某低硫金矿全泥氰化浸出、池浸试验研究

赵思佳,刘振楠,刘景槐

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

·冶 金·

某低硫金矿全泥氰化浸出、池浸试验研究

赵思佳,刘振楠,刘景槐

(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)

以某低硫金矿为研究对象,开展了全泥氰化以及池浸浸金的试验研究,确定了两个氰化浸金工艺的最佳条件,在最佳工艺条件下全泥氰化浸出1 kg金矿原矿破碎至≤10 mm后的1.25 mm筛下矿,金的浸出率达到84.62%;池浸2 kg破碎至≤15 mm金矿原矿,金的浸出率达到76.0%。通过结合两种氰化浸金工艺,可以经济有效地回收该金矿中的金。

低硫金矿;全泥氰化浸出;池浸

某低硫金矿原矿含金2.4～2.6 g/t,金主要以单体以及连生金的形式存在,为了经济有效地回收该金矿中的金,对该金矿进行了全泥氰化以及池浸浸金小型试验。在最佳工艺条件下,全泥氰化浸出1 kg金矿原矿破碎至≤10 mm后的1.25 mm筛下矿金的浸出率达到84.62%,池浸2 kg破碎至≤15 mm的金矿原矿金的浸出率达到76.0%。该研究为建立500 t/d金矿氰化浸出工艺提供参考依据。

1 试样矿样及其性质

1.1 试样的物理化学性质

将某金矿的采矿样混合、缩分得到试验样和分析样。分析样破碎至≤10 mm后混合、缩分后取样细磨至-0.074 mm≥90%,作为分析检测样品。金矿矿样的多元素分析结果如表1所示。金矿的金化学物相分析如表2所示。

表1 原矿多元素分析结果%

表2 金矿的金化学物相分析结果

由表1的分析结果可以看出:该矿石中金为唯一有价元素,金品位为2.46 g/t,而银、铅、锌、铜、钾等有价金属均含量太低,没有回收价值;需要选矿排除的组分主要是SiO2,其次为Al2O3、CaO、MgO,四者含量合计为71.56%。由于该金矿中硫的含量很低(仅为0.018%),二氧化硅占该矿物组成的50.15%,有害元素砷、碳的含量较低。因此,该金矿属于含很少量硫化物的金矿。

由表2的分析结果可以看出:该金矿中硫化物、氧化物以及硅酸盐包裹金含量很低,金主要以单体以及连生金的形式存在,单体及连生金占81.71%。由于单体以及连生金均可氰化浸出,且该矿物中的有害组分少(由表1可知),则采用常规搅拌氰化浸出金的浸出率能达到82%左右。通过氧化预处理,分解氧化物、硫化物以及硅酸盐包裹的金,能更有效地回收该金矿中的金。

1.2 试验药剂和设备

试验主要使用设备:PEF50×100型颚式破碎机、XZM-100型振动磨样机、JB50-D型增力电动搅拌机,池浸槽(用б=5 mm硬聚乙烯塑料焊制, 163 mm×133 mm×155 mm)。试验试剂见表3。

表3 试验所用试剂列表

2 全泥氰化浸金试验

试验方法:取一部分混合均匀的金矿原矿样破碎至≤10 mm,用1.25 mm筛筛分,筛上矿(约60%)进行池浸试验,筛下矿(约40%;+0.178 mm占36.75%,-0.178mm～+0.074mm占26.25%,-0.074 mm占37.00%)进行全泥氰化条件试验。将筛下矿磨细至-0.074 mm占75.5%左右,每次试验取200 g矿粉进行试验。取400 mL水用石灰调节pH值至10,然后按500 g/t用量加入氰化钠,将配制好的氰化钠溶液加入含有200 g矿粉的烧杯中全泥氰化浸出24 h。由于工业生产中氰化提金时矿浆的最佳pH值范围在9.4～10之间[1],结合本试验的实际情况,全泥氰化浸出以及池浸试验过程中补加石灰控制溶液的pH值在10～11的范围内。

采用常规全泥氰化浸出工艺,具体针对氰化钠用量、氰化浸出时间、磨矿细度等因素进行了探索试验。

2.1 氰化钠用量试验

选取氰化钠用量200～1 000 g/t进行全泥氰化浸出试验,仅考察氰化钠用量对金矿中金浸出率的影响,筛下矿含Au 2.55 g/t,浸出时石灰添加量为11.5～13.5 kg/t金矿。试验结果见图1。

图1 氰化钠用量对金浸出率的影响

由图1可知:当氰化钠的用量小于500 g/t时,随着氰化钠用量的增加金矿中金的浸出率显著增加;当氰化钠的用量为500 g/t时,金矿中金的浸出率为86.60%;随着氰化钠用量的进一步增加,金矿中金的浸出率基本保持不变,当氰化钠加入量为1 000 g/t时,金的浸出率达到86.98%。这是因为该金矿中易氰化浸出的单体以及连生金已经全部浸出的缘故。因此,后续全泥氰化试验氰化钠添加量选择为500 g/t金矿。

2.2 氰化浸出时间试验

在全泥氰化浸出时,研究了氰化时间对该金矿中金浸出率的影响。试验中筛下矿含Au 2.45 g/t,石灰添加量为6.5～9.0 kg/t金矿,试验结果见图2。

图2 浸出时间对金浸出率的影响

图2表明,当全泥氰化浸出时间小于24 h时,随着氰化浸出时间的增加,金的浸出率有明显的增加;当氰化浸出时间为24 h时,金的浸出率可达84.55%;进一步延长浸出时间,金的浸出率基本保持不变(当浸出时间为36 h时,金的浸出率为84.76%)。因此,该金矿全泥氰化浸出的时间以24 h为宜。

2.3 磨矿细度试验

对金矿原矿破碎后的筛下矿(含Au 2.65 g/t)进行了磨矿细度试验,当磨矿时间7 s、30 s、90 s、120 s时,-0.074 mm所占的比例分别为48.0%、63.0%、75.5%、82.5%。将磨矿后的矿样进行了全泥氰化试验,石灰添加量为10～17.5 kg/t金矿,试验结果见图3。

图3 磨矿细度对金浸出率的影响

由图3可知,当全泥氰化浸金试验条件确定后,金矿磨矿粒度对金的浸出率影响较小,这主要是因为金矿中约82%的金以单体以及连生金的形态存在,包裹金的比例小,单体以及连生金都可以氰化浸出[2]。实验中,当金矿矿样中-0.074 mm的粒度为48.0%～82.5%,时,金的浸出率均大于81.00%。当金矿的磨矿粒度为-0.074 mm占63.0%时,金的浸出率达到最大值86.07%;然而,进一步磨细金矿,金的浸出率反而有一点下降,这是由于浸出时发现磨矿粒度越细,矿浆粘度增大(相同液固比),造成矿浆过滤洗涤困难。因此,该金矿全泥氰化浸出时,磨矿粒度-0.074 mm以48%～63%左右为宜。

2.4 全泥氰化浸金1 kg试验

取筛下矿进行试验,含Au量为2.60 g/t。振动磨磨矿30 s。磨矿后的金矿粒度为:+0.178 mm占9%,-0.178 mm～+0.074 mm占20.5%,-0.074 mm占70.50%。取磨矿后的矿粉1 000 g,液固比2∶1,用石灰调整水溶液的pH值至10～11,氰化时间24 h。开始浸出时加入0.40 g氰化钠,浸出终点前4 h加氰化钠0.10 g。浸出过程中控制溶液的pH值至10～11,石灰添加量为11.5 kg/t金矿。

氰化渣含Au 0.40 g/t,浸出率为84.62%。2.4.2 原矿全泥搅拌浸金1 kg试验

取金矿原矿(含Au 2.43 g/t)破碎至粒度≤10 mm,振动磨磨矿30 s。磨矿后的金矿粉粒度为: +0.178 mm占12.5%,-0.178 mm～+0.074 mm占18.0%,-0.074 mm占69.50%。取磨矿后的矿粉1 000 g,液固比2∶1,用石灰调整水溶液的pH值至10～11,氰化时间24 h。开始浸出时加入0.40 g氰化钠,到浸出终点前4 h加氰化钠0.10 g。浸出过程中控制矿浆的pH值至10～11,石灰添加量为10 kg/t金矿。

氰化渣含Au 0.375 g/t,浸出率为84.57%。

3 池浸氰化浸金试验

试验方法:每次试验取制备好的金矿矿样500 g进行试验。试验取水400 mL,用石灰调节pH值至10～11后按500 g/t添加氰化钠,将配制好含氰化钠溶液倒入盛有500 g金矿的池浸槽中,池浸时间48 h。池浸过程中,每12 h测定池浸液pH值,及时补充石灰使得池浸氰化液的pH值控制在10～11的范围内。在向池浸槽放置矿石时可以将原矿以及筛上矿中较大的矿石放在池浸槽的底部,较小的矿石撒在较大矿石的上面,保持池浸槽中的矿样基本平整。

随着原油可采储量采出程度不断增长（目前超过80%），剩余油分布日趋零散，依靠传统的、静态的、线性的认识手段，很难定量化描述开发后期油藏压力、渗透率、饱和度等随开采出程度逐步提高的变化情况。

池浸氰化浸出工艺,具体针对氰化钠用量、池浸浸出时间、矿石破碎粒度等因素进行了探索试验。

3.1 池浸氰化钠用量试验

取一部分混合均匀的金矿原矿样破碎至≤10 mm,用1.25 mm筛筛分,用筛上矿(含Au 2.56 g/t)进行池浸试验。选取氰化钠添加量200～1 000 g/t进行池浸氰化浸出试验,仅考察氰化钠添加量对金矿中金的浸出率的影响,浸出时石灰添加量为3.7～3.9 kg/t金矿。试验结果见图4。

图4 氰化钠用量对金浸出率的影响

由图4可知,当池浸氰化浸金条件固定时,随着氰化钠用量的增加,金矿中金的浸出率显著增加,当氰化钠加入量为500 g/t时,金的浸出率可达82.42%;进一步增加氰化钠用量,金矿中金的浸出率基本保持不变,当氰化钠用量1 000 g/t时,金的浸出率为82.73%。因此,后续池浸试验氰化钠用量选择500 g/t金矿。

3.2 池浸时间试验

取一部分混合均匀的金矿原矿样破碎至≤10 mm,用1.25 mm筛筛分,用筛上矿(含Au 2.60 g/t)进行池浸试验。在池浸时,研究了池浸时间对该金矿中金的浸出率的影响。试验中石灰添加量为2.4～4.0 kg/t金矿,试验结果见图5。

图5 浸出时间对金浸出率的影响

由图5可知,当池浸氰化浸金条件固定时,随着浸出时间的增加,金矿中金的浸出率有显著的增加,当浸出时间为48 h时,金的浸出率也达到了83.96%,进一步增加浸出时间,金的浸出率增加缓慢,当浸出时间为96 h时,金的浸出率为84.87%。综合考虑,该金矿池浸时间以48 h为宜。

3.3 池浸粒度条件试验

将一部分混合均匀的金矿原矿样用1.25 mm筛筛分,取筛上矿(含Au 2.54 g/t)进行池浸粒度试验,试验的三种粒度为筛上矿不破碎、筛上矿破碎至≤30 mm、筛上矿破碎至≤15 mm,石灰添加量为3.5～3.8 kg/t金矿,试验结果见表4。

表4 池浸粒度条件试验结果

由表4的结果可知,随着筛上矿破碎粒度的减小,金的浸出率有了明显的增加,金的浸出率由不破碎的金矿中金的浸出率64.57%,增加到金矿破碎至≤15 mm时,金的浸出率77.17%。因此,为了得到更高的金浸出率就必须减小池浸金矿的粒度。

3.4 池浸氰化浸金2kg试验

取一部分混合均匀的金矿原矿样进行了两个原矿粒度的2 kg池浸试验。未破碎矿样和破碎至≤15 mm的金矿各取2 000 g进行试验,分别取水1 000 mL,用石灰调节pH值至10～11后添加氰化钠,浸出开始时添加氰化钠0.4 g,每12 h加氰化钠0.2 g,氰化钠添加量为500 g/t,池浸时间48 h。及时补充石灰使得池浸液的pH值控制在10～11的范围内。石灰添加量为6.5～8.0 kg/t金矿。

金矿原矿池浸氰化浸金2 kg试验结果见表5。

表5 金矿原矿池浸2 kg试验结果

由表5的结果可知,随着金矿原矿破碎粒度的减小,金的浸出率有明显的增加,金的浸出率由不破碎时的72.0%,增加到金矿破碎至≤10 mm时的76.0%。因此,该金矿宜破碎后池浸氰化浸金,建议破碎粒度≤15 mm。

4 推荐工艺流程

根据以上试验结果,推荐如图6的流程作为从某金矿中提取金的工艺。

图6 从某金矿提取金的推荐工艺流程

5 结 论

1.某金矿中硫的含量很低,含泥较多,属典型含泥高的氧化矿。该金矿中约82%的金以及单体以及连生金的形式存在,为易处理金矿。

2.采用池浸浸出工艺,将金矿原矿破碎至≤15 mm,取矿样2 000 g,水1 000 mL,池浸液的pH值通过添加石灰控制在10～11的范围内,氰化钠用量为500 g/t金矿、浸出48 h,金的浸出率可达76.0%;采用常规全泥氰化浸出工艺,取金矿原矿破碎至≤10 mm后用1.25 mm筛筛分得到筛下矿。筛下矿振动磨磨矿30 s。磨矿后的金矿粒度为-0.074 mm占70.50%。取磨矿后的矿粉1 000 g,液固比2∶1,用石灰调整水溶液的pH值至10～11,氰化钠用量为500 g/t金矿、氰化时间24 h,金的浸出率为84.62%。

3.采用全泥氰化单一工艺处理该金矿,金的浸出率可达到84.00%,而采用全泥氰化与池浸相结合的工艺处理该金矿,金的浸出率可达到80.40%。由于该金矿中大颗粒的矿石含量较多,完全采用全泥氰化工艺处理,磨矿的成本较高。因此,根据以上研究,推荐该金矿采用炭浆法氰化提金与堆浸(池浸)提金相结合的工艺作为该矿山氰化提金的生产工艺。

[1] 孙杨.金银冶金[M].北京:冶金工业出版社,1986.143.

[2] 黄礼煌.金银提取技术[M].北京:冶金工业出版社,2001.87 -88.

Abstract:The all-slime cyanidation leaching and pond leaching tests were carried out on a low-sulfur gold mine.Both optimization process parameters were determined.The investigation demonstrated by all-slime cyanidation leaching the gold leaching rate could reach 84.62%by using 1kilogram-1.25 mm gold mine which was broken to-10mm and by pond leaching the gold leaching rate could reach 76.0%by using 2 kilograms gold mine which was broken to-15 mm.The gold mine could be comprehensive utilization by use of all-slime cyanidation leaching and pond leaching.

Key words:a low-sulfur gold mine;all-slime cyanidation leaching;pond leaching

Experimental Study on All-slime Cyanidation
Leaching and Pond Leaching of a Low-Sulfur Gold Mine

ZHAO Si-jia,LIU Zhen-nan,LIU Jing-huai
(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

TF831

A

1003-5540(2012)05-0023-04

2012-08-16

赵思佳(1983-),男,助理工程师,主要从事有色金属冶金以及功能材料研究。