含金焙砂浸出提金试验研究

汪 勇，郑仁军，刘志斌

(1.昆明理工大学国土资源工程学院; 2.云南黄金矿业集团股份有限公司)

引 言

黄金是中国战略金属之一。2020年国内原料黄金产量为365.34 t，连续14年位居全球第一。然而，随着金矿资源的逐年开发，易处理金矿资源日益枯竭，复杂难处理金矿资源已成为中国黄金工业生产的主要原料来源[1]。被硫铁矿包裹的金是难选金的典型代表，由于长期以来缺少针对性强的选冶提金技术，包裹金与浸金剂无法有效接触[2]，即使细磨也不能获得理想的金浸出率。通常需要预处理才能有效提高金浸出率[3]，预处理方法主要有焙烧氧化法、加压氧化法、生物氧化法等[4-6]。焙烧氧化法是处理含金硫铁矿最常用的方法，通过对硫铁矿进行氧化焙烧，将硫铁矿包裹打开，让微细粒包裹金充分暴露，保证微细粒金与浸金剂充分接触，从而提高金浸出率[7-8]。

氰化提金具有指标稳定、浸金效果好等优点，在黄金提取中占据重要地位。但是，氰化物剧毒，在运输、使用、管理方面十分严格，尾矿中残余氰化物也严重危害环境。随着国家对环保的重视及人们环保意识的增强，减少甚至取代氰化物浸金成为当今研究热点之一。为此，研究人员开发了硫氰酸盐法、卤化法、硫脲法、硫代硫酸盐法等提金方法，与传统氰化提金相比，这些方法具有环保优势。本文选择云南某载金硫铁矿焙烧处理后的焙砂为研究对象，从矿物学研究出发，采用新型低毒浸金剂KJ-1进行焙砂金银浸出试验研究，通过条件优化与对比，确定合适的浸出工艺参数，为该类资源的高效利用提供技术依据。

1 焙砂性质及试验方法

1.1 化学成分

云南某载金硫铁矿焙烧处理后的焙砂主要化学成分分析结果见表1。

表1 焙砂主要化学成分分析结果

由表1可知：焙砂中金、银品位分别为3.90 g/t和44.32 g/t，TFe品位达到61.88 %，具有较高的综合回收价值。

1.2 金物相分析

对焙砂中的金进行物相分析，结果见表2。由表2可知：焙砂中金主要以裸露/半裸露金形式存在，分布率为66.16 %，另有29.74 %的金被铁矿物包裹。从金物相分布特点来看，湿法浸出提金是可行的。

表2 金物相分析结果

1.3 主要物质组成

采用偏光显微镜对焙砂中主要物质组成及分布特征进行检测，结果见图1。

由图1可知：焙砂中主要物质组成为磁黄铁矿和菱铁矿(见图1-a)，偏光显微镜下大部分呈不规则状，表面孔隙发育，主要呈单体分布；焙砂表面形貌相对粗糙(见图1-b)。

图1 金嵌布特征及焙砂形貌

1.4 焙砂粒度筛析

焙砂粒度组成及金在各粒级中的分布情况见表3。

表3 焙砂粒度组成及金在各粒级中的分布情况

由表3可知：焙砂粒度较细，-0.074 mm产率高达85.58 %，呈现出粒度越细含金越高的特点。

1.5 试验方法

工艺矿物学研究结果显示，该焙砂中金主要以细粒、裸露/半裸露金形式存在，部分被铁矿物包裹。因此，通过细磨使包裹的金充分解离，然后采用浸出法提金。在浸出过程中，需要重点关注磨矿细度、矿浆pH、浸金剂用量、搅拌强度和矿浆浓度等工艺参数对金浸出指标的影响，并尽可能使用低毒浸出试剂，减少环境污染。待浸出完成后，用真空泵过滤，清水洗涤，固液分离，滤饼烘干，测定滤饼中金含量，计算金浸出率。确定的原则工艺流程见图2。

图2 焙砂浸金原则工艺流程

2 试验结果与讨论

2.1 浸金剂KJ-1用量

浸金剂用量是影响提金效果的关键因素之一，用量过大容易造成药剂浪费且成本高，用量偏小则浸出不彻底，指标差且浪费资源。为此，首先考察了新型低毒浸金剂KJ-1用量对焙砂中金浸出的影响。固定试验条件：磨矿细度-0.038 mm占93 %，石灰用量4 000 g/t，矿浆浓度33 %，浸出搅拌时间36 h。KJ-1 用量试验结果见图3。由图3可知：在一定范围内提高KJ-1用量可以提高金浸出率，当其用量超过1 500 g/t时，金浸出率变化较小。因此，KJ-1适宜用量为1 500 g/t。

图3 浸金剂KJ-1用量试验结果

2.2 浸金剂KJ-1与氰化钠浸出效果对比

氰化钠虽然是传统和有效的浸金试剂，但其存在环境污染严重、安全隐患大等不足，低毒、无毒的浸金剂具有广阔的应用前景。为进一步考察KJ-1的提金效果，将KJ-1与氰化钠进行了对比，结果见图4。

图4 KJ-1与氰化钠对比试验结果

由图4可知：在相同用量下，KJ-1与氰化钠的金浸出率基本相当，表明KJ-1基本可以达到传统氰化浸金的效果；但与氰化钠相比，KJ-1毒性低，更有利于环境保护。因此，后续试验浸金剂采用KJ-1。

2.3 磨矿细度

由于金的嵌布粒度较细，并且大部分为裸露/半裸露金及铁矿物包裹金，因此考察了磨矿细度对金浸出指标的影响。固定试验条件：矿浆浓度33 %，石灰用量4 000 g/t(保持矿浆pH值为12)，KJ-1用量1 500 g/t，浸出搅拌时间36 h。磨矿细度试验结果见图5。

图5 磨矿细度试验结果

由图5可知：当磨矿细度从-0.038 mm占73 %提高至93 %时，金浸出率从74.87 %提高至85.90 %；继续提高磨矿细度，金浸出率提高幅度较小，基本趋于稳定。因此，确定磨矿细度-0.038 mm占93 %为宜。

2.4 石灰用量

在浸出提金过程中通过添加碱调整矿浆pH，使浸金剂能充分发挥活性，这类调整剂被称为保护碱，常见的保护碱包括石灰、苛性钠和苛性钾等，其中石灰来源广泛，经济有效。基于此，考察了石灰用量对金浸出指标的影响。固定试验条件：磨矿细度-0.038 mm 占93 %，矿浆浓度33 %，KJ-1用量1 500 g/t，浸出搅拌时间36 h。石灰用量试验结果见图6。

图6 石灰用量试验结果

由图6可知：使用石灰作为浸金的保护碱，在一定范围内增加石灰用量有利于提高金浸出率；当石灰用量超过4 000 g/t(pH值为11.5)时，金浸出率降低，表明石灰在适宜的矿浆pH环境下可以使金有效浸出。因此，适宜的石灰用量为4 000 g/t。

2.5 过氧化氢用量

浸金是氧化还原过程，溶液中氧含量高有助于提高金浸出率，过氧化氢是常用的助浸剂，可以提高溶液中氧浓度。试验考察了过氧化氢用量对金浸出指标的影响。固定试验条件：磨矿细度-0.038 mm占93 %，石灰用量4 000 g/t，KJ-1用量1 500 g/t，矿浆浓度33 %，浸出搅拌时间36 h。过氧化氢用量试验结果见图7。

图7 过氧化氢用量试验结果

由图7可知：当过氧化氢用量从0增加至200 g/t时，金浸出率从79.74 %增加至约86.00 %；继续增加过氧化氢用量，金浸出率趋于稳定。因此，适宜的过氧化氢用量为200 g/t。

2.6 矿浆浓度

矿浆浓度的大小会影响浸出过程的扩散传质和处理能力。矿浆浓度太低矿浆黏性强，不利于浸金剂与矿物颗粒接触，且处理能力降低；矿浆浓度过高会给后续处理工艺增加负担。试验考察了矿浆浓度对金浸出指标的影响。固定试验条件：磨矿细度-0.038 mm占93 %，石灰用量4 000 g/t，KJ-1用量1 500 g/t，过氧化氢用量200 g/t，浸出搅拌时间36 h。矿浆浓度试验结果见图8。

图8 矿浆浓度试验结果

由图8可知：矿浆浓度对金浸出率的影响不大，考虑工业化生产应用，建议矿浆浓度控制在33 %～40 %为宜。

2.7 稳定试验

在条件试验的基础上，开展了浸出稳定试验。试验流程见图9，试验结果见表4。

图9 焙砂浸出稳定试验流程

表4 焙砂浸出稳定试验结果

由表4可知：金、银的浸出率分别达到86.15 %和76.73 %，实现了焙砂中金、银的较好回收。

3 结 论

1)云南某载金硫铁矿焙烧后获得的焙砂金品位3.90 g/t、银品位44.32 g/t，金主要以裸露/半裸露金形式存在。使用新型低毒浸金剂KJ-1，可以使焙砂中金、银的浸出率分别达到86.15 %和76.73 %。

2)新型低毒浸金剂KJ-1的浸金效果与传统浸金剂氰化钠浸金效果相当，但其毒性低，更有利于环境保护。

3)由于焙砂中金多被包裹，适当提高磨矿细度有利于提高金浸出率。