某复杂银精矿提金、银工艺研究 | [PDF全文] |
2. 中国瑞林工程技术有限公司,南昌 330031
2. Nerin Engineering Company Limited, Nanchang 330031, China
中国金、银矿物资源[1-2]具有分布广泛,矿床类型多,富矿少、贫矿多,矿物性质多变,总储量大等特点.据统计,中国已探明黄金储量[3-4]居世界第3 位(储量约为6.3×103 t),白银储量[5]居世界第5 位(储量约为4.45×104 t).复杂银精矿是生产金、银的重要矿物,矿物中的金、银通常与复杂硫化矿物结合在一起,直接氰化处理,金、银提取效果较差.有学者[6-8]开发了预处理-氰化工艺处理该类矿物,获得成功.目前预处理方法主要有3 种,分别为焙烧氧化法[9-11]、生物氧化法[12-14]、热压氧化法[15-17],其中焙烧氧化法技术成熟,在工业上的应用较为广泛,但是银的提取率较低仍是亟须突破的难题.论文以某难处理银精矿为研究对象,通过试验,探索较优的工艺,实现对资源的高效利用,为生产实践提供参考.
1 试验原料及方法 1.1 试验原料试验矿物来自福建某复杂银精矿,其多元素化学分析结果见表 1.从表 1 可知,该难处理银精矿为高硫复杂矿物,含有多种有价金属.试验所用试剂有:H2SO4(浓)、Na2CO3、NaCN(等级均为分析纯),蒸馏水自制.
点击放大 |
取试验所用矿样进行粒度筛析,结果见表 2.从表 2 可知,矿样粒度分布粒径小于104 μm 为99.8 %,小于75 μm 为99.20 %,小于45 μm 为93.2 %.
点击放大 |
1.2 试验方法
对福建某复杂银精矿进行直接氰化浸出试验,结果显示,金、银浸出非常困难,金、银浸出率均<10 %,原因是该矿物为硫化矿,金、银大部分与硫化物结合在一起,直接氰化浸出,效果较差,而采用焙烧-氰化工艺,金、银的浸出率有小幅度提高,但是氰化物耗量极大,因为矿物中含有铜、锌等杂质金属,能与氰化物生成配合物,大量地消耗氰化物,使金、银浸出受到严重干扰.参考相关资料,确定处理工艺为焙烧-硫酸浸出-氰化浸出:焙烧将硫化物氧化,充分暴露与硫化物结合的金、银;硫酸浸出,将大部分会影响氰化浸出的杂质金属分离,降低其对下个环节金、银氰化浸出的干扰作用;氰化浸出,控制适当的pH 值,使金、银与氰化物生成稳定配合物溶出.
2 试验 2.1 焙烧试验每次试验称取100 g 矿样,通过控制焙烧条件考察焙烧方式对试验结果的影响.一段焙烧试验条件为:焙烧温度923 K,焙烧时间2 h.两段焙烧试验条件:一段焙烧温度893 K,焙烧时间1 h; 二段焙烧温度933 K,焙烧时间1.5 h.试验结果见表 3.
点击放大 |
从表 3 试验结果可知,改变焙烧方式对焙砂产率、脱硫率、脱碳率影响均不显著.一段焙烧、二段焙烧两者的焙砂产率均较高,约为83 %,焙砂中硫和碳的含量较低,硫和碳的脱除效果较好.
2.2 酸浸试验称取焙砂,进行酸浸试验,试验条件为:反应液固比为1.5∶1,反应pH 值0.8~1.0,反应温度368 K,反应时间1.5 h.试验结果见表 4.
点击放大 |
由表 4 知,渣计酸浸试验结果,Cu 浸出率较低,均小于30 %.酸浸分Cu 过程,酸浸时Ag 的浸出率(渣计)约为58 %.为检验结果的准确性,取酸浸液测定银含量,结果见表 5.
点击放大 |
由酸浸液分析结果可知,酸浸时Ag 的浸出率达到55 %~60 %,与渣计酸浸时Ag 的浸出率可相互平衡.
2.3 氰化试验称取干燥后酸渣,进行氰化浸出试验.试验条件:反应液固比2∶1,用Na2CO3 调pH 值为10~11,反应溶液中NaCN 浓度稳定维持在1.5 ‰(定时滴定补加适量NaCN),氰化时间48 h.试验结果见表 6.
点击放大 |
由表 6 可知,采用一段焙烧/二段焙烧-酸浸-氰化提Au、Ag 工艺,氰化时Ag 的浸出率分别为18.41 %、13.43 %,氰化时Au的浸出率分别为72.01 %、75.64 %,氰化渣中Ag 的含量分别为355.7 g/t、433.8 g/t.综上可知,采用一段焙烧/二段焙烧-酸浸-氰化提Au、Ag工艺处理该银精矿,氰化时的Ag 浸出率、氰化时的Au 浸出率均较低,尤其是Ag 在氰化渣中的残留量较高,造成有价金属银的严重流失.对比一段焙烧-酸浸-氰化工艺处理效果和两段焙烧-酸浸-氰化工艺处理效果,一段焙烧-酸浸-氰化工艺更适合处理该矿.
2.4 工艺改进从上述试验结果可知,采用一段焙烧-酸浸-氰化提Au、Ag 工艺处理该复杂银精矿,酸浸时Ag 的浸出率为58.12 %(这部分银回收是较困难的),而Au、Ag 的氰化浸出率均较低,尤其是银的氰化浸出率仅在18 %左右,且氰化残渣中银含量>300 g/t, 造成严重资源浪费,故对处理工艺进行改进.
2.4.1 配矿配矿是通过多种矿物按一定的比例进行充分混匀,使生产供给的进料各种物质含量达到较好的工艺标准的一种技术.河北某复杂金矿金含量138.0 g/t, 采用焙烧-酸浸-氰化工艺处理,金的浸出率在95 %左右,但氰化渣中金含量达9 g/t, 金损失较大,而金含量较低的矿物(湖南某贫矿等)直接利用,氰化浸出金、银贵液中金、银含量较低,不利于进一步的提取(生产上要求贵液中,金的浓度为4~12 mg/L,银浓度为12~30 mg/L),而配矿技术可以满足该生产条件,采用多种矿物进行重新配矿,结果如表 7 所示.
点击放大 |
2.4.2 配矿相关元素分析和粒度筛析
配矿多元素化学分析结果见表 8.从表 8 可以看出,重新配矿后,矿物中银的含量由原来的1 069.9 g/t降低到169.7 g/t, 金的含量由原来的1.69 g/t 升高到41.34 g/t, 铜含量由4.66 %降低到0.83 %.
点击放大 |
2.4.3 配矿粒度筛析
取配矿矿样进行粒度筛析,结果见表 9.从表 9 可以看出,配矿中粒度分布:小于104 μm 比例为94.1 %,小于75 μm比例为89.6 %,小于45μm比例为72.3 %.
点击放大 |
2.4.4 焙烧试验
取100 g 配矿矿样,采用一段焙烧,在焙烧温度为923 K,焙烧时间2 h 条件下进行2 次平行试验,结果见表 10.
点击放大 |
从表 10 知,与配矿前一段焙烧结果相比,配矿经一段焙烧处理后,S、C 的脱除率略有提高.
2.4.5 酸浸试验取焙砂进行酸浸试验,在反应液固比为1.5∶1,反应pH 值0.8~1.0,反应温度368 K,反应时间为1.5 h条件下做2 次平行试验,结果见表 11.
点击放大 |
由表 11 知,配矿在酸浸分Cu 环节,Cu 的浸出率由原来的27.77 %提高到51.23 %,酸浸时Ag 的浸出率由原来的58.12 %降低到8.29 %.
2.4.6 氰化试验取干燥后的酸渣进行氰化浸出试验在反应液固比2∶1,用Na2CO3 调pH 值为10~11,反应溶液中NaCN 浓度稳定维持在1.5 ‰(定时滴定补加适量NaCN),反应时间48 h 条件下进行两次平行试验,结果见表 12.
点击放大 |
3 结论
(1)采用一段焙烧-酸浸-氰化工艺处理某复杂银精矿,在焙烧:温度923 K,时间2 h, 酸浸:反应液固比1.5∶1,反应pH 值为0.8~1.0,反应温度368 K,反应时间1.5 h, 氰化:反应液固比2∶1,用Na2CO3 调pH值至10~11,NaCN 浓度1.5 ‰,反应时间48 h 条件下,氰化时Au、Ag 的浸出率分别为72.01 %、18.41 %,尾渣银含量355 g/t.
(2)该复杂银精矿矿样按一定比例与其它矿样重新配矿后,在相同试验条件下,氰化时Au、Ag 的浸出率分别为96.90 %、34.07 %,比采用单一复杂银精矿,氰化时Au、Ag 的浸出率分别高24.89 %、15.66 %,尾渣中银含量降低了223.35 g/t, 该工艺对生产实践改良具有一定的参考意义.
[1] | 邓华波, 刘章月, 刘猛, 等. 综合地质-地球物理方法在金矿中的应用[J]. 世界核地质科学, 2012, 29(2): 110–118. |
[2] | 卢宜源, 宾万达. 贵金属冶金学[M]. 长沙: 中南大学出版社 , 2004. |
[3] | 周博敏, 安丰玲. 世界黄金生产现状及中国黄金工业发展的思考[J]. 黄金, 2012, 33(3): 1–6. |
[4] | 孙兆学. 中国金矿资源现状及可持续发张对策[J]. 黄金, 2009, 30(1): 13–15. |
[5] | 奚甡. 中外银矿资源现状分析[J]. 世界有色冶金, 2012(6): 60–63. |
[6] | 印万忠, 洪正秀, 马英强, 等. 国内外含砷硫金矿预处理技术的研究进展[J]. 现代矿业, 2011(2): 1–7. |
[7] | 李俊萌. 难处理金矿石预处理方法研究现状及发展趋势[J]. 稀有金属, 2003, 27(4): 478–481. |
[8] | 朱军, 刘苏宁. 难处理金矿浸出技术的现状与研究[J]. 矿业工程, 2010, 8(1): 35–37. |
[9] | 宋鑫. 中国难处理金矿资源及开发利用技术[J]. 黄金, 2009, 30(7): 46–48. |
[10] | 薛光, 唐宝勤, 于永江. 含砷金精矿焙烧-氰化浸取金、银的试验研究[J]. 黄金, 2007, 28(7): 38–40. |
[11] | 陈滨, 唐娴敏, 唐庚年. 焙烧-氰化工艺处理含硫金精矿提高银回收率的研究[J]. 贵金属, 2010, 31(2): 5–8. |
[12] |
Ofori Sarpong G, Osseo Asare K, Tien M. Fungal pretreatment of sulfides in refractory gold ores[J].
Minerals Engineering, 2011(24): 499–504. |
[13] | 尚鹤, 温建康, 武彪, 等. 含砷碳质难处理金矿生物预氧化-氰化浸出研究[J]. 稀有金属, 2012, 36(6): 952–955. |
[14] |
Amankwah R k, Yen W T, Ramsay J A. A two-stage bacterial pretreatment process for double refractory gold ores[J].
Minerals Engineering, 2005, 18(1): 103–106. DOI: 10.1016/j.mineng.2004.05.009. |
[15] | 邱廷省, 聂光华, 张强, 等. 含铜金矿的压力氧化浸出及其机理[J]. 中国有色金属学报, 2005, 15(12): 2028–2032. |
[16] | 孟宇群. 难浸砷金精矿的碱性常温常压预氧化[J]. 贵金属, 2004, 25(3): 5–8. |
[17] | 杨洪英, 佟琳琳, 殷书岩. 湖南某难处理金矿的加压预氧化-氰化浸金试验研究[J]. 东北大学学报: 自然科学版, 2007, 28(9): 1305–1308. |