秘魯某金礦選礦尾礦加壓預(yù)氧化工藝研究

蘇立峰，劉三平，李 賀

（北京礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京 100160）

秘魯某企業(yè)委托北京礦冶科技集團(tuán)有限公司，對(duì)其金礦選礦尾礦進(jìn)行開發(fā)利用。經(jīng)過運(yùn)營(yíng)成本的測(cè)算，奧爾濱工藝和生物浸出工藝均無明顯優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，由于焙燒工藝無法滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求，所以加壓預(yù)氧化工藝作為重點(diǎn)技術(shù)開發(fā)[1-2]。

加壓預(yù)氧化處理工藝可在酸性或堿性介質(zhì)中進(jìn)行。其原理是在高溫、高壓的條件下，黃鐵礦、砷黃鐵礦等硫化礦物氧化分解速度快、氧化率高。該工藝預(yù)處理效果好，過程無SO2和As2O3污染，對(duì)有害金屬銻、鉛等敏感性低，反應(yīng)速度快，適應(yīng)性強(qiáng)，易于自動(dòng)化[3-5]。

1　原料

試驗(yàn)用礦樣為秘魯某公司提供的具有代表性的選礦尾礦。該礦樣屬含砷硫化礦，主要礦物組成為砷黃鐵礦、黃鐵礦。該礦樣的多元素化學(xué)分析結(jié)果如表1所示。

表1　某金礦選礦尾礦化學(xué)成分

2　試驗(yàn)設(shè)備與方法

本試驗(yàn)采用氧壓酸浸工藝，在襯鈦2 L高壓反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行。首先將礦樣按一定比例加入水，配入一定量的硫酸，將漿化后的礦漿放入高壓釜內(nèi)，釜體密閉升溫。到溫后通入純氧開始計(jì)時(shí)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，礦漿液固分離后送樣檢測(cè)。

3　試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1　磨礦時(shí)間對(duì)加壓預(yù)氧化試驗(yàn)的影響

試驗(yàn)條件：液固比5、溫度（230±2）℃、時(shí)間3 h、始酸20 g/L、氧分壓0.83 MPa。不同磨礦時(shí)間下，礦樣加壓預(yù)氧化試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1　磨礦時(shí)間對(duì)S氧化率及渣含S的影響

由圖1可知，S氧化率隨著磨礦時(shí)間的延長(zhǎng)，先減小后增大，但總體變化幅度不大。考慮到現(xiàn)場(chǎng)工藝的實(shí)際情況，礦樣可不經(jīng)細(xì)磨，直接配漿入釜，此時(shí)S氧化率為97.15%，渣含S為1.57%。

3.2　浸出時(shí)間對(duì)加壓預(yù)氧化試驗(yàn)的影響

試驗(yàn)條件：磨礦時(shí)間0 min、液固比5、溫度（230±2）℃、始酸20 g/L、氧分壓0.83 MPa。不同浸出時(shí)間下，礦樣加壓預(yù)氧化試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2　浸出時(shí)間對(duì)S氧化率及渣含S的影響

由圖2可知，S氧化率隨浸出時(shí)間的延長(zhǎng)，先增加后緩慢下降。綜合考慮選取浸出時(shí)間2 h為最佳值，此時(shí)S氧化率為98.62%，渣含S為0.76%。

3.3　溫度對(duì)加壓預(yù)氧化試驗(yàn)的影響

試驗(yàn)條件：磨礦時(shí)間0 min、液固比5、浸出時(shí)間2 h、始酸20 g/L、氧分壓0.83 MPa。不同溫度下，礦樣加壓預(yù)氧化試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知，S氧化率隨溫度增加而增大，為了得到盡可能獲得高的S氧化率，選取230℃為最佳值，此時(shí)S氧化率為98.92%，渣含S為0.62%。

圖3　溫度對(duì)S氧化率及渣含S的影響

3.4　始酸濃度對(duì)加壓預(yù)氧化試驗(yàn)的影響

試驗(yàn)條件：磨礦時(shí)間0 min、液固比5、溫度（230±2）℃、浸出時(shí)間2 h、氧分壓0.83 MPa。不同始酸濃度下，礦樣加壓預(yù)氧化試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4　始酸濃度對(duì)S氧化率及渣含S的影響

由圖4可知，S氧化率隨始酸濃度增加而逐漸增大，綜合考慮選取20 g/L為最佳值，此時(shí)S氧化率為98.92%，渣含S為0.62%。

3.5　氧分壓對(duì)加壓預(yù)氧化試驗(yàn)的影響

試驗(yàn)條件：磨礦時(shí)間0 min、液固比5、溫度（230±2）℃、浸出時(shí)間2 h、始酸20 g/L。不同氧分壓下，礦樣加壓預(yù)氧化試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

由圖5所示，氧分壓對(duì)S氧化率影響較小，S氧化率均大于97.5%，綜合考慮選擇氧分壓0.83 MPa為最佳值，此時(shí)S氧化率為98.92%，渣含S為0.62%。

綜上所示，該金礦選礦尾礦加壓預(yù)氧化的優(yōu)化工藝條件為：磨礦時(shí)間0 min、液固比5、溫度（230±2）℃、浸出時(shí)間2 h、始酸20 g/L、氧分壓0.83 MPa。在此條件下，S氧化率為98.92%，渣含S平均為0.62%。

圖5　氧分壓對(duì)S氧化率及渣含S的影響

3.6　氰化提金驗(yàn)證試驗(yàn)

對(duì)優(yōu)化條件下的加壓浸出渣進(jìn)行氰化提金驗(yàn)證性試驗(yàn)，試驗(yàn)條件和結(jié)果分別如表2、表3所示。

表2　氰化提金驗(yàn)證試驗(yàn)條件

表3　氰化提金驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

從表3的試驗(yàn)結(jié)果可知，氰化浸出后，渣含Au可降至0.30 g/t，Au浸出率可達(dá)95.94%。

4　結(jié)論

硫酸介質(zhì)加壓預(yù)氧化處理工藝對(duì)該金礦選礦尾礦是十分有效的，在選定的優(yōu)化條件下，預(yù)處理后氰化金浸出率達(dá)95.94%。優(yōu)化后的工藝條件為：磨礦時(shí)間0 min、液固比5、溫度（230±2）℃、浸出時(shí)間2 h、始酸20 g/L、氧分壓0.83 MPa。

該工藝預(yù)處理效果好，過程無SO2和As2O3污染，對(duì)有害金屬銻、鉛等敏感性低，反應(yīng)速度快，適應(yīng)性強(qiáng)，易于自動(dòng)化。