难处理金精矿加压氧化预处理.pdf

研究了某含硫 、含金 g t难处理金精矿的加压氧化预处理工艺.通过单因素试验研究加压氧化过程中磨矿细度、反应压力、反应温度、反应时间、搅拌转速及矿浆浓度等对氰化效果的影响,得到易于氰化的加压氧化渣.再通过氰化提金过程中矿浆浓度、氰化钠用量、p H、浸出时间等对金浸出率的影响研究,获得最佳加压氧化预处理条件为:磨矿细度 mm占、反应压力 MP a、矿浆浓度、反应温度 、反应时间 m i n、搅拌转速 r m i n.在此条件下,金氰化平均浸出率达到 .关键词:难处理金精矿;加压氧化;氰化中图分类号:T F 文献标志码:A文章编号:()P r e s s u r eO x i d a t i o nP r e t r e a t m e n tP r o c e s so faR e f r a c t o r yG o l dC o n c e n t r a t eCHE N M i n g j u n,YANGQ u a n,Z HAOY u,F U H a o,X I AOX i o n g,MA M i n g t a o,L IC h u n h u i,YANG H a i b i n(S i n o P l a t i n u m M e t a l sR e s o u r c e s(Y i m e n)C o,L t d,Y u x i ,Y u n n a n,C h i n a)A b s t r a c t:T h ep r e s s u r eo x i d a t i o np r e t r e a t m e n tp r o c e s so far e f r a c t o r yg o l dc o n c e n t r a t ec o n t a i n i n g s u l f u ra n d g tg o l d w a ss t u d i e d T h ee f f e c t so fg r i n d i n gf i n e n e s s,r e a c t i o n p r e s s u r e,r e a c t i o nt e m p e r a t u r e,r e a c t i o nt i m e,s t i r r i n gs p e e da n dp u l pc o n c e n t r a t i o no nc y a n i d a t i o nw e r es t u d i e db ys i n g l ef a c t o r t e s t Ap r e s s u r eo x i d i z e ds l a gi so b t a i n e d w h i c hi se a s yt oc y a n i d e T h e n,t h ei n f l u e n c eo fp u l pc o n c e n t r a t i o n,s o d i u mc y a n i d ed o s a g e,p Hv a l u ea n d l e a c h i n gt i m eo ng o l d l e a c h i n gr a t e i nt h ep r o c e s so fc y a n i d a t i o ng o l de x t r a c t i o nw a s s t u d i e d T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h eg o l da v e r a g e c y a n i d a t i o n l e a c h i n gr a t e i s u n d e r t h eo p t i m u mc o n d i t i o n s i n c l u d i n gg r i n d i n gf i n e n e s so f mmc o n t e n to f ,r e a c t i o np r e s s u r eo f M P a,s l u r r yc o n c e n t r a t i o no f ,r e a c t i o nt e m p e r a t u r eo f ,r e a c t i o nt i m eo f m i n,a n ds t i r r i n gs p e e do f r m i n K e yw o r d s:r e f r a c t o r yg o l dc o n c e n t r a t e;p r e s s u r eo x i d a t i o n;c y a n i d a t i o n在人类的发展历程中,金是最早被认识和应用的金属之一.黄金具有良好的物理属性,稳定的化学性质及优异的延展性,具有不可或缺的工业应用价值,是首饰、电子等行业的重要原料.同时,因其世界储量极少,这赋予它投资和储备的金融属性.随着社会进步和发展,黄金矿石被大规模开发利用,容易开发的黄金矿产资源日渐枯竭,迫使黄金行业开始关注难处理黄金矿产资源的开发及处理工艺的有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)年第 期研究.目前氰化提金法在黄金提取工业中具有支配地位,但对于某些金矿却不能很好地用氰化法进行提金,通常将不能采用常规氰化法把黄金有效提取出来的金矿定义为难处理金矿.根据成因不同,可 以 大 致 将 难 处 理 黄 金 矿 产 资 源 分 为 三 大类 :第一种是非硫化脉石包裹金,其中金粒太小,单靠磨矿不能使之暴露,金粒很难接触到氰化液;第二种是硫化物包裹金,这是最大的一类难处理金矿石,金被包裹在硫化矿物中,主要是黄铁矿和砷黄铁矿,细磨也不足以使金粒暴露;第三种是碳质金矿石,矿石中有机碳是活性炭型的,在浸出时,金氰配合物被矿石中的活性有机碳从溶液中吸附而不能进入溶液,很难浸出.近年来,我国在难处理金矿石氧化预处理技术的研究及应用上取得了很大进展,特别是生物氧化 、焙烧氧化、加压氧化 的工艺应用,为我国难处理金矿的利用打开了新局面.本文针对难处理金矿石金难以暴露氰化、浸出率低的问题,探究难处理金矿加压氧化预处理浸出方法,提高金的浸出率,进一步优化难处理金精矿加压氧化预处理工艺.试验部分 试验方法难处理金精矿含硫 ,为典型的硫化物包裹金.每组称取前期混匀制备好的金精矿 g进行加压氧化预处理,得到的氧化渣经固液分离、洗涤至p H为 后烘干,混匀得到氧化渣;称取 g氧化渣,采用C a O及适量HO调浆进行氰化,氰化渣经固液分离、洗涤至p H为后烘干,混匀得到氰化渣;取样分析,由氰化渣A u含量对比氧化渣A u含量(根据金精矿A u含量及加压氧化渣率折算)计算A u的氰化浸出率(以下简称A u浸出率),以A u浸出率表征加压氧化效果.通过试验探索磨矿细度、反应压力、固液比、反应温度、反应时间以及搅拌转速六个主要因素对物料氧 化 效 果 的 影 响.磨 矿 细 度 mm占、反应压力 MP a、矿浆浓度、反应温度 、反应时间 m i n,以及搅拌转速 r m i n为基本工艺条件展开研究.氧化渣氰化条件固定为:N a C N用 量、矿 浆 浓 度、充 气 流 量 m h、C a O用量以体系p H调节到 为准(一般C a O用量为 )、搅拌强度以体系表面有明显流动为准(一般搅拌转速为 r m i n)、氰化时间 h.试验原料、仪器及试剂物料浮选前原矿含A u g t,在磨矿细度为 mm占、碳酸钠用量 g t、硫酸铜用量 g t、戊基黄药用量 g t、松醇油用量 g t、矿浆浓度 的条件下,采用阶段磨矿阶段选别中矿再磨工艺流程进行浮选.浮选后得到的金精矿为本次试验所用物料,该物料经混料机混匀后取样分析,主要化学成分分析结果为:A u g t、S 、F e 、C a O 、M g O 、S i O .主要设备仪器有:混料机(非标)、球磨机(型号XMQ x )、磁力搅拌加压釜(型号G S H L)、水环式真空泵(型号S K A )、p H计(型号P H S C)、电子秤(型号F WN V )、精密天平(型号F A B)、标准筛(G B ).主要试剂:分析纯硫酸和氧化钙;工业级木质素磺酸钠、氧气、氰化钠.结果与讨论 磨矿细度对加压氧化效果的影响磨矿细度试验分别选取 m m、m m、mm、mm、mm占 进行.采用球磨机将物料球磨至所需细度后进行试验,加压氧化工艺条件固定为:反应压力MP a、矿浆浓度、反应温度 、反应时间 m i n、搅拌转速 r m i n.所得氧化渣经氰化浸出,试验结果如图所示.从图可以看出,磨矿细度增加能够提高氰化浸出率.原因有:一方面,硫化矿物集合体的粒度以细粒为主,矿石细化后能够使硫化矿物充分暴露,有利于加压氧化过程中尽可能将硫化矿物转化成氧化矿物,将硫化矿物包裹的金暴露出来,从而提高金的氰化浸出率;另一方面,金呈微细粒或次显微结构产出,矿石细化本身也有利于微粒金的氰化浸出.但在实际生产时需要考虑物料沉降速度及磨矿成本等因素,因此 mm占 是较为合理的磨矿细度.反应压力对加压氧化效果的影响反应压力(反应体系总压)分别选取 、MP a.结合磨矿细度试验结果,加压氧化工艺条件 固定为:磨矿 细 度 mm占、矿浆浓度、反应温度 、反应时间 m i n、搅拌转速 r m i n.所得氧化渣经氰化浸出,试验结果如图所示.随着反应压力的提高,年第 期有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)加压氧化渣氰化A u浸出率提高,反应压力提高到 MP a后,A u浸出率的变化不再明显.理论上压力越高,溶液中氧含量越高,越有利氧化反应,促进硫化物的氧化,提高到一定程度后,氧含量便不再是影响反应的主要因素,因此再提高反应压力对硫化物的氧化效果微乎其微.同时考虑设备制造、运行安全性及维护成本,选择 MP a的反应压力是较为经济合理的.图磨矿细度对加压氧化效果的影响F i g I n f l u e n c eo f g r i n d i n g f i n e n e s so ne f f e c t o fp r e s s u r i z e do x i d a t i o n图反应压力对加压氧化效果的影响F i g I n f l u e n c eo f r e a c t i o np r e s s u r eo ne f f e c t o fp r e s s u r i z e do x i d a t i o n 矿浆浓度对加压氧化效果的影响矿浆浓度分别选取 、.加压氧化工艺条件固定为:磨矿细度 mm占、反应压力 MP a、反应温度 、反应时间 m i n、搅拌转速 r m i n.所得氧化渣经氰化浸出,试验结果如图所示.从图可以看出,矿浆浓度越低,越有利于得到易于氰化提金的氧化渣.矿浆浓度越低,反应体系黏度越小,越有利于表面扩散,提高溶氧与矿石接触的机会.结合设备成本,选择矿浆浓度为 是较为合理的.图矿浆浓度对加压氧化效果的影响F i g I n f l u e n c eo f s l u r r yc o n c e n t r a t i o no ne f f e c t o fp r e s s u r i z e do x i d a t i o n 反应温度对加压氧化效果的影响反应温度分别选取 、.加压氧化工艺条件固定为:磨矿细度 mm占、反应压力 MP a、矿浆浓度、反应时间 m i n、搅拌转速 r m i n.所得氧化渣经氰化浸出,试验结果如图所示.从图可以看出,在 的温度范围内,随着反应温度的提高,氧化渣的A u浸出率也明显提高.加压氧化过程中,温度低于 时黄铁矿存在生成S的反应,生成的S会形成薄膜将金包裹,影响金的浸出,因此金矿的预处理过程应尽量避免S的生成.一般来说,温度超过S的熔点 后,S会随着温度的升高逐步减少,有利于金的后续浸出.需要注意的是,S在高酸度情况下较容易形成.另一方面,浸出过程受界面化学反应控制,升高温度能提高反应速率,增加金的浸出率,但在有气固液的三相体系中,高的温度会在一定程度降低液相中气体的溶解度,从而影响反应效率,因此超过 以后,A u浸出率没有太大提高.基于试验结果及成本考虑,选择 的反应温度最合理.反应时间对加压氧化效果的影响反应时间分别选取 、m i n.加压氧化工艺条件固定为:磨矿细度 mm占、反应压力 MP a、矿浆浓度、反应温度 、搅拌转速 r m i n.所得氧化渣经氰化浸出,试验结果如图所示.由图可知,反应时间增加,氧化渣的A u氰化浸出率得到提高,超过 m i n后有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)年第 期A u氰化浸出率变化不大,说明反应已经进行得比较彻底,所以选择加压氧化反应时间为 m i n.图反应温度对加压氧化效果的影响F i g I n f l u e n c eo f r e a c t i o nt e m p e r a t u r eo ne f f e c t o fp r e s s u r i z e do x i d a t i o n图反应时间对加压氧化效果的影响F i g I n f l u e n c eo f r e a c t i o nt i m eo ne f f e c t o fp r e s s u r i z e do x i d a t i o n 搅拌转速对加压氧化效果的影响反应 搅 拌 转 速 分 别 选 取 、r m i n.加压氧化工艺条件固定为:磨矿细度 mm占、反应压力 MP a、矿浆浓度、反应温度 、反应时间 m i n.所得氧化渣经氰化浸出,试验结果如图所示.搅拌转速对气固液三相的反应影响是多方面的,高转速能够提高物质扩散速率,提高反应效率;较高转速能够将充入的氧气分散成小气泡,增加液相中的溶氧量;转速达到一定程度时,扰动会破坏气液平衡,降低液相中的溶氧量.从图可以看出,选择 r m i n的搅拌转速是合适的.图搅拌转速对加压氧化效果的影响F i g I n f l u e n c eo f s t i r r i n g s p e e do ne f f e c t o fp r e s s u r i z e do x i d a t i o n 综合条件试验根据上述单因素试验,得到加压氧化预处理最佳条件为:磨矿细度 mm占、反应压力 MP a、矿浆浓度、反应温度 、反应时间 m i n、搅拌转速 r m i n.在上述条件下进行组加压氧化浸出验证试验,A u浸出率分别为 、,平均 .可知,在最佳条件下,经过重复试验验证,加压氧化预处理工艺对难处理金精矿平均金浸出率 ,改工艺能使难处理金精矿具有较高的浸出率.结论最佳加压氧化预处理条件为:磨矿细度 m m占、反应压力 MP a、矿浆浓度、反应温度 、反应时间 m i n、搅拌转速 r m i n.该条件下得到的加压氧化渣,在下述氰化条件下:N a C N用量、矿浆浓度 、充气流量 m h、C a O调节体系p H到、搅拌转速 r m i n、氰化时间 h,能够得到 的A u氰化浸出率.参考文献杨遇春,李玉增黄金的应用与开发初探J有色金属(冶炼部分),():YAN G Y C,L IY Z A p p l i c a t i o na n de x p l o i t a t i o no fg o l dJ N o n f e r r o u s M e t a l s(E x t r a c t i v e M e t a l l u r g y),():刘志建,金哲男,王保仁,等黄金冶炼氰渣火法处理研究现状及展望J有色金属(冶炼 部分),():L I UZJ,J I NZN,WAN GBR,e t a l R e s e a r c hs t a t u s 年第 期有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)a n dp r o s p e c to fp y r o m e t a l l u r g i c a l t r e a t m e n to fc y a n i d er e s i d u ef r o m g o l d s m e l t i n gJ N o n f e r r o u s M e t a l s(E x t r a c t i v eM e t a l l u r g y),():杜俊波浅谈我国黄金资源的现状和找矿技术J地球,():D UJB D i s c u s s i o no nt h ep r e s e n t s i t u a t i o no fC h i n e s eg o l dr e s o u r c e sa n dp r o s p e c t i n gt e c h n o l o g yJ E a r t h,():VAUGHANJP T h ep r o c e s sm i n e r a l o g yo fg o l d:t h ec l a s s i f i c a t i o no fo r et y p e sJ J OM,():杨玮复杂难处理金精矿提取及综合回收的基础研究与应用D长沙:中南大学,YAN G W F u n d a m e n t a lr e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no ne x t r a c t i o n a n d c o m p r e h e n s i v e r e c o v e r y o f c o m p l e xr e f r a c t o r yg o l dc o n c e n t r a t e sD C h a n g s h a:C e n t r a lS o u t hU n i v e r s i t y,杨振兴难处理金矿石选冶技术现状及发展方向J黄金,():YAN GZX T h es t a t u sq u oo f t r e a t i n gr e f r a c t o r yg o l do r e sJ G o l d,():B A D R IR,Z AMANKHANP S u l p h i d i c r e f r a c t o r yg o l do r e p r e t r e a t m e n t b y s e l e c t i v e a n d b u l k f l o t a t i o nm e t h o d sJA d v a n c e d P o w d e r T e c h n o l o g y,():董博文含砷含碳难处理金矿原矿的生物预处理氰化提金试验J有色金属(冶炼部分),():,D ON G B WB i o o x i d a t i o n c y a n i d a t i o n o f a r s e n i c c a r b o n b e a r i n gr e f r a c t o r y g o l d o r e sJ N o n f e r r o u sM e t a l s(E x t r a c t i v eM e t a l l u r g y),():,李新春新疆阿希金矿生物氧化提金工艺的应用J有色金属工程,():L I X CA p p l i c a t i o n o f b i o l o g i c a l o x i d a t i o n g o l de x t r a c t i o np r o c e s si n A x ig o l dd e p o s i t,X i n j i a n gJN o n f e r r o u sM e t a l sE n g i n e e r i n g,():黄中省,伍赠玲,衷水平,等某难处理金精矿生物氧化炭浸提金试验研究J黄金科学技术,():HUAN GZS,WU ZL,Z HON GSP,e t a l R e s e a r c ho nb a c t e r i a lp r e o x i d a t i o n C I Lc y a n i d i n gf o rr e f r a c t o r yg o l dc o n c e n t r a t e so r e sJ G o l dS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y,():田立国,杨洪英,杨超,等生物氧化预处理工艺在卡林型金矿的应用实践J黄金,():T I ANL G,YAN G H Y,YANG C,e t a l A p p l i c a t i o np r a c t i c eo fb i o o x i d a t i o n p r e t r e a t m e n to fc a r l i n t y p eg o l do r e sJ G o l d,():薛光,任文 生我 国 金 精 矿 焙 烧氰 化 浸 出 工 艺 的 发展J中国有色冶金,():X U EG,R E N W S P r o c e s sd e v e l o p m e n tf o rt h eg o l dc o n c e n t r a t er o a s t i n g c y a n i d el e a c h i n gi n C h i n aJC h i n aN o n f e r r o u sM e t a l l u r g y,():李奇伟,陈奕然,陈明军,等某难处理硫化金精矿加压氧化氰化浸金试验研究J黄金,():L IQ W,CHE N Y R,CHE N MJ,e t a l E x p e r i m e n t a li n v e s t i g a t i o n o n p r e s s u r e o x i d a t i o n c y a n i d el e a c h i n gp r o c e s sf o rr e f r a c t o r yg o l ds u l f i d ec o n c e n t r a t e sJG o l d,():O L T AN IF,D A R A B IH,B A D R IR I m p r o v e dr e c o v e r yo fal o w g r a d er e f r a c t o r y g o l d o r e u s i n gf l o t a t i o n p r e o x i d a t i o n c y a n i d a t i o n m e t h o d sJ I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a l o fM i n i n gS c i e n c e&T e c h n o l o g y,():MA S ONPG E n e r g yr e q u i r e m e n t sf o rt h ep r e s s u r eo x i d a t i o n o fg o l d b e a r i n g s u l f i d e sJ J OM,():徐忠敏,翁占平,国洪柱复杂难处理金精矿加压氧化预处理工艺试验研究J黄金,():X UZ M,WE N GZP,GUO H Z,E x p e r i m e n t a ls t u d yo nt h et r e a t m e n to fc o m p l e xr e f r a c t o r yg o l dc o n c e n t r a t e sb yp r e s s u r eo x i d a t i o np r e t r e a t m e n tJ G o l d,():杨洪英,佟琳琳,殷书岩湖南某难处理金矿的加压预氧化氰化浸金试验研究J东北大学学报(自然科学版),():YAN G H Y,T ONG L L,Y I N S Y E x p e r i m e n t a li n v e s t i g a t i o no np r e s s u r ep r e o x i d a t i o nf o rr e f r a c t o r yg o l dc o n c e n t r a t e i nH u n a nw i t hc y a n i d i n gl e a c h i n gJJ o u r n a lo f N o r t h e a s t e r n U n i v e r s i t y(N a t u r a lS c i e n c e),():有色金属(冶炼部分)(h t t p:y s y l b g r i mm c n)年第 期