综合回收金冶炼渣中金、银、铁试验

白志斌 廖 璐 李红立

(1.内蒙古自治区地质矿产勘查开发局；2.内蒙古自治区矿产实验研究所)

我国黄金生产企业每年排放大量金冶炼渣。目前，国内对金冶炼渣的传统处理方式主要为填埋、堆置储存[1-3]，既占用大量的土地资源，又会对环境造成污染。随着矿产资源日益贫化枯竭，金冶炼渣作为潜在的二次资源，对其进行有效的开发是节约利用矿产资源的一个重要途径。金冶炼渣中除金外，通常还含有部分有价元素，如：银、铁、铜、铅、锌等[4-6]，对其综合回收利用不仅能降低对环境的污染，还能创造一定的经济效益。

为此，试验采用硫酸浸出—无氰工艺，对某金冶炼渣中的金、银、铁进行综合回收利用，旨在为金冶炼渣的再利用提供可参考的途径。

1 试验原料与方法

1.1 原料性质

试验所用金冶炼渣取自某黄金冶炼厂，主要化学元素分析结果见表1。从表中可知，该试验样中可综合回收的主要有价元素为铁、金、银。

表1 金冶炼渣主要化学元素分析结果 %

元素FeAuAgZnCuPb含量25.431.5528.440.120.150.35元素CaOK2ONa2OAl2O3AsS含量3.112.041.124.520.101.68

注：Au、Ag含量单位为g/t。

1.2 试验方法

经岩矿鉴定可知，试验样中主要金属矿物为赤铁矿，其次为黄铁矿及少量铅矿物。铁主要以氧化铁形式赋存，将金、银包裹其中，导致浸出剂难以与金、银有效接触，极大地影响浸出效果。通过研究，试验采用硫酸浸出—无氰工艺，先用硫酸处理冶炼渣，使铁溶解进入硫酸溶液，使金、银包裹体被打开，再采用无氰工艺处理浸渣，回收金、银。硫酸浸出反应式如下：

Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O

试验方法及步骤：

(1)制备一定浓度的硫酸溶液，水浴加热，于搅拌条件下将试验样加入硫酸溶液，搅拌至设定时间后过滤，水洗浸渣至中性后烘干称量，制样化验铁品位并计算铁浸出率。

(2)酸浸渣加水制成质量浓度为33%的矿浆，NaOH调节矿浆pH值至11，加入无氰环保药剂“金蝉”，常温常压下在搅拌浸出机中搅拌一定时间后过滤，水洗浸出尾渣至中性后烘干称量，制样化验尾渣中金、银品位并计算其浸出率。

2 硫酸浸出铁试验结果及讨论

2.1硫酸浓度对铁浸出效果的影响

在液固质量比为2.5∶1、酸浸温度为80 ℃、酸浸时间2h的条件下，考察硫酸浓度对铁浸出效果的影响试验，试验结果见表2。

由表2可知，硫酸浓度小于10mol/L时，铁浸出率随硫酸浓度增加而增大；当硫酸浓度超过10mol/L时，硫酸与赤铁矿基本反应完全，继续增加硫酸浓度，铁浸出率变化不大；因此，确定酸浸硫酸浓度取10mol/L为宜。

表2 硫酸浓度对铁浸出效果的影响结果

2.2 液固比对铁浸出效果的影响

在硫酸浓度为10mol/L、酸浸温度为80 ℃、酸浸时间为2h的条件下，进行液固质量比对铁浸出效果的影响试验，试验结果见表3。

表3 液固比对铁浸出效果的影响结果

由表3可知，铁浸出率随液固比增大而增加，当液固比超过2.5∶1后，铁浸出率增幅较小；综合考虑铁浸出率及药剂成本，确定液固质量比为2.5∶1。

2.3 酸浸温度对铁浸出效果的影响

在硫酸浓度为10mol/L、液固质量比为2.5∶1、酸浸时间为2h的条件下进行酸浸温度对铁浸出效果的影响试验，试验结果见表4。

表4 酸浸温度对铁浸出效果的影响结果

由表4可知，在80 ℃之前，随着酸浸温度提高，反应速率增加，铁浸出率增加；超过80 ℃后，高温致使矿物板结[7]，不利于赤铁矿浸出，铁浸出率基本无变化；因此，确定适宜的酸浸温度为80 ℃。

2.4 酸浸时间对铁浸出效果的影响

在硫酸浓度为10mol/L、液固质量比为2.5∶1、酸浸温度为80 ℃的条件下进行酸浸时间对铁浸出效果的影响试验，试验结果见表5。

表5 酸浸时间对铁浸出效果的影响结果

由表5可知，酸浸时间对铁浸出率影响较小；试验样粒度较细，比表面积大，酸浸前2h，硫酸与赤铁矿反应较为迅速；超过2h后，反应基本完全，继续延长酸浸时间对铁浸出率提高影响不大；因此，酸浸时间以2h为宜。

3 无氰工艺浸出金、银试验结果及讨论

酸浸尾渣中金、银富集，金品位为2.64g/t，银品位为48.35g/t。考虑到传统浸出药剂氰化钠为剧毒药品，不仅对人体构成威胁，浸渣中残存药剂还对环境造成污染，因此试验采用无氰工艺回收金、银。无氰浸出试验在矿浆浓度为33%、pH值=11、无氰环保药剂用量为2.0g/t、搅拌浸出时间为36h的条件下，最终获得的金浸出率为70.05%，银浸出率为64.58%，金、银回收率指标均较理想。

4 结 论

(1)某金冶炼渣中可回收的有价元素主要有铁、金、银，铁主要以赤铁矿形式赋存，金、银被包裹其中。

(2)采用硫酸浸出—无氰工艺，先用硫酸处理冶炼渣，铁溶解于硫酸溶液，金、银包裹体被打开，铁浸出率达88%以上；再采用无氰工艺处理酸浸渣，金浸出率为70.05%，银浸出率为64.58%，金、银回收率指标均较理想，且采用无氰环保药剂取代氰化钠，可降低浸出尾渣对环境的污染，具有巨大的环境效益。

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