金精礦的焙燒條件對金、銀提取的影響研究

蔡金娥

（山東黃金礦業(yè)股份有限公司新城金礦，山東 煙臺 261438）

針對工業(yè)礦產(chǎn)開采，尤其復(fù)雜的銀金精礦的處理，在此前有很多研究的成果以及理論基礎(chǔ)，學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究人員根據(jù)各自接觸的內(nèi)容進(jìn)行探索。作為金銀提煉的重要工序和流程，筆者從含鉛不高的炭質(zhì)金精礦開始研究，實現(xiàn)減法熔煉，并且進(jìn)行對應(yīng)的試驗與攻關(guān)。研究過程中也遇到了一定的困難，因為金精礦的處理復(fù)雜，依據(jù)金精礦焙燒因素以及要求標(biāo)準(zhǔn)，完成金銀的提取，明確對金銀提取性能的影響。研究銀金礦山的儲備合質(zhì)飛揚損失，此外，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)金銀質(zhì)量的提升，更加能夠?qū)崿F(xiàn)冶煉運作的資金運轉(zhuǎn)效率，獲得更多的經(jīng)濟效益和企業(yè)利益[1]。

1 研究過程中原料、試劑及試驗方法的運用

1.1 原料性質(zhì)及試劑

使用的試驗材料復(fù)雜礦浮選金精礦，顆粒度細(xì)，整體顆粒度＜0.075 mm物料能夠占到94%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。其中礦態(tài)用顯微鏡觀察顯示（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：黃鐵礦為49%，閃鋅礦為12%，方鉛礦為4%，銀礦物為8%，脈石為19%及碳質(zhì)物為6%。這其中前三種礦重要，通過分析和驗證：約49%的銀是以銀黝銅礦等復(fù)雜狀態(tài)。運用硫脲或氰化物浸出，在處理之前需要針對精礦預(yù)處理。銀精礦的化學(xué)成分見表1，其中ω(C org )代表碳酸鹽以外的所有碳，而ω(CΤ)和ω(SΤ)表示總碳量和總硫量。研究中使用硫脲規(guī)定純試劑，自來水充當(dāng)浸出液體即可[2]。

1.2 試驗和分析的主要方法

焙燒過程，使用馬弗爐托盤，尺寸為120mm×140mm。焙量為80g精礦。溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，將其置入托盤，并且使混度恢復(fù)原始值，開始計算時間。開始攪拌爐中原料，等待乘出冷卻。進(jìn)行稱重并且焙砂細(xì)磨20秒左右。后續(xù)浸出使用振動磨型號XZP-100。此次浸出試驗的目的是為了驗證焙燒條件是否可行。

銀精礦的熱分析是在Du Pont 9900熱分析儀上進(jìn)行的，渣樣中的金、銀含量分別由火試金及原子吸收光譜法測定，硫、碳含量則采用燃燒-碘量法分析，而預(yù)浸液中的Cu，Ag，Zn由原子吸收光譜法測定。

2 研究試驗的影響分析

2.1 焙燒時間的影響

通過之前分析，焙燒是影響硫脲浸銀率的重要因素。在故分別在600℃及700℃下研究，焙燒時間影響溫度一致。因此羅列了700℃時的試驗結(jié)果，基于不同的溫度環(huán)境，硫、碳的脫除率都會隨著焙燒時間的增加而提升，但是在試驗中，脫碳率并不是優(yōu)化的唯一條件。原因在于，浸金率方面考慮，焙燒時間越長礦物顆粒越趨近于完整，這樣就減小了孔隙率，因此就降低了浸出液與顆粒的接觸，從而實現(xiàn)浸金率的降低。與此同時，焙烤時間延長會產(chǎn)生額外的成本，焙燒會脫離精礦中的活性炭，消除銀金汞膏礦及包裹體存在的那部分金的難浸性，研究過程中，后者會讓浸金率提升，原因在于精礦存金銀量高，活性炭奪取金的效應(yīng)細(xì)微，浸銀率不高，有利于提升硫酸化焙燒，防止二次包裹銀產(chǎn)生[3]。

2.2 添加劑的影響

由于黃鐵礦是該銀精礦的主要載銀礦物，其氧化產(chǎn)物的組成及表面物理狀況與金銀浸出率的高低休戚相關(guān)圓獲得高的金銀浸出率，黃鐵礦的焙燒產(chǎn)物最好是疏松多孔的三氧化二鐵，而銀、銅、鋅等則宜以硫酸鹽形式存在，以便在稀硫酸預(yù)浸段被回收。下面我們首先回顧一下硫化物（MeS）的氧化過程.硫化物（Mes）的氧化反應(yīng)屬于在固氣相界面分階段進(jìn)行的多相反應(yīng)，其氧化過程包括氧分子的擴散和吸附、氧鍵的斷裂、硫酸鹽晶核的產(chǎn)生以及新相在硫化物顆粒表面的形成等步驟，隨后在兩種固相和新相之間發(fā)生如下復(fù)分解反應(yīng)：

此次在高溫環(huán)境中實現(xiàn)硫酸鹽分解：

表1 銀金精礦主要成分

繼續(xù)進(jìn)行氧化反應(yīng)處理，繼續(xù)由O2實現(xiàn)固體表面穿入，膜為（MeO）和MeS產(chǎn)生反應(yīng)，循環(huán)進(jìn)行，在反應(yīng)過程中產(chǎn)生SO2高溫下O2濃度發(fā)生變化。

逸出SO3和外部MeO反應(yīng)，產(chǎn)生二次硫酸鹽MeSO4。

只有滿足硫酸化焙燒條件。

二次硫酸鹽（MeSO：）才能穩(wěn)定地存在，而式（3）也只有在較高的溫度so2和o。濃度（分壓）下且有催化劑（如FezOs）存在的條件下，才能有足夠的反應(yīng)速度，而在黃鐵礦的串聯(lián)的4個氧化步驟：

研究過程中，因式（9）中的Fe3O4結(jié)構(gòu)緊密，O2的傳輸出現(xiàn)問題，進(jìn)行氧化的速度減慢，這個環(huán)節(jié)限制了接觸過程。以至于會影響到黃鐵礦中銀礦物的徹底解離。而加入少量硫酸鈉，后續(xù)的硫酸鈉燒結(jié)，使Fe3O4達(dá)到了結(jié)構(gòu)致密：膜收縮后出現(xiàn)破裂，強化了氧化傳輸速率提升，這樣氧化率提升數(shù)十倍，能夠得到疏松多孔的氧化物Fe2O3，銀礦物中解離，影響黃鐵礦中物質(zhì)解離。隨著SO2：氧化成SO3。速度加快，其余的復(fù)雜礦物中的Ag，Cu等有價金屬，其酸溶率顯著提升，所以，能夠說明總體浸銀率顯著提升[4]。

2.2.1 添加劑用量的影響

因為銀精礦中SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20%，高硅物料在燒結(jié)過程中收到水蒸氣的影響與作用，之后熱分析，饞哼了試驗應(yīng)用的分段焙燒，保持溫度為400℃，焙燒過程在1小時作用，之后溫度達(dá)到650℃~700℃之間，定位670℃，再進(jìn)行焙燒3小時左右，添加劑按照銀精礦百分比計算。依據(jù)精礦質(zhì)量計算，焙砂過程中進(jìn)行重磨，依據(jù)1.2節(jié)完成預(yù)浸。浸渣再用硫脲浸金，當(dāng)硫酸鈉達(dá)5%以上時，Cu，Zn，Ag的酸溶率明顯提升，這說明銀黝銅礦形態(tài)存在的那部分Ag形成了閃鋅礦中解離，如果硫脲浸出后，銀總浸出率達(dá)到93%，浸金率達(dá)到95%，總渣率約62%，其渣含Au 1.5 g/t及Ag550g/t。

2.2.2 添加劑存在時焙燒時間的影響

試驗過程中，硫酸鈉添加量為5%，處理環(huán)境的溫度為400℃，并且保溫1小時，等待溫度升到670℃后，再進(jìn)行添加劑的使用，檢測是否影響焙烤時間影響。當(dāng)有關(guān)條件浸出滿足時，試驗結(jié)果能夠明顯的表示為：處理溫度為670℃，焙燒時間為4小時左右，Au，Ag的總浸出率均在95%以上，銅酸溶率＞80%，在研究的過程中，銀黝銅礦進(jìn)行銅硫酸鹽化，銀浸出率提高，同時也發(fā)現(xiàn)了2小時焙燒后，大部分硫已經(jīng)脫除，其中酸溶銀存留70%，這就說明了硫酸化焙燒-稀酸浸出脫銀-提金工藝，需要嚴(yán)格的控制焙燒的溫度，保持充足的焙燒時間是提高提金效率的基礎(chǔ)[5]。

2.3 綜合條件試驗過程分析

依據(jù)之前多個小結(jié)的分析實驗，得出了綜合的條件需求：將5%硫酸鈉的銀精礦400℃環(huán)境下焙燒1小時，之后溫度提升到650℃~700℃之間，與此同時保持溫度不變達(dá)到1小時。焙砂并進(jìn)行細(xì)磨，依據(jù)之前試驗的浸出條件，完成烯酸的預(yù)備浸出。依據(jù)用10g/L酸性硫脲（pH<1.5）溶液根據(jù)從其酸浸渣中浸金。稀酸浸出段，銀以AgSO4形式進(jìn)入酸浸液（0.4g/LAg+～0.5g/LAg+），但酸浸渣中依然殘留有金。酸浸渣經(jīng)硫脲浸金后的渣分析顯示：該工藝的金、銀總浸出率均達(dá)到了95%，所以沒有對浸出條件優(yōu)化[6]。

2.4 與氰化浸出工藝的比較

基于氰化法的成熟性，并且其試驗操作的成本偏低，筆者結(jié)合試驗需要進(jìn)行了焙砂對比，采用氰化法，焙燒過程依舊使用稀硫酸預(yù)浸的方法。其預(yù)浸渣經(jīng)Ca（OH）2調(diào)漿2小時左右，之后加入固態(tài)NaCN。這時的氰化浸出條件：質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.25%NaCN，液固比3.3：l，pH10.5~11及24小時。試驗過程的三次重復(fù)操作結(jié)果表示：稀硫酸浸出銀的浸出率（酸溶率）分別為52.58%，64.75%和62.24%：這樣實現(xiàn)氰化浸出之后，金的浸出率則依次為94.42%，94.6%和94.25%，銀的總浸出率（渣計）依次：89.85%，90.76%和91.36%。因此，氰化法的金浸出率雖與硫脲法一致，但是，銀總浸出降低5%，此外，在經(jīng)濟性方面還需要進(jìn)行后續(xù)的試驗研究來驗證[7]。

3 結(jié)語

通過研究可以看出，金銀提取效率的主要影響因素包含冶煉中的焙燒溫度、添加劑的使用以及停留時間等。研究發(fā)現(xiàn)，其中硫酸鈉作為添加劑能夠使銀加速硫酸化，以及針對其他有價元素都有同等作用。與此同時，運用稀硫酸結(jié)合焙砂工藝實現(xiàn)前期處理，也能夠減輕浸金試劑損耗。在處理過程中，需要適當(dāng)?shù)恼瓶乇簾龡l件，包含一段400℃1h，二段670℃4h以及硫酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%進(jìn)行添加，結(jié)合焙砂烯酸預(yù)浸的前期準(zhǔn)備，運用硫脲或者氰化物浸金過程中浸金率提升到95%，總體浸銀率為95%和90%。從整體上能夠說明這種工藝具有可行性，并且能夠提升復(fù)雜礦金銀提取的質(zhì)量，從而提升金銀冶煉的經(jīng)濟效益[8-10]。