難處理金礦石加壓氧化—氰化提金技術研究

摘要：貴州某卡林型難處理金礦石高硫高砷，且有機碳含量高，金主要嵌布于硫化物中，采用常規(guī)氰化工藝，金浸出率僅為10 %。針對該礦石性質，采用加壓氧化—氰化工藝進行處理，小型試驗金浸出率提高至94.0 %以上。在小型試驗基礎上進行中試連續(xù)試驗，結果表明：在溫度220 ℃，礦漿濃度16.4 %～19.0 %，氧分壓0.6～0.8 MPa，停留時間45～60 min時，硫氧化率>95.0 %，且不論氧化液是否返回，金浸出率平均可達94.0 %以上。

關鍵詞：難處理金礦;加壓氧化;碳質物;卡林型;氰化;中試連續(xù)試驗

中圖分類號：TD953文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2020）04-0050-04doi：10.11792/hj20200411

引 言

難處理金礦石通常是指采用常規(guī)單一浮選或氰化浸出，金回收率低于80 %的礦石[1]。金礦石難處理的原因較多，歸納起來主要有以下幾方面：①物理性包裹，礦石中的金呈顯微或次顯微形式包裹或浸染于其他礦物中（如黃鐵礦、毒砂、碳酸鹽等）;②含 “劫金”物質，如活性炭、腐殖酸、黏土等易吸附金的物質，在浸金過程將金“劫持”，使其留在尾礦中，從而影響金的回收;③浸金過程形成包裹或鈍化，或者金以難溶化合物形式存在，如碲化物、銻化物、固溶體金銀等。因此，對于難處理金礦石一般需要經(jīng)過預處理后再進行金的浸出回收[2]。目前，難處理金礦石主要的預處理方法有焙燒氧化法、加壓氧化法（酸性/堿性）、生物氧化法等[3-6]。相比其他預處理方法，加壓氧化法具有反應速度快、礦石適應性強、金屬回收率高等特點。

本次研究針對貴州某卡林型難處理金礦石進行加壓氧化—氰化工藝研究，包括小型試驗和中試連續(xù)試驗，取得了較好的試驗指標，為后續(xù)工業(yè)試驗及生產(chǎn)提供技術支撐。

1 礦石性質

貴州某卡林型金礦石屬難處理金礦石。該金礦石不僅含砷含碳，而且金礦物呈顯微或次顯微形式包裹或浸染于硫化物中，直接氰化金浸出率僅在10 %左右。對其進行巖礦鑒定表明：

1）該金礦床屬于卡林型金礦床，自然金顆粒特別細小，屬于微粒金，9件試驗樣品中僅偶見數(shù)粒微粒金，普通光學顯微鏡下未發(fā)現(xiàn)包裹金。

2）礦石呈灰黑色，含硫較高，富含碳質、有機質，含砷，且自然金顆粒又特別細小，屬于難處理金礦石。

3）砷元素賦存狀態(tài)：偶在2件試驗樣品中發(fā)現(xiàn)少量的高鐵毒砂（硫砷鐵礦）。

4）鐵元素賦存狀態(tài)：①部分鐵賦存于黃鐵礦、閃鋅礦等硫化礦物中，以黃鐵礦為主;②以類質同象的形式賦存于碳酸鹽中;③混雜于有機質、泥質等膠結物中。

樣品化學成分分析結果見表1，金嵌布狀態(tài)分析結果見表2。原礦和金精礦（原礦浮選所得）中金礦物嵌布特征見圖1。

由表1、表2可知：該金礦石含砷和有機碳，堿性脈石礦物含量較高;金精礦有機碳高達5.2 %;金礦物主要嵌布于硫化物中;金精礦中有機碳含量較高，不宜直接進行氰化浸出。

2 小型試驗

由于礦樣含有堿性脈石礦物，特別是含有碳酸鹽物質，采用酸性加壓氧化工藝，必須提前進行酸化處理，以消除礦石中碳酸鹽對加壓氧化過程的影響。試驗通過加入硫酸或氧化液，控制酸化終點pH值為1.0～1.5，之后將礦漿移入反應釜（CPF襯鈦，2 L）中，進行加壓氧化;氧化渣進行氰化提金。試驗流程見圖2。

試驗條件為：

1）酸化：金精礦和原礦進行配礦，控制配礦有機碳質量分數(shù)<4 %;控制配礦硫質量分數(shù)為15 %左右，保證酸平衡。

2）加壓氧化：礦漿濃度20 %，溫度210 ℃～220 ℃，氧分壓0.8～1.0 MPa，攪拌速度700 r/min，停留時間2 h。

3）氰化：石灰調節(jié)礦漿pH值10～11，礦漿濃度35 %，炭密度40 g/L，氰化鈉用量2 kg/t（試驗中氰化鈉用量均以氧化渣計），常溫，氰化時間24 h。

按照圖2 流程進行氧化液返回循環(huán)試驗，結果見圖3。由圖3可知：氧化液返回循環(huán)10次，基本不會對硫氧化率和金浸出率產(chǎn)生影響，硫氧化率均在98.0 %以上，金浸出率在94.0 %～97.0 %，氰渣金品位為1.00 g/t左右。

通過小型試驗，獲得了最佳參數(shù)：加壓氧化入釜物料硫質量分數(shù)20 %，溫度210 ℃，氧分壓0.8 MPa，總壓2.5～2.7 MPa，攪拌速度700 r/min（線速度2.03 m/s），停留時間2 h;氰化浸出礦漿濃度35 %，氰化鈉用量2 kg/t，炭密度40 g/L，氰化時間24 h。在此條件下，氧化渣含硫<0.20 %，金浸出率>94.0 %。

3 中試連續(xù)試驗

本套加壓氧化連續(xù)試驗系統(tǒng)由加壓氧化浸出、固液分離、炭浸三大系統(tǒng)組成，配備預酸化、溶液中和系統(tǒng)，通過緩沖槽將各工序連接，保證連續(xù)運行。其主要技術參數(shù)見表3，加壓氧化浸出系統(tǒng)PFD圖見圖4。

金精礦、原礦測定礦漿濃度后按照2∶1進行配礦，用硫酸（或氧化液）預酸化至試驗要求，補加清水至相應濃度，泵入預浸槽作為進釜物料。加壓氧化后，在閃蒸罐出口每2 h取樣送檢，部分氧化渣進行

氰化試驗。氰化條件：礦漿濃度35 %，石灰乳調整堿度，炭密度40 g/L，氰化鈉用量3 kg/t，氰化時間24 h。主要參數(shù)見表4。

中試連續(xù)試驗按照以下4個階段（見圖5）進行，其中第二階段（又分為3個小階段）為本次試驗的主要考察階段。中試連續(xù)試驗結果見圖6。

第一階段為啟動階段，采用清水調漿，酸化pH值為2.0，停留時間60 min，持續(xù)時間27 h。由圖6可知：除了個別時間點氧化效果稍差外，其他時間內氧化效果均較好，硫氧化率平均為95.0 %，氧化渣率平均為83 %，氰化金浸出率平均為96.0 %，氰渣金品位平均為0.90 g/t。

第二階段以后采用氧化液返回調漿（比例40 %），酸化pH值為2.0，停留時間60 min，持續(xù)時間68 h（圖6中27～95 h）。由圖6可知：在32～40 h時，由于給氧不足，硫氧化效果越來越差，F(xiàn)e2+質量濃度也隨之增加，從而導致金浸出率降低，最低降至70.0%左右。隨后開始增加排氣和給氧，在40～52 h時，硫氧化率逐漸提高，金浸出率也隨之提高;之后（56～95 h），在保證硫氧化充分的條件下，氧化渣金浸出率均能維持在一個較高水平，硫氧化率平均為98.0 %，氧化渣率平均為104 %，氰化金浸出率平均為94.0 %，氰渣金品位平均為1.00 g/t。

第三階段采用氧化液調漿（比例40 %），提高酸化pH值至1.5，停留時間仍為60 min，持續(xù)時間12 h。 由圖6可知：第三階段氧化效果較好，工藝參數(shù)控制也比較平穩(wěn)，硫氧化率平均為99.6 %，氧化渣率平均為106 %，氰化金浸出率平均為95.0 %，氰渣金品位平均為1.00 g/t，與第二階段后期結果一致。

第四階段為停機后重新啟動預熱-投料階段，采用氧化液調漿（比例40 %），酸化pH 值為1.5，停留時間調整為45 min，持續(xù)時間8.5 h（107～115.5 h）。由圖6可知：第四階段前期氧化效果略有波動，4 h后開始趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定區(qū)域硫氧化率平均為99.0 %，氧化渣率平均為88 %，氰化金浸出率平均為95.6 %，氰渣金品位平均為0.95 g/t。

中試連續(xù)試驗考察了清水調漿、氧化液返回酸化、不同酸化終點及停留時間等，物料硫氧化率平均在95.0 %以上，氧化渣氰化金浸出率平均在94.0 %以上，氰渣金品位基本低于1.00 g/t，指標較好。

4 結 論

1）對于貴州某卡林型難處理金礦石，由于90 %以上的金包裹在硫化礦物中，因此采用加壓氧化預處理工藝，能夠快速打開包裹，提高金浸出率，氰化金浸出率達94.0 %以上。

2）中試連續(xù)試驗進行了清水調漿、氧化液返回、不同酸化終點及停留時間4個條件試驗，結果表明金浸出率與硫氧化率呈正相關關系。對于該礦石而言，只要硫氧化充分，金回收率即可得到保證。

3）中試連續(xù)試驗運行時間為5 d左右，對于加壓氧化長期運行過程中其他可能帶來的影響試驗未涉及。

[參 考 文 獻]

[1] 王力軍，劉春謙.難處理金礦石預處理技術綜述[J].黃金，2000，21（1）：38-45.

[2] 《黃金生產(chǎn)工藝指南》編委會.黃金生產(chǎn)工藝指南[M].北京：地質出版社，2000：251-260.

[3] 殷書巖，楊洪英.難處理金礦加壓氧化預處理技術及發(fā)展[J].貴金屬，2008，29（1）：56-59.

[4] 朱軍，劉蘇寧.難處理金礦浸出技術的現(xiàn)狀與研究[J].礦業(yè)工程，2010，8（1）：35-37.

[5] 許曉陽.碳質難處理金礦浸出工藝研究進展[J].黃金科學技術，2013，21（1）：82-88.

[6] 楊洪英，鞏恩普，楊立.低品位雙重難處理金礦石工藝礦物學及浸金影響因素[J].東北大學學報（自然科學版），2008，29（12）：1 742-1 745.

Abstract：A refractory gold ore in Guizhou contains high arsenic，sulphur and organic carbon content，and the gold is mainly embedded in the sulfide minerals which leads to a low gold leaching rate 10 % by traditional cyanidation process.According to the ore property，the refractory gold ore was treated by POX-cyanidation process，and the leaching rate of gold can increase to over 94.0 %.The pilot continuous test based on small-scale test shows that with the temperature of 220 ℃，pulp density of 16.4 %-19.0 %，oxygen partial pressure of 0.6-0.8 MPa and retention time of 45-60 min，the oxidation rate of S can be over 95.0 %，and the leaching rate of gold can be over 94.0 % whether the oxidation liquid is recycled or not.

Keywords：refractory gold ore;POX;carbonaceous material;carlin type;cyanidation;pilot continuous test