐漸降低，直至為零[7]。試驗條件：磨礦細(xì)度-0.038 mm占90.11%，氰化鈉用量3 kg/t，液固比3∶1，石灰pH值11，浸出時間變化，攪拌轉(zhuǎn)速1 000 r/min，硝酸鉛用量300 g/t，試驗結(jié)果如圖6所示。

圖6 浸出時間試驗結(jié)果Fig.6 Test results of leaching time

由浸出時間試驗結(jié)果可見，隨著浸出時間延長，金、銀浸出率提高，當(dāng)浸出時間達(dá)到36 h以后，金銀的浸出率提高幅度較小，綜合考慮，浸出時間以36 h較合適。

2.2.7 攪拌轉(zhuǎn)速

攪拌有助于加速氰化物和氧氣的擴散，加快進的浸出速度[8]。試驗條件：磨礦細(xì)度-0.038 mm占90.11%，氰化鈉用量3 kg/t，液固比3∶1，石灰pH值11，浸出時間36 h，攪拌轉(zhuǎn)速變化，硝酸鉛用量300 g/t，試驗結(jié)果如圖7所示。

圖7 攪拌轉(zhuǎn)速試驗結(jié)果Fig.7 Test results of stirring speed

攪拌轉(zhuǎn)速試驗結(jié)果可見，攪拌轉(zhuǎn)速在（400～1 200） r/min，金、銀的浸出率升高，在試驗中選用1 000 r/min，此時金的浸出率為75.73%，銀的浸出率為50.74%。

2.2.8 硝酸鉛用量

在浸出過程中加入鉛鹽往往對浸出過程較為有利，硝酸鉛能提高金浸出率主要有以下幾方面原因：①鉛鹽的氧化電位為-0.126 V，大于氰化浸金所需要的最小電位-0.54 V，能夠滿足浸金過程的熱力學(xué)要求，因此鉛鹽在氰化浸金時能作為氧化劑氧化溶解金；②鉛鹽能夠強化金的溶解，并在金的表面形成AuPb、AuPb等物質(zhì)，這些物質(zhì)能夠在金的表面形成無數(shù)的微電池，通過原電池作用，促進金的溶解；③浸出過程中金的擴散速度與溫度密切相關(guān)，Pb2+與硫化礦物的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，可使礦漿溫度逐漸升高，有助于加速金的溶解；④鉛鹽可以消除不利于浸出的有害物質(zhì)的影響[9]。試驗條件：磨礦細(xì)度-0.038 mm占90.11%，氰化鈉用量3 kg/t，液固比3∶1，石灰pH值11，浸出時間36 h，攪拌轉(zhuǎn)速1 000 r/min，硝酸鉛用量變化，試驗結(jié)果如圖8所示。

圖8 硝酸鉛用量試驗結(jié)果Fig.8 Lead nitrate dosage test results

由硝酸鉛用量試驗結(jié)果可知，未添加硝酸鉛金、銀浸出率均較低，隨著硝酸鉛用量的增加，金、銀浸出率有一定幅度的提高，硝酸鉛用量為300 g/t時，金浸出率變化不大，綜合考慮，硝酸鉛用量選擇300 g/t。

2.2.9 驗證試驗

在磨礦細(xì)度-0.038 mm占90.11%，氰化鈉用量3 kg/t，液固比3∶1，石灰pH值11，浸出時間36 h，攪拌轉(zhuǎn)速1 000 r/min，硝酸鉛用量300 g/t條件下開展穩(wěn)定試驗，試驗結(jié)果如表4所示。

表4 穩(wěn)定試驗結(jié)果Tab.4 Stability test results

由穩(wěn)定試驗結(jié)果可知，金平均浸出率為75.76%，銀平均浸出率為50.74%，試驗結(jié)果較為理想。

3 結(jié)語

1） 原礦含TFe 60.18%、Au 1.03 g/t、Ag 5.42 g/t，其它元素含量相對較低；

2）原礦金的物相分析結(jié)果可見，原礦中硫化物中金占1.94%，磁性鐵礦物中金占70.68%，弱磁性鐵礦物中金占14.17%，其他礦物包裹金占13.20%，金主要與含鐵礦物相關(guān)，且主要分布于磁性鐵礦物中。原礦銀的物相分析結(jié)果可見，硫化物中銀占4.61%，磁性鐵礦物中銀占18.34%，弱磁性鐵礦物中銀占44.59%，其他礦物包裹銀占32.45%，銀分布較分散；

3） 在磨礦細(xì)度-0.038 mm占90.11%，氰化鈉用量3 kg/t，液固比3∶1，石灰pH值11，浸出時間36 h，攪拌轉(zhuǎn)速1 000 r/min，硝酸鉛用量300 g/t條件下，金平均浸出率為75.76%，銀平均浸出率為50.74%，試驗結(jié)果較為理想。