含碳微细粒难处理复杂金矿中金的回收

周光浪 周东云

(云南黄金矿业集团股份有限公司，昆明 650200)

随着易处理金矿的不断开采，易浸金矿资源越来越少，今后难处理金矿石将成为重要的新资源，据统计，目前全球至少有1/3以上的金产自于难处理金矿，而对难处理金矿资源的高效利用问题早已成为制约可持续发展的技术难题之一。因此，加强难处理金矿石的研究，突破其技术“瓶颈”，对提高资源的综合回收率具有极其重要的意义[1-3]。

通过对某金矿石的性质研究表明，该矿石属于高碳含砷超显微包裹体的多重难浸金矿石，采用常规的全泥氰化提金工艺，金的浸出率仅有14.10%，其主要原因为矿石中金是黄铁矿、毒砂的微细粒包裹体，氰化液很难有效接触金，且含碳较高会产生“劫金”效应所致。为解决该技术难题，优先采用了分段磨矿脱碳预处理再细磨浮金的工艺流程进行金的回收试验研究[4-6]，但结果表明，采用该工艺对金的回收仍不理想，其原因主要为采用细磨也很难使金得到有效解离，及细磨后恶化了金浮选的效果。结合矿石的性质特性分析，要提高对金的回收，关键在于解决碳和包裹体的问题，因此，进一步开展了氧化焙烧预处理探索试验研究[7-8]，同时为给氰化创造有利条件，并对焙砂再进行二次预处理。最终矿石通过细磨氧化焙烧—水洗碱浸除杂—氰化提金的联合工艺处理后，使金的浸出率达到了87.82%，并对碳、砷、硫等有害元素进行了较好的脱除。通过此次试验研究，以期对高碳含砷超显微包裹体的难处理金矿石选矿研究有所裨益，对提高金矿资源的综合利用率和我国选金行业的发展有所帮助。

1 原矿性质

该矿石中金属矿物主要为黄铁矿、毒砂，其次为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、锐钛矿，少量辉钼矿、褐铁矿、赤铁矿、辉砷镍矿；脉石矿物主要有石英、白云母、钾长石、高岭石、白云石、有机碳。有价元素主要为Au，含量为1.56 g/t，有害元素主要为C、As，含量分别为2.19%、0.49%，原矿主要化学成分分析结果见表1。

表1 原矿主要化学成分分析结果

黄铁矿和毒砂为金的主要载体矿物，金是以超显微包裹体的形式赋存于其中。黄铁矿的粒度总体较细，6.8 μm以上各粒级分布较均匀，主要粒径范围在4.8～50 μm(粒级累计分布率达到99.08%)。毒砂的粒度总体也很细，主要粒径范围在4.8～19 μm(粒级累计分布率达到87.97%)，常以包裹形式嵌布于其他矿物中。黄铁矿、毒砂的共生关系较为复杂，黄铁矿连生体主要与石英、白云母、毒砂、白云石等连生或共生，毒砂连生体主要与石英、白云母、黄铁矿、白云石等连生或共生。

2 试验结果与讨论

2.1 常规氰化浸出试验

为探索该矿石采用常规氰化浸出的方法对金的可回收情况，在氰化钠单耗为4 kg/t、浸出时间为48 h的条件下，开展了不同磨矿细度下的氰化浸出试验[9]，试验结果见表2。

表2 矿石氰化浸出磨矿细度试验结果

从表2可以看出，该矿石即使在磨矿细度为-0.043 mm占95%的条件下，金的浸出率也仅有14.10%，表明这种含碳嵌布粒度极细的含金矿石，采用常规的氰化浸出工艺很难对金进行有效回收。

2.2 碳浮选试验

结合矿石性质分析，为提高对金的回收，首先需进行脱碳预处理，以降低碳对后续流程指标的影响，同时由于碳本身性脆，易过磨泥化，而对金的回收则需细磨以至载金矿物尽可能单体解离。因此，对回收碳和金的适宜磨矿细度应分开考虑，以确保浮选金前尽可能提高脱碳的效果，为后续选金创造有利条件。为选择碳浮选适宜的磨矿细度，开展了磨矿细度条件试验，试验工艺流程见图1，试验结果见图2。

图1 碳浮选试验工艺流程

图2 碳浮选磨矿细度试验结果

从图2可以看出，当磨矿细度在-0.074 mm的含量高于80%后，碳的回收率呈下降趋势，表明粒度过细后碳的泥化现象对回收产生了一定影响。因此，综合考虑，碳浮选的磨矿细度选择-0.074 mm含量占80%较适宜。

2.3 金浮选试验

根据矿石的嵌布特性，对浮碳尾矿采用浮选工艺来分选黄铁矿、毒砂等载金矿物，从而回收矿石中的金[10-12]。针对金的浮选，主要开展了矿石再磨细度、药剂种类及用量等探索试验，试验工艺原则流程如图3所示。

图3 金浮选条件试验工艺原则流程

2.3.1 磨矿细度试验

由于矿石中金的嵌布粒度较细，为使金矿物和脉石矿物尽可能的解离，从而提高对金的回收，对浮碳尾矿进行了再细磨浮选试验，以硫酸铜作活化剂，MA-3和丁基铵黑药作为捕收剂，开展了磨矿细度分别为-0.038 mm含量占60%、70%、80%、90%、95%的条件试验，试验结果见图4。

图4 金浮选磨矿细度试验结果

从图4可以看出，当矿石的磨矿细度在-0.038 mm粒级的含量高于80%后，金的回收率有所降低，表明进一步提高磨矿细度，对于微细粒部分的金很难达到有效解离，且随矿泥的增加，恶化了金浮选的效果。综合考虑磨矿成本和金的回收等因素，磨矿细度选择-0.038 mm含量占80%较适宜。

2.3.2 捕收剂试验

相关研究资料表明，不同的药剂在浮选过程中作用不同，针对复杂难选的矿石，采用混合药剂比单一用药效果好。为进一步提高金的回收率，在磨矿细度-0.038 mm含量占80%的条件下，以硫酸铜作活化剂，分别开展了MA-3、丁基黄药与丁基铵黑药组合使用的试验，试验结果见表3。

表3 金浮选捕收剂组合使用试验结果

从表3可以看出，采用MA-3和丁基铵黑药组合药剂对金的回收率相对较高，为探索组合药剂用量对金回收率的影响情况，分别开展了MA-3和丁基铵黑药的用量试验。在丁基铵黑药用量为15 g/t的条件下，MA-3的用量对金回收率的影响情况见图5。在MA-3用量为210 g/t的条件下，丁基铵黑药的用量对金回收率的影响情况见图6。

图5 捕收剂MA-3用量试验结果

图6 捕收剂丁基铵黑药用量试验结果

从图5和图6可以看出，MA-3用量选择210 g/t较适宜，且同时使用丁基铵黑药可进一步提高对金的回收，但其用量过高时会影响精矿中金的品位，综合考虑，MA-3和丁基铵黑药组合的用量分别选择210 g/t和15 g/t较适宜。

2.3.3 活化剂试验

根据矿石性质特性分析，采用硫酸铜作为黄铁矿、毒砂的活化剂，同时探索采用硫化钠作活化剂时对金回收的影响情况。硫酸铜、硫化钠用量试验结果见图7。

图7 活化剂用量试验结果

从图7可以看出，使用硫酸铜作活化剂有助于提高对金的回收，综合考虑用量选择150 g/t较适宜。硫化钠的用量在0～300 g/t时，对金的回收率影响较小，且随着用量的增加精矿中金的品位呈降低趋势，因此，建议不使用硫化钠。

2.4 浮选综合条件试验

结合矿石碳浮选、金浮选的各条件试验情况，开展了综合条件试验，试验工艺流程见图8，试验结果见表4。

图8 综合条件试验流程

表4 综合条件试验结果

从表4可以看出，对矿石进行脱碳、细磨等方式处理后，对金进行浮选，最终可获得金回收率为51.82%的指标。

2.5 焙烧—氰化提金试验

该矿石通过脱碳预处理再进行金的浮选，虽可提高矿石中金的回收率，但对金的回收效果仍不太理想。为进一步探索提高金回收率的有效方法，开展了焙烧—氰化提金试验。

采用氧化焙烧的方法对矿石进行预处理，对硫化物中的硫、砷等物质进行脱除，使碳物质氧化失去活性，从而产生疏松多孔的焙砂，使在磨矿条件下很难解离的微细粒部分包裹金裸露，氰化钠便可渗入其中进行金的浸出，这样就有效地解决了含碳和包裹金影响金回收的技术难题[13-15]。同时为了给金的氰化浸出创造有利条件，再次对焙砂进行了水洗、碱浸预处理，进一步脱除有害杂质元素，降低氰化过程中药剂的用量。

由于矿石中金的嵌布粒度较细，试验过程中首先对矿石进行细磨，然后再进行氧化焙烧和氰化浸出，其试验工艺流程见图9。

图9 “焙烧—水洗—氰化”提金试验流程

2.5.1 焙烧温度试验

焙烧过程中温度过低或过高会造成矿石欠烧或过烧，从而影响对金的有效回收，为选择适宜的焙烧温度，开展了矿石的焙烧温度条件试验，试验结果见图10。

图10 焙烧温度对金浸出率的影响

从图10可以看出，当焙烧温度高于700 ℃后，金的浸出率下降。因此，矿石焙烧的温度选择700 ℃较适宜。

2.5.2 焙烧时间试验

为选择适宜的焙烧时间，确保焙砂的质量，为后续金氰化创造有利条件，开展了焙烧时间条件试验，试验结果见图11。

图11 焙烧时间对金浸出率的影响

从图11可以看出，当焙烧时间高于1.5 h后，金的浸出率下降。因此，矿石焙烧的时间选择1.5 h较适宜。

2.5.3 水洗矿浆浓度试验

为进一步脱出焙砂中残留的S、As等杂质，减少氰化过程中石灰、氰化钠等药剂的消耗，开展了水洗矿浆浓度对杂质脱除的影响试验，试验结果见图12。

图12 水洗矿浆浓度对杂质脱除的影响

从图12可以看出，低矿浆浓度对焙砂水洗脱杂的效果相对较好，当矿浆浓度高于30%后，杂质脱除率下降幅度增大，综合考虑，焙砂水洗的矿浆浓度选择30%较适宜。

2.5.4 氰化钠用量试验

为探索氰化过程中氰化钠对金浸出的影响情况，开展了氰化钠用量试验，试验结果见图13。

图13 氰化钠用量试验

从图13可以看出，当氰化钠单耗高于2 kg/t后，焙砂中金的浸出率变化较小，综合考虑，焙砂氰化浸出时氰化钠的单耗选择2 kg/t较适宜。

2.5.5 氰化浸出时间试验

为探索氰化过程中浸出时间对金浸出的影响情况，开展了浸出时间条件试验，试验结果见图14。从图14可以看出，当浸出时间高于24 h后，焙砂中金的浸出率变化较小，综合考虑，焙砂氰化浸出的时间选择24 h较适宜。

图14 氰化浸出时间试验

2.5.6 综合条件试验

结合矿石焙烧、水洗、氰化选择的较佳试验参数，开展了矿石“焙烧—水洗—氰化浸出”综合条件试验，试验结果见表5。

表5 综合条件试验结果

通过对矿石进行焙烧预处理后，金的浸出率得到大幅提升，金的浸出率可达87.82%，使矿石中的金得到有效回收。

3 结论

1)该矿石有价元素主要为Au，含量为1.56 g/t，有害元素主要为C、As，含量分别为2.19%、0.49%。金的主要载体矿物是黄铁矿和毒砂，以超显微包裹体的形式存在，且整体嵌布粒度较细，共生关系较为复杂。

2)受含碳和包裹金的影响，矿石采用常规的氰化提金工艺，在磨矿细度为-0.043 mm含量占95%的条件下，金的浸出率只有14.10%。通过优先浮碳再细磨浮金的工艺，金的回收率也仅有51.82%，表明脱碳处理虽可降低碳带来的影响，但对包裹金的有效解离和细磨以后对金的回收还是存在很大的难题。

3)试验结果表明，针对该类型矿石，采用细磨氧化焙烧预处理的方法可有效解决含碳和包裹金影响的问题。将矿石磨至-0.038 mm含量占80%，在700 ℃的温度下，经1.5 h焙烧后，再通过“水洗—碱浸—氰化”的工艺处理，最终金的浸出率可达87.82%，从而使矿石中的金得到较好的回收。