含碳微細粒難處理復(fù)雜金礦中金的回收

周光浪 周東云

(云南黃金礦業(yè)集團股份有限公司，昆明 650200)

隨著易處理金礦的不斷開采，易浸金礦資源越來越少，今后難處理金礦石將成為重要的新資源，據(jù)統(tǒng)計，目前全球至少有1/3以上的金產(chǎn)自于難處理金礦，而對難處理金礦資源的高效利用問題早已成為制約可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)難題之一。因此，加強難處理金礦石的研究，突破其技術(shù)“瓶頸”，對提高資源的綜合回收率具有極其重要的意義[1-3]。

通過對某金礦石的性質(zhì)研究表明，該礦石屬于高碳含砷超顯微包裹體的多重難浸金礦石，采用常規(guī)的全泥氰化提金工藝，金的浸出率僅有14.10%，其主要原因為礦石中金是黃鐵礦、毒砂的微細粒包裹體，氰化液很難有效接觸金，且含碳較高會產(chǎn)生“劫金”效應(yīng)所致。為解決該技術(shù)難題，優(yōu)先采用了分段磨礦脫碳預(yù)處理再細磨浮金的工藝流程進行金的回收試驗研究[4-6]，但結(jié)果表明，采用該工藝對金的回收仍不理想，其原因主要為采用細磨也很難使金得到有效解離，及細磨后惡化了金浮選的效果。結(jié)合礦石的性質(zhì)特性分析，要提高對金的回收，關(guān)鍵在于解決碳和包裹體的問題，因此，進一步開展了氧化焙燒預(yù)處理探索試驗研究[7-8]，同時為給氰化創(chuàng)造有利條件，并對焙砂再進行二次預(yù)處理。最終礦石通過細磨氧化焙燒—水洗堿浸除雜—氰化提金的聯(lián)合工藝處理后，使金的浸出率達到了87.82%，并對碳、砷、硫等有害元素進行了較好的脫除。通過此次試驗研究，以期對高碳含砷超顯微包裹體的難處理金礦石選礦研究有所裨益，對提高金礦資源的綜合利用率和我國選金行業(yè)的發(fā)展有所幫助。

1 原礦性質(zhì)

該礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦、毒砂，其次為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、銳鈦礦，少量輝鉬礦、褐鐵礦、赤鐵礦、輝砷鎳礦；脈石礦物主要有石英、白云母、鉀長石、高嶺石、白云石、有機碳。有價元素主要為Au，含量為1.56 g/t，有害元素主要為C、As，含量分別為2.19%、0.49%，原礦主要化學成分分析結(jié)果見表1。

表1 原礦主要化學成分分析結(jié)果

黃鐵礦和毒砂為金的主要載體礦物，金是以超顯微包裹體的形式賦存于其中。黃鐵礦的粒度總體較細，6.8 μm以上各粒級分布較均勻，主要粒徑范圍在4.8～50 μm(粒級累計分布率達到99.08%)。毒砂的粒度總體也很細，主要粒徑范圍在4.8～19 μm(粒級累計分布率達到87.97%)，常以包裹形式嵌布于其他礦物中。黃鐵礦、毒砂的共生關(guān)系較為復(fù)雜，黃鐵礦連生體主要與石英、白云母、毒砂、白云石等連生或共生，毒砂連生體主要與石英、白云母、黃鐵礦、白云石等連生或共生。

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 常規(guī)氰化浸出試驗

為探索該礦石采用常規(guī)氰化浸出的方法對金的可回收情況，在氰化鈉單耗為4 kg/t、浸出時間為48 h的條件下，開展了不同磨礦細度下的氰化浸出試驗[9]，試驗結(jié)果見表2。

表2 礦石氰化浸出磨礦細度試驗結(jié)果

從表2可以看出，該礦石即使在磨礦細度為-0.043 mm占95%的條件下，金的浸出率也僅有14.10%，表明這種含碳嵌布粒度極細的含金礦石，采用常規(guī)的氰化浸出工藝很難對金進行有效回收。

2.2 碳浮選試驗

結(jié)合礦石性質(zhì)分析，為提高對金的回收，首先需進行脫碳預(yù)處理，以降低碳對后續(xù)流程指標的影響，同時由于碳本身性脆，易過磨泥化，而對金的回收則需細磨以至載金礦物盡可能單體解離。因此，對回收碳和金的適宜磨礦細度應(yīng)分開考慮，以確保浮選金前盡可能提高脫碳的效果，為后續(xù)選金創(chuàng)造有利條件。為選擇碳浮選適宜的磨礦細度，開展了磨礦細度條件試驗，試驗工藝流程見圖1，試驗結(jié)果見圖2。

圖1 碳浮選試驗工藝流程

圖2 碳浮選磨礦細度試驗結(jié)果

從圖2可以看出，當磨礦細度在-0.074 mm的含量高于80%后，碳的回收率呈下降趨勢，表明粒度過細后碳的泥化現(xiàn)象對回收產(chǎn)生了一定影響。因此，綜合考慮，碳浮選的磨礦細度選擇-0.074 mm含量占80%較適宜。

2.3 金浮選試驗

根據(jù)礦石的嵌布特性，對浮碳尾礦采用浮選工藝來分選黃鐵礦、毒砂等載金礦物，從而回收礦石中的金[10-12]。針對金的浮選，主要開展了礦石再磨細度、藥劑種類及用量等探索試驗，試驗工藝原則流程如圖3所示。

圖3 金浮選條件試驗工藝原則流程

2.3.1 磨礦細度試驗

由于礦石中金的嵌布粒度較細，為使金礦物和脈石礦物盡可能的解離，從而提高對金的回收，對浮碳尾礦進行了再細磨浮選試驗，以硫酸銅作活化劑，MA-3和丁基銨黑藥作為捕收劑，開展了磨礦細度分別為-0.038 mm含量占60%、70%、80%、90%、95%的條件試驗，試驗結(jié)果見圖4。

圖4 金浮選磨礦細度試驗結(jié)果

從圖4可以看出，當?shù)V石的磨礦細度在-0.038 mm粒級的含量高于80%后，金的回收率有所降低，表明進一步提高磨礦細度，對于微細粒部分的金很難達到有效解離，且隨礦泥的增加，惡化了金浮選的效果。綜合考慮磨礦成本和金的回收等因素，磨礦細度選擇-0.038 mm含量占80%較適宜。

2.3.2 捕收劑試驗

相關(guān)研究資料表明，不同的藥劑在浮選過程中作用不同，針對復(fù)雜難選的礦石，采用混合藥劑比單一用藥效果好。為進一步提高金的回收率，在磨礦細度-0.038 mm含量占80%的條件下，以硫酸銅作活化劑，分別開展了MA-3、丁基黃藥與丁基銨黑藥組合使用的試驗，試驗結(jié)果見表3。

表3 金浮選捕收劑組合使用試驗結(jié)果

從表3可以看出，采用MA-3和丁基銨黑藥組合藥劑對金的回收率相對較高，為探索組合藥劑用量對金回收率的影響情況，分別開展了MA-3和丁基銨黑藥的用量試驗。在丁基銨黑藥用量為15 g/t的條件下，MA-3的用量對金回收率的影響情況見圖5。在MA-3用量為210 g/t的條件下，丁基銨黑藥的用量對金回收率的影響情況見圖6。

圖5 捕收劑MA-3用量試驗結(jié)果

圖6 捕收劑丁基銨黑藥用量試驗結(jié)果

從圖5和圖6可以看出，MA-3用量選擇210 g/t較適宜，且同時使用丁基銨黑藥可進一步提高對金的回收，但其用量過高時會影響精礦中金的品位，綜合考慮，MA-3和丁基銨黑藥組合的用量分別選擇210 g/t和15 g/t較適宜。

2.3.3 活化劑試驗

根據(jù)礦石性質(zhì)特性分析，采用硫酸銅作為黃鐵礦、毒砂的活化劑，同時探索采用硫化鈉作活化劑時對金回收的影響情況。硫酸銅、硫化鈉用量試驗結(jié)果見圖7。

圖7 活化劑用量試驗結(jié)果

從圖7可以看出，使用硫酸銅作活化劑有助于提高對金的回收，綜合考慮用量選擇150 g/t較適宜。硫化鈉的用量在0～300 g/t時，對金的回收率影響較小，且隨著用量的增加精礦中金的品位呈降低趨勢，因此，建議不使用硫化鈉。

2.4 浮選綜合條件試驗

結(jié)合礦石碳浮選、金浮選的各條件試驗情況，開展了綜合條件試驗，試驗工藝流程見圖8，試驗結(jié)果見表4。

圖8 綜合條件試驗流程

表4 綜合條件試驗結(jié)果

從表4可以看出，對礦石進行脫碳、細磨等方式處理后，對金進行浮選，最終可獲得金回收率為51.82%的指標。

2.5 焙燒—氰化提金試驗

該礦石通過脫碳預(yù)處理再進行金的浮選，雖可提高礦石中金的回收率，但對金的回收效果仍不太理想。為進一步探索提高金回收率的有效方法，開展了焙燒—氰化提金試驗。

采用氧化焙燒的方法對礦石進行預(yù)處理，對硫化物中的硫、砷等物質(zhì)進行脫除，使碳物質(zhì)氧化失去活性，從而產(chǎn)生疏松多孔的焙砂，使在磨礦條件下很難解離的微細粒部分包裹金裸露，氰化鈉便可滲入其中進行金的浸出，這樣就有效地解決了含碳和包裹金影響金回收的技術(shù)難題[13-15]。同時為了給金的氰化浸出創(chuàng)造有利條件，再次對焙砂進行了水洗、堿浸預(yù)處理，進一步脫除有害雜質(zhì)元素，降低氰化過程中藥劑的用量。

由于礦石中金的嵌布粒度較細，試驗過程中首先對礦石進行細磨，然后再進行氧化焙燒和氰化浸出，其試驗工藝流程見圖9。

圖9 “焙燒—水洗—氰化”提金試驗流程

2.5.1 焙燒溫度試驗

焙燒過程中溫度過低或過高會造成礦石欠燒或過燒，從而影響對金的有效回收，為選擇適宜的焙燒溫度，開展了礦石的焙燒溫度條件試驗，試驗結(jié)果見圖10。

圖10 焙燒溫度對金浸出率的影響

從圖10可以看出，當焙燒溫度高于700 ℃后，金的浸出率下降。因此，礦石焙燒的溫度選擇700 ℃較適宜。

2.5.2 焙燒時間試驗

為選擇適宜的焙燒時間，確保焙砂的質(zhì)量，為后續(xù)金氰化創(chuàng)造有利條件，開展了焙燒時間條件試驗，試驗結(jié)果見圖11。

圖11 焙燒時間對金浸出率的影響

從圖11可以看出，當焙燒時間高于1.5 h后，金的浸出率下降。因此，礦石焙燒的時間選擇1.5 h較適宜。

2.5.3 水洗礦漿濃度試驗

為進一步脫出焙砂中殘留的S、As等雜質(zhì)，減少氰化過程中石灰、氰化鈉等藥劑的消耗，開展了水洗礦漿濃度對雜質(zhì)脫除的影響試驗，試驗結(jié)果見圖12。

圖12 水洗礦漿濃度對雜質(zhì)脫除的影響

從圖12可以看出，低礦漿濃度對焙砂水洗脫雜的效果相對較好，當?shù)V漿濃度高于30%后，雜質(zhì)脫除率下降幅度增大，綜合考慮，焙砂水洗的礦漿濃度選擇30%較適宜。

2.5.4 氰化鈉用量試驗

為探索氰化過程中氰化鈉對金浸出的影響情況，開展了氰化鈉用量試驗，試驗結(jié)果見圖13。

圖13 氰化鈉用量試驗

從圖13可以看出，當氰化鈉單耗高于2 kg/t后，焙砂中金的浸出率變化較小，綜合考慮，焙砂氰化浸出時氰化鈉的單耗選擇2 kg/t較適宜。

2.5.5 氰化浸出時間試驗

為探索氰化過程中浸出時間對金浸出的影響情況，開展了浸出時間條件試驗，試驗結(jié)果見圖14。從圖14可以看出，當浸出時間高于24 h后，焙砂中金的浸出率變化較小，綜合考慮，焙砂氰化浸出的時間選擇24 h較適宜。

圖14 氰化浸出時間試驗

2.5.6 綜合條件試驗

結(jié)合礦石焙燒、水洗、氰化選擇的較佳試驗參數(shù)，開展了礦石“焙燒—水洗—氰化浸出”綜合條件試驗，試驗結(jié)果見表5。

表5 綜合條件試驗結(jié)果

通過對礦石進行焙燒預(yù)處理后，金的浸出率得到大幅提升，金的浸出率可達87.82%，使礦石中的金得到有效回收。

3 結(jié)論

1)該礦石有價元素主要為Au，含量為1.56 g/t，有害元素主要為C、As，含量分別為2.19%、0.49%。金的主要載體礦物是黃鐵礦和毒砂，以超顯微包裹體的形式存在，且整體嵌布粒度較細，共生關(guān)系較為復(fù)雜。

2)受含碳和包裹金的影響，礦石采用常規(guī)的氰化提金工藝，在磨礦細度為-0.043 mm含量占95%的條件下，金的浸出率只有14.10%。通過優(yōu)先浮碳再細磨浮金的工藝，金的回收率也僅有51.82%，表明脫碳處理雖可降低碳帶來的影響，但對包裹金的有效解離和細磨以后對金的回收還是存在很大的難題。

3)試驗結(jié)果表明，針對該類型礦石，采用細磨氧化焙燒預(yù)處理的方法可有效解決含碳和包裹金影響的問題。將礦石磨至-0.038 mm含量占80%，在700 ℃的溫度下，經(jīng)1.5 h焙燒后，再通過“水洗—堿浸—氰化”的工藝處理，最終金的浸出率可達87.82%，從而使礦石中的金得到較好的回收。