綜合回收金冶煉渣中金、銀、鐵試驗(yàn)

白志斌 廖 璐 李紅立

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所)

我國(guó)黃金生產(chǎn)企業(yè)每年排放大量金冶煉渣。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)金冶煉渣的傳統(tǒng)處理方式主要為填埋、堆置儲(chǔ)存[1-3]，既占用大量的土地資源，又會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。隨著礦產(chǎn)資源日益貧化枯竭，金冶煉渣作為潛在的二次資源，對(duì)其進(jìn)行有效的開發(fā)是節(jié)約利用礦產(chǎn)資源的一個(gè)重要途徑。金冶煉渣中除金外，通常還含有部分有價(jià)元素，如：銀、鐵、銅、鉛、鋅等[4-6]，對(duì)其綜合回收利用不僅能降低對(duì)環(huán)境的污染，還能創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。

為此，試驗(yàn)采用硫酸浸出—無氰工藝，對(duì)某金冶煉渣中的金、銀、鐵進(jìn)行綜合回收利用，旨在為金冶煉渣的再利用提供可參考的途徑。

1 試驗(yàn)原料與方法

1.1 原料性質(zhì)

試驗(yàn)所用金冶煉渣取自某黃金冶煉廠，主要化學(xué)元素分析結(jié)果見表1。從表中可知，該試驗(yàn)樣中可綜合回收的主要有價(jià)元素為鐵、金、銀。

表1 金冶煉渣主要化學(xué)元素分析結(jié)果 %

元素FeAuAgZnCuPb含量25.431.5528.440.120.150.35元素CaOK2ONa2OAl2O3AsS含量3.112.041.124.520.101.68

注：Au、Ag含量單位為g/t。

1.2 試驗(yàn)方法

經(jīng)巖礦鑒定可知，試驗(yàn)樣中主要金屬礦物為赤鐵礦，其次為黃鐵礦及少量鉛礦物。鐵主要以氧化鐵形式賦存，將金、銀包裹其中，導(dǎo)致浸出劑難以與金、銀有效接觸，極大地影響浸出效果。通過研究，試驗(yàn)采用硫酸浸出—無氰工藝，先用硫酸處理冶煉渣，使鐵溶解進(jìn)入硫酸溶液，使金、銀包裹體被打開，再采用無氰工藝處理浸渣，回收金、銀。硫酸浸出反應(yīng)式如下：

Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O

試驗(yàn)方法及步驟：

(1)制備一定濃度的硫酸溶液，水浴加熱，于攪拌條件下將試驗(yàn)樣加入硫酸溶液，攪拌至設(shè)定時(shí)間后過濾，水洗浸渣至中性后烘干稱量，制樣化驗(yàn)鐵品位并計(jì)算鐵浸出率。

(2)酸浸渣加水制成質(zhì)量濃度為33%的礦漿，NaOH調(diào)節(jié)礦漿pH值至11，加入無氰環(huán)保藥劑“金蟬”，常溫常壓下在攪拌浸出機(jī)中攪拌一定時(shí)間后過濾，水洗浸出尾渣至中性后烘干稱量，制樣化驗(yàn)尾渣中金、銀品位并計(jì)算其浸出率。

2 硫酸浸出鐵試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1硫酸濃度對(duì)鐵浸出效果的影響

在液固質(zhì)量比為2.5∶1、酸浸溫度為80 ℃、酸浸時(shí)間2h的條件下，考察硫酸濃度對(duì)鐵浸出效果的影響試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表2可知，硫酸濃度小于10mol/L時(shí)，鐵浸出率隨硫酸濃度增加而增大；當(dāng)硫酸濃度超過10mol/L時(shí)，硫酸與赤鐵礦基本反應(yīng)完全，繼續(xù)增加硫酸濃度，鐵浸出率變化不大；因此，確定酸浸硫酸濃度取10mol/L為宜。

表2 硫酸濃度對(duì)鐵浸出效果的影響結(jié)果

2.2 液固比對(duì)鐵浸出效果的影響

在硫酸濃度為10mol/L、酸浸溫度為80 ℃、酸浸時(shí)間為2h的條件下，進(jìn)行液固質(zhì)量比對(duì)鐵浸出效果的影響試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 液固比對(duì)鐵浸出效果的影響結(jié)果

由表3可知，鐵浸出率隨液固比增大而增加，當(dāng)液固比超過2.5∶1后，鐵浸出率增幅較小；綜合考慮鐵浸出率及藥劑成本，確定液固質(zhì)量比為2.5∶1。

2.3 酸浸溫度對(duì)鐵浸出效果的影響

在硫酸濃度為10mol/L、液固質(zhì)量比為2.5∶1、酸浸時(shí)間為2h的條件下進(jìn)行酸浸溫度對(duì)鐵浸出效果的影響試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 酸浸溫度對(duì)鐵浸出效果的影響結(jié)果

由表4可知，在80 ℃之前，隨著酸浸溫度提高，反應(yīng)速率增加，鐵浸出率增加；超過80 ℃后，高溫致使礦物板結(jié)[7]，不利于赤鐵礦浸出，鐵浸出率基本無變化；因此，確定適宜的酸浸溫度為80 ℃。

2.4 酸浸時(shí)間對(duì)鐵浸出效果的影響

在硫酸濃度為10mol/L、液固質(zhì)量比為2.5∶1、酸浸溫度為80 ℃的條件下進(jìn)行酸浸時(shí)間對(duì)鐵浸出效果的影響試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 酸浸時(shí)間對(duì)鐵浸出效果的影響結(jié)果

由表5可知，酸浸時(shí)間對(duì)鐵浸出率影響較小；試驗(yàn)樣粒度較細(xì)，比表面積大，酸浸前2h，硫酸與赤鐵礦反應(yīng)較為迅速；超過2h后，反應(yīng)基本完全，繼續(xù)延長(zhǎng)酸浸時(shí)間對(duì)鐵浸出率提高影響不大；因此，酸浸時(shí)間以2h為宜。

3 無氰工藝浸出金、銀試驗(yàn)結(jié)果及討論

酸浸尾渣中金、銀富集，金品位為2.64g/t，銀品位為48.35g/t。考慮到傳統(tǒng)浸出藥劑氰化鈉為劇毒藥品，不僅對(duì)人體構(gòu)成威脅，浸渣中殘存藥劑還對(duì)環(huán)境造成污染，因此試驗(yàn)采用無氰工藝回收金、銀。無氰浸出試驗(yàn)在礦漿濃度為33%、pH值=11、無氰環(huán)保藥劑用量為2.0g/t、攪拌浸出時(shí)間為36h的條件下，最終獲得的金浸出率為70.05%，銀浸出率為64.58%，金、銀回收率指標(biāo)均較理想。

4 結(jié) 論

(1)某金冶煉渣中可回收的有價(jià)元素主要有鐵、金、銀，鐵主要以赤鐵礦形式賦存，金、銀被包裹其中。

(2)采用硫酸浸出—無氰工藝，先用硫酸處理冶煉渣，鐵溶解于硫酸溶液，金、銀包裹體被打開，鐵浸出率達(dá)88%以上；再采用無氰工藝處理酸浸渣，金浸出率為70.05%，銀浸出率為64.58%，金、銀回收率指標(biāo)均較理想，且采用無氰環(huán)保藥劑取代氰化鈉，可降低浸出尾渣對(duì)環(huán)境的污染，具有巨大的環(huán)境效益。

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