内蒙古某高砷金矿石碱浸预处理—氰化浸出试验研究

何　毅　高柏年　姚　凯

(1.招金矿业股份有限公司；2.甘肃省地矿局第四勘查院)



内蒙古某高砷金矿石碱浸预处理
—氰化浸出试验研究

何毅1高柏年2姚凯1

(1.招金矿业股份有限公司；2.甘肃省地矿局第四勘查院)

摘要内蒙古老硐沟金矿金品位波动较大，综合金品位8.27 g/t，可伴随回收银，砷含量高达3.18%。矿石中金嵌布粒度细微，主要以包裹体形态存在于其它矿物中，共生关系密切，且泥化严重。现场采用堆浸法生产，金浸出率仅50%左右，资源浪费严重。为提高金浸出率，在分析矿石性质的基础上，提出采用常温碱浸预处理—全泥氰化浸出工艺，条件试验确定的最佳浸出条件为：磨矿细度-0.074 mm 93.5%，矿浆固液比为1∶2，调节pH=12，碱浸NaOH用量3 000 g/t，预处理2.5 h，浸出剂NaCN用量为2 000 g/t，浸出24 h，最终金、银浸出率分别为85.49%、80.12%。相比堆浸工艺，金浸出率提高了35个百分点以上，并综合回收了银，经济效益显著，可作为该金矿石新的浸出提取工艺。

关键词金矿石碱浸预处理氰化浸出浸出率砷

氰化浸出是矿石中金的重要回收方法，但其中的砷会制约金浸出率的提高。为尽可能回收金，一般在常规氰化浸出前对含砷金矿石进行湿法预处理，以降低砷的不利影响。目前湿法预处理工艺主要有加压氧化浸出法、细菌氧化浸出法、电化学氧化浸出法、碱浸法、微波预处理等[1-2]。常温常压碱浸预处理是含砷金矿预处理工艺的发展趋势，具有金浸出率高、工艺操作简单等优点。碱浸预处理是含砷金矿氰化浸出前常用的处理手段，通过化学反应氧化、溶解砷矿物使金粒暴露更充分，还可以消除矿浆中某些有害元素对氰化浸出提金的不利影响。预处理过程中产生的砷酸盐及其沉淀可使包裹在砷矿物中的金、银解离，达到提高金浸出率的目的。

内蒙古额济纳旗老硐沟金矿在20世纪80年代被勘查发现，矿区内原有多家小规模企业采用传统堆浸工艺提金。2013年招金矿业股份有限公司通过资源整合，对矿区内各个矿体统一规划进行开发利用。

该高砷金矿石金品位变化较大，各矿体矿石综合金品位8.27 g/t，砷含量高达3.18%，且泥化严重。主要金属矿物为褐铁矿族矿物，其次为砷菱铅矾，金银矿物与赤(褐)铁矿、含砷矿物关系密切，影响金的浸出。实际堆浸工艺生产时，金浸出率仅50%左右，金损失较为严重。为提高金浸出率，在分析矿石性质的基础上，进行碱浸预处理—全泥氰化浸出试验。

1矿石性质

1.1矿石组成

试验矿样取自老硐沟金矿区各主要矿体的综合样，主要化学成分分析结果见表1。

表1主要化学成分分析结果

%

注：Au、Ag含量单位为g/t。从表1可以看出，矿石金、银品位分别为8.27，118 g/t，可在回收金的同时综合回收银，有害元素砷含量较高，影响金银的回收效果。

该金矿石属岩浆热液蚀变型金-多金属矿床，矿脉多产于白云石大理岩中，矿石主要呈土黄色或黄绿色、棕红色，极易破碎。矿石主要呈角砾状结构、交代残余结构、假象结构、包含结构、胶状结构等，以土状、网脉状、细脉浸染状、蜂窝状、块状等构造为主。主要金属矿物为赤(褐)铁矿、砷菱铅矾、褐铁矿等，其次为黄钾铁矾、铁铅矾，毒砂、黄铁矿、黄铜矿、孔雀石等少量；脉石矿物主要是石英、长石、方解石、黏土矿物等。砷主要以含砷酸盐的砷菱铅钒、菱砷铁矿、砷铅矿和臭葱石的形式存在，原生毒砂少量，偶见残留的方铅矿团块，其它硫化矿均已全被氧化，自然金微粒很少。

1.2嵌布特征

自然金和金银矿嵌布粒度非常细小，呈超显微状态存在，显微镜下也未见到单体自然金及金银矿；金主要呈包裹体形态分布在各矿物中，或赋存于矿物晶格、粒间、裂隙及石英等脉石矿物裂隙中；大部分金及金矿物与赤(褐)铁矿、含砷矿物、铅矿物关系密切。

矿石中砷含量较高，与金关系密切，呈正相关。砷氧化率达91.82%，大多以带络阴离子功能基团[AsO4]3-的化学态和配位结构类型存在，在氰化过程中会发生化学反应生成亚砷酸盐、硫代亚砷酸盐等，对金银氰化浸出极为有害。

1.3粒度分析

将矿样破碎至-2 mm 进行粒度分析，结果见表2。

表2粒度分析结果

%

从表2可以看出，粒度越细，金品位越高，金在各粒级中没有明显的富集现象，整体嵌布粒度较细。银的粒度分析结果与金类似。

2试验方法

由矿石性质分析结果可知，矿石金银矿物嵌布粒度细微、砷含量高是影响常规氰化浸出工艺金浸出率偏低的主要因素。基于常规氰化浸出工艺，采用碱浸预处理除砷—全泥氰化浸出工艺浸出该金矿石，以达到提高金浸出率的目的。

试验用搅拌机为RK/XJT-3.0型浸出搅拌机，试剂NaCN、NaOH均为工业纯试剂，试验用水为地表水。

3试验结果与讨论

3.1全泥氰化浸出试验

全泥氰化浸出试验主要考察磨矿细度、浸出剂NaCN用量、浸出时间等因素对金、银氰化浸出的影响，在以NaOH为调整剂调节矿浆pH=12，矿浆固液比1∶2的条件下进行。

3.1.1磨矿细度试验

在NaCN用量2 000 g/t，浸出时间24 h的条件下，考察磨矿细度对金、银浸出率的影响，结果见表3。

表3　磨矿细度试验结果

从表3可以看出，磨矿细度对金、银全泥氰化浸出率影响较大。随着磨矿细度的增大，金浸出率逐渐增高，-0.074 mm粒级含量大于 93.5%时，金浸出率不再升高；银浸出率先上升后下降，并在磨矿细度，-0.074 mm 93.5%时达到最大值。因此，选择磨矿细度为-0.074 mm 93.5%。

3.1.2NaCN用量试验

在磨矿细度 -0.074 mm占93.5%，浸出时间24 h的条件下，进行NaCN用量试验，结果见图1。

图1　NaCN用量试验结果

由图1可知，随着NaCN用量的增大，金、银浸出率均呈逐渐升高趋势，并在用量大于2 000 g/t时，浸出率升高趋势趋于平缓。因此，浸出剂NaCN用量以2 000 g/t为宜。

3.1.3浸出时间试验

固定磨矿细度 -0.074 mm 93.5%，NaCN用量2 000 g/t，考察浸出时间对浸出率的影响，试验结果见图2。

图2　浸出时间试验结果

由图2可知，在开始浸出的12 h内，金、银浸出率都迅速增大。超过12 h，金浸出率增大趋势减缓。浸出时间达到20 h后，银浸出率升高趋势也趋于平缓。继续延长浸出时间，二者浸出均难以进一步提高，因此，选择浸出时间为20 h。

优化条件后全泥氰化浸出法金的浸出率为64.34%，银的浸出率为53.14%。金银浸出率明显偏低，主要原因是大量砷的存在严重影响金的氰化浸出，表现为砷的逐渐溶解、氧化等 ，一方面会消耗大量的氧气、氰化物，使成本急剧上升，另一方面容易在矿物中金粒表面形成以砷、铅为主的薄膜而隔绝空气，造成金的氰化浸出困难。为消除砷对氰化浸出的影响，研究了湿法预处理除砷全泥氰化浸出工艺。

3.2碱浸预处理试验

碱浸预处理—全泥氰化浸出工艺常用CaO、NaOH或Na2CO3为预处理碱除砷，但处理效果与具体的矿石性质有关。对于该金矿石，以CaO为预处理碱，CaO与砷矿物反应后生成难溶的CaAsO3会以薄膜形式覆盖在金矿物表面阻碍浸出，预处理效果不明显，而Na2CO3碱性较弱。因此选择NaOH为预处理碱，考察其对金、银浸出率的影响，除助浸剂采用H2O2外其他条件同全泥氰化浸出，试验结果见表4。

表4　预处理—氰化浸出试验结果

从表4可以看出，3种预处理方法中，助浸剂预处理效果最差，金、银浸出率最低；碱预处理和碱+助浸剂预处理效果接近，金、银浸出率均达到80.0%、73.0%以上。考虑到H2O2成本较高，选择碱预处理方法。NaOH碱浸后，砷以砷酸钠的形式存在于溶液中，在尾液排放时加入一定量的CaO使其转化为砷酸钙沉淀，达到除砷和环保的要求。该方法具有原料来源广、成本较低、操作简单、除砷效果好的优点。

3.2.1预处理NaOH用量试验

固定磨矿细度-0.074 mm 93.5%，加入不同用量的NaOH强化搅拌预处理4 h，移除预浸液，补加水调节矿浆固液比至1∶2，pH=12，其他条件不变，进行常温常压预处理—全泥氰化浸出试验，结果见表5。

表5　预处理NaOH用量试验结果

从表5可以看出，随着NaOH用量的增加，金、银浸出率逐步升高。当NaOH用量超过3 000 g/t时，浸出率趋于稳定。因此，确定预处理NaOH用量为3 000 g/t。

3.2.2预处理时间试验

固定磨矿细度为-0.074 mm 93.5%，预处理NaOH用量3 000 g/t，其他条件不变，考察预处理时间对预处理—全泥氰化浸出的影响，试验结果见图3。

图3　预处理时间试验结果

由图3可知，随着预处理时间的延长，金、银浸出率逐渐升高。当预处理时间超过2.5 h后，浸出率均趋于稳定。因此，确定预处理时间为2.5 h。

4全流程试验

在条件试验的基础上，进行碱浸预处理—全泥氰化浸出工艺全流程试验，试验流程见图4，试验结果见表6。

图4　碱浸预处理—全泥氰化浸出工艺流程

浸渣品位/(g/t)AuAg浸出率/%AuAg1.2023.585.4980.12

从由表6可以看出，在最佳浸出条件下，该金矿石经碱浸预处理—全泥氰化浸出，金、银浸出率分别达到85.49%、80.12%，浸渣金、银含量分别为1.20，23.5 g/t。相比常规氰化浸出工艺，浸出指标显著改善。

5结论

(1)老硐沟金矿矿石中金、银品位分别为8.27，118 g/t，砷含量高达3.18%，金以微细粒形态被包裹于含砷矿物及其它矿物中，抑制浸出剂与金的接触，影响氰化浸出金浸出率的提高。采用常温碱浸预处理—全泥氰化浸出工艺从该金矿石中提取金，最终可获得得金、银浸出率85.49%、80.12%的良好指标。

(2)浸出过程中，金浸出率始终高于银浸出率，且以浸出液计算的金、银浸出率始终高于以浸渣计算的，主要原因是褐铁矿、砷菱铅矾等矿物粒度细小，泥化严重，黏土矿物比表面积大，微细粒的金在碱浸预处理被暴露解离的同时，部分金、银与矿泥间的吸附强烈，或被矿泥包敷，浸出的金氰络合物也会被吸附，尤其是是银氰络合物的吸附或共沉淀现象更显著，造成“劫金”或“贵损”现象。试验选择磨矿细度为-0.074 mm 93.5%，可最大限度地回收金。

(3)在氰化浸出前，在常温常压下进行碱浸预处理是目前含砷金矿提金工艺的发展趋势，采用较高浓度的NaOH、强化充气搅拌等措施可有效除去一些干扰氰化浸金的有害组分，达到强化浸出目的，大大提高金的浸出率。考虑到经济效益，该矿区矿石金品位小于2.0 g/t时，应继续沿用现有堆浸工艺；金品位为2.0～10.0 g/t时，适宜采用碱浸预处理—全泥氰化浸出工艺；大于10.0 g/t时，采用铅捕集熔炼工艺较为合适。

(4)相比原常规氰化浸出，采用碱浸预处理—全泥氰化浸出工艺处理该金矿石，金浸出率提高了35个百分点以上，同时实现了银的综合回收。考虑到矿山实际生产的可操作性、经济效益等，该工艺可进行工业化应用。

参考文献

[1]王菊香.浅谈含砷金矿提金前的预处理工艺及合理选择[J].冶金矿山设计与建设，1997 (6) ：23-26.

[2]武俊杰，薛刚，缑明亮，等.甘肃某卡林型金矿选矿试验研究[J].现代矿业，2015(6) : 72-73.

(收稿日期2016-02-29)

Alkali Leaching Pretreatment-Cyanide Leaching Experiments on a High Arsenic Gold Ore in Inner Mongolia

He Yi1Gao Bainian2Yao Kai1

(1.Zhaojin Mining Industry Co., Ltd.; 2.The Fourth Exploration Institute, Gansu Mine Bureau)

AbstractGold grade of Inner Mongolia Laodonggou Gold Mine is 8.27 g/t, associated silver can be recovered, arsenic content is as high as 3.18%. Gold is finely disseminated and mainly exists in other minerals in inclusions form and closely symbiotic, and easily sliming. Heap leaching method was used on the on-site process while the gold leaching rate is only 50%, resource was seriously wasted. To increase the gold leaching rate, on the basis of the analysis of ore properties, alkali leaching pretreatment-all slime cyanidation leaching process at room temperature was put forward. The optimum leaching conditions determined are as follows: the grinding fineness of 93.5% -0.074 mm, pulp solid-liquid ratio is 1∶2, adjusting the pH=12, alkali leaching NaOH dosage of 3 000 g/t, pretreatment for 2.5 h, leaching agent NaCN dosage of 2 000 g/t, leaching for 24 h, eventually gold and silver leaching rate were 85.49% and 80.12%, respectively. By heap leaching process, the gold leaching rate increased by 35 percentage points, and silver was comprehensive recovered, and the economic benefit is remarkable, can be used as the gold ore new extraction process.

KeywordsGold Ore, Alkali leaching pretreatment, Cyanide leaching, Leaching rate, Arsenic

何毅(1972—)，男，265400 山东省招远市金晖路299号。