某碱性碳酸盐型含铜金矿氨氰工艺研究.doc

doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2014.11.012某碱性碳酸盐型含铜金矿氨氰工艺研究张文波（厦门紫金矿冶技术有限公司，福建 厦门 361101）摘要：采用氨氰浸出法处理某碳酸盐型难选冶含铜金矿。结果表明，控制给矿粒度-0.074 mm占95%、石灰用量4.0 kg/t、硫酸铵用量8.09.0 kg/t、氰化钠总用量0.50.7 kg/t、滚瓶氰化浸出5272 h，然后在活性炭密度10 g/L吸附2024 h，进行12次循环试验，平均金浸出率86.0%，最终载金炭铜金比约2.0，金吸附率近100%，不存在铜、TDS逐渐累计问题。关键词：氨氰法；难选冶含铜金矿；碳酸盐；选择性浸出中图分类号：TF831文献标志码：A文章编号：1007-7545（2014）11-0000-00Ammonia Cyanide Leaching of Alkaline Carbonate Copper-bearing Gold MineZHANG Wen-bo(Xiamen Zijin Mining Technology Co., Ltd, Xiamen 361101, Fujian, China)Abstract：An alkaline carbonate copper-bearing gold mine was treated by ammonium cyanide leaching process. The results show that the optimum conditions include particle size of -0.074 mm of 95%, lime dosage of 4.0 kg/t, dosage of ammonium sulfate of 8.09.0 kg/t, total dosage of sodium cyanide of 0.50.7 kg/t, cyanide leaching time in roller bottles of 5272 h, and adsorption time of 2024 h with activated carbon density of 10 g/L. After 12 times cyclic test, the average gold leaching rate is about 86.0%, the final copper-gold loaded carbon ratio is about 2.0, and the gold adsorption rate is nearly 100% without gradual accumulation of copper and TDS.Key words: ammonium cyanide method; copper bearing refractory gold ore; carbonate; selective leaching随着资源开采的不断进行，易处理金矿日益减少1，如何高效、经济、环保地开发利用难处理金矿资源已成为全球面临的重大课题。国外某金矿属于碱性碳酸盐型难选冶含铜金矿，采用氨氰浸出法处理该矿样可以有效抑制铜浸出，降低氰化物耗量，提高金的浸出率，降低矿样性质变化的敏感程度。相对硫酸浸铜工艺、直接氰化工艺、加压浸出工艺和化学氧化法等具有明显的优势。1 试验样品试验矿样属于难选冶含铜金矿石，含Au 5.91 g/t、Ag 28.4 g/t，其他主要成分（%）：Cu 0.70、As 2.04、Fe 9.32、SiO2 9.99、CaO 21.61、S 0.65。金的分布粒度细小，并和氰化易溶铜共存于矿石中。铜分布较分散，且90%以上以氧化铜形式存在，难以通过浮选富集。同时该矿石含较多碱性碳酸盐脉石，酸浸铜时的耗酸量巨大。维持氰化钠浓度1 000 mg/L对该矿样进行常规氰化浸出48 h，氰化钠用量高达18 kg/t。2 试验原理与方法2.1 试验原理虽然氨氰浸出工艺已有近百年历史，但对其化学反应仍然不太了解2，并且处理不同的物料差别也很大。氨氰法可以有效抑制铜的浸出，降低氰化物耗量，提高金的浸出率3-9。主要反应式3,7-12有：Au+Cu(NH3)4(CN)2=Au(CN)2-+Cu(NH3)2+2NH3 （1）Au+2Cu(CN)32-+Cu(NH3)42+=Au(CN)2-+2Cu(CN)2-+Cu(NH3)2+2NH3 （2）4Au+4Cu(CN)3(NH3)2-+O2+2H2O=4Au(CN)2-+4CuCN+8NH3+4OH- （3）在反应（1）中，氨使Cu(II)的活性降低到能抑制它与CN-起反应的水平，但在很稀的NH3溶液中是不可能的。在反应（2）中，氨使可溶性Cu(II)的数量控制在痕量水平，足以使金氧化，但不会使氰化物氧化。反应（3）是假定氨能形成一种具有反应活性的混合络合物，在很高的温度（140200 ）和用O2或Cu(NH3)42+作氧化剂的条件下能浸出金。收稿日期：2014-06-05基金项目：福建省科技合作重点项目（2013I0014）作者简介：张文波（1987-），男，福建永春人，助理工程师.2.2 试验方法利用球磨机对原矿进行细磨。浸出和炭吸附过程在PVC滚瓶桶中进行。细磨处理后矿样倒入浸出桶中，分别加入石灰、硫酸铵和氰化钠，开始浸出，指定时间定量加入椰壳活性炭，到达反应时间后停止，称重，过滤分离，水样及烘干称重后的渣样、炭样送检测或备用。3 试验结果与讨论3.1 浸出参数的影响3.1.1 药剂用量氨氰浸出需一定量的铵以抑制铜的浸出，同样需一定量的氰化物来保证金的浸出。固定硫酸铵用量与氰化钠用量比为9，改变两者药剂用量，试验结果见图1。图1 药剂用量与金浸出率的关系Fig.1 Relationship between dosage of leaching agent and gold leaching rate图1表明，金浸出率随着药剂用量增加而增加，最后趋于平稳，平均为86.18%，药剂用量为0.71.0 kg/t时即可满足金浸出的要求。氨氰浸出过程中加入的氰化钠很可能优先与矿样中除金、铜外的某些耗氰物质反应，氰化钠用量达一定程度时，才有“有效氰化钠”用于浸出金与铜，“有效氰化钠”用量拐点与试验矿样的氧化程度、硫元素品位、粒度等理化性质有关，生产过程中应根据矿样性质变化及时调整浸出参数。3.1.2 硫酸铵用量硫酸铵用量试验结果见图2。氰化钠用量1.0 kg/t、当硫酸铵用量超过4.5 kg/t时，其用量对氨氰浸出金浸出率指标影响较小，随着硫酸铵用量增加，氨氰体系抑制亚铜氰浸出的效果越好，但是硫酸铵用量增加，溶液中氨离子浓度升高，溶解反应生成更多铜铵络合物，所以铜浸出率及浸出液中铜浓度（亚铜氰+铜铵络合物）随着硫酸铵用量增加先降低后升高，在用量为7.010.0 kg/t时达最低值。此外，硫酸铵最低需求量与氰化钠添加量等参数有关。图2 硫酸铵用量对浸出的影响Fig.2 Effect of dosage of ammonium sulfate on leaching3.1.3 氰化钠用量氰化钠条件试验结果如图3所示。图3 氰化钠用量与金、铜浸出率的关系Fig.3 Relationship between dosage of sodium cyanide and leaching rate of gold and copper金浸出率随着氰化钠用量的增加先增加后趋于平衡值约86.10%，保证金浸出率所需氰化钠的最低用量为0.700.80 kg/t。添加过量氰化钠会导致大量铜被浸出，铜浸出率随着氰化钠用量的增加而逐渐升高。由此可见，氰化钠用量是氨氰浸出工艺关键因素之一，不足时，金浸出率可能受影响，而过量时，铜大量被浸出，浸出液中铜金质量浓度比过高，直接进行活性炭吸附时易产生高铜载金炭，对后续载金炭处理及工艺成本控制等均不利。氨氰浸出过程中应合理添加并及时调整氰化钠用量，保证金浸出的同时防止铜大量被浸出。3.1.4 石灰用量石灰用量偏少时，浸出矿浆终点pH甚至会低于9.0，氰化钠易以氢氰酸的形式从溶液中挥发，不利于氰化钠的安全保护。随着石灰用量的增加，铜浸出率呈现降低趋势，但石灰超过一定用量时，金浸出率亦呈降低趋势，具体试验结果见图4。图4 石灰用量对浸出的影响Fig.4 Effect of lime dosage on leaching石灰用量增加，浸出液中氨离子浓度明显降低，有效铵变少，铜铵络合物浓度降低，浸出液中铜浓度总体呈现降低趋势，这是铜浓度逐渐降低的一个主要原因。对于金为何会突然大幅“返沉”的一种合理解释是，氨氰浸出体系中存在一种或多种“铵类物”，其浓度极低但有强氧化性，其反应氧化性与铵浓度、pH、浸出温度等成正比关系，并且一定范围内，pH的影响大于铵浓度。浸出液中铜络合物的还原性高于金络合物，“铵类物”选择性优先氧化铜络合物，随着铜络合物被氧化到一定程度，才开始氧化金络合物或氰离子，最终直接导致金“返沉”。实际应用中，可保留适当较低的铜浓度，防止金“返沉”。此外，半密封浸出处理有利于减少氨挥发、减缓pH降低趋势。3.1.5 浸出时间浸出时间试验结果如图5所示。图5 浸出时间与金、铜浸出率的关系Fig.5 Relationship between leaching rate of gold and copper and leaching time当浸出时间超过24 h后，金浸出率趋于稳定(86.50%)，铜浸出率随着浸出时间的延长明显呈下降趋势。由此可见，适当延长浸出时间对氨氰浸出工艺稳定、控制浸出液铜金比是有利的。氨氰浸出反应初期，矿样中铜化合物与氰化钠及硫酸铵反应生成大量铜络合物，浸出液中铜浓度升高，反应生成的铜络合物及氰化钠进行浸金反应生成金络合物，金浸出率逐级升高。随着浸出时间再延长，由于氨挥发、铜络合物反应生成铜复盐及“铵类物”氧化等各种因素综合影响，铜浓度逐渐降低，但是，过长的浸出时间，同样可引起金“返沉”，浸出时间并非越长越好。3.1.6 给矿粒度给矿粒度越细，金暴露更彻底，机械活化效果越好，金浸出率越高（图6），而铜浸出率、浸出液铜浓度及浸出液总氰浓度越低，即给矿粒度越细，对氨氰浸出金、铜指标越有利；但是给矿粒度越细，磨矿工段能耗、钢球消耗的成本往往越高，磨矿后矿浆沉降性变差，不利于浸前浓密沉降。另外细磨可能活化某些耗氰物质，增加氨氰浸出时氰化钠的需求量。综合考虑，给矿粒度为-0.074 mm占95%。图6 给矿粒度对浸出的影响Fig.6 Effect of particle size on leaching3.1.7 加炭吸附根据以上条件试验结果，确定在下述最佳参数条件下直接进行加炭氨氰浸出：给矿粒度-0.074 mm占95%、矿浆浓度40.0%、石灰用量4.0 kg/t、硫酸铵用量8.09.0 kg/t，总氰化钠用量0.50.7 kg/t，滚瓶氨氰浸出时间5272 h。由于原矿铜品位比金品位高数百倍，大量氰化钠迅速与铜反应生成铜的络合物进入溶液中，而溶液中的铜络合物极易被吸附到活性炭上，从而降低溶液中铜络合物浓度又促进铜的溶出，极易产生高铜载金炭，影响炭吸附金络合物的能力，严重影响金的浸出与回收。在氨氰浸出的同时进行炭吸附可通过改变加药制度并在浸出一段时候后再加载金炭，其余操作与常规炭浸相同，不但可得到合格载金炭，还可以进一步降低药剂用量。3.2 循环试验在给矿粒度-0.074 mm占95%、矿浆浓度40.0%、石灰用量4.0 kg/t、硫酸铵用量8.09.0 kg/t，总氰化钠用量0.50.7 kg/t条件下，滚瓶氨氰浸出5272 h，然后用椰壳炭活性炭密度10 g/L进行炭吸附2024 h，炭吸附结束后过滤，滤渣、滤液分别取样送检，滤液补充少量清水返回氨氰浸出磨矿，炭样进入下一次循环试验。按以上方式进行12次循环，平均渣计金浸出率约86.0%，炭计金浸出率约86.15%，最终载金炭铜金比约2.0，金吸附率近100%，不存在铜、TDS逐渐累计等问题。此外，随着氨氰浸出循环次数的增加，铜吸附率略有降低。4 结论“氨氰浸出炭浸”工艺循环试验的最佳条件为：给矿粒度-0.074 mm占95%、矿浆浓度40.0%、石灰用量4.0 kg/t、硫酸铵用量8.09.0 kg/t，总氰化钠用量0.50.7 kg/t，滚瓶氨氰浸出时间5272 h。平均渣计金浸出率约86.0%，最终载金炭铜金比约2.0，金吸附率近100%，不存在铜、TDS逐渐累计等问题。参考文献1 杨丽丽，杨洪英，范有静，等. 难处理金矿石细菌氧化的影响因素研究J. 贵金属，2007，28(1)：66-70.2 曹昌琳，译. 用氨-氰化物混合也从含铜金矿中选择性浸取金J. 黄金科技动态，1993(5)：22-29.3 林鸿汉. 氨氰法从铜金精矿热压酸浸渣中提金工艺研究J. 黄金科学技术， 2005，13(5)：33-36.4 王中溪, 黄怀国, 熊明, 等. 某含铜金矿石氨氰柱浸提金试