某含砷難處理金精礦焙砂氰化尾渣氯化揮發(fā)回收金、銀試驗(yàn)研究

楊悅增 馬鵬程 欒作春 孫其飛 楊鵬

摘要：某含砷難處理金精礦焙砂氰化尾渣中的有價(jià)元素為金、銀，試驗(yàn)采用氯化揮發(fā)法進(jìn)行回收。研究了氯化鈣用量、焙燒溫度、焙燒時(shí)間對(duì)金、銀等氯化揮發(fā)率的影響。結(jié)果表明：隨著氯化鈣用量的增加，氰化尾渣中各金屬元素的揮發(fā)率呈先增大后穩(wěn)定或略有降低的變化趨勢(shì)，且不同金屬元素實(shí)現(xiàn)最大揮發(fā)率所需的氯化鈣用量不同;在氯化鈣用量7 %、焙燒溫度1 050 ℃、焙燒時(shí)間30 min時(shí)，各金屬元素完成氯化揮發(fā)過(guò)程;當(dāng)焙燒時(shí)間75 min時(shí)，可實(shí)現(xiàn)氯化劑分解率99.0 %以上。

關(guān)鍵詞：氰化尾渣;氯化揮發(fā);金;銀;揮發(fā)率

中圖分類號(hào)：TD926.4文章編號(hào)：1001-1277（2021）11-0090-03

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.11792/hj20211118

含砷金精礦是典型的難處理金精礦，目前主要采用兩段焙燒—氰化浸出工藝處理。由于提金技術(shù)的限制，該工藝產(chǎn)生的氰化尾渣中金品位普遍為3～5 g/t，之前堆積的氰化尾渣中金品位甚至為6～8 g/t[1]，均無(wú)法通過(guò)浮選或浸出等方法回收其中的金[2-4]。國(guó)內(nèi)黃金選冶企業(yè)大多以尾礦庫(kù)直接堆存的形式處理該類氰化尾渣，不僅造成了土地資源和礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，而且存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)隱患。氯化提金技術(shù)具有適應(yīng)性強(qiáng)、利用率高、綜合利用效果好的顯著優(yōu)點(diǎn)[5-7]。其原理是利用氯化劑（通常為氯化鈣）的作用使有價(jià)金屬形成氯化物揮發(fā)進(jìn)入煙氣中，再通過(guò)“煙氣洗滌吸收—溶液置換壓濾”處理，最終以金銀泥形式進(jìn)行多元素綜合回收，而脈石礦物與鐵則依然留在尾渣中。該工藝中金、銀等有價(jià)金屬的回收率與其揮發(fā)率呈正相關(guān)。本文以某含砷難處理金精礦焙砂氰化尾渣為對(duì)象，采用氯化揮發(fā)工藝進(jìn)行金、銀回收試驗(yàn)研究，為工業(yè)應(yīng)用提供依據(jù)。

1試驗(yàn)部分

1.1原料性質(zhì)

以某含砷難處理金精礦兩段焙燒—氰化浸出后的尾渣為試驗(yàn)對(duì)象。該氰化尾渣含水率約為10 %，堆密度1.19×103kg/m3，真密度4.06×103kg/m3，結(jié)晶程度差，Au、Ag為主要回收元素。氰化尾渣粒度分布見(jiàn)表1，化學(xué)成分分析結(jié)果見(jiàn)表2，掃描電鏡形貌見(jiàn)圖1。

1.2試驗(yàn)方法

將氰化尾渣制成均勻粉末狀樣品，按比例加入黏結(jié)劑（膨潤(rùn)土）和氯化劑（氯化鈣）并充分混勻，在圓盤制粒機(jī)上造球;生球團(tuán)在馬弗爐內(nèi)250 ℃條件下烘干后送入小型回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行高溫氯化揮發(fā)試驗(yàn)。

2試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1氯化鈣用量

氯化鈣用量過(guò)大時(shí)，不僅降低球團(tuán)強(qiáng)度，而且會(huì)因熔融產(chǎn)生的液相增多而降低燒渣孔隙率，阻礙氯化物的有效揮發(fā)，使金屬揮發(fā)率降低。向氰化尾渣中分別添加不同量的氯化鈣，制粒，烘干后開(kāi)展氯化揮發(fā)試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為焙燒溫度1 100 ℃、焙燒時(shí)間60 min，考察氯化鈣用量對(duì)氰化尾渣球團(tuán)中各金屬元素?fù)]發(fā)率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2可知：隨著氯化鈣用量的增加，氰化尾渣中Au、Ag的揮發(fā)率達(dá)到最大之后出現(xiàn)小幅下降最后趨于穩(wěn)定，Cu、Pb、Zn的揮發(fā)率先升高后趨于穩(wěn)定。不同金屬元素達(dá)到最大揮發(fā)率對(duì)應(yīng)的氯化鈣用量不同，這與氰化尾渣中各金屬的含量高低密切相關(guān)。金屬元素含量越高，氯化鈣用量越大。Au、Ag達(dá)到最大揮發(fā)率時(shí)的氯化鈣用量分別為2 %、4 %，而Cu、Pb、Zn達(dá)到最大揮發(fā)率時(shí)的氯化鈣用量均為7 %。因此，如果僅考慮氰化尾渣中金、銀的回收，則氯化鈣用量為4 %即可滿足氯化揮發(fā)工藝要求;如果要實(shí)現(xiàn)氰化尾渣中其他有價(jià)金屬的同步回收，則氯化鈣用量為7 %時(shí)才能實(shí)現(xiàn)最佳的氯化揮發(fā)效果。

2021年第11期/第42卷安全與環(huán)保安全與環(huán)保黃金2.2焙燒溫度

焙燒溫度是氯化揮發(fā)工藝的重要技術(shù)參數(shù)，不僅影響金屬元素?fù)]發(fā)率，而且直接影響生產(chǎn)成本。為確定合適的焙燒溫度，進(jìn)行了焙燒溫度條件試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為氯化鈣用量7 %、焙燒時(shí)間60 min，考察焙燒溫度對(duì)氰化尾渣球團(tuán)中各金屬元素?fù)]發(fā)率的影響，結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知：不同金屬元素?fù)]發(fā)的起始焙燒溫度不同，達(dá)到60 %揮發(fā)率所需要的焙燒溫度由低到高依次是Au、Pb、Zn、Cu、Ag。可見(jiàn)，不同金屬元素氯化揮發(fā)難易程度不同。為更深入研究焙燒溫度與各金屬元素?fù)]發(fā)率的關(guān)系，取高溫段（900 ℃～1 300 ℃）的揮發(fā)率試驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖，結(jié)果見(jiàn)圖4。

由圖4可知：氰化尾渣中各金屬元素達(dá)到最大揮發(fā)率時(shí)的焙燒溫度不同。相對(duì)于Ag元素，Au、Cu、Zn、Pb的揮發(fā)較容易，在焙燒溫度950 ℃的條件下即可達(dá)到較高揮發(fā)率。在此焙燒溫度段（900 ℃～1 300 ℃），銀揮發(fā)率隨焙燒溫度升高而逐漸增大;其他金屬元素的揮發(fā)率則隨著焙燒溫度的升高整體呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)，且焙燒溫度超過(guò)1 150 ℃后減小趨勢(shì)較為明顯。Cu、Zn、Pb 3種金屬達(dá)到最大揮發(fā)率時(shí)的焙燒溫度分別為1 050 ℃、1 100 ℃和1 150 ℃。

2.3焙燒時(shí)間

焙燒時(shí)間是影響金屬元素?fù)]發(fā)率的重要因素之一，焙燒時(shí)間不足，球團(tuán)中各金屬元素氯化揮發(fā)不徹底，造成揮發(fā)率低，且氯化劑分解不完全;焙燒時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成能源浪費(fèi)，生產(chǎn)成本上升。為確定適宜的焙燒時(shí)間，開(kāi)展了焙燒時(shí)間條件試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為氯化鈣用量7 %、焙燒溫度1 050 ℃，考察焙燒時(shí)間對(duì)氰化尾渣球團(tuán)中各金屬元素?fù)]發(fā)率、質(zhì)量損失率、氯殘留量的影響，結(jié)果見(jiàn)圖5～7。

由圖5可知：隨著焙燒時(shí)間的延長(zhǎng)，各金屬元素的揮發(fā)率總體呈緩慢升高趨勢(shì);焙燒時(shí)間為30 min時(shí)揮發(fā)率達(dá)到最大值，超過(guò)30 min后，揮發(fā)率趨于穩(wěn)定。由圖6可知：焙燒時(shí)間為30 min時(shí)，氰化尾渣球團(tuán)質(zhì)量仍在降低;焙燒時(shí)間達(dá)到50 min后，氰化尾渣球團(tuán)質(zhì)量逐漸趨于穩(wěn)定。可見(jiàn)，在球團(tuán)焙燒30 min后，各金屬的氯化揮發(fā)雖已基本完成，但回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的物料仍然在發(fā)生反應(yīng)。由圖7可知：熟球團(tuán)中氯殘留量隨著焙燒時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低。當(dāng)焙燒時(shí)間為75 min時(shí)，氯殘留量才趨于穩(wěn)定，降至0.08 %左右不再變化。

試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：當(dāng)焙燒時(shí)間為30 min時(shí)，各金屬元素已經(jīng)達(dá)到最大揮發(fā)率，但球團(tuán)中仍殘留一定量的氯化鈣未完全分解;當(dāng)焙燒時(shí)間達(dá)到75 min時(shí)，氯化鈣分解反應(yīng)結(jié)束。由于球團(tuán)中多余氯化鈣對(duì)煉鐵產(chǎn)生不利影響，為確保熟球團(tuán)的銷售質(zhì)量，確定最佳焙燒時(shí)間為75 min;該條件下各金屬元素的揮發(fā)率最高可達(dá)90 %，氯化劑分解率99.0 %以上。

3結(jié)論

1）對(duì)某含砷難處理金精礦兩段焙燒—氰化浸出后的尾渣進(jìn)行了氯化揮發(fā)條件試驗(yàn)研究，使用膨潤(rùn)土作為黏結(jié)劑，氯化鈣作為氯化劑進(jìn)行制粒。在氯化鈣用量為7 %、焙燒溫度1 050 ℃的條件下，當(dāng)焙燒時(shí)間為30 min時(shí)，氰化尾渣球團(tuán)中各金屬元素即可完成氯化揮發(fā)過(guò)程;當(dāng)焙燒時(shí)間為75 min時(shí)，熟球團(tuán)中氯化鈣分解完成，分解率99.0 %以上，各金屬元素的揮發(fā)率最高可達(dá)90 %。

2）氰化尾渣球團(tuán)中各有價(jià)金屬元素的揮發(fā)率隨著氯化鈣用量的增加而升高，達(dá)到最大值后趨于穩(wěn)定或略有降低。不同金屬元素達(dá)到最大揮發(fā)率時(shí)的氯化鈣用量不同。

3）氰化尾渣中各金屬元素達(dá)到最大揮發(fā)率時(shí)的焙燒溫度不同，說(shuō)明各金屬氯化物的揮發(fā)難易程度不同。相對(duì)于其他金屬元素，金的揮發(fā)較容易，在焙燒溫度950 ℃的條件下即可達(dá)到較高的揮發(fā)率。

[參 考 文 獻(xiàn)]

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Experimental research on gold and silver recovery with the chlorination volatilization

of the tailings from roasting slags cyanidation of a refractory arsenicbearing gold concentrateYang Yuezeng，Ma Pengcheng，Luan Zuochun，Sun Qifei，Yang Peng

（Shandong Zhaojin Group Co.，Ltd.）

Abstract：The valuable elements are gold and silver in the tailings from roasting slags cyanidation of a refractory arsenicbearing gold concentrate.The experiment recovers them with chlorination volatilization method.The study looked into the effect of the calcium chloride dosage，roasting temperature and roasting time on the volatilization rate of gold and silver.The results show that with increasing calcium chloride dosage，the volatilization rate of each metal element increases first before stabilizes or slightly decreases，and for different metal elements，the calcium chloride dosage needed to reach maximum volatilization rate is different;when the calcium chloride dosage is 7 %，the roasting temperature is 1 050 ℃，the roasting time is 30 min，each metal element can complete the chlorination volatilization process;the decomposition rate of chlorinating agent is over 99.0 % when the roasting time is over 75 min.

Keywords：cyanide tailings;chlorination volatilization;gold;silver;volatilization rate

收稿日期：2021-06-15; 修回日期：2021-08-16

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2018YFC1902003）

作者簡(jiǎn)介：楊悅增（1967—），男，山東招遠(yuǎn)人，高級(jí)工程師，碩士，從事有色金屬選冶技術(shù)研究與管理工作;山東省招遠(yuǎn)市溫泉路118號(hào)招金大廈，山東招金集團(tuán)有限公司，265400;Email：763111900@qq.com