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提高硫化物包裹型难处理金矿石金浸出率的试验研究
2011-08-01
某硫化物包裹型难处理金矿石Au品位为3. 18g/ t, 44. 18%的金被硫化物包裹,常规氰化 浸出率低,仅为24. 25%;通过采用浮选—细菌氧化—磁场强化氰化浸出工艺处理,金浸出率显著 提高,金浮选、氰化综合回收率达82. 55%。
黄 金 GOLD 3 6 选 矿 与 冶 炼 2008年 第 5期 /第 29卷 提 高 硫 化 物 包 裹 型 难 处 理 金 矿 石 金 浸 出 率 的 试 验 研 究 夏 青 ,邱 廷 省 (江 西 理 工 大 学 资 源 与 环 境 工 程 学 院 ) 摘 要 :某 硫 化 物 包 裹 型 难 处 理 金 矿 石 Au品 位 为 3. 18g/ t, 44. 18%的 金 被 硫 化 物 包 裹 ,常 规 氰 化 浸 出 率 低 ,仅 为 24. 25%;通 过 采 用 浮 选 — 细 菌 氧 化 — 磁 场 强 化 氰 化 浸 出 工 艺 处 理 ,金 浸 出 率 显 著 提 高 ,金 浮 选 、氰 化 综 合 回 收 率 达 82. 55%。 关 键 词 :浮 选 精 矿 ;细 菌 氧 化 ;氰 化 ;磁 场 ;浸 出 率 中 图 分 类 号 : TD953  文 献 标 识 码 : B  文 章 编 号 : 1001 - 1277 (2008) 05 - 0036 - 03   随 着 金 矿 的 大 规 模 开 采 ,易 处 理 金 矿 资 源 日 渐 枯 矿 石 中 金 矿 物 主 要 为 自 然 金 ,其 次 为 银 金 矿 及 少 量 自 然 银 。 金 矿 物 在 矿 石 中 分 布 很 不 均 匀 ,粒 度 较 细 。 金 矿 物 粒 度 镜 下 测 量 结 果 见 表 2。 竭 ,难 处 理 金 矿 现 已 成 为 主 要 的 黄 金 资 源 ,是 人 们 研 究 开 发 的 主 要 对 象 。 难 处 理 金 矿 类 型 较 多 ,因 金 亲 硫 ,常 与 金 属 硫 化 物 共 生 ,因 此 硫 化 矿 型 难 处 理 金 矿 石 在 金 矿 石 资 源 中 占 有 很 大 比 例 ,世 界 上 约 30%的 金 矿 资 源 属 于 难 处 理 硫 化 金 矿 石 。 表 2金 矿 物 粒 度 测 量 结 果 名 称 粒 度 /mm 产 率 /% 粗 粒 金 > 0. 074 0. 52 中 粒 金 细 粒 金 0. 074~ 0. 037 0. 037~ 0. 01 0. 01~ 0. 005 < 0. 005 5. 13 53. 22 34. 16 6. 97 华 东 地 区 某 金 矿 矿 石 含 金 3. 18g/ t,主 要 金 属 矿 物 为 黄 铁 矿 、砷 黄 铁 矿 ,属 硫 化 矿 型 难 处 理 金 矿 石 。 该 矿 石 常 规 氰 化 浸 出 率 低 ,仅 为 24. 25%。 本 研 究 开 展 了 磁 场 强 化 氰 化 浸 金 、浮 选 后 金 精 矿 细 菌 预 处 理 氰 化 浸 金 以 及 氧 化 渣 磁 场 强 化 氰 化 浸 金 等 试 验 ,效 果 显 著 ,金 浮 选 、氰 化 综 合 回 收 率 达 82. 55%。 试 验 结 果 表 明 ,难 处 理 硫 化 金 矿 石 采 用 细 菌 预 处 理 可 氧 化 分 解 矿 石 中 的 硫 化 矿 物 ,大 大 降 低 硫 化 矿 物 对 浸 金 的 影 响 ,磁 场 对 氰 化 浸 金 过 程 有 明 显 促 进 作 用 ,拓 宽 了 磁 场 在 矿 物 加 工 领 域 的 应 用 范 围 。 微 细 粒 金 次 显 微 金 表 2结 果 显 示 , 0. 037~ 0. 01mm细 粒 金 及 0. 01~ 0. 005mm 微 细 粒 金 占 多 数 ,两 粒 级 含 量 合 计 高 达 87138% ,还 有 相 当 部 分 是 小 于 0. 005mm的 次 显 微 金 , 达 6. 97%。 金 矿 物 的 赋 存 状 态 镜 下 测 定 结 果 见 表 3。 表 3金 矿 物 赋 存 状 态 测 定 结 果 赋 存 状 态 相 对 含 量 类 别 含 量 硫 化 物 与 脉 石 粒 间 硫 化 物 粒 间 石 英 脉 石 粒 间 5. 65 12. 36 4. 57 1   矿 石 性 质 粒 间 金 裂 隙 金 包 裹 金 22. 58 28. 79 48. 63 矿 石 中 主 要 金 属 矿 物 为 黄 铁 矿 、砷 黄 铁 矿 、黄 铜 硫 化 物 裂 隙 28. 79 矿 、闪 锌 矿 等 金 属 硫 化 物 ,其 次 为 少 量 的 金 属 氧 化 物 及 次 生 矿 物 ,有 褐 铁 矿 、赤 铁 矿 、砷 黝 铜 矿 以 及 黝 铜 矿 等 。 脉 石 矿 物 以 石 英 、绢 云 母 为 主 ,其 次 为 方 解 石 、长 石 ,另 有 少 量 的 绿 泥 石 、高 岭 石 等 其 它 矿 物 。 原 矿 多 元 素 分 析 结 果 见 表 1。 硫 化 物 包 裹 石 英 包 裹 44. 18 4. 45 从 金 矿 物 赋 存 状 态 测 定 结 果 可 看 出 ,包 裹 金 占 了 近 一 半 ,金 与 硫 化 物 关 系 非 常 密 切 ,达 44. 18%的 金 被 硫 化 物 包 裹 ,这 是 该 金 矿 石 难 处 理 的 主 要 原 因 。 表 1原 矿 多 元 素 分 析 结 果 成 分 Au— S wB /% 成 分 wB /% 3. 18 1. 62 0. 14 2. 79 4. 5 Zn 0. 15 63. 42 0. 67 2原 矿 氰 化 浸 出 试 验 SiO2 As CaO Fe Ag— 2 . 1常 规 氰 化 浸 出 试 验 Al2O3 14. 76 0. 80 MgO 常 规 氰 化 浸 出 试 验 是 在 优 化 条 件 试 验 后 ,采 用 最 优 条 件 下 进 行 的 。 浸 出 条 件 为 : 矿 石 磨 矿 细 度 为 Cu w (Au) ,w (Ag) /10 - 6 0. 11   收 稿 日 期 : 2008 - 01 - 04 基 金 项 目 :江 西 省 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (0350026) 作 者 简 介 :夏 青 (1969— ) ,男 ,江 西 赣 州 人 ,讲 师 ,主 要 从 事 矿 物 加 工 与 湿 法 冶 金 的 教 学 与 科 研 ;江 西 省 赣 州 市 ,江 西 理 工 大 学 资 源 与 环 境 工 程 学 , 341000 院     2 2 008年 第 5期 /第 29卷 选 矿 与 冶 炼 3 7 - 0. 074mm 88% ,液 固 比 2 ν 1, pH 值 10,碱 处 理 度 、矿 浆 浓 度 以 及 预 处 理 时 间 等 因 素 对 金 氰 化 浸 出 的 影 响 。 经 预 处 理 的 金 精 矿 采 用 氰 化 浸 金 。 试 验 结 果 : 在 金 精 矿 细 度 为 - 0. 051mm 90% ,矿 浆 浓 度 15% ,预 处 理 98h后 ,添 加 12kg/ t的 氰 化 钠 浸 出 ,金 浸 出 率 达 84. 32% ,对 原 矿 金 回 收 率 为 77. 89%。 很 显 然 ,采 用 浮 选 — 细 菌 预 处 理 — 氰 化 浸 出 工 艺 能 有 效 提 高 该 矿 石 金 浸 出 率 。 h,NaCN用 量 为 8kg/ t,浸 出 时 间 48h。 浸 出 结 束 后 , 过 滤 ,通 过 检 测 滤 渣 中 的 含 Au量 来 计 算 Au浸 出 率 。 常 规 氰 化 金 浸 出 率 仅 为 24. 25%。 试 验 结 果 表 明 ,矿 石 在 常 规 氰 化 浸 出 条 件 下 金 浸 出 率 很 低 ,难 获 得 较 理 想 指 标 。 2. 2  磁 场 强 化 氰 化 浸 出 试 验 试 验 在 永 磁 磁 化 装 置 中 进 行 ,考 察 了 磁 感 应 强 度 对 金 浸 出 率 的 影 响 ,确 定 了 合 适 的 磁 感 应 强 度 。 试 验 结 果 为 : 在 磨 矿 细 度 为 - 0. 074mm 88%、液 固 比 对 细 菌 预 处 理 后 的 氧 化 渣 分 析 得 出 ,硫 、砷 、铁 的 氧 化 率 分 别 为 51. 3%、58. 9%、28. 4% ,表 明 细 菌 将 部 分 硫 、砷 、铁 矿 物 氧 化 后 ,被 包 裹 金 已 大 部 分 暴 露 解 离 ,使 金 能 被 氰 化 浸 出 。 2 ∶ 1、pH值 10、碱 处 理 2h、NaCN 用 量 为 7. 2kg/ t、浸 - 3 出 时 间 45h、磁 感 应 强 度 为 10 自 10 T的 条 件 下 ,金 浸 出 率 达 42. 38% ,较 常 规 氰 化 提 高 了 18. 13%。 这 表 明 磁 场 能 明 显 促 进 氰 化 浸 金 作 用 ,但 浸 出 率 仍 较 低 。 究 其 原 因 ,有 近 50%的 金 被 包 裹 ,阻 碍 了 浸 出 剂 与 金 的 接 触 , 因 此 打 开 金 的 包 裹 是 提 高 金 浸 出 率 的 必 由 之 路 。 5 氧 化 渣 氰 化 浸 出 条 件 试 验 每 一 份 试 样 由 2份 经 细 菌 氧 化 预 处 理 过 试 样 合 并 而 成 (后 面 的 试 验 一 样 ) ,采 用 碱 液 清 洗 中 和 ,直 至 清 洗 液 呈 碱 性 ,然 后 配 成 液 固 比 2∶ 1、pH值 为 10的 矿 浆 ,碱 处 理 2h后 添 加 氰 化 钠 浸 金 。 试 验 中 着 重 考 察 了 氰 化 钠 用 量 及 浸 出 时 间 对 金 浸 出 率 的 影 响 。 试 验 是 在 搅 拌 速 度 为 600r/m in的 电 动 搅 拌 机 中 进 行 。 3   浮 选 回 收 金 试 验 根 据 原 矿 中 金 赋 存 状 态 测 定 结 果 ,有 近 50%的 金 为 包 裹 金 ,而 包 裹 在 硫 化 物 中 的 金 又 占 包 裹 金 的 绝 大 多 数 ,达 90. 85%。 金 被 包 裹 在 硫 化 物 中 严 重 影 响 了 金 的 浸 出 和 浸 出 率 的 提 高 。 鉴 此 ,探 索 了 金 的 浮 选 富 集 试 验 。 在 磨 矿 细 度 为 - 0. 074mm 88% ,水 玻 璃 为 矿 泥 分 散 剂 和 抑 制 剂 、丁 黄 药 为 捕 收 剂 、2号 油 为 起 泡 剂 的 条 件 下 ,获 得 了 品 位 为 33. 72g/ t、回 收 率 为 金 经 对 比 试 验 ,合 适 的 氰 化 钠 用 量 为 14kg/ t 精 矿 ,浸 出 时 间 为 40h。 条 件 试 验 后 ,金 浸 出 率 又 有 所 提 高 ,达 85. 75% ,对 原 矿 回 收 率 达 79. 22%。 6 强 化 氰 化 浸 金 试 验 6. 1  磁 感 应 强 度 对 氰 化 浸 出 的 影 响 9 2. 38%的 金 精 矿 。 金 精 矿 的 多 元 素 分 析 结 果 见 4。 在 矿 石 直 接 氰 化 浸 出 试 验 中 ,添 加 磁 场 有 助 于 促 进 金 的 浸 出 。 为 进 一 步 提 高 金 的 浸 出 指 标 ,在 氧 化 渣 氰 化 浸 出 最 优 条 件 下 ,用 磁 场 强 化 浸 金 。 将 浸 金 矿 浆 置 于 永 磁 装 置 中 ,改 变 磁 感 应 强 度 ,考 察 对 金 浸 出 的 影 响 。 试 验 结 果 见 表 5。 表 表 4金 精 矿 多 元 素 分 析 结 果 成 分 Au— S wB /% 成 分 wB /% 33. 72 28. 69 1. 43 Zn 1. 88 22. 36 0. 15 5. 74 0. 18 SiO2 As 表 5  磁 场 强 化 氰 化 浸 出 试 验 结 果 CaO Fe Ag— 25. 11 10. 79 1. 54 磁 感 应 强 度 /T 浸 渣 产 率 /% 浸 渣 金 品 位 / ( g法 t- 1 ) 浸 出 率 /% Al2O3 - - - 3 3 3 MgO 5 自 10 7 自 10 99. 87 4. 45 4. 18 3. 90 3. 61 3. 58 86. 82 87. 71 88. 54 89. 36 89. 50 Cu 9 9. 14 w (Au) ,w (Ag) /10 - 6   9 自 10 99. 08 99. 39 98. 90 - - 3 1 1 自 10 3 4   金 精 矿 预 处 理 试 验 13 自 10 对 金 精 矿 进 行 预 处 理 ,即 为 打 开 金 的 包 裹 层 ,使 金 暴 露 出 来 ,以 便 下 一 步 氰 化 浸 出 。 预 处 理 方 法 有 多 种 ,主 要 有 焙 烧 法 、压 力 氧 化 法 和 细 菌 氧 化 法 等 。 本 研 究 采 用 了 细 菌 氧 化 法 。 浸 矿 细 菌 为 氧 化 亚 铁 硫 杆 菌 ,从 某 酸 性 矿 坑 水 中 筛 选 培 养 。 在 预 处 理 试 验 之 前 专 门 进 行 了 细 菌 驯 化 。 细 菌 驯 化 是 在 有 金 精 矿 的 环 境 中 分 批 进 行 ,每 转 移 驯 化 一 次 后 都 提 高 矿 样 量 ,直 至 达 到 细 菌 氧 化 浸 矿 矿 浆 浓 度 时 的 矿 量 ,细 菌 的 驯 化 从 表 5可 看 出 ,随 着 磁 感 应 强 度 的 增 加 ,浸 出 率 - 3 - 3 呈 上 升 趋 势 ,磁 感 应 强 度 13 自 10 T与 11 自 10 T, 浸 出 率 相 差 不 大 ,因 此 合 适 的 磁 感 应 强 度 为 11 自 - 3 10 T,此 时 金 浸 出 率 为 89. 36% ,对 原 矿 金 回 收 率 82. 55%。 6. 2  磁 场 条 件 下 降 低 氰 化 钠 用 量 试 验 前 面 的 试 验 结 果 已 表 明 ,添 加 永 磁 磁 场 能 促 进 氰 化 浸 金 ,无 需 动 力 ,设 备 配 制 简 单 ,容 易 操 作 。 由 此 ,本 研 究 又 进 行 了 在 磁 场 条 件 下 降 低 浸 出 剂 用 量 的 试 验 。 9 终 点 以 细 菌 能 正 常 生 长 ,浓 度 达 10 个 /mL为 限 。 在 细 菌 氧 化 预 处 理 金 精 矿 试 验 中 ,考 察 了 磨 矿 细     3 8 选 矿 与 冶 炼 黄 金 将 矿 浆 置 于 11mT永 磁 磁 化 装 置 中 ,降 低 浸 出 剂 用 量 进 行 试 验 。 浸 出 试 验 的 条 件 与 结 果 见 表 6。 快 ,溶 液 的 渗 透 能 力 增 强 ,液 固 接 触 面 积 增 大 ,有 效 碰 [ 2 ] 。 也 有 研 究 指 出 ,磁 场 效 应 对 溶 液 分 子 团 撞 增 多 表 6磁 场 条 件 下 降 低 氰 化 钠 用 量 试 验 条 件 与 结 果 的 缔 合 度 、离 子 水 合 半 径 和 分 子 结 构 发 生 影 响 ,可 使 药 剂 溶 液 较 易 浸 润 矿 物 表 面 ,而 加 快 矿 物 表 面 对 药 剂 的 吸 附 ,并 在 瞬 间 表 现 为 药 剂 在 矿 物 表 面 的 吸 附 量 增 浸 出 时 /h 40 碱 处 理 氰 化 钠 用 量 金 浸 出 / ( kg法 t- 1 ) 试 点 液 固 比 pH 间 时 间 /h 率 /% 1 2 3 4 5 6 2 ν 1 2 ν 1 2 ν 1 2 ν 1 2 ν 1 2 ν 1 10 10 10 10 10 10 10 2 2 2 2 2 2 2 11. 5 12 84. 56 85. 44 86. 38 87. 05 88. 22 89. 36 85. 75 [ 3 ] 。 40 40 40 40 40 40 大 ,进 而 影 响 浸 矿 速 率 与 浸 矿 效 果 12. 5 13 13. 5 14 磁 场 强 化 氰 化 浸 金 试 验 是 将 浸 金 过 程 置 于 磁 场 作 用 下 ,促 使 氰 离 子 扩 散 速 度 加 快 ,渗 透 能 力 增 强 ,及 未 加 磁 场 2 ν 1 14 时 补 充 了 金 粒 表 面 的 氰 化 物 吸 附 量 , 也 促 使 了 - 2 Au (CN) 扩 散 速 度 加 快 ,脱 离 金 粒 表 面 ,进 而 促 进 了 分 析 表 6结 果 ,添 加 磁 场 ,氰 化 钠 用 量 为 12kg/ t 的 金 浸 出 率 已 接 近 没 加 磁 场 14kg/ t时 的 金 浸 出 率 ; 当 氰 化 纳 用 量 达 到 1215kg/ t时 ,金 浸 出 率 达 86. 38% , 超 过 了 没 加 磁 场 的 浸 出 指 标 。 因 此 ,在 确 保 金 浸 出 率 不 降 低 的 情 况 下 ,通 过 磁 场 作 用 ,可 降 低 10%以 上 的 浸 出 剂 用 量 ,这 样 将 有 效 地 降 低 生 产 成 本 。 金 的 浸 出 8 结 语 (1)难 处 理 硫 化 物 金 矿 石 是 主 要 的 黄 金 资 源 , 探 索 其 切 实 可 行 的 提 金 工 艺 ,具 有 极 其 重 要 的 现 实 意 义 。 ( 2)试 验 矿 石 中 金 属 矿 物 以 黄 铁 矿 、砷 黄 铁 矿 为 7   机 理 探 讨 主 ,金 嵌 布 粒 度 较 细 , 0. 037~ 0. 01mm细 粒 级 含 量 达 53. 22% , 0. 01~ 0. 005mm微 细 粒 级 含 量 达 34. 16% , 两 粒 级 含 量 之 和 高 达 87. 38% ,金 被 包 裹 严 重 ,包 裹 金 占 48. 63% ,该 矿 石 属 难 处 理 硫 化 物 金 矿 石 。 氰 化 浸 金 是 水 溶 液 体 系 中 进 行 的 气 、固 、液 多 相 反 应 ,研 究 已 揭 示 其 过 程 为 :溶 液 内 部 溶 解 的 O 2 和 - CN 透 过 边 界 层 向 金 矿 物 表 面 扩 散 ,金 表 面 吸 附 O 2 - ( 3)采 用 常 规 氰 化 矿 石 中 金 难 以 浸 出 ,浸 出 率 仅 和 CN 并 发 生 溶 解 金 的 电 化 学 反 应 ,反 应 生 成 物 - [ 1 ] 。 溶 液 中 同 Au (CN) 通 过 边 界 层 向 溶 液 内 部 扩 散 达 24. 25%。 采 用 浮 选 — 细 菌 预 处 理 — 磁 场 强 化 氰 2 化 浸 金 工 艺 ,金 浸 出 率 得 以 大 幅 度 提 高 ,达 82. 55%。 试 验 同 时 表 明 ,在 确 保 金 浸 出 率 不 降 低 的 情 况 下 ,通 过 磁 场 作 用 ,可 降 低 10%以 上 的 浸 出 剂 用 量 ,这 样 将 有 效 地 降 低 生 产 成 本 。 时 存 在 着 离 子 的 扩 散 运 动 和 氧 化 还 原 电 子 得 失 流 动 。 氰 化 浸 金 反 应 式 为 : - 2Au + 4CN +O2 + 2H2 O - - 2 Au (CN) 2 + H2 O2 + 2OH (1) - - - 2 (4)浸 矿 细 菌 主 要 以 硫 、砷 为 氧 化 对 象 ,有 效 地 2 Au + 4CN +H 2 O 2 2Au (CN) + 2OH (2) 打 开 了 金 的 包 裹 层 ,磁 场 通 过 及 时 补 充 金 粒 表 面 的 氰 由 (1)、 (2)式 可 知 ,金 的 溶 解 速 度 为 氰 离 子 消 耗 速 度 的 一 半 。 如 氰 离 子 扩 散 速 度 不 够 快 ,金 的 表 面 就 会 产 生 氰 离 子 瞬 时 短 缺 现 象 ,从 而 影 响 金 的 溶 解 速 度 。 离 子 和 电 子 在 磁 场 中 会 受 到 磁 场 力 的 作 用 ,使 其 物 理 化 学 性 质 发 生 变 化 而 促 使 进 一 步 的 物 化 效 应 发 生 。 已 有 研 究 表 明 ,在 磁 场 中 ,溶 液 内 的 正 负 离 子 和 极 性 分 子 受 到 洛 仑 兹 力 的 作 用 ,而 做 相 反 方 向 运 动 , 使 氢 键 扭 断 ,其 它 离 子 间 的 作 用 力 也 受 到 影 响 ,键 间 的 变 化 改 变 了 水 合 离 子 半 径 ,使 溶 液 中 的 离 子 运 动 加 - 化 物 吸 附 量 以 及 帮 助 和 加 快 浸 出 生 成 物 Au (CN ) 脱 离 金 粒 表 面 ,促 进 了 金 的 浸 出 。 2 [参 考 文 献 ] [ [ [ 1 ] 李 培 铮 ,吴 延 之 . 黄 金 生 产 加 工 技 术 大 全 [M ]1长 沙 :中 南 工 业 大 学 出 版 社 , 1995. 2 ] 马 伟 ,马 荣 骏 ,申 殿 邦 ,等 1磁 场 效 应 对 氯 化 铜 浸 出 硫 化 砷 强 化 过 程 研 究 [ J ]1有 色 金 属 , 1998 (8) : 76 - 79. 3 ] 罗 仙 平 ,邱 廷 省 ,付 丽 珠 ,磁 场 强 化 硫 脲 提 金 技 术 的 热 力 学 研 究 [ J ]1南 方 冶 金 学 院 学 报 , 1999 (8) : 248 - 251. Exper im en ta l research on how to enhance the leach ing ra te of gold in sulfide2inclusion type refractory gold ore Xia Q ing, Q iu Tingsheng ( School of Resource and Environm ent Engineering, J iangxi U niversity of Science and Technology) Abstract: The gold grade of a certain sulfide2inclusion type refractory gold ore is 3. 18 g/ t, and 44. 18% gold is of sulfide2inclusion type. The traditional cyanidation leaching rate of gold is only 24. 25%. W ith floatation2bacterial oxidation2magnetic field strengthening cyanidation leaching technique, the gold leaching rate is enhanced to 82. 55%. Keywords: flotation concentrate; bacterial oxidation; cyanidation; magnetic field; leaching rate (编 辑 :李 玉 敏 )
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