卡林型金矿预处理技术研究现状_崔毅琦

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选矿与冶炼
黄
金
极大地降低了后续焙烧成本及能耗 。 10］ 文献［ 对某卡林型金矿矿石进行了浮选精矿 焙烧浸出试验， 浮选精矿金品位 38． 90 g / t， 焙烧温度 700 ℃ ， 焙烧时间 1． 5 h， 焙烧时添加石灰， 最终硫、 砷 87． 86 % ， 脱除率分别为 90． 15 % 、 焙烧总能耗比原 NaCN 矿直接焙烧减少 81． 12 % ； 焙砂采用氰化浸出， 用量 9 kg / t， 浸出时间 15 h， 浸出率高达 95． 38 % 。 浮选精矿焙烧应注意有害气体的吸收防护 ， 可采用添 固砷。 加石灰等碱性物质方式进行固硫 、
收稿日期： 2014 － 07 － 20
基金项目： 国家自然科学基金（ 51104077 ） ； 云南省应用基础研究基金（ 2010ZC022 ） 作者简介： 崔毅琦（ 1980 —） ， 女， 河南南阳人， 讲师， 博士， 主要从事稀贵金属选冶与资源综合利用的研究； 昆明市五华区一二一大街文昌路 68 号， 650093 昆明理工大学国土资源工程学院，
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5
5． 1
其他预处理技术
电化学ห้องสมุดไป่ตู้化法
“造裂缝” ， 使微细粒金暴露而得以浸出。 3 ） 今后 研 究 的 重 点 在 于 热 压 氧 化 法 实 践 的 推 广， 及热压氧化浸出同步进行工艺。在高温高压环境 下将浸出、 氧化同时进行， 可大大缩短处理周期， 但这 一构想体系较为复杂， 因此热压对金浸出的影响、 氧 化剂的选择、 热压对浸出剂的影响等方面也有待更进 一步的研究。
［7 ］
。
。 因此， 消除这
2
浮选—焙烧法
些不利因素的影响是解决卡林型金矿难以回收的关 键。 卡林型金矿常规直接氰化法浸出指标较低 ， 而采 取预处理方式改善浸出环境， 可以获得较好浸出效 果。预处理方式主要包括焙烧法、 浮选—焙烧法、 加 压氧化法、 微生物氧化法及其他方法。
针对金主要包裹于或共生于硫化物类型的矿石 多采用浮选—焙烧法， 使金预先富集， 从而减少焙烧 相比原矿直接焙烧耗能更小、 成本更低， 但浮选 给料， 应尽可能选取适宜的药剂制度和工艺条件 ， 保证较高 8］ 的回收率， 减少金在尾矿中的损失。 文献［ 进行了 某 卡 林 型 金 矿 矿 石 浮 选 回 收 试 验， 原矿金品位 3． 79 g / t， 属微细粒嵌布， 且含有毒砂、 有机碳， 采用 水玻璃作抑制剂， 浮选粗精矿金品位为 17． 78 % 、 回 而后改用新型抑制剂 T59 ， 粗精矿 收率为 82． 59 % ， 9］ 金品位为 20． 05 g / t、 回收率为 89． 01 % 。文献［ 对 贵州某卡林型金矿矿石进行了浮选 —焙烧试验， 原矿 金品位 4． 3 g / t， 主要载金矿物为黄铁矿和毒砂， 浮选 采用硅酸钠与六偏磷酸钠作联合抑制剂 ， 硝酸铅与硫 酸铜作联合活化剂， 丁铵黑药与丁基黄药作联合捕收 ， 、 剂 经一次粗选 两次精选、 三次扫选流程可获得品位 42． 60 g / t、 回收率 91． 64 % 、 产率 9． 25 % 的金精矿，
3
微生物氧化法
微生物氧化法对含硫、 砷、 碳的卡林型金矿具有 显著效果， 并以其环境友好、 条件温和等优点得到关 注和认可， 其氧化过程大致可分为黄铁矿的氧化、 毒 、 “劫金 ” 砂或砷黄铁矿的氧化 碳物质的氧化 3 个方 面
［11 ］
。黄铁矿在细菌直接作用下发生氧化反应 ： FeS2 + 1 /2H2 O + 15 /4O2 →
［ 参 考 文 献］
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［4 ］
92． 96 % ， NaCN 用量 3 kg / t， 浸出率仅为 57． 12 % ； 而对该矿石进行预先焙烧处理， 焙烧温度 600 ℃ ， 焙 NaCN 用量 3 kg / t， 焙砂再氰化浸出， 浸出 烧时间 2 h， 率可达 92． 10 % 。 焙烧效果的好坏是影响卡林型金矿矿石浸出指 标提高的关键， 焙烧温度、 焙烧时间等条件起着决定 性作用。焙烧温度一般控制在 600 ～ 700 ℃ 为宜， 若 ， 、 ； 温度过低 砷 硫及有机碳等物质不能完全分解 若温 度过高会产生过烧， 造成二次物理包裹， 从而影响浸 出指标。焙烧时间多为 1 ～ 2 h， 时间过长同样有可能 造成过烧
中图分类号：TD 953 文献标志码：A 文章编号：1001 － 1277 （ 2014 ） 10 － 0061 － 03 doi：10． 11792 / hj20141014
卡林型金矿为区带上集中分布的 （ 超 ） 微细、 浸 ［1 ］ 染、 中低温热液矿床 ， 主要分布于美国、 中国、 澳大 利亚、 多米尼加、 西班牙等国家。 中国卡林型金矿累 计资源量达 1 000 t， 居世界第二位， 主要分布于川陕 甘和滇黔桂两个“金三角 ” 及滇西上芒岗等地区， 多 ［2 ］ 形成于三叠系成矿时期 。 卡林型金矿通常为品位 低、 规模大、 埋藏浅， 金颗粒呈显微或超显微级别包裹 、 钠长石、 或浸染于砷黄铁矿 黄铁矿等硫化矿或石英、 碳酸盐等脉石矿物中， 矿石中多含有砷、 硫、 锑及有机 ［3 ］ 碳等有害杂质 。这也就导致常规磨矿方式难以实 现金的有效暴露， 氰化浸出时浸出剂及氧气消耗量增 加， 且浸出反应产出的金氰络合物易被有机碳等杂质 吸附， 较难脱离矿石， 浸出效果差
代谢产物可附着于“劫金 ” 碳物质表面， 使其表面活 性降低而钝化； 此外， 这些代谢产物能将碳物质分解 进而提高金的浸出率 成 CO2 ，
［15 ］
。
4
热压氧化法
热压氧化法多用于处理硫化物含量低的氧化型
难浸卡林型金矿， 具有效率高、 无烟气污染等优点， 可 分为酸性热压氧化法和碱性热压氧化法两种工艺 。 其中， 碱性热压氧化法对设备腐蚀较小， 易于控制而 得到较多研究和应用。 碱性热压氧化法特别适用于碳酸盐含量较高的 矿石， 影响因素主要有碱性介质的选择与用量、 温度 NaOH、 与压 力 的 控 制。 常 用 碱 性 介 质 包 括 石 灰、 Na2 CO3 等。石灰作为碱性介质， 成本较为低廉， 但其 效果不佳， 主要原因在于石灰容易生成不溶性钙盐， 会对热压作用下暴露出的微粒金造成二次包裹 ， 阻碍 下一步氰化浸出； Na2 CO3 相对石灰效果稍好， 但成本 较高； NaOH 效 果 最 好， 但 热 压 环 境 下 NaOH 会 与 SiO2 生成 Na2 SiO3 ， 这种物质可吸附后续氰化浸出的 导致浸出率降低， 因而联合用药成为研 金氰络合物， 16］ 究重点。文献［ 对贵州某卡林型金矿矿石进行了 热压预处理阶段采用 碱性 热 压 氧 化 浸 出 试 验， 10 kg / t NaOH、 60 kg / t 石灰联合用药， 后续氰化浸出 率可达到 90． 6 % ； 相比单一使用 NaOH 或石灰分别 18． 1 % 。 当 NaOH 用 量 控 制 在 10 ～ 提高 7． 7 % 、 20 kg / t， 温度 220 ℃ ， 压力 3． 2 MPa， 预处理时间 2 h 时， 氰化浸出率可稳定在 91． 7 % ～ 92． 5 % 。 17］ 文献［ 对碱性热压氧化法的温度因素进行了 研究， 温度从 180 ℃ 升高到 200 ℃ 时， 金浸出率逐渐 增加； 此后， 若温度再升高， 浸出率反而有所下降； 原 因在于温度升高时， 活化分子数量会增多， 反应速率 加快， 砷、 硫的氧化率增大， 但温度过高时， 氧的分压 会降低， 液相中氧溶解量减小， 反而不利于黄铁矿、 砷 黄铁矿的氧化。因此， 需寻求温度与氧分压最佳平衡 而当温度为 200 ℃ 时获得最佳预处理效果， 最终 点， 18］ 金浸出率达 89． 24 % 。文献［ 对碱性热压氧化法 的压力因素进行了试验， 结果发现， 当压力升高时， 热 反应速率变大， 砷、 硫氧 压氧化体系中氧的分压增大， 化效率提高， 后续氰化浸出率相应升高； 但是， 当砷、 硫氧化率接近 100 % 时， 进一步增加压力对砷、 硫氧 化率的提高效果并不明显， 而提升压力所需成本却大 幅度增加。 综合考虑， 选取预处理压力为 3． 2 MPa， 10 kg / t NaOH + 200 kg / t 石灰， 温度 220 ℃ ， 热压氧 化时 间 3 h， 硫 氧 化 率 为 98． 12 % ， 砷氧化率为 97． 16 % ， 金浸出率可达 95 % 以上。
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卡林型金矿预处理技术研究现状
1， 2 1， 2 崔毅琦 ， 陈海亮 ， 董 1， 2 鹏 ， 童 1， 2 雄 ， 孟
奇
1， 2
（ 1． 昆明理工大学国土资源工程学院； 2． 云南省金属矿尾矿资源二次利用工程研究中心）
摘要：卡林型金矿通常具有品位低、 规模大、 埋藏浅等特点， 矿石中多含有砷、 硫、 锑及有机碳等 有害杂质， 属难处理金矿资源， 也是中国重点开发的金 矿 类型。 简 要 介绍 了 其 资 源 量 及分 布 特 点， 同时分析了其难选难浸的主要原因; 评述了卡林型金矿几种主要预处理技术的优缺点及适用性， 主 要包括焙烧法、 浮选—焙烧法、 生物氧化法、 热压氧化法及其他预处理方法。 关键词： 卡林型金矿; 焙烧; 浮选; 生物氧化; 热压氧化
－ Fe3 + + 2SO2 +H+。 4
云南某卡林型金矿矿石金品位 2． 68 g / t， 主要以 超显微形式赋存于黄铁矿中， 直接采用全泥氰化浸 出： NaCN 用 量 4 kg / t， 浸 出 时 间 24 h， 浸出率仅为 3． 17 % ～ 4． 7 % 。文献［ 12］ 对该矿石进行了微生物 pH 控 制 在 堆浸预 处 理， 选 用 中 温 嗜 热 菌 Z － W， 0． 5 ～ 4． 0 ， 堆浸时间 6 个月， 氰化浸出环节 NaCN 用 量 0． 78 kg / t，浸 出 时 间 12 h，浸 出 率 提 高 到 65． 50 % 。毒砂或砷黄铁矿主要是在细菌间接作用 下被 Fe
3+
氧化： FeAsS + 3Fe3 + + 2O2 + 2H2 O →
－ + 3H + 。 4Fe2 + + HAsO2 + SO2 4
不同菌种的浸矿活性、 抗砷抗硫能力、 耐酸耐碱 13］ 能力均不相同， 因而需进行针对性训化。 文献［ 进行了嗜酸氧化亚铁硫杆菌的驯化研究， 发现其对 3+ As 抗性可达到 4． 36 g / L。 “劫金” 碳物质包括元素碳、 高分子碳氢类有机 物和腐殖酸等有机酸三类， 碳物质主要成分为六方晶 。“劫金 ” 碳物质本身对金氰络 系的石墨及无定形碳 合物的吸附能力并不强， 即使在溶解了 2 mg 纯金的 250 mg / L KCN 溶液中“劫金 ” 碳物质对金氰络合物 吸附量几乎为零。 但是， 当“劫金 ” 碳物质与含金矿 X 射线光电子能谱和电子能 物共同进入磨矿工序后， ， “劫金 ” 谱仪分析显示 碳物质并没有与硅铝酸盐等 ， 脉石矿物发生粘结 而是粘结在含金矿物表面， 尤其 这种粘结作用严重削弱后续氰化浸出 是其缺陷位置， ［14 ］ “劫金” 过程中金的溶解能力 。微生物对 碳物质的 氧化主要表现在使之钝化或降解。 微生物在氧化砷 黄铁矿及黄铁矿中会释放出胶体状有机代谢物 ， 这种
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焙烧法
焙烧法为氧化预处理卡林型金矿的经典方法 ， 通 过焙烧可以改变矿石物理结构， 产出疏松多孔的焙 砂， 同时在氧化性高温气氛中使砷、 硫及碳等有害杂 质变成气态氧化物， 从而消除包裹及有害杂质的不利 影响， 改善金浸出的物理条件及化学环境， 获得较好 ［5 ］ 6］进行了甘肃某卡林型金矿矿 浸出指标 。 文献［ 石回收试验研究， 原矿含金 2． 91 g / t， 金主要为微粒 ， ， － 状 直接 全 泥 氰 化 浸 出 磨 矿 细 度 0． 038 mm 占