某金精矿焙烧氧化一氰化浸金试验研究

矿业工程
黄　金
ＧＯＬＤ
２０２３年第１１期／第４４卷
某金精矿焙烧氧化—氰化浸金试验研究
收稿日期：２０２３－０５－１１；修回日期：２０２３－０６－１３
作者简介：霍明春（１９８６—），男，高级工程师，硕士，从事科研项目管理工作；Ｅ ｍａｉｌ：ｈｕｏｍｉｎｇｃｈｕｎ＠１６３．ｃｏｍ
霍明春１，陆兆锋１，杨晓龙１，赵国惠２
（１．中国黄金集团有限公司；２．长春黄金研究院有限公司）
摘要：对甘肃某复杂难处理金精矿进行焙烧氧化—氰化浸金试验研究。

通过条件优化试验，确定最佳氧化焙烧工艺参数。

在金精矿磨矿细度－０．０７４ｍｍ占７９．２４％，一段焙烧温度为５５０℃、充气含氧量为１０％、焙烧时间为１．０ｈ，二段焙烧温度为６５０℃、充气含氧量为２１％、焙烧时间为１
．０ｈ的条件下，焙砂中砷、碳和硫的脱除率分别为８９．２２％、７２．０５％和９５．５１％，金浸出率为８３．７６％。

关键词：金精矿；焙烧预处理；氰化浸出；含硫；含砷
中图分类号：ＴＦ８３１ 文章编号：１００１－１２７７（２０２３）１１－００４４－０４文献标志码：Ａ
ｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０２３１１１０
近年来，随着金矿资源持续开发利用，易处理金矿石逐渐减少，难处理金矿资源成为黄金生产的主要
来源［
１－４］。

在传统焙烧—氰化浸出条件下，难处理金矿石金浸出率通常低于８５％。

尤其当矿石含碳、含砷时，提金过程十分复杂，需要在分解矿物的同时将砷转化为毒性较小的化合物，并分离其中的硫和碳。

在碱性条件下，高温氧化焙烧是处理含砷、含
硫和含碳等复杂金矿石有效方法之一［５］。

通过对
甘肃某含硫、含砷金精矿采用焙烧氧化—氰化浸金工艺进行处理，探讨该工艺可行性，找出较佳工艺条件和技术指标，为合理利用该难处理金精矿提供有效途径。

１　金精矿性质
１．１　化学成分与矿物组成
试验样品为甘肃某公司经浮选获得的金精矿，金品位为２８．３５ｇ／ｔ，砷、铁和硫品位分别为５．３３％、１８．０８％和１７．７４％。

金属矿物以黄铁矿为主，其次为毒砂、辉锑矿、黄铜矿和方铅矿等；脉石矿物以石英为主，其次为云母、长石、方解石和石墨等。

该金精矿化学成分分析结果见表１，矿物组成分析结果见表２。

表１　金精矿化学成分分析结果
成分Ａｕ
１）
Ａｇ
２）
ＣｕＰｂＺｎＦｅＳ
ｗ／％２８．３５６．２１０．１６０．０２７０．０７２１８．０８１７．７４成分ＳｂＡｓＣＣａＯＭｇＯＳｉＯ２
Ａｌ２Ｏ３
ｗ／％
０．５７
５．３３
０．９４
２．３４
１．９８
３２．５５１０．９１
　注：１）ｗ（Ａｕ）／（ｇ·ｔ－１）；２）ｗ（Ａｇ）／（ｇ·ｔ－１
）。

表２　金精矿矿物组成分析结果
１．２　嵌布状态
利用电子显微镜和选择性溶矿法对该金精矿中金矿物嵌布状态进行分析可知：金矿物主要以包裹体形式产出，占９２．４４％。

其中，硫化矿物包裹金占８６．６５％，脉石矿物包裹金占５．７９％。

单体金及连生金仅占７．５６％。

金矿物嵌布状态分析结果见表３。

表３　金矿物嵌布状态分析结果
嵌布状态分布率／％单体金及连生金７．５６硫化矿物包裹金８６．６５脉石矿物包裹金
５．７９合计
１００．００　
１．３　热重分析
使用微机差热天平对该金精矿进行热重分析，结果表明：在１００℃～３００℃，该金精矿发生吸热反应。

在１３６．１℃时，达到较小吸热峰值。

随后，在４０７℃发生放热反应。

热分析系统报告显示，该金精矿放热反应温度为４０７℃～６８０℃，期间出现２次主要放热峰值。

第１次放热峰值温度为５
２１．５℃，由原料中毒砂发生氧化反应产生。

第２次放热峰值温
２０２３年第１１期／第４４卷
矿业工程度为５９４℃，是由原料中黄铁矿发生氧化反应引起。

温度达到６８０℃时，放热反应基本完成，期间物料质量损失率为１５．０６％。

２　结果与讨论
由金精矿工艺矿物学研究可知：金精矿中金矿物粒度较细，且主要以包裹体形式存在。

前期开展了金精矿直接氰化浸出试验，结果表明：经细磨后，采用直接氰化浸出工艺提金，金浸出率仅为９．０３％。

采用氰化炭浸工艺提金也未能改善金浸出指标，说明该金精矿属于难浸金精矿。

采用焙烧工艺有利于金精矿中载金硫化物氧化分解，将致密硫化物转化为氧化物，并在矿物结构中形成微小孔隙。

这种孔隙结构有利于金的氰化浸出，从而实现金矿物有效回收。

最终，确定采用金精矿焙烧氧化—氰化浸金工艺流程开展条件试验。

２．１　一段焙烧试验２．１．１　焙烧温度
在焙烧过程中，温度是影响焙砂质量的关键因
素［
６］。

若焙烧温度过高，容易产生过烧现象，影响焙砂质量。

相反，焙烧温度过低，硫化物氧化挥发不充分，影响焙烧效果。

在磨矿细度－０．０７４ｍｍ占７９．２４％，焙烧时间为２．０ｈ、充气含氧量为１０％，氰化浸出矿浆浓度为２０％、矿浆ｐＨ值为１１、氰化钠用量为７ｋｇ／ｔ（以焙砂计）、浸出时间为２４．０ｈ（本文氰化浸金均为该条件）的条件下，考察焙烧温度对金浸出率的影响。

试验流程见图
１，试验结果见图２。

图１　焙烧温度试验流程
由图２可知：当焙烧温度低于６００℃时，随着焙烧温度升高，金浸出率逐渐升高。

当焙烧温度达到６００℃时，金浸出率最高，为７６．７２％。

当焙烧温度继续升高，金浸出率随之降低。

因此，确定一段焙烧最佳焙烧温度为６００℃。

２．１．２
　焙烧气氛
为进一步研究焙烧气氛对试验过程的影响，考察了不同充气含氧量下金浸出率的变化情况。

在磨矿
图２　焙烧温度与金浸出率关系
细度－０．０７４ｍｍ占７９．２４％，焙烧温度为６００℃、焙烧时间为２．０ｈ的条件下，开展试验。

试验流程见图
１，试验结果见图３。

图３　充气含氧量与金浸出率关系
由图３可知：随着充气含氧量升高，金浸出率先升高后降低。

当充气含氧量为１
０％时，金浸出率达到最高，为８１．２５％。

当充气含氧量继续升高，金浸出率随之降低。

因此，一段焙烧最佳充气含氧量为１０％。

２．１．３　焙烧时间
在磨矿细度－０．０７４ｍｍ占７９．２４％，焙烧温度为６００℃、充气含氧量为１０％的条件下，考察焙烧时间对金浸出率的影响。

试验流程见图
１，试验结果见图４。

图４　焙烧时间与金浸出率关系
由图４可知：随着焙烧时间增加，金浸出率呈现先升高后降低的趋势。

当焙烧时间为２．０ｈ时，金浸出率最高，为８１．２５％。

继续延长焙烧时间，金浸出率逐渐降低。

因此，一段焙烧最佳焙烧时间为２．０ｈ。

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２．２　两段焙烧试验
由于该金精矿含砷（５．３３％）较高，有必要进行两段焙烧试验，使金精矿中砷和硫去除更加彻底，从而进一步改善焙烧效果，提高金浸出率。

２．２．１　一段焙烧温度
在磨矿细度－
０．０７４ｍｍ占７９．２４％，焙烧时间为１．０ｈ、一段充气含氧量为１０％，二段焙烧温度为６５０℃、充气含氧量为２１％、焙烧时间为１．０ｈ的条件下，考察一段焙烧温度对金浸出率的影响。

试验流程见图５，试验结果见图６。

图５　
两段焙烧试验流程
图６　一段焙烧温度与金浸出率关系
由图６可知：在一段充气含氧量和二段焙烧温度不变的情况下，随着一段焙烧温度升高，金浸出率逐渐下降。

在一段焙烧温度为５５０℃时，焙烧效果较好。

此时，金浸出率为８３．７１％。

２．２．２　一段焙烧气氛
在磨矿细度－
０．０７４ｍｍ占７９．２４％，一段焙烧温度为５５０℃、焙烧时间为１．０ｈ，二段焙烧温度为６５０℃、充气含氧量为２１％、焙烧时间为１．０ｈ的条件下，考察一段充气含氧量对金浸出率的影响。

试验流程见图５，试验结果见图７。

由图７可知：随着一段焙烧充气含氧量升高，金
浸出率呈现先上升后下降的趋势。

当一段充气含氧
图７　一段充气含氧量与金浸出率关系
量为１０％，金浸出率最高，为８３．７１％。

当充气含氧量继续升高，金浸出率随之降低。

因此，一段焙烧最佳充气含氧量为１０％。

２．２．３　二段焙烧温度
在磨矿细度－０．０７４ｍｍ占７９．２４％，一段焙烧温度为５５０℃、充气含氧量为１０％、焙烧时间为１．０ｈ，二段焙烧充气含氧量为２１％、焙烧时间为１．０ｈ的条件下，考察二段焙烧温度对金浸出率的影响。

试验流程见图５，试验结果见图８。

图８　二段焙烧温度与金浸出率关系
由图８可知：随着二段焙烧温度升高，金浸出率先升高后降低。

当焙烧温度达到６５０℃时，金浸出率
达到最高，为８３．７１％。

然后，随着焙烧温度继续升高，金浸出率呈现下降趋势。

故确定二段焙烧最佳焙烧温度为６５０℃。

２．２．４　两段焙烧综合条件试验
在磨矿细度－０．０７４ｍｍ占７９．２４％，一段焙烧温度为５
５０℃、充气含氧量为１０％、焙烧时间为１．０ｈ，二段焙烧温度为６５０℃、充气含氧量为２１％、焙烧时间为１．０ｈ的条件下，开展两段焙烧综合条件试验。

试验流程见图５，试验结果见表４。

表４　两段焙烧综合条件试验结果
序号焙砂金产率／％焙砂金品位／（ｇ·ｔ－１
）
浸渣金品位／（ｇ·ｔ－１
）
金浸出率／
％１８２．８９３４．２０５．５４８３．８０２８２．９３３４．１９５．５７８３．７１平均值
８２．９１
３４．２０
５．５６
８３．７６
２０２３年第１１期／第４４卷 矿业工程
由表４可知：在一段焙烧温度为５５０℃、充气含氧量为１０％、焙烧时间为１．０ｈ，二段焙烧温度为６５０℃、充气含氧量为２１％、焙烧时间为１．０ｈ的条件下，金浸出率为８３．７６％。

２．３　沸腾焙烧试验
为验证固定床焙烧试验所得结论，进行两段沸腾焙烧试验。

试验条件：磨矿细度－０．０７４ｍｍ占７９．２４％，一段焙烧温度为（５５０±１０）℃、充气含氧量为１０％、焙烧时间为１．０ｈ，二段焙烧温度为（６５０±１０）℃、充气含氧量为２１％、焙烧时间为１．０ｈ。

试验流程见图９
，试验结果见表５。

图９　沸腾焙烧试验工艺流程
表５　沸腾焙烧试验结果
金精矿品位／％焙砂脱除率／％焙砂品位／％
Ａｕ１）ＳＡｓＣＳＡｓＣＳＡｓＣＡｕ１）焙砂金产率／
％
浸渣金品位／
（ｇ·ｔ－１）
金浸出率／
％
２８．３５１７．７４５．３３０．９４９５．５１８９．２２７２．０５０．９６０．７００．３２３４．５４８２．０９５．７９８３．２４　注：１）ｗ（Ａｕ）／（ｇ·ｔ－１）。

由表５可知：沸腾焙烧试验结果与固定床最佳焙烧条件下试验结果大致相符，充分验证固定床焙烧试验所得最佳焙烧条件准确性。

３　结　论
１）该金精矿中金属矿物以黄铁矿为主，其次为毒砂、辉锑矿、黄铜矿和方铅矿等；脉石矿物以石英为主，其次为云母、长石、方解石和石墨等。

金矿物主要呈包裹体形式分布，占９２．４４％。

其中，硫化矿物包裹金占８６．６５％，脉石矿物包裹金占５．７９％，单体金及连生金占７．５６％。

精矿放热反应主要发生在４０７℃～６８０℃。

２）采用两段焙烧—氰化浸金工艺，在磨矿细度－０．０７４ｍｍ占７９．２４％，一段焙烧温度为５５０℃、充气含氧量为１０％、焙烧时间为１．０ｈ，二段焙烧温度为６５０℃、充气含氧量为２１％、焙烧时间为１．０ｈ的条件下，金精矿焙烧效果较好，金浸出率为８３．７６％。

［参考文献］
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