難選氧化金礦氰化助浸試驗研究

慕 杰，楊俊龍，郭艷華 ，郭海寧，柏亞林，姜永智

(1. 白銀有色集團股份有限公司，甘肅 白銀 730900；2. 西北礦冶研究院，甘肅 白銀 730900)

氰化浸出工藝是在弱堿性條件下，礦漿中含有足夠數量的氰化物且含有氧，在合理的浸出時間內金有選擇性的溶解。氰化浸出是提取金礦石中金的重要方法，尤其是氧化金礦石。氰化浸出具有其它方法無法替代的優點，同時也存在提金周期長、浸出效果差等缺點[1]。

隨著金礦資源規模化開采，高品位、易選金礦資源日益枯竭，低品位、高氧化、微細粒嵌布難處理金礦成為當今開發研究的重點[2-3]。為了在一定程度上改變氰化浸出的缺陷，考慮采用氰化助浸的方法來處理金礦石。氰化助浸方法[4]，即在不改變原有工藝流程的前提下，通過添加助浸劑來提高氰化浸出效率，該方法具有操作簡單、浸金速率快、浸出時間短、金浸出率高以及氰化物耗量少等優點。目前，常用的助浸劑主要為具有強氧化性的藥劑，如過氧化氫、過氧化鈣、高錳酸鉀等，正是利用助浸劑能提高浸液中氧的質量分數，相應提高了氰的質量分數，提高了氰的利用率而起到助浸作用[5-6]。

本文以甘肅難選氧化金礦為研究對象，在工藝礦物學研究的基礎上，進行不同流程探索試驗，確定適宜選礦工藝。通過進行不同類型浸出劑的對比試驗確定最佳助浸劑，然后進行選礦工藝條件試驗。以期為類似低品位難選金礦的開發利用提供參考。

1 原礦工藝礦物學研究

1.1 化學成分

試驗礦樣采自甘肅某礦山，礦樣經破碎、篩分、混勻后進行原礦化學多元素分析，用火試金法測定金和銀的含量，結果列于表1。

表1 原礦化學多元素分析結果Tab.1 Chemical analysis result of multi-element in raw ore

由表1可知，金屬礦物含量較低，均不具有回收利用價值，脈石礦物主要是石英及其硅酸鹽礦物和粘土礦物。礦石中金品位為1.25 g/t，銀品位較低(1.46 g/t)，金品位較低但具有回收價值。

1.2 金的賦存和分布

礦石中金與其它礦物的賦存如表2所列。由表2可知，金主要以裸露及半裸露金形式存在，占金總量的87.97%，硫化物中包裹金含量較低，硅酸鹽及鐵氧化物中包裹金含量較高。

表2 金與其它礦物的賦存關系/%Tab.2 The occurrence of gold in relation to other minerals

礦石產出于蝕變碎裂花崗斑巖脈氧化型礦石中，礦石松散、破碎程度比較強、硫化物很少且褐鐵礦化、泥化。取綜合樣5 kg淘洗后重礦物壓制砂光片，通過鏡下鑒定重礦物主要為黃鐵礦和褐鐵礦，少量黃銅礦、黝銅礦、閃鋅礦等。由此說明金礦物主要賦存在黃鐵礦、褐鐵礦等金屬礦物中。

1.3 金礦物粒度

通過顯微鏡下仔細觀察，該礦石中微粒金占35.8%，細粒金占62.7%，其余為中、粗粒金，金礦物呈微細粒狀零星分散在載體礦物裂隙或者粒間，需細磨方可達到單體解離。

2 實驗部分

2.1 工藝流程對比試驗

目前，常用氧化金礦的選別方法有浮選、重選、氰化浸出等，實驗采用的3種方法的原則工藝流程如圖1所示。

圖1 試驗流程 Fig.1 Flowsheet of experimental test

2.2 礦樣的氰化浸出

2.2.1 試劑和設備

實驗使用的主要試劑包括硫化鈉、戊基黃藥、氰化鈉、石灰、漂白粉、過氧化氫、過氧化鈣、氯酸鈉、高錳酸鉀、硝酸鉛、檸檬酸、混合助浸劑HZ，以上均為化學純，2#油為工業原料。主要設備包括浮選機(吉林省探礦機械廠)、搖床(江西恒宏國際礦山機械有限公司)、浸出攪拌槽(鑫海礦業技術裝備)、磁力攪拌器(鑫海礦業技術裝備)等。

2.2.2 氰化浸出

磨礦后實驗礦樣，用量為400 g，加入1500 mL浸出攪拌槽中，調整礦漿濃度，加入保護堿石灰，浸出藥劑氰化鈉，進行攪拌浸出一定時間。浸出完畢后，使用漂白粉水、石灰水進行3~5次漂洗，漂洗干凈后的浸出渣經過濾、烘干、作料、化驗，得出浸出渣品位。

使用簡易渣計浸出率方法計算浸出率：浸出率=(原礦金品位－尾礦金品位)/原礦金品位。

3 結果與討論

3.1 工藝流程的確定

礦樣采用浮選、重選和氰化浸出3種工藝流程探索試驗得到的結果如表3所列。

表3 試驗流程探索結果Tab.3 The experimental results of flow exploration

由表3可以看出，采用浮選工藝流程獲得金回收率為29.76%；由于該礦石硫化物含量較少，礦石易泥化，即使添加適量硫化鈉進行活化，仍有大量細泥上浮，給浮選帶來不利影響，造成浮選金回收率較低。

采用重選工藝流程獲得金回收率為 1.88%，這是由于礦石呈微細粒嵌布，如磨礦，重選過程中金隨細泥進入尾礦，金回收率較低；如磨礦至有用礦物未達到單體解離，粗顆粒礦石進入精礦，金幾乎不富集。

采用氰化浸出處理原礦或浮選尾礦較浮選、重選工藝均具有明顯的效果，因此，最終確定采用氰化浸出工藝回收氧化金礦。雖然氰化浸出較其它工藝有明顯的優勢，但是仍然存在浸出率較低、氰化物用量大等問題，試驗采用氰化助浸方法以期解決以上問題。

3.2 助浸劑種類試驗

在不改變氰化浸出工藝的前提下，采用添加助浸劑的方法來實現提高金浸出率，降低氰化物用量及縮短浸出周期等[7]。助浸劑大致分為氧化助浸劑、氨類助浸劑、重金屬鹽類助浸劑、螯合型助浸劑、混合助浸劑及其它類型助浸劑[8-11]。選用代表性較強且適用性較好的幾種助浸劑(加入量為 150 g/t)進行試驗，結果列于表4。

表4 助浸劑種類試驗結果(ω0(Au)=1.25 g/t)Tab.4 The experimental results of different kinds of leaching aids

由表4可以看出，未添加助浸劑時，金浸出率為 81.60%；添加單一助浸劑時，金的浸出率提高0.8%~8%，說明添加助浸劑有利于金的浸出；當添加混合助浸劑HZ時，金的浸出率大幅度提高，可達94.40%。混合助浸劑HZ為西北礦冶院自行研制的高效助浸劑[12-13]，該助浸劑本身具有氧化性，既能提高氰化浸金液中的溶解氧，又能與金屬離子生成螯合物，進而提高礦漿有效活性氧的含量，使金浸出效果明顯。因此，確定采用混合助浸劑HZ作為該金礦石的助浸劑。為了驗證助浸劑的作用效果，進一步進行考察混合助浸劑HZ對氰化鈉用量、浸出時間的影響試驗.

3.3 混合助浸劑HZ對氰化浸出的影響

3.3.1 對氰化鈉用量的影響

當礦樣磨礦細度﹣74 μm含量為90%，礦漿濃度為40%，石灰用量為3000 g/t，混合助浸劑HZ用量為150 g/t，浸出時間8 h。改變氰化鈉用量，對比添加助浸劑HZ后對金浸出率的影響，結果如圖 2所示。由圖2可知，隨著氰化鈉用量的增加，金的浸出率逐漸提高。不添加助浸劑時，適宜氰化鈉用量為500 g/t；而添加助浸劑時，適宜氰化鈉用量為200 g/t。添加助浸劑可大大降低了氰化鈉的用量。同時，相同氰化鈉用量條件下，添加助浸劑，金浸出率較高。這是由于助浸劑能提高浸液中氧的質量分數，相應提高了氰的質量分數，即提高了氰的利用率，從而可降低氰化鈉的用量。

圖2 助浸劑對氰化鈉用量的影響結果Fig.2 The results of influence of aids on sodium cyanide dosage

3.3.2 對浸出時間的影響

固定礦樣磨礦細度-74 μm含量為90%，礦漿濃度為40%，石灰用量為3000 g/t，混合助浸劑HZ用量為150 g/t，氰化鈉用量200 g/t。改變浸出時間，對比添加HZ之后對金浸出率的影響，結果如圖3所示。由圖3可知，隨著浸出時間的延長，浸出率逐漸提高至基本不變。不添加助浸劑時，氰化時間超過24 h后金的浸出率才能基本穩定；添加助浸劑HZ后，浸出約6 h即可達到最大浸出率。這是由于助浸劑在礦漿中直接析出液態的原子氧，而且還可遠遠超過礦漿中氧氣的飽和限度。因此金表面有足夠的氧，從而加速溶解，有效縮短了浸出時間。

圖3 助浸劑對浸出時間的影響結果Fig.3 T he results of influence of aids on leaching time

3.4 助浸-氰化浸出條件試驗

基于上述試驗，確定助浸-氰化浸出的基本實驗條件為：磨礦細度為-74 μm 占 90%，礦漿濃度為40%，石灰用量為3000 g/t，混合助浸劑HZ用量為150 g/t，氰化鈉用量200 g/t。分別改變磨礦細度、保護堿石灰用量、助浸劑用量，以選擇最優助浸-浸出工藝條件，結果如圖4所示。由圖4(a)可知，當磨礦細度-74 μm含量小于90%時，隨著磨礦細度提高，金的浸出率逐漸增加；當磨礦細度-74 μm含量大于90%時，隨著磨礦細度提高，金浸出率基本不變。綜合考慮，適宜的磨礦細度為-74 μm含量為90%。由于氰化物是弱酸鹽，在水中易水解成劇毒的氫氰酸逸出，還造成氰化物浪費。在浸液中加入足量的石灰作為保護堿，可以維持氰化物在水中的穩定性。根據圖4(b)，適宜的石灰用量為3000 g/t。添加適宜的助浸劑HZ有利于金的浸出，但當其添加過量時，亦會對浸出帶來不利影響。根據圖 4(c)，適宜的助浸劑用量為150 g/t。

圖4 磨礦細度(a)、石灰用量(b)和助浸劑HZ用量(c)對金浸出率的影響Fig.4 Effect of grinding fineness (a), dosage of lime (b)and infusion aid HZ (c) on gold leaching

3.5 優化條件批次實驗

基于上述條件試驗，確定的最終助浸-氰化浸出工藝流程如5所示。采用這一流程進行多批次實驗，得到浸渣金品位為0.04 g/t，金浸出率為96.8%。

圖5 氰化助浸流程及工藝條件Fig.5 Flowsheet and conditions of cyanide assisted leaching

4 結論

1) 工藝礦物學分析表明，甘肅某蝕變碎裂花崗斑巖脈氧化型金礦中金品位為1.25 g/t，屬低品位難選金礦，可采用氰化法浸出。

2) 混合助浸劑 HZ可提高礦漿有效活性氧的含量，與其他種類助浸劑相比，能顯著提升金的浸出率；添加助浸劑HZ，不但能降低氰化鈉用量，縮短浸出時間，還可提高金的浸出率。

3) 氰化浸出條件試驗結果表明，將原礦磨礦至-74 μm占90%，氰化浸出條件為石灰用量3000 g/t，礦漿濃度40%，氰化鈉用量200 g/t，混合助浸劑HZ用量150 g/t，攪拌時間6 h，多批次實驗金浸出率為96.8%。混合助浸劑HZ可用于該礦山開發。