河南某泥質高氧化型金礦選冶聯合回收工藝

楊寧

（洛陽坤宇礦業有限公司，河南 洛陽 471700）

我國金礦資源雖然儲量豐富，但貧礦多，富礦少，中小型礦多，大型、超大型礦少，隨著開發利用的進一步深入，易選好選金礦資源將逐漸面臨枯竭，復雜難選金礦將成為今后開發利用的重要黃金資源[1-2]。據不完全統計，在我國探明黃金儲量統計中，約1/3的金礦資源為復雜難選金礦[3-4]，主要包括氧化型金礦、泥質金礦、微細粒級嵌布金礦、碳質金礦、高硫金礦等[5-6]。目前，金礦的選礦方法主要有重選法、浮選法、氰化法或聯合法[7-9]。

河南某金礦資源儲量豐富，礦石類型主要有氧化礦石和原生礦石兩類，原生礦石主要為含金硫化物石英脈型礦石，選礦回收率較高，對于氧化型金礦石，其性質復雜多變，嵌布關系復雜，泥化嚴重，氧化率一般為50%～90%，目前選礦廠選礦工藝為單一浮選工藝，不僅藥劑消耗量大，而且選礦回收率較低，一般在50%～70%，這不僅造成了黃金資源的嚴重浪費，而且嚴重影響礦山企業的經濟效益，因此，如何提高此類礦石的選礦回收率的問題亟待解決。

為提高此類復雜泥質高氧化型金礦的回收指標，開展了單一浸出、預氧化浸出、焙燒+浸出、浮選-浸出等多方案對比實驗研究，為生產實踐提供了重要借鑒。

1 性質分析

1.1 礦物組成

試樣中金屬礦物主要有菱鐵礦、褐鐵礦和黃鐵礦，含有少量赤鐵礦、方鉛礦、黝銅礦、黃銅礦、閃鋅礦、斑銅礦和自然金；非金屬礦物主要有石英、伊利石、白云石、斜長石和綠泥石，其中泥質礦物伊利石和綠泥石合計礦物含量達37.66%。礦物成分及含量分析見表1。

表1 試樣礦物成分及含量分析結果/%Table 1 Mineral composition analysis results of the sample

1.2 化學多元素分析

試樣化學多元素分析結果見表2，由表2可知，試樣中Au品位為1.42 g/t，As含量較低，為0.0039%，有機碳含量較高，為0.35%，這部分有機碳會對Au的浸出率有一定影響。

表2 試樣多元素分析結果/%Table 2 Multi-element analysis results of the sample

1.3 物相分析

試樣金的物相分析結果見表3，由表3可知，金主要以包裹金的形式存在，占54.99%，其中硫化礦的包裹金占32.28%，其他包裹金占16.52%，裸露半裸露金占45.01%，因此單一浮選工藝很難獲得較高的選礦指標（與生產指標一致），另外，裸露半裸露金含量相對不高，對浸出指標也有一定的影響。

表3 試樣金物相分析結果Table 3 Gold element chemical phase analysis of the sample

2 實驗設備及研究方法

2.1 實驗設備

實驗過程所用實驗儀器及設備分別為浸出槽（XJT-80）、浮選機（XFD）、真空過濾機（XTLZ-260）、恒溫烘箱（GZX-9070MBE）、電子天平（LT3002E）。

2.2 實驗方法

磨礦至所需細度，將礦漿導入浸出槽，調漿至所需礦漿濃度，固定浸出槽轉速為1400 r/min，然后添加石灰調整pH值，再添加一定量的浸金劑，浸出一定時間后，對浸出渣進行過濾、清洗、烘干、制樣、分析，計算浸出率。原則工藝流程見圖1。

圖1 選礦原則工藝流程Fig.1 Principle flowsheet of beneficiation test process

3 結果與討論

3.1 磨礦細度實驗

固定礦漿濃度為35%，石灰用量3 kg/t（pH值為12），加入NaCN 3 kg/t，改變磨礦細度進行浸出對比實驗，實驗結果見圖2。

圖2 磨礦細度實驗結果Fig.2 Test result of grinding fineness

隨著磨礦細度的增加，相同浸出時間的浸出率增加，當磨礦細度為-0.075 mm 70%時，在浸出時間為24 h時，Au浸出率為73.24%，浸出時間為36 h時，Au浸出率為75.35%，浸出時間為48 h時，浸出率為76.06%，再進一步增加磨礦細度，浸出率增加幅度較小，因此綜合考慮經濟因素并結合現場生產的磨礦細度情況，暫定-0.075 mm 70%為磨礦細度，48 h為較佳浸出時間。

3.2 浸金劑種類實驗

固定磨礦細度為-0.075 mm 70%，礦漿濃度為35%，石灰用量3 kg/t（pH值為12），浸出時間為48 h，浸金劑用量為3 kg/t，改變浸金劑種類進行對比實驗，考查浸金劑種類對浸出指標的影響，實驗結果見圖3。

圖3 浸金劑種類實驗結果Fig.3 Test result of the type of leaching agent

由圖3可知：綠金、金蟬、王牌三種環保浸金劑效果與氰化鈉相當，差別并不十分明顯，綠金劑的效果略好，浸渣Au品位較低，Au浸出率較高，此時浸渣Au品位為0.32 g/t，Au浸出率為77.46%，并且該環保浸金劑可以替代氰化鈉，該環保浸金劑具有低毒環保、抗干擾能力強等特點，因此，暫選擇綠金劑進行后續實驗。

3.3 浸金劑用量實驗

固定磨礦細度為-0.075 mm 70%，礦漿濃度為35%，石灰用量3 kg/t（pH值為12），浸出時間為48 h，改變綠金環保浸金劑用量進行對比實驗，實驗結果見圖4。

圖4 浸金劑用量實驗結果Fig.4 Test result of leaching reagent dosage

由圖4可知，隨著浸金劑用量不斷增長，浸渣Au品位逐漸降低，Au的浸出率逐漸增加，但是當增加到3000 g/t時，浸渣Au品位不再降低，因此選定浸金劑的用量為3000 g/t。

3.4 浸出時間實驗

固定磨礦細度為-0.075 mm 70%，礦漿濃度為35%，石灰用量3 kg/t（pH值為12），綠金環保浸金劑用量為3000 g/t，考查浸出時間對浸出指標的影響，實驗結果見圖5。

圖5 浸出時間實驗結果Fig.5 Test result of leaching time

由圖5可知，隨著浸出時間增加，Au浸出率逐漸增加，當浸出時間達到36 h后，再增加浸出時間，Au浸出速率變緩，但為了保證后續實驗充足的浸出時間，暫定浸出時間為48 h進行后續實驗。

3.5 預氧化浸出實驗

由前述條件實驗可知，通過浸出條件的優化，浸出率依舊不太理想，因此對礦漿進行預氧化處理，以達到提高浸出效果的目的。次氯酸鈣可以作為礦漿的預氧化劑，其中的有效氯可以破壞有機碳對Au(CN)-2絡離子的吸附；浸出時再加入煤油400 g/t，可以將殘余的碳的活性產生鈍化，從而消除碳的劫金作用，再依次加入石灰和綠金浸金劑，浸出時間為48 h，實驗流程見圖6，實驗結果見圖7。

由圖7的結果可知，最終48 h，浸渣Au品位為0.28 g/t，Au浸出率為80.28%，相比于不加次氯酸鈣和煤油，增加幅度有限，基本推斷Au浸出率不理想并非碳質影響，并且預氧化作用有限，不適宜采用此工藝。

3.6 焙燒+浸出實驗

金的浸出率受嵌布粒度、碳質、泥質、硫砷等諸多因素的影響，當常規工藝很難解決Au浸出率偏低的問題時，通常“焙燒+浸出”工藝是提高Au浸出率的有效辦法，但受成本影響，該技術的推廣受到限制，本實驗旨在探索“焙燒+浸出”工藝的可行性，實驗流程見圖8，實驗結果見圖9。

由圖9可知，經過焙燒后Au浸出速率較快，在浸出時間為6 h時，Au浸出率即可達到92.25%，浸出時間為48 h時，Au浸出率為93.66%。經過焙燒后，不僅可以消除礦石里面碳質的影響，而且也可以消除嵌布粒度細的影響，使金裸露得以浸出，但此工藝技術經濟性較差，成本高，操作相對復雜，暫不采用此工藝。

3.7 浮選+浸出實驗

對于微細粒級硫化礦包裹金，可通過浮選進行回收；對于浮選難以回收的半裸露金，可以通過浸出工藝進行回收。結合目前現有浮選工藝流程，開展“浮選+浸出”的流程實驗，實驗結果見表4。

由表4可知，浮選可獲得Au品位為58.45 g/t、回收率為61.15%的浮選精礦，浮選尾礦品位為0.54 g/t；浮選尾礦進行浸出，浸出時間為5 h時，浸渣Au品位即可將至0.08 g/t，Au總回收率為94.25%，綜合指標良好。

表4 浮選+浸出實驗結果Table 4 Test result of flotation-leaching

4 結 論

（1）礦石自然類型是含金蝕變巖型為主，少量多金屬硫化物石英脈型。褐鐵礦和黃鐵礦等金屬礦物含量較少，非金屬礦物主要為石英、伊利石和綠泥石為主。

（2）金的嵌布關系復雜是影響浸出率的關鍵因素，不僅含有易于浸出的中粗粒級顆粒金，而且含有高度彌散分布在硫化物和脈石礦物中的超細微粒級金。

（3）常規單一浸出工藝和預氧化+浸出工藝均很難獲得理想的浸出指標，Au浸出率僅為77.46% 、80.28%；采用焙燒+浸出工藝可顯著提高浸出指標，Au浸出率為93.66%，但技術經濟性較差；采用浮選+浸出工藝可獲得較為理想的指標，Au的總回收率為94.25%，且工藝流程可操作性強。因此，浮選+浸出工藝對本此類礦石具有較好的適應性。