含金焙砂浸出提金試驗研究

汪 勇，鄭仁軍，劉志斌

(1.昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院; 2.云南黃金礦業(yè)集團股份有限公司)

引 言

黃金是中國戰(zhàn)略金屬之一。2020年國內(nèi)原料黃金產(chǎn)量為365.34 t，連續(xù)14年位居全球第一。然而，隨著金礦資源的逐年開發(fā)，易處理金礦資源日益枯竭，復(fù)雜難處理金礦資源已成為中國黃金工業(yè)生產(chǎn)的主要原料來源[1]。被硫鐵礦包裹的金是難選金的典型代表，由于長期以來缺少針對性強的選冶提金技術(shù)，包裹金與浸金劑無法有效接觸[2]，即使細磨也不能獲得理想的金浸出率。通常需要預(yù)處理才能有效提高金浸出率[3]，預(yù)處理方法主要有焙燒氧化法、加壓氧化法、生物氧化法等[4-6]。焙燒氧化法是處理含金硫鐵礦最常用的方法，通過對硫鐵礦進行氧化焙燒，將硫鐵礦包裹打開，讓微細粒包裹金充分暴露，保證微細粒金與浸金劑充分接觸，從而提高金浸出率[7-8]。

氰化提金具有指標穩(wěn)定、浸金效果好等優(yōu)點，在黃金提取中占據(jù)重要地位。但是，氰化物劇毒，在運輸、使用、管理方面十分嚴格，尾礦中殘余氰化物也嚴重危害環(huán)境。隨著國家對環(huán)保的重視及人們環(huán)保意識的增強，減少甚至取代氰化物浸金成為當今研究熱點之一。為此，研究人員開發(fā)了硫氰酸鹽法、鹵化法、硫脲法、硫代硫酸鹽法等提金方法，與傳統(tǒng)氰化提金相比，這些方法具有環(huán)保優(yōu)勢。本文選擇云南某載金硫鐵礦焙燒處理后的焙砂為研究對象，從礦物學(xué)研究出發(fā)，采用新型低毒浸金劑KJ-1進行焙砂金銀浸出試驗研究，通過條件優(yōu)化與對比，確定合適的浸出工藝參數(shù)，為該類資源的高效利用提供技術(shù)依據(jù)。

1 焙砂性質(zhì)及試驗方法

1.1 化學(xué)成分

云南某載金硫鐵礦焙燒處理后的焙砂主要化學(xué)成分分析結(jié)果見表1。

表1 焙砂主要化學(xué)成分分析結(jié)果

由表1可知：焙砂中金、銀品位分別為3.90 g/t和44.32 g/t，TFe品位達到61.88 %，具有較高的綜合回收價值。

1.2 金物相分析

對焙砂中的金進行物相分析，結(jié)果見表2。由表2可知：焙砂中金主要以裸露/半裸露金形式存在，分布率為66.16 %，另有29.74 %的金被鐵礦物包裹。從金物相分布特點來看，濕法浸出提金是可行的。

表2 金物相分析結(jié)果

1.3 主要物質(zhì)組成

采用偏光顯微鏡對焙砂中主要物質(zhì)組成及分布特征進行檢測，結(jié)果見圖1。

由圖1可知：焙砂中主要物質(zhì)組成為磁黃鐵礦和菱鐵礦(見圖1-a)，偏光顯微鏡下大部分呈不規(guī)則狀，表面孔隙發(fā)育，主要呈單體分布；焙砂表面形貌相對粗糙(見圖1-b)。

圖1 金嵌布特征及焙砂形貌

1.4 焙砂粒度篩析

焙砂粒度組成及金在各粒級中的分布情況見表3。

表3 焙砂粒度組成及金在各粒級中的分布情況

由表3可知：焙砂粒度較細，-0.074 mm產(chǎn)率高達85.58 %，呈現(xiàn)出粒度越細含金越高的特點。

1.5 試驗方法

工藝礦物學(xué)研究結(jié)果顯示，該焙砂中金主要以細粒、裸露/半裸露金形式存在，部分被鐵礦物包裹。因此，通過細磨使包裹的金充分解離，然后采用浸出法提金。在浸出過程中，需要重點關(guān)注磨礦細度、礦漿pH、浸金劑用量、攪拌強度和礦漿濃度等工藝參數(shù)對金浸出指標的影響，并盡可能使用低毒浸出試劑，減少環(huán)境污染。待浸出完成后，用真空泵過濾，清水洗滌，固液分離，濾餅烘干，測定濾餅中金含量，計算金浸出率。確定的原則工藝流程見圖2。

圖2 焙砂浸金原則工藝流程

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 浸金劑KJ-1用量

浸金劑用量是影響提金效果的關(guān)鍵因素之一，用量過大容易造成藥劑浪費且成本高，用量偏小則浸出不徹底，指標差且浪費資源。為此，首先考察了新型低毒浸金劑KJ-1用量對焙砂中金浸出的影響。固定試驗條件：磨礦細度-0.038 mm占93 %，石灰用量4 000 g/t，礦漿濃度33 %，浸出攪拌時間36 h。KJ-1 用量試驗結(jié)果見圖3。由圖3可知：在一定范圍內(nèi)提高KJ-1用量可以提高金浸出率，當其用量超過1 500 g/t時，金浸出率變化較小。因此，KJ-1適宜用量為1 500 g/t。

圖3 浸金劑KJ-1用量試驗結(jié)果

2.2 浸金劑KJ-1與氰化鈉浸出效果對比

氰化鈉雖然是傳統(tǒng)和有效的浸金試劑，但其存在環(huán)境污染嚴重、安全隱患大等不足，低毒、無毒的浸金劑具有廣闊的應(yīng)用前景。為進一步考察KJ-1的提金效果，將KJ-1與氰化鈉進行了對比，結(jié)果見圖4。

圖4 KJ-1與氰化鈉對比試驗結(jié)果

由圖4可知：在相同用量下，KJ-1與氰化鈉的金浸出率基本相當，表明KJ-1基本可以達到傳統(tǒng)氰化浸金的效果；但與氰化鈉相比，KJ-1毒性低，更有利于環(huán)境保護。因此，后續(xù)試驗浸金劑采用KJ-1。

2.3 磨礦細度

由于金的嵌布粒度較細，并且大部分為裸露/半裸露金及鐵礦物包裹金，因此考察了磨礦細度對金浸出指標的影響。固定試驗條件：礦漿濃度33 %，石灰用量4 000 g/t(保持礦漿pH值為12)，KJ-1用量1 500 g/t，浸出攪拌時間36 h。磨礦細度試驗結(jié)果見圖5。

圖5 磨礦細度試驗結(jié)果

由圖5可知：當磨礦細度從-0.038 mm占73 %提高至93 %時，金浸出率從74.87 %提高至85.90 %；繼續(xù)提高磨礦細度，金浸出率提高幅度較小，基本趨于穩(wěn)定。因此，確定磨礦細度-0.038 mm占93 %為宜。

2.4 石灰用量

在浸出提金過程中通過添加堿調(diào)整礦漿pH，使浸金劑能充分發(fā)揮活性，這類調(diào)整劑被稱為保護堿，常見的保護堿包括石灰、苛性鈉和苛性鉀等，其中石灰來源廣泛，經(jīng)濟有效?；诖?，考察了石灰用量對金浸出指標的影響。固定試驗條件：磨礦細度-0.038 mm 占93 %，礦漿濃度33 %，KJ-1用量1 500 g/t，浸出攪拌時間36 h。石灰用量試驗結(jié)果見圖6。

圖6 石灰用量試驗結(jié)果

由圖6可知：使用石灰作為浸金的保護堿，在一定范圍內(nèi)增加石灰用量有利于提高金浸出率；當石灰用量超過4 000 g/t(pH值為11.5)時，金浸出率降低，表明石灰在適宜的礦漿pH環(huán)境下可以使金有效浸出。因此，適宜的石灰用量為4 000 g/t。

2.5 過氧化氫用量

浸金是氧化還原過程，溶液中氧含量高有助于提高金浸出率，過氧化氫是常用的助浸劑，可以提高溶液中氧濃度。試驗考察了過氧化氫用量對金浸出指標的影響。固定試驗條件：磨礦細度-0.038 mm占93 %，石灰用量4 000 g/t，KJ-1用量1 500 g/t，礦漿濃度33 %，浸出攪拌時間36 h。過氧化氫用量試驗結(jié)果見圖7。

圖7 過氧化氫用量試驗結(jié)果

由圖7可知：當過氧化氫用量從0增加至200 g/t時，金浸出率從79.74 %增加至約86.00 %；繼續(xù)增加過氧化氫用量，金浸出率趨于穩(wěn)定。因此，適宜的過氧化氫用量為200 g/t。

2.6 礦漿濃度

礦漿濃度的大小會影響浸出過程的擴散傳質(zhì)和處理能力。礦漿濃度太低礦漿黏性強，不利于浸金劑與礦物顆粒接觸，且處理能力降低；礦漿濃度過高會給后續(xù)處理工藝增加負擔(dān)。試驗考察了礦漿濃度對金浸出指標的影響。固定試驗條件：磨礦細度-0.038 mm占93 %，石灰用量4 000 g/t，KJ-1用量1 500 g/t，過氧化氫用量200 g/t，浸出攪拌時間36 h。礦漿濃度試驗結(jié)果見圖8。

圖8 礦漿濃度試驗結(jié)果

由圖8可知：礦漿濃度對金浸出率的影響不大，考慮工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用，建議礦漿濃度控制在33 %～40 %為宜。

2.7 穩(wěn)定試驗

在條件試驗的基礎(chǔ)上，開展了浸出穩(wěn)定試驗。試驗流程見圖9，試驗結(jié)果見表4。

圖9 焙砂浸出穩(wěn)定試驗流程

表4 焙砂浸出穩(wěn)定試驗結(jié)果

由表4可知：金、銀的浸出率分別達到86.15 %和76.73 %，實現(xiàn)了焙砂中金、銀的較好回收。

3 結(jié) 論

1)云南某載金硫鐵礦焙燒后獲得的焙砂金品位3.90 g/t、銀品位44.32 g/t，金主要以裸露/半裸露金形式存在。使用新型低毒浸金劑KJ-1，可以使焙砂中金、銀的浸出率分別達到86.15 %和76.73 %。

2)新型低毒浸金劑KJ-1的浸金效果與傳統(tǒng)浸金劑氰化鈉浸金效果相當，但其毒性低，更有利于環(huán)境保護。

3)由于焙砂中金多被包裹，適當提高磨礦細度有利于提高金浸出率。