含硫低品位金精矿浸出渣综合利用工艺研究.pdf

第 3 5卷第 3期 2 0 1 5年 o 6月 矿 冶 工 程 MI NI NG AND I ETALLURGI CAL ENGI NEERI NG V0 l - 3 5 3 J u n e 2 01 5 含硫低 品位金精矿浸 出渣综合利用工艺研究 朱海玲 ， 邓海波 ( 中南 大学 资源加工与生物工程学院 ，湖南 长沙 4 1 0 0 8 3 ) 摘要： 对某浮选金精矿氰化浸出尾渣矿样进行 了选矿试验研究。采用浮选- 精矿焙烧- 氰化浸出联合流程， 金总浸出率可达到 6 0 7 5 ； 精矿焙烧过程产生的s 0 烟气可作为制取硫酸的原料； 焙烧浸出尾渣含铁 5 2 0 8 、 含硫0 3 2 ， 可作为铁精矿产品销售 ， 最 终实现了资源的综合回收利用。 关键词： 浸出渣 ； 焙烧； 氰化浸出； 金 ； 黄铁矿 ； 综合回收 中图分类号 ： T D 9 8 2 文献标 识码 ： A d o i： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 5 0 3 0 1 4 文章编号： 0 2 5 3 - 6 0 9 9 ( 2 0 1 5 ) 0 3 - 0 0 5 1 0 4 Co mpr e h e ns iv e Ut il iz a t io n o f S u l p hu r e o us Lo w- g r a d e Go l d l e a ch ing Re s id u e ZHU Ha i l in g，DENG Ha i Bo ( S ch o o l o f Min e r a l s P r o ce s s i n g a n d B io e n g in e e r in g ，C e n t r a l S o u t h U n iv e r s i t y ， C h a n g s h a 4 1 0 0 8 3 ， H u n a n ，C h in a ) Ab s t r a ct ：B e n e fi ci a t io n t e s t s we r e ca r r ie d o u t f o r t h e r e s id u e f r o m cy a n id e l e a ch in g O t h e fl o a t e d g o l d co n ce n t r a t e A co mb in e d fl o ws h e e t o f flo t a t io n，co nce n t r a t e r o a s t in g a n d cy a n id e l e a ch in g r e s u l t e d in t h e t o t a l l e a ch in g r a t e o f g o l d u p t o 6 0 7 5 wi t h t h e S O2 g a s g e n e r a t e d a mi d t h e r o a s t in g p r o ce s s u s e d a s a r a w ma t e ri a l for s u l f u r i c a cid ma n u f a ct u r in g， a n d y ie l d e d a fi n a l l e a ch in g r e s i d u e g r a d in g 5 2 0 8 ir o n a n d 0 3 2 s u l f u r ，wh ich ca n b e u s e d a s a n ir o n co n ce n t r a t e p r o d u ct T h r o u g h t h is a p p r o a ch，t h e co mp r e h e n s iv e u t il i z a t io n o f r e s o u r ce ca n b e r e a l iz e d Ke y wo r d s ：l e a ch i n g r e s id u e；r o a s t in g；cy a n id e l e a ch in g ；g o l d ；p y r it e ；co mp r e h e n s i v e r e co v e r y 中国是世界上黄金产量最大的国家 ， 2 0 1 3年产金 4 5 6 t 。随着科学技术发展 ， 黄金 的用途越来越广 ， 消 耗量 日 益增大， 易处理金矿资源逐渐匮乏， 低品位、 难 处理的金矿石 以及浸出渣等二次资源成为我国黄金生 产原料 的主体 。 氰化法是从矿石 、 精矿或尾矿 中提取金的经济而 简易的方法 ， 具有 回收率高 、 对矿石适应性强等一系列 优点 ， 是湿法提金的经典方法。 目前 ， 世界新建提金厂 中约有 8 0 以上采用氰化法 。然 而， 在氰化浸 出 过程中会产生大量浸 出尾渣 ， 其 中常常含有未被完全 浸出的 F e 、 A u 、 z n等有价金属 ， 由于浸 出后形态复杂 ， 采用常规 的选矿方法 回收困难 ， 一般直接堆弃 ， 造成了 资源浪费和环境污染 。 为解决从含金浸 出渣 中分离 回收金的工艺问题 ， 本文提出了浮选一 精矿焙烧一 氰化浸出联合流程， 成功 回收 了低 品位含金浸 出渣 中的金 ， 且尾渣可作为铁精 矿销售 ， 充分 实现 了资源 的综合 利用 ， 加 强 了环境保 护 ， 提高 了企业的经济效益 。 1 矿样性质及研究方法 1 1 矿样性质 试验所用矿样为某浮选金精矿氰化 浸出尾渣 ， 外 观为经过破磨 的以黄铁矿为主的细粒硫化矿和脉石的 堆积物。通过筛分分析可知， 该浸 出渣粒度较细， - 0 0 7 4 mm粒级 占 9 8 6 0 ， 含水量为 1 6 4 。该浸 出 渣的光谱分析和化学分析结果分别见表 1 和表2 。 表 1 金矿样 光谱定量分析 ( 1 OP - AE S) 结果 ( 质量分数 ) S 0 0 l 1 ) 单位为 g t 。 收稿 日期 ： 2 0 1 4 1 2 3 0 作者简介： 朱海玲( 1 9 8 6 一 ) ， 女， 河北唐山人 ， 博士研究生， 主要研究方向为浮选工艺以及浮选药剂研发。 5 2 矿冶工程 第 3 5卷 对矿样进行了人工淘洗和显微镜镜下观察 ， 均未 发现细粒单体金颗粒 ， 可认为金均为夹杂于黄铁矿 品 格中的伴生金 。 矿样含 A u 1 3 5 g t ， 有一定回收价值 ； 含 S 2 2 7 7 ， 未达到硫铁矿精矿标准 ； 含 F e 2 8 9 1 ， 可与 s一起 回 收； 含有害杂质 A s 低； 粒度较细， 可不再磨。考虑 A u 、 S 、 F e的综合回收 ， 拟采用联合流程强化处理方法。 1 2 研 究方 法 分别进行了摇床重选 、 再磨氰化浸 出以及浮选 焙 烧一 氰化浸出联合流程 的实验室小型选别试验。 试验所用药剂如乙黄药 、 丁黄药 、 松醇油、 石灰 、 氰 化钠均为工业 品。 2 试验结果与讨论 2 1 摇床重选试验 采用实 验室 型矿泥摇 床进行 重选试 验 ， 流程见 图 1 ， 结果见表 3 。 图 1 重选试验流程 表 3 摇床重选试验结果 矿 由于矿样粒度很细， 采用摇床重选效率低 ， 矿样的 金富集和回收率情况均较差 。后继试验不再考虑重选 方法。 2 2 直接再磨氰化浸出试验 为考查矿样氰化浸出提取金的可行性， 进行 了矿样 直接再磨氰化浸出探索试验。矿样经再磨至- 0 0 4 3 m m 粒级 占9 5 ， 添加石灰至 p H： 1 0 ， N a C N用量为 0 o 5 ， 搅拌浸出 2 4 h 。试验 流程和条件见 图 2 ， 试验结果见 表 4 。试验结果表明 ， 采用简单 的再磨氰化浸 出法处 理 ， 金浸 出率较低 。这显 然是 由于矿样 为 已经 过氰 化浸出后的尾渣， 易浸出的单体金和黄铁矿表面嵌 杂披露 的金颗 粒 已很 少 ， 属于难 选难浸低 品位 含金 物料。 浸 图 2 矿样直接再磨氰化浸出试验流程 表 4 矿样直接再磨氰化浸出试验结果 2 _ 3 浮选试验 考虑金、 硫、 铁的同步预先富集， 进行了浮选试验 研究。以乙黄药和丁黄药作捕收剂 ， 松醇油作起泡剂 ， 试验流程和条件见图 3 ， 试验结果见表 5 。 药剂单位 ：g t 8 0 8 0 5 O 精矿 中矿 尾矿 图3 矿样不再磨直接浮选精选试验流程 表 5 不再磨直接浮选精选试验结果 由表 5可见 ， 矿样不再磨直接采用硫化矿捕收剂 进行浮选 ， 效果 良好 。经一次粗选 、 二次精选 ， 浮选精 矿产率 4 8 4 1 ， 金 品位富集到 2 7 0 g t ， 金回收率 8 6 1 8 ； 硫品位富集到 4 6 0 3 ， 硫 回收率 8 5 0 4 。 曾尝试将矿样再磨浮选和不再磨浮选相 比， 粗选 粗精矿金品位 、 金回收率 、 硫品位 、 硫 回收率均略有提 高， 但幅度不大。这可能是由于矿样本身已经很细了。 第 3 期 朱海玲等： 含硫低品位金精矿浸出渣综合利用工艺研究 2 4 浮选一 焙烧一 氰化浸 出联合流程试验 浮选精矿若直接氰化浸 出， 由于黄铁矿 晶格未被 破坏 ， 伴生金难以披露被浸 出。浸出作业前 的预处理 目的是破坏黄铁矿晶格 ， 常用 方法有预氧化法和焙烧 法。考虑到硫和铁的综合 回收 ， 拟采用焙烧法。 为进一步降低进入焙烧作业 的处理物料量 ， 相应 降低浸出作业的处理物料量和成本， 并提高浸出尾渣 的含铁品位， 使之能作为铁精矿综合利用， 设计了浮 选 焙烧- 氰化浸出联合流程闭路试验。以乙黄药和丁 黄药作捕收剂 ， 松醇油作起泡剂 ； 浮选精矿的焙烧采用 马弗炉 ， 温度为 8 5 0 o C， 氰化浸出添加石灰至 p H=1 0 ， N a C N用量为 0 0 5 ， 搅拌浸出 2 4 h 。浮选一 焙烧一 氰化浸 出联合流程闭路试验流程和条件见图 4 ， 结果见表 6 。 浸 图4 浮选- 焙烧一 氰化浸出联合流程试验流程 表 6 浮选- 焙烧一 氰化浸出联合流程试验结果 名称 A ( “ g 品 t 位 -1 A 男 率 率 浸出液 浸出渣 3 6 3 8 烧渣 3 7 1 8 浮选精 矿 5 3 8 5 浮选尾矿 4 6 1 5 给矿 1 0 0 0 0 6 0 7 5 O 8 8 0 3 2 2 3 7 0 0 4 3 3O7 1 0 o 8 4 4 5 1 - 3 2 2 1 2 4 6 1 4 8 445 8 8 3 7 0 4 5 7 O 9 1 5 5 5 l 1 6 3 1 3 5 2 8 1 2 1 0 o 0 o 1 oo 0 o 注 ： 浸出渣含 F e 5 2 0 8 。 由表 6可见 ， 采用 浮选一 精 矿焙烧一 氰 化浸 出联合 流程 ， 获得产率 5 3 8 5 、 金品位 2 1 2 g t 、 金 浮选 回收 率 8 4 4 5 、 硫品位 4 6 1 4 、 硫 回收率8 8 3 7 的浮选精 矿。浮选精矿送氧化焙烧， 焙烧过程产生的S O ： 烟气 可作为制取硫酸的原料。烧渣送氰化搅拌浸出 ， 金总 浸出率 6 0 2 5 。浸出尾渣含铁 5 2 0 8 、 含硫 0 3 2 ， 可作为铁精矿产品销售 。 3 机理讨论 黄药类巯基捕收剂具有 异极性 的分子结构 ， 由非 极性疏水基团和极性特定 亲固( 硫) 基团构成 ， 形成既 有亲固性又有亲油 ( 疏水 ) 性的所谓“ 双亲结构” 分子 。 由于硫化矿物具有导体或半导体性质， 故有一定的传 导电子能力 ， 因此 ， 在浮选 中， 当巯基捕收剂与硫化矿 物表面接触时 ， 捕收剂在矿物表面的阳极区被氧化 ， 同 时， 氧化剂在阴极区被还原 ， 构成了共轭的氧化还原反 应 ， 硫化矿物充当了反应的电极。一般认为 ， 黄药疏水 基团 x 一 在黄铁矿表面被氧化成双黄药 x ， 发生吸附， 使黄铁矿表面疏水 ： 2x一 + 1 O2 +2 H _+X2 +H2 O 该反应 由发生在界面上不同区域的两个独立的共轭电 极反应组成 ， 通过黄铁矿传递电子而联系起来 ， 见 图 5 。 阳极氧化 2 X “ X 2 + 2 e 阴 极 还 原 n ,o - _一2 H + + 0 2_卜 2 e F e S 2 表面 图 5 黄药在黄铁矿表面的吸附机理 在氧化气氛中加热硫化矿 ， 将矿石中的全部硫化 物转变为相应的金属氧化物的过程称为氧化焙烧。例 如 ， 黄铁矿氧化焙烧的反应式为： 4 F e S 2 + 1 1 0 2 2 F e 2 0 3 + 8 S 0 2 t 焙烧温度在 8 5 0 o C左右时 ， 焙烧过程产生的 S O 烟气可作为制取硫酸 的原料 。浸出焙烧渣 中的 F e 0 ， 含量达到一定 品级后可作为铁精矿产品。 焙 烧渣 中原 黄铁 矿 晶格 被 破坏 生 成疏 松状 的 F e ： 0 ， ， 使其中的伴生金变得易于浸出。金氰化溶解生 成金氰络合物 ， 浸 出反应为： 4 A u + 8 C N一 + O 2 + 2 H2 0 4 A u ( C N) 2 一 + 4 0 H 一 金浸出过程可用 电化腐蚀机理解 释， 其阴极 区和 阳极区的电极反应见图 6 。由图 6可 以看 出， 金 的氰 化溶解必须有氧或氧化剂存在 ， 且随着溶液中氧浓度 提高， 金溶解速度显著提高 。 矿冶工程 第 3 5卷 。 l I 2 0 + Au + AI 阴极区 I O 2 + 2 O H “ to 2 + 2 e 0 r 、 、 、 、 、 、 I I I I I l i l l l l l 电子流向 Au Al l + +e 。 Au ( c N 】 阳极区 o 2 oH CN Au ( CN ) 2 “ 能斯特界面层 图 6 金氰化浸 出溶解的 电极反应式 金的氰化溶解过程遵循化学反应动力学原则 。因 物料粒度细 、 氰化溶液与金颗粒接触反应和带走 的速 度快 ， 搅拌浸 出 。 周期在 2 4 h左右 。因物 料粒度 大 、 溶液渗流缓慢 ， 堆浸法浸 出 ” 周期往往在 7 0 d 以上 。 4 结 论 1 )某浮选金精矿氰化浸 出尾渣矿样含金 1 3 5 、 含硫2 2 7 7 ， 具有一定的综合利用价值。由于矿样为 已经过初次选矿和氰化浸出后 的尾渣 ， 易选的单体金 和易浸 出的表面解离的金颗粒已较少。要处理此类难 选难浸低品位含金物料， 需要采用联合流程强化处理 方法。 2 )单一重选、 再磨氰化浸出以及浮选法均不能实 现铁和金的良好富集。 3 )采用浮选 精矿焙烧 氰化浸出联合流程， 获得产 率 5 3 8 5 、 金品位 2 1 2 r, t 、 金浮选回收率 8 4 4 5 、 硫品 位 4 6 1 4 、 硫回收率 8 8 3 7 的浮选精矿。浮选精矿送 氧化焙烧 ， 焙烧过程产生的 S 0 烟气可作为制取硫酸的 原料。烧渣送氰化搅拌浸 出， 金总浸出率 6 o 2 5 。浸 出尾渣含铁 5 2 0 8 、 含硫 0 3 2 ， 可作为铁精 矿产 品 销售。 参考文献 ： 1 杨永斌 ， 刘 晓亮 ， 李骞 ， 等 某高砷 高硫金精矿焙 砂浸金 特性 的 研究 J 矿冶工程 ， 2 0 1 4 ( 3 ) ： 6 5 6 8 2 牛艳萍， 宗京京， 丁淑芳， 等 某含砷含碳难处理金矿选矿试验研 究 J 矿冶工程， 2 0 1 4 ( 2 ) ： 5 0 5 3 3 陈芳芳， 张亦飞， 薛光 黄金冶炼生产工艺现状及发展 J 贵 金属 ， 2 0 1 1 ( 1 ) ： l 1 1 8 4 薛光 ， 吴润 身 ， 李克 勤 加压 氰化法 提取金 银的试 验研究 J 黄金 ， 1 9 9 9 ， 2 0 ( 3 )： 3 5 3 7 5 王淀佐， 邱冠周， 胡岳华 资源加工学 M 北京： 科学出版社 ， 2 o o 5 6 胡岳华 ， 冯其明 矿物资源加 工技术与设备 M 北 京 ： 科学 出版 社 ， 2 8 0 6 7 刘玉雷 ， 张清波 ， 文扬思 ， 等 广 西龙 头 山金 矿石富氧浸 出工业试 验研究 J 黄金， 1 9 9 8 ， 1 9 ( 1 0 ) ： 4 0 4 3 8 蔡世军 ， 王玲玲 氨氰 浸金技术在 老柞 山金 矿的应用 J 黄 金 ， 2 0 0 1 ， 2 2 ( 1 ) ： 4 5 4 7 9 梁晓春， 薛光 从高铜、 高铅金精矿中氰化提取金、 银的试验研 究 J 黄金， 2 0 0 6 ， 2 7 ( 8 ) ： 3 6 3 8 1 0 薛光 ， 任文生 ， 于永江 金精 矿焙烧氰化 工艺 中新 型调整剂 的 研究 J 中国有色冶金， 2 0 0 6 ( 1 ) ： 3 6 3 9 1 1 谢朝学 ， 袁慧珍 浅论堆 浸提金 工艺过 程 J 云南冶 金 ， 2 0 0 6 ， 3 5 ( 4 ) ： 1 6 3 2 1 2 孙克成紫金 山金 矿大规 模堆 浸生 产实践 J 黄金 ， 2 0 0 0 ， 2 1 ( 7 )： 3 3 - 3 5 ( 上接第 5 0页 ) 3 结 语 某含金多金属硫化矿具有 回收价值 的元素为铅 、 锌 、 金 ， 且铅 、 锌品位均较低 。主要金属矿物有黄铁矿、 闪锌矿 、 方铅矿 ， 金属矿物 间的嵌镶关