甘肅某金礦浮選尾礦新型環(huán)保浸金劑浸出試驗(yàn)研究

段明銘　王蘋 楊鵬 王路平 吳曉明 高軍雷　劉慧

摘要：甘肅某金礦浮選尾礦礦物組成較為復(fù)雜，金主要以微細(xì)粒金形式包裹于黃鐵礦、毒砂、褐鐵礦及脈石礦物中。針對(duì)該浮選尾礦性質(zhì)，進(jìn)行了溴化法、石硫合劑法、硫代硫酸鹽法、硫脲法、新型環(huán)保浸金劑ZJ-1浸出法對(duì)比，考察了新型環(huán)保浸金劑ZJ-1浸出條件。結(jié)果表明：相比其他浸金方法，新型環(huán)保浸金劑ZJ-1浸出法金浸出指標(biāo)最優(yōu);在最佳工藝條件下，新型環(huán)保浸金劑ZJ-1金浸出率為70.81 %，與氰化金浸出率相近，且藥劑用量與氰化鈉相當(dāng)，有望替代氰化鈉實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，為尾礦資源化利用及創(chuàng)建綠色礦山提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：新型環(huán)保浸金劑;浮選尾礦;非氰;硫脲法;硫代硫酸鹽法;溴化法

中圖分類號(hào)：TD953文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）06-0074-04doi：10.11792/hj20210614

引 言

目前氰化浸金仍是黃金濕法冶煉的主流工藝，但其存在浸出過程易受銅、鐵、鉛、鋅、銻、碲、砷等雜質(zhì)干擾及氰化物具有劇毒等一系列問題，且作業(yè)流程產(chǎn)生大量危險(xiǎn)固體廢物。隨著國(guó)家環(huán)保形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，應(yīng)用新型環(huán)保浸金劑、新工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)氰化浸金已迫在眉睫，目前研究較多的非氰浸金方法有硫脲法、硫代硫酸鹽法、鹵素及其化合物法、多硫化物法和石硫合劑法等[1-3]。

本文針對(duì)甘肅某金礦微細(xì)浸染型浮選尾礦，開展了環(huán)保提金試驗(yàn)研究，旨在利用新型藥劑實(shí)現(xiàn)尾礦的資源化利用，從源頭控制環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)保提金，保障企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。通過溴化法[4]、石硫合劑法[5]、硫代硫酸鹽法[6]、硫脲法[7-8]、新型環(huán)保浸金劑ZJ-1浸出法等方案對(duì)比，選用ZJ-1進(jìn)行了浸出條件試驗(yàn)，最終金浸出率為70.81 %，其浸出指標(biāo)與氰化鈉相當(dāng)，有望替代氰化鈉實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，為尾礦資源化利用及綠色礦山建設(shè)提供技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)原料為甘肅某金礦浮選尾礦，其化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。由表1可知：該浮選尾礦中主要有價(jià)元素為金，品位為1.53 g/t。

通過化學(xué)多元素分析、X射線衍射分析及掃描電鏡分析可知：浮選尾礦礦物組成較為復(fù)雜，主要金屬礦物有黃鐵礦、輝銻礦、毒砂等;脈石礦物主要有石英，其次有方解石、鐵白云石、絹云母、長(zhǎng)石、高嶺石等。浮選尾礦中金主要以微細(xì)粒金形式包裹于黃鐵礦、毒砂、褐鐵礦及脈石礦物中，占70.59 %;其次以裸露、半裸露金形式存在，占29.41 %。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

采用溴化法、石硫合劑法、硫代硫酸鹽法、硫脲法和新型環(huán)保浸金劑ZJ-1浸出法對(duì)該浮選尾礦進(jìn)行了浸出試驗(yàn)，篩選出最佳浸出方案進(jìn)行浸出條件優(yōu)化試驗(yàn)。

2.1 浸出方案對(duì)比

在磨礦細(xì)度-0.074 mm占70 %，液固比2∶1的條件下，分別采用溴化法、石硫合劑法、硫代硫酸鹽法、硫脲法和新型環(huán)保浸金劑ZJ-1浸出法對(duì)該浮選尾礦攪拌浸出24 h，結(jié)果見圖1。

由圖1可知，ZJ-1浸金效果較好，金浸出率為60.91 %，遠(yuǎn)高于其他浸出方案。因此，選擇ZJ-1進(jìn)行浸出條件優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2 磨礦細(xì)度

磨礦細(xì)度的提高有利于有用礦物的解離和裸露，從而有利于金浸出率的提高，但隨著磨礦細(xì)度的增加，磨礦成本增大，且會(huì)對(duì)后續(xù)工序產(chǎn)生影響。磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3可知：隨著磨礦細(xì)度的增加，金浸出率逐漸增大;當(dāng)磨礦細(xì)度-0.074 mm占90 %時(shí)，金浸出率較高;繼續(xù)增加磨礦細(xì)度，金浸出率變化幅度較小。綜合考慮，磨礦細(xì)度選擇-0.074 mm占90 %。

2.3 液固比

浸金反應(yīng)中，液固比大小與溶液中藥劑的擴(kuò)散速度有直接關(guān)系，且影響處理能力及藥劑消耗量。固定磨礦細(xì)度-0.074 mm占90 %，其他試驗(yàn)條件及流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

由圖4可知：隨著液固比的增加，ZJ-1單耗逐漸增大;當(dāng)液固比由1∶1增加至3∶1時(shí)，金浸出率逐漸升高;繼續(xù)增加液固比，金浸出率有所降低;液固比2∶1和3∶1時(shí)金浸出率指標(biāo)相近。考慮浸出指標(biāo)、藥劑單耗及處理能力，選擇液固比為2∶1。

2.4 ZJ-1質(zhì)量濃度

藥劑濃度是影響浸出效果的重要因素之一。固定磨礦細(xì)度-0.074 mm占90 %，液固比2∶1，其他試驗(yàn)條件及流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

由圖5可知：隨著ZJ-1質(zhì)量濃度的增加，金浸出率呈增大趨勢(shì);當(dāng)ZJ-1質(zhì)量濃度大于1.5 g/L時(shí)，金浸出率趨于平緩。綜合考慮藥劑成本及金浸出率，ZJ-1質(zhì)量濃度選擇1.5 g/L較為合理。

2.5 浸出溫度

為考察浸出溫度與金浸出率之間的關(guān)系，固定磨礦細(xì)度-0.074 mm占90 %，液固比2∶1，ZJ-1質(zhì)量濃度1.5 g/L，其他試驗(yàn)條件及流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

由圖6可知：當(dāng)浸出溫度在25 ℃以下時(shí)，金浸出率隨浸出溫度的升高而升高;當(dāng)浸出溫度超過25 ℃時(shí)，金浸出率有所下降。因此，試驗(yàn)采用20 ℃～25 ℃常溫浸出。

2.6 浸出時(shí)間

固定磨礦細(xì)度-0.074 mm占90 %，液固比2∶1，ZJ-1質(zhì)量濃度1.5 g/L，浸出溫度25 ℃，其他試驗(yàn)條件及流程見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見圖7。

由圖7可知，隨著浸出時(shí)間的延長(zhǎng)，金浸出率逐漸增加，浸出速度逐漸降低，最終金浸出率趨于穩(wěn)定。綜合考慮，選擇浸出時(shí)間為24 h。

2.7 綜合條件對(duì)比試驗(yàn)

在確定的最佳單因素條件下進(jìn)行ZJ-1與氰化鈉浸出綜合條件對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)流程見圖8，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表2可知：綜合條件下ZJ-1浸出結(jié)果較穩(wěn)定，平均金浸出率為70.81 %，平均單耗為0.53 kg/t，成本約為9.9元/t。相同條件下，氰化鈉浸出平均金浸出率為71.46 %，平均單耗為0.54 kg/t，成本約為8.2元/t。對(duì)于該浮選尾礦，ZJ-1金浸出率與氰化鈉金浸出率相近，藥劑用量與氰化鈉用量相當(dāng)，有望替代氰化鈉實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。

3 結(jié) 論

1）甘肅某金礦浮選尾礦中礦物組成較為復(fù)雜，主要金屬礦物有黃鐵礦、輝銻礦、毒砂等;脈石礦物主要有石英。礦樣中金品位為1.53 g/t，其中29.41 %的金以裸露、半裸露金形式存在，70.59 %的金以微細(xì)粒金形式包裹于黃鐵礦、毒砂、褐鐵礦及脈石礦物中。

2）通過溴化法、石硫合劑法、硫代硫酸鹽法、硫脲法、新型環(huán)保浸金劑ZJ-1浸出法等方案對(duì)比，選用新型環(huán)保浸金劑ZJ-1浸出法。ZJ-1最佳浸出工藝條件為：磨礦細(xì)度-0.074 mm占90 %，CaO調(diào)整pH=11，堿浸1 h，ZJ-1質(zhì)量濃度1.5 g/L，液固比2∶1，浸出溫度25 ℃，充氣量400 L/h，攪拌轉(zhuǎn)速980 r/min，浸出時(shí)間24 h。在此條件下，金浸出率為70.81 %。

3）采用新型環(huán)保浸金劑ZJ-1處理該浮選尾礦，金浸出率與氰化鈉金浸出率相近，藥劑用量與氰化鈉用量相當(dāng)，有望替代氰化鈉實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。

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Experimental study on the leaching of flotation tailings from a gold mine

in Gansu with a new type environment-friendly gold leaching reagent

Duan Mingming1，Wang Ping1，Yang Peng2，Wang Luping2，Wu Xiaoming3，Gao Junlei3，Liu Hui1

（1.Shandong Guohuan Solid Waste Innovative Technology Center Co.，Ltd.;

2.Shandong Zhaojin Technology Co.，Ltd.; 3.Zhaojin Mining Industry Co.，Ltd.）

Abstract：The mineral composition of the flotation tailings from a gold mine in Gansu is complicated and gold is mainly encased in pyrite，arsenopyrite，limonite and gangue minerals in the form of microfine grain gold.According to the property of the flotation tailings，the paper compares bromination leaching method，lime sulphur leaching method，thiosulfate leaching method，thiourea leaching method and new type environment-friendly gold leaching reagent ZJ-1 leaching method and investigates the leaching conditions for new type environment-friendly gold leaching reagent ZJ-1.The results show that compared to other leaching method，the new type environment-friendly gold leaching reagent ZJ-1 leaching method has the best gold leaching index;under optimal process conditions，the gold leaching rate of new type environment-friendly gold leaching reagent ZJ-1 is 70.81 %，close to that of cyanidation gold leaching，and the reagent consumption is close to sodium cyanide.The reagent has potential to replace sodium cyanide in industrial application and provides technical support for tailings utilization as resources and green mine construction.

Keywords：new type environment-friendly gold leaching reagent;flotation tailings;non-cyanide;thiourea leaching method;thiosulfate leaching method;bromination leaching method

收稿日期：2020-12-20; 修回日期：2021-04-15

作者簡(jiǎn)介：段明銘（1986—），男，山東煙臺(tái)人，助理工程師，從事貴金屬金銀、有色金屬選冶研究工作;山東省招遠(yuǎn)市盛泰路108號(hào)，山東國(guó)環(huán)固廢創(chuàng)新科技中心有限公司，265400;E-mail：646573153@qq.com