難浸金礦石的次氯酸鈉浸出試驗研究

劉憲超，蔣中剛，唐道文，儲春利，周 姣，燕 璞

（1．貴州大學 材料與冶金學院，貴州 貴陽 550003；2．貴州紫金礦業股份有限公司，貴州 貴陽 550025）

目前，難浸金礦石的處理方法主要有細菌氧化法，焙燒法，濕法化學氧化法。隨著易處理金礦資源的減少，難處理金礦日漸成為黃金生產的主要礦產資源［1］。合理、高效而且環保地開發難處理金礦是主要技術問題［2］。試驗探究了在堿性條件下，用次氯酸鈉一步浸出難浸金礦。次氯酸鈉浸金無污染、金浸出率較高，對難浸金礦的處理有重要意義［3-4］。

1 試驗部分

1．1 試驗儀器

馬弗爐，玻璃氣流烘干器，循環水真空泵，磁力攪拌器，分析天平，電子天平，可見分光光度計，同步熱分析儀，數顯鼓風干燥箱，萬用電爐。

1．2 試驗原料與試劑

試驗所用礦石為貴州某難處理金礦石，礦石金品位為15．03g／t，粒度小于74μm（200目）占80%以上，金呈微粒和次顯微粒狀浸染在微細粒黃鐵礦和砷黃鐵礦（毒砂）中。礦石中伴生大量白云石和硅酸鹽礦物，屬難選冶超微細浸染型金礦石［5-6］。

XRD分析結果表明，礦石的主要礦物有白云石、方解石、黃鐵礦、毒砂、石英、雄黃、辰砂、高嶺土等，其中，金主要被硫化礦物（黃鐵礦、毒砂）包裹。原礦主要化學成分見表1。

表1 原礦化學成分分析結果 %

試驗所用試劑有次氯酸鈉，鹽酸，硝酸，氯化鈉，氟化鈉，乙酸-乙酸鈉，吐溫-80，硫代米蚩酮，氟化氫銨，氫氧化鈉，聚環氧乙烷，甲基橙，均為分析純。

1．3 試驗原理與方法

在 NaOH-NaClO 體系中，Au、FeAsS和FeS2可認為按以下方式進行反應：

次氯酸鈉的理論用量可通過以上反應式計算得出。在浸出劑過量條件下進行一步浸出［7-8］。

試驗在玻璃反應器中進行。在機械攪拌條件下，用次氯酸鈉溶液對金礦石進行浸出，考察次氯酸鈉濃度、NaOH濃度、浸出溫度、浸出時間對金浸出率的影響。

2 試驗結果及討論

2．1 NaClO初始濃度對金浸出率的影響

試驗條件：礦樣質量50g，NaOH初始濃度1 mol／L，浸出時間4h，浸出溫度30℃。NaClO初始濃度對金浸出率的影響試驗結果如圖1所示。

圖1 金浸出率與次氯酸鈉初始濃度的關系

由圖1看出，金浸出率受NaClO初始濃度的影響比較明顯：NaClO初始濃度小于0．35mol／L時，金浸出率隨NaClO初始濃度增大略有提高，可達73．66%。這是因為，隨NaClO初始濃度增大，次氯酸鈉與包裹金的硫化物（黃鐵礦、毒砂）的作用增強，更多的硫化物包裹物被打開，增大了次氯酸鈉與金的接觸幾率，使反應進行的更徹底［8］。當NaClO初始濃度大于0．35mol／L后，金浸出率反而降低，出現這種現象的原因是，NaClO初始濃度過高時，次氯酸鈉溶液穩定性下降，使溶液中有效氯的濃度下降，從而造成金浸出率下降。

2．2 NaOH初始濃度對金浸出率的影響

在難浸金礦的次氯酸鈉浸出過程中，氫氧化鈉除作為浸出劑外，還作為次氯酸鈉的穩定劑以及為浸出提供堿性條件。試驗條件：原礦質量50 g，NaClO初始濃度0．35mol／L，浸出時間4h，浸出溫度30℃。NaOH初始濃度對金浸出率的影響試驗結果如圖2所示。可以看出，氫氧化鈉初始濃度在0．2～1．1mol／L范圍內，對金浸出率影響不大。這是因為在浸出過程中，氫氧化鈉主要是為浸出提供堿性環境和作為次氯酸鈉的穩定劑。當氫氧化鈉過量時，次氯酸鈉溶液保持穩定，因此金浸出率也較為穩定，變化不大。

圖2 金浸出率與氫氧化鈉初始濃度的關系

2．3 浸出溫度對金浸出率的影響

試驗條件：礦樣質量50g，NaOH初始濃度1mol／L，NaClO初始濃度0．35mol／L，浸出時間4h。浸出溫度對金浸出率的影響試驗結果如圖3所示。

圖3 金浸出率與浸出溫度的關系

從圖3看出：浸出溫度為30℃時，金浸出率最高，為73．02%。隨溫度升高，體系的傳質速率加快，次氯酸鈉與硫化礦物（黃鐵礦、毒砂）及金的反應速率加快，從而金浸出率有所提高；但溫度進一步升高，次氯酸鈉在35℃以上會發生熱分解，導致溶液中濃度降低，因而金浸出率有所下降。

2．4 浸出時間對金浸出率的影響

試驗條件：礦樣質量50g，NaOH初始濃度1mol／L，NaClO初始濃度0．35mol／L，浸出溫度30℃。浸出時間對金浸出率的影響試驗結果如圖4所示。可以看出：反應開始時，金浸出率隨浸出時間延長而升高，在浸出5h時最高，為77．94%；浸出時間大于5h后，金浸出率下降。Au3＋／Au的電極電位很高，Au＋、Au3＋、Au（OH）3和AuO2等在水溶液中都不穩定，很容易被還原為Au。浸出時間過長，被浸出的金離子及其化合物會有一部分被還原進入渣中，從而導致浸出率有所下降。所以，浸出時間以4～5h為宜。

圖4 金浸出率與浸出時間的關系

2．5 綜合試驗

綜合上所述試驗結果，進行3次綜合試驗。試驗條件為：次氯酸鈉初始濃度0．35mol／L，NaOH初始濃度1mol／L，在30℃下浸出4h。結果金浸出率分別為79．94%、80．08%、80．37%，平均為80%，浸出效果較好。

3 結論

堿性條件下用次氯酸鈉從難處理金礦石中浸出金是可行的。次氯酸鈉能將硫化礦（黃鐵礦、毒砂）氧化，使被包裹的金裸露并被氧化轉入溶液中。試驗確定的最佳浸出條件為：NaOH初始濃度1．4mol／L，NaClO 初始濃度0．35mol／L，浸出溫度30℃，浸出時間4h。最佳條件下，金浸出率高達80%。與常規的氰化法相比，堿性條件下，用次氯酸鈉浸出金具有無毒、流程短、浸出時間短等優勢。該法對難處理金礦石來說，是一種很有潛力的浸出方法。

［1］朱軍，劉蘇寧．難處理金礦浸出技術的現狀與研究［J］．礦業工程，2010，8（1）：35-36．

［2］劉漢劍．難處理金礦石難浸的原因及預處理方法［J］．黃金，1997，18（9）：44-47．

［3］楊聰，晉克勤，唐道文，等．某難浸金礦的次氯酸鈉浸出研究［J］．有色金屬：冶煉部分，2013（4）：42-44．

［4］邱冠周，毛暗章，唐謨堂，等．某難處理金精礦浸金新工藝試驗研究［J］．黃金，1997，18（6）：32-35．

［5］張澤彪，張正勇，彭金輝，等．難處理金精礦半工業化提金試驗研究［J］．有色金屬：冶煉部分，2008（6）：24-26．

［6］唐道文，王銳，楊聰，等．貴州某卡林型金礦礦石的熱重分析試驗［J］．黃金，2012，33（12）：47-49．

［7］宋耀遠，楊要峰，閭娟莎，等．從高銅金精礦中綜合回收有價金屬試驗研究［J］．濕法冶金，2014，33（4）：278-281．

［8］黎鉉海，潘柳萍，粟海風．含砷難浸金礦次氯酸鈉一步法浸金理論與技術［J］．2000，25（3）：197-201．