湖北某低品位含碳質(zhì)金礦堿性加壓預氧化—氰化浸出試驗研究

康健 姚澤鈺 胡良訓 汪岸 黃鵬 劉爽 朱丹

收稿日期：2024-01-02; 修回日期：2024-02-20

基金項目：湖北省自然科學基金項目（2023AFD208）

作者簡介：康? ?。?988—），男，工程師，研究方向為稀土稀有稀散元素選冶技術(shù)；E-mail：516447146@qq.com

*通信作者：劉? 爽（1981—），女，高級工程師，博士，研究方向為選礦工藝；E-mail：20214175@qq.com

摘要：湖北某尾礦金品位0.325 g/t，含碳0.49 %，屬典型低品位含碳質(zhì)金礦。工藝礦物學表明，礦石中主要礦物組成為石英、高嶺石和伊利石，79.59 %的碳質(zhì)分布于有機碳中。采用直接氰化浸出、表面鈍化—氰化浸出、競爭吸附—氰化浸出、化學氧化預處理—氰化浸出等浸出工藝，金浸出率均不足20 %。劫金性能試驗表明，該尾礦劫金指數(shù)為1.462 g/t，屬于中劫金類金礦，使用堿性加壓預氧化工藝能大大降低碳質(zhì)的劫金效應，提高氰化浸出金浸出率。在磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，氧分壓為1 000 kPa，液固比2∶1，氫氧化鈉用量為5 %，加壓預氧化時間為6 h，攪拌速度為200 r/min的條件下進行堿性加壓預氧化—氰化浸出，金浸出率達到64.15 %。

關(guān)鍵詞：難處理金礦；含碳質(zhì)金礦；加壓預氧化；劫金效應；氰化浸出

中圖分類號：TD953? TF803????????? 文章編號：1001-1277（2024）06-0037-04

文獻標志碼：Adoi：10.11792/hj20240608

引? 言

含碳質(zhì)金礦存在碳質(zhì)的劫金效應，屬典型難處理金礦石之一［1-5］。目前，國內(nèi)外處理該類礦石最常用的工藝仍為氧化焙燒—氰化浸出，該工藝對大部分含碳質(zhì)金礦具有較好的效果，但由于焙燒工藝的高能耗導致其在處理低品位含碳質(zhì)金礦方面存在一定的局限性［6-8］。

湖北某紅土型金礦尾礦金品位0.325 g/t，含碳0.49 %，為典型低品位含碳質(zhì)金礦，經(jīng)幾十年生產(chǎn)，尾礦資源量較大，具有一定的回收價值。采用直接氰化浸出工藝處理該尾礦，金浸出率不足10 %，浸出效果較差。采用表面鈍化—氰化浸出、競爭吸附—氰化浸出、化學氧化—氰化浸出、酸性加壓預處理—氰化浸出、堿性加壓預氧化—氰化浸出等工藝流程進行前期探索試驗，結(jié)果表明，前4種工藝金浸出率沒有明顯改善，基本不足20 %，而堿性加壓預氧化—氰化浸出工藝可以將金浸出率提升至50 %，改善較為明顯。因此，對堿性加壓預氧化—氰化浸出工藝進行試驗研究［9-11］。

1? 礦石性質(zhì)

1.1? 礦石化學成分及礦物組成

礦石化學成分分析結(jié)果見表1。礦石礦物組成主要為石英（54.41 %）、高嶺石（19.25 %）、伊利石（7.73 %）、綠泥石（2.31 %）、白云母（1.73 %）和方解石（0.75 %）等；金屬礦物主要有褐鐵礦（1.61 %）、赤鐵礦（0.66 %）、菱錳礦（0.98 %）、磁鐵礦（0.1 %）等。貴金屬主要為金，對礦石進行顯微鏡和掃描電鏡測試分析，均未發(fā)現(xiàn)可見金。

1.2? 碳物相分析

礦石碳物相分析結(jié)果見表2。

由表2可知：礦石中79.59 %的碳質(zhì)為有機碳，少量為無機碳。有機碳具有較強的吸附性，容易對金氰絡合物產(chǎn)生劫金效應［12］。

2? 試驗結(jié)果與討論

2.1? 劫金性能試驗

劫金指數(shù)（Preg-robbing Index，PRI）試驗［12］流程：取20 g礦石樣品，10 g礦石樣品中加入20 mL堿性氰化鈉溶液（0.1 %NaOH，0.3 %NaCN），攪拌速度100 r/min，攪拌時間1 h；另外10 g礦石樣品中加入20 mL劫金氰化溶液（0.1 %NaOH，0.3 %NaCN，1.7 μg/mL Au），攪拌速度100 r/min，攪拌時間1 h。浸出結(jié)束后檢測溶液中金含量。

PRI=3.4+2w（直接氰化金）-w（劫金氰化金）。

其中，PRI=0表示不劫金，小于1.0 g/t表示低劫金，大于2.5 g/t表示高劫金，1.0～2.5 g/t表示中劫金。

本次劫金性能試驗針對原礦和前期探索試驗的尾渣，劫金性能試驗結(jié)果見圖1。

由圖1可知：礦石的PRI為1.462 g/t，屬中劫金類低品位金礦。焙燒工藝和堿性加壓預氧化工藝能將礦石的PRI明顯降低，氰化浸出金浸出率提升明顯，影響該低品位含碳質(zhì)金礦浸出率的主要因素為有機碳的劫金效應。

2.2? 堿性加壓預氧化—氰化浸出試驗

由前期探索試驗可知，堿性加壓預氧化工藝對該礦石的劫金性能有很大程度的削弱，后續(xù)氰化浸出效果明顯改善。因此，本次試驗的變量主要為加壓預氧化工藝參數(shù)。

2.2.1? 磨礦細度

試驗條件：氧分壓為1 000 kPa，液固比為5∶1，氫氧化鈉用量為10 %，加壓預氧化時間為6 h，攪拌速度為300 r/min。磨礦細度對氰化浸出效果的影響見圖2。

由圖2可知：當磨礦細度-0.074 mm占比由70 %提升至98 %時，金浸出率呈先逐漸上升后略有下降的趨勢;當磨礦細度達到-0.074 mm占比80 %時，繼續(xù)提升磨礦細度對金浸出率的影響較小。適當磨礦能夠使金充分暴露，從而增加金的浸出效率。綜合考慮，磨礦細度以-0.074 mm占比80 %為宜。

2.2.2? 氧分壓

試驗條件：磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，液固比為5∶1，氫氧化鈉用量為10 %，加壓預氧化時間為6 h，攪拌速度為300 r/min。氧分壓對氰化浸出效果的影響見圖3。

由圖3可知：當氧分壓逐漸提升至1 000 kPa時，金浸出率由20.58 %提升至60 %左右，呈明顯上升趨勢，且提升幅度較大；后續(xù)再增加氧分壓，金浸出率提升不明顯。提升氧分壓有助于有機碳質(zhì)在堿液中分解，能大幅降低有機碳質(zhì)的劫金效應。綜合考慮，氧分壓以1 000 kPa為宜。

2.2.3? 加壓預氧化時間

試驗條件：磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，氧分壓為1 000 kPa，液固比為5∶1，氫氧化鈉用量為10 %，攪拌速度為300 r/min。加壓預氧化時間對氰化浸出效果的影響見圖4。

由圖4可知：加壓預氧化時間從2 h逐漸提升至12 h過程中，金浸出率先從44.36 %迅速提升至62.55 %后緩慢增長至64.03 %，呈先迅速升高后逐漸平緩的趨勢。有機碳在堿液中的分解速率較慢，增加加壓預氧化時間能夠使有機碳充分分解。綜合考慮氰化浸出效果，加壓預氧化時間以6 h為宜。

2.2.4? 氫氧化鈉用量

試驗條件：磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，氧分壓為1 000 kPa，液固比為5∶1，加壓預氧化時間為6 h，攪拌速度為300 r/min。氫氧化鈉用量對氰化浸出效果的影響見圖5。

由圖5可知：隨著氫氧化鈉用量增加至5 %，金浸出率大幅提高；繼續(xù)增加氫氧化鈉用量，金浸出率不再大幅提高。適當添加氫氧化鈉，能夠促進有機碳質(zhì)的分解，從而減少其對金氰絡合物的劫金效應。綜合考慮，氫氧化鈉用量以5 %為宜。

2.2.5? 液固比

試驗條件：磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，氧分壓為1 000 kPa，氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)為5 %，加壓預氧化時間為6 h，攪拌速度為300 r/min。液固比對氰化浸出效果的影響見圖6。

由圖6可知：當液固比從1∶1提升至5∶1時，金浸出率先升高后降低。增大液固比并未明顯提升金的浸出效果。綜合考慮，液固比以2∶1為宜。

2.2.6? 攪拌速度

試驗條件：磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，氧分壓為1 000 kPa，液固比為2∶1，氫氧化鈉用量為5 %，加壓預氧化時間為6 h。攪拌速度對氰化浸出效果的影響見圖7。

由圖7可知：攪拌速度由150 r/min提升至350 r/min過程中，金浸出率先迅速上升然后逐漸趨于穩(wěn)定。充分攪拌能夠提高有機碳與堿液的反應效率，從而提升金的浸出效果。綜合考慮，攪拌速度以200 r/min為宜。此時，金浸出率為64.15 %。

3? 結(jié)? 論

1）湖北某低品位含碳質(zhì)金礦金品位為0.325 g/t，含碳0.49 %。其中，有機碳占比79.59 %，無機碳占比20.41 %。礦石劫金指數(shù)為1.462 g/t，屬于中劫金類低品位金礦。

2）在磨礦細度為-0.074 mm占比80 %，氧分壓為1 000 kPa，液固比為2∶1，氫氧化鈉用量為5 %，加壓預氧化時間為6 h，攪拌速度為200 r/min的條件下對礦石進行堿性加壓預氧化—氰化浸出，金浸出率達到64.15 %。

［參 考 文 獻］

［1］? 楊洪英，佟琳琳，殷書巖，等.湖南某難處理金礦的加壓預氧化—氰化浸金試驗研究［J］.東北大學學報（自然科學版），2007，28（9）：1 305-1 308.

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Experimental study on alkaline pressure pre-oxidation-cyanide leaching

of low-grade carbonaceous gold ore in Hubei Province

Kang Jian1，2，Yao Zeyu3，Hu Liangxun3，Wang An1，2，Huang Peng1，2，Liu Shuang1，2，Zhu Dan1，2

（1.Key Laboratory of Rare Mineral，MNR;

2.Hubei Province Geological Test Center; 3.SWEM Construction Engineering Co.，Ltd.）

Abstract：The gold grade of a tailings sample in Hubei is 0.325 g/t，with a carbon content of 0.49 %，belonging to typical low-grade carbonaceous gold ore.The mineralogy indicates that the main minerals in the ore are quartz，kaolinite，and illite，with 79.59 % of carbon distributed in organic carbon.Various leaching processes such as direct cyanide leaching，surface passivation-cyanide leaching，competitive adsorption-cyanide leaching，and chemical oxidation pre-treatment-cyanide leaching were employed，but the gold leaching rates were all less than 20 %.The preg-robbing performance test shows that the tailings have a preg-robbing index of 1.462 g/t，belonging to the medium preg-robbing category.The alkaline pressure? pre-oxidation process significantly reduced the carbonaceous preg-robbing effect and increased gold leaching efficiency.Under specific conditions of grinding fineness at -0.074 mm with 80 % distribution，oxygen pressure of 1 000 kPa，liquid-solid ratio of 2∶1，sodium hydroxide dosage of 5 %，and pressure pre-oxidation time of 6 h at an agitation rate of 200 r/min，the gold leaching rate reached 64.15 % by alkaline pressure? pre-oxidation-cyanide leaching.

Keywords：refractory gold ore;carbonaceous gold ore;pressure? pre-oxidation;preg-robbing effect;cyanide leaching