陜西某難處理金礦預處理—浸出試驗研究

孫 敏 谷曉恬 朱一民 孫 升 韓躍新

（1.東北大學資源與土木工程學院，遼寧 沈陽 110819；2.難采選鐵礦資源高效開發利用技術國家地方聯合工程研究中心，遼寧 沈陽 110819）

隨著易處理金礦資源的不斷減少，含硫、砷、碳等雜質的難處理金礦石逐漸成為金礦開發利用的主要資源。我國已探明的黃金儲量中，約有1/3屬于難處理金礦資源［1］，累計超過 1 000 t［2］。進行高效、低污染、低成本浸金方法研究對占我國總金礦儲量達20%以上、含硫5%～7%、含砷>3%、含碳>2%的微細粒浸染的碳質難處理金礦石具有重要意義［3］。

在難處理金礦的浸出技術方面，國內外工作者做了大量研究工作，提出了多種處理方法，主要可以分為預處理—氰化法和非氰化法2大類。劉升明［4］對碳質含量達到12%的某碳質金礦采用焙燒—氰化工藝獲得了金浸出率92.61%的最終指標，焙燒氧化雖然可以有效消除碳質物“劫金”效應，提高金浸出率，但是傳統焙燒氧化由于會釋放出硫、砷和銻等有害氣體，嚴重污染環境，其進一步應用受到限制［1］。湯慶國等［5］研究了氨性硫代硫酸鹽體系中碳質金礦中金的浸出行為，由于金溶解于硫代硫酸鈉后生成的 Au絡離子結構過于穩定，無法將金從Au絡離子中有效地提取出來，使得金的提取率非常不穩定。程蓉等［6］針對甘肅某碳質金礦進行了新型抑制劑的研究工作，結果顯示，非離子型與陰離子型抑制劑能夠在一定程度上抑制活性炭吸金，另外，研究發現能夠溶于水的抑制劑分子，相較不溶于水的抑制劑，具有更好的抑制效果。

本試驗采用二氧化氯作為氧化劑，實驗室自制復配表面活性劑DS-1作為碳質物抑制劑，DS-5作為浸出劑對陜西省山陽縣某難處理金礦進行預處理—浸出系列條件試驗。在相同的浸出條件下，相比于原礦直接浸出工藝，本試驗預處理—浸出工藝可在一定程度提高該難處理金礦最終浸出率，為解決含碳含硫難處理金礦浸金效率低的問題提供更為廣闊的提金思路，為難處理金礦“劫金抑制劑”的研制提供借鑒。

1 試驗原料及試劑

1.1 試驗原料

試驗所用原料選自陜西省山陽縣某難處理金礦，使用顎式破碎機和對輥破碎機破碎至-2 mm用于后續試驗。試驗用樣XRF多元素分析結果見表1，原礦XRD分析圖譜見圖1。

注：Au、Ag、Hg含量的單位為g/t。

由表1和圖1可知，原礦中主要回收元素為Au，品位為5.46 g/t，含有阻礙浸出的礦物黃鐵礦和碳質物，且其中碳含量較高，達5.24%，在浸出過程中會嚴重阻礙金的回收。

將破碎后的原礦磨至-74 μm含量80%，進行金、碳的物相分析，結果如表2、表3所示。

從表2可知，礦石中裸露及半裸露金占38.27%，包裹金主要分布在黃鐵礦和硅酸鹽中。

從表3可知，礦石碳含量為5.24%，其中有機碳含量為3.64%，遠遠超過0.2%，將嚴重干擾金的氰化提取過程［7］。

1.2 試驗試劑

試驗所用氧化劑為ClO2，碳質物抑制劑為東北大學實驗室自制復配表面活性劑DS-1（月桂酰胺丙基氧化胺（（CH2）3N（CH3）2O）與十二烷基硫酸鈉（C12H25SO4Na）復配，復配比為2∶1），浸出劑為 DS-5（Na2CO3（30%）、NaCNO（40%）、NaCN（30%）），pH調整劑NaOH（分析純）。

2 試驗方法

預處理—浸出試驗流程如圖2所示。

取礦樣50 g，磨至細度-23 μm含量80%，加入氧化劑二氧化氯，設置溫度后在磁力攪拌器中進行氧化預處理；在預氧化后，清洗礦漿，加入實驗室自制復配表面活性劑DS-1作為碳質物抑制劑，并調節礦漿濃度和pH值，繼續在磁力攪拌器中攪拌，攪拌速度為400 r/min；在碳質物抑制預處理之后加入5 kg/t實驗室自制低氰浸金劑DS-5進行浸出，浸出后，將浸出產品用水清洗過濾4～5遍，浸渣烘干制樣，檢測其中金的品位，最后計算浸出率。

3 試驗結果與討論

3.1 硫化物氧化預處理試驗

3.1.1 二氧化氯用量試驗

在氧化預處理溫度為30℃，時間為2 h條件下，控制二氧化氯用量分別為 0.12、0.24、0.48、0.6、1.2 kg/t進行二氧化氯用量條件試驗。結果如圖3所示。

由圖3可知：二氧化氯對礦物中的黃鐵礦具有非常明顯的氧化效果；黃鐵礦氧化率隨著二氧化氯用量的增加而顯著提高，對比二氧化氯用量為0.6 kg/t和1.2 kg/t時的數據，發現黃鐵礦氧化率非常接近，說明二氧化氯用量為0.6 kg/t時已經達到了最佳氧化效果。因此，選擇二氧化氯用量為0.6 kg/t。

3.1.2 氧化預處理時間試驗

在二氧化氯用量為0.6 kg/t，氧化預處理溫度為30℃的條件下，控制氧化預處理時間分別為0.5、1、2、4和12 h進行時間條件試驗。結果如圖4所示。

由圖4可知：在氧化時間為1 h時黃鐵礦就可以達到較高的氧化率，氧化率為77.42%，隨著氧化時間的增加，氧化率先短暫降低再緩慢增高，但仍與氧化預處理1 h時的氧化率相接近，因此最終確定氧化預處理時間為1 h。

3.2 碳質物抑制預處理試驗

3.2.1 碳質物抑制劑用量試驗

氧化預處理后試樣在碳質物抑制預處理溫度25℃，預處理時間1 h，氫氧化鈉用量4 kg/t，浸金藥劑DS-5用量為5 kg/t，液固比2 mL/g，浸出溫度25℃，浸出時間24 h的條件下，控制碳質物抑制劑DS-1藥劑總用量分別為1.5、3、4.5、6、7.5 kg/t，觀察碳質物抑制劑總用量的變化對浸出率的影響，試驗結果如圖5所示。

由圖5可以看出：碳質物抑制藥劑用量在4.5 kg/t時，浸出率達到最大值，為43.86%；隨著藥劑用量的繼續增加，浸出率逐漸降低，當藥劑用量在7.5 kg/t時，浸出率只有10.53%。因此最終控制碳質物抑制劑用量為4.5 kg/t。

3.2.2 碳質物抑制預處理時間試驗

氧化預處理后試樣在碳質物抑制劑DS-1用量為4.5 kg/t，碳質物抑制預處理溫度25℃，氫氧化鈉用量4 kg/t，浸金藥劑DS-5用量為5 kg/t，液固比2 mL/g，浸出溫度25℃，浸出時間24 h的條件下，控制碳質物抑制預處理時間分別為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h。觀察在預氧化后碳質物抑制預處理時間對最終浸出率的影響。試驗結果如圖6所示。

由圖6可知：加入碳質物抑制劑后0.5 h就可以獲得較好的抑制效果；浸出后浸渣中金品位為3.10 g/t，浸出率為45.61%；但是隨著預處理時間變長，抑制的效果反而會變弱，導致浸出率降低。因此，確定碳質物抑制預處理時間0.5 h。

3.2.3 碳質物抑制預處理溫度試驗

氧化預處理后試樣在碳質物抑制劑DS-1用量為4.5 kg/t，碳質物抑制預處理時間0.5 h，氫氧化鈉用量4 kg/t，浸金藥劑DS-5用量為5 kg/t，液固比2 mL/g，浸出時間24 h的條件下，控制碳質物抑制預處理溫度分別為25、30、35、40℃，浸出溫度與碳質物抑制預處理溫度相同。觀察碳質物抑制預處理溫度對浸出率的影響，試驗結果如圖7所示。

由圖7可知：溫度對抑制效果并沒有較大的影響，當溫度為30℃的時候，抑制效果最佳，此時浸出后浸渣金品位為2.96 g/t，浸出率為48.07%。

3.3 浸出試驗

3.3.1 礦漿pH試驗

預處理后浸出試驗在浸金藥劑DS-5用量為5 kg/t，液固比2 mL/g，浸出溫度30℃，浸出時間24 h的條件下，考察pH對金浸出的影響。試驗結果如圖8所示。

由圖8可知：pH對浸金效果影響很大，在pH=4～12的范圍內，浸渣金品位隨著pH的升高先降低后升高，金浸出率則先升高后下降；當pH為11.08時，浸出效果最好，浸渣金品位為2.98 g/t，浸出率為48.05%。綜合考慮，選擇礦漿pH=11。

3.3.2 礦漿濃度試驗

預處理后浸出試驗在pH為11，浸金藥劑DS-5用量為5 kg/t，浸出溫度30℃，浸出時間24 h的條件下，控制液固比分別為1、2、3、4、5 mL/g，考察液固比對金浸出的影響。試驗結果如圖9所示。

由圖9可知：液固比對浸金效果影響較大，在液固比由1 mL/g增加到5 mL/g的過程中，金浸出率先升高后降低；當液固比為3 mL/g時，浸渣中金品位最低，為2.93 g/t，此時金浸出率最高，為48.68%。因此，選擇液固比為3 mL/g。

3.3.3 浸出時間試驗

預處理后浸出試驗在pH為11，浸金藥劑DS-5用量為5 kg/t，液固比3 mL/g，浸出溫度30℃的條件下，浸出時間分別為6、12、24、48 h。考察浸出時間對金浸出的影響。試驗結果如圖10所示。

由圖10可知：隨著浸出時間的增加，浸出率逐漸增加，當浸出時間為48 h時，浸渣金品位為2.89 g/t，浸出率最高，為49.30%。最終浸出率不高的原因可能是由于碳質物抑制劑不能對碳質物完全覆蓋抑制，導致仍然存在碳質物“劫金”效應，黃鐵礦氧化不完全導致包裹金沒有完全打開可能是浸出率低的另一個原因。

4 結 論

（1）對陜西某難處理金礦進行二氧化氯氧化預處理，可有效將礦石中的黃鐵礦氧化，使得硫化物包裹中的金暴露出來；通過碳質物抑制預處理，可使礦石中的碳質物優先與藥劑結合，避免后續浸出過程中碳質物與金氰絡合物的吸附，減弱浸出過程中的“劫金”效應。

（2）預處理—浸出試驗表明，在磨礦細度-23 μm含量80%，使用0.6 kg/t的二氧化氯氧化預處理1 h，預處理后試樣在碳質物抑制劑DS-1用量為4.5 kg/t，預處理溫度30℃，預處理時間0.5 h，礦漿pH為11條件下進行碳質物抑制預處理，然后在浸金藥劑DS-5用量為5 kg/t，液固比為3 mL/g，浸出溫度30℃，浸出時間48 h條件下浸出，最終金的浸出率為49.30%，相較于原礦直接浸出條件下的浸出率9.29%提高了40.01個百分點。