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1、Series No. 332 February 2004 金 属 矿 山 METAL MINE 总第 332期 2004年第 2 期 周世杰, 东北大学资源与土木工程学院, 工程师, 110015 辽宁省沈阳 市文化东路 89 号39 信箱。 某含铜金精矿氰化浸出提金试验研究 周世杰 王成功 张淑敏 (东北大学) 吕长东 (活龙矿业有限责任公司) 摘 要 由于铜对金的氰化浸出过程有严重影响, 含铜金精矿往往须送冶炼厂火法处理而不能就地产金, 严 重影响矿山效益。为此, 对辽宁某含铜金精矿进行了旨在提高金浸出率的试验研究。结果表明, 采用常规方法, 金 浸出率只有 43. 11% ; 将精矿脱药
2、处理, 浸出率可提高 7. 11 个百分点; 将脱药后的精矿用氨- 氰混合液浸出, 在氨 和氰化钠的用量比为 5. 92B8 的最佳比例下, 金的浸出率可大幅度提高到 90% 以上; 若采用炭浆法用氨- 氰混合液 进行浸出, 浸出率可进一步提高到 93% 以上。 关键词 含铜金精矿 脱药 氨- 氰混合液 直接浸出 炭浸 金浸出率 Test Research of Gold Extraction by Cyanidation -leaching from A Copper -containing Gold Concentrate Zhou Shijie Wang Chenggong Zhang
3、Shumin ( Northeastern University) Lu Changdong ( Huolong Mining Co. , Ltd) Abstract As copper could have serious effect on gold cyanidation -leaching process, copper containing concentrates were often sent to smelter for pyrometallurgical treatment and in -situ gold production from them was impossib
4、le, which greatly influenced the mine benefit. T herefore, tests were made on a Liaoning copper -containing gold concentrate, aiming at improving the gold leaching rate. The test results showed that the gold teaching rate was only 43. 11% when the conven- tional method was used, and it couldbe raise
5、d by 7. 11 percentage points when the concentrate was dereagented. When the dereagented concentrate was leached with ammonia -cyanide mixed solution at the best ammonia -to -sodium cyanide ratio of 5. 92B8, the gold leaching rate could be greatly increased to over 90% . If carbon -in -pulp method wa
6、s used with ammonia - cyanide mixed solution, the leaching rate could further improved to over 93% . Keywords Copper -containing gold concentrate, Dereagenting, Ammonia -cyanide mixed solution, Direct leaching, Carbon -in -leach, Gold leaching rate 对含铜硫化矿中金的回收, 由于铜对氰化过程 有严重影响, 多数选矿厂采用铜硫分选工艺分别得 出含铜金精
7、矿和含金硫精矿后, 将硫精矿中的金用 氰化法予以提取, 而含铜金精矿则送往冶炼厂火法 处理, 不能实现就地产金, 这样就严重影响了黄金矿 山的经济效益。因此, 如何有效地对含铜金精矿进 行浸出, 是金铜矿山迫切需要解决的重要课题。 1 原料性质 试验所用矿样为辽宁某金矿的含铜金精矿, 其 主要金属矿物为黄铜矿、 磁黄铁矿、 黄铁矿, 有少量 闪锌矿、 方铅矿、 自然金等, 偶见辉铜矿、 斑铜矿、 铜 蓝、 褐铁矿等。在矿石中还有少量的孔雀石及蓝铜 矿。脉石矿物主要为绿泥石, 次为绢云母、 高岭土、 斜长石, 有少量的石英、 角闪石、 黑云母。由于矿泥 受强烈的蚀变作用, 其中的斜长石大部分变为
8、绢云 母, 因此矿泥中脉石矿物以绢云母为主。试样的主 要化学成分及金在矿物中的赋存状态分别如表 1 和 表 2 所示。 表 1 某浮选金精矿的主要元素分析 % 元素 Au /( g#t- 1) Ag / ( g#t- 1) CuSAsFe 含量45. 0108. 012. 4024. 530. 1422. 40 表 2 金在矿物中的赋存状态 % 赋存 状态 被矿物包裹在矿物之间 脉石中磁黄铁 矿中 黄铜 矿中 脉石 之间 黄铜矿与 脉石之间 辉铜矿与 黄铜矿间 合计 相对含量 27. 48 20. 65 19. 42 15. 4513. 763. 24100. 00 #38# 由表 1 可知,
9、 该金精矿中铜的含量很高, 是主要 的伴生元素, 也是影响金浸出的主要元素。 2 试验结果与讨论 2. 1 常规氰化浸出试验 首先对试验金精矿进行了常规的氰化浸出试 验, 最佳试验条件为: 磨矿细度- 50 L m 占 85%, 液 固比 3B1, CaO 用量 4 kg/ t, NaCN 用量 8 kg/ t, 浸出 时间 40 h。试验结果见表 3。 表 3 常规氰化浸出试验结果 精矿含金/ ( g#t- 1)浸渣含金/ ( g#t- 1) 金浸出率/ % 45. 025. 643. 11 由表 3 试验结果可以看出, 在最佳条件下, 常规 氰化浸出的金浸出率仅达 43. 11%, 说明铜
10、对氰化 浸出有很大影响。 铜矿物对氰化浸出的影响机理如下。 ( 1) 可溶铜与氰化物反应消耗大量的氰化物和 氧。除氧化铜极易溶解于氰化物溶液之外, 各种硫 化铜矿物都有不同程度的溶解度, 如辉铜矿、 斑铜矿 和硫砷铜矿在室温下溶解度就超过 65% , 最难溶的 黄铜矿也有 6% 的溶解度1。矿石中溶出的 Cu2+ 使矿浆中游离的氰化物氧化为氰和氰酸盐, Cu2+变 为 Cu+; Cu+又与 CN-生成氰化亚铜络合物, 导致 消耗大量的氰化物, 其主要化学反应为 2Cu2+ 7CN-+ 2OH-y2Cu( CN)2 -3+ CNO-+ H2O1 从该反应式可以知道, Cu2+与 CN-的摩尔比为
11、 1B 3. 5, 按此计算, 理论上氰化物的耗量是铜量的 2. 70 倍, 即矿石中每浸出 1 g 铜, 就要消耗 2. 70 g 的氰化 物。 铜矿物在氰化物溶液中溶解不但消耗氰化物, 还要消耗溶液中的氧, 如辉铜矿的溶解反应为 2Cu2S+ 4NaCN+ 2H2O+ O2yCu2( CN)2+ Cu2 ( CNS)2+ 4NaOH1 ( 2) 可溶铜的存在会降低金的浸出率。金在氰 化过程中的溶解式为 Au+ 2CN-+ 1 2 H2O+ 1 4 O2yAu( CN) - 2+ OH-, 可见, 溶液中氧浓度和游离的 CN-是金溶解的必要 条件, 首先金被 O2氧化为 Au+, Au+再与
12、 CN-作用 生成Au( CN) - 2, 使金得以溶解。而处理含铜物料 时, 由于铜的溶解消耗了溶液中的氰根离子和氧, 使 溶液中的氰根离子活度降低, 特别是溶液中所溶解 的少量氧被消耗后, 造成溶液中严重缺氧, 导致金的 浸出速率及浸出率的降低。 2. 2 脱药后氰化浸出试验 为了确定浮选药剂对氰化浸出的影响, 对试样 进行了脱药后的氰化浸出对比试验。脱药方法是将 精矿再磨, 然后加入解吸剂 X -P 搅拌 30 min。脱药 试料的氰化浸出条件同常规氰化浸出试验, 试验结 果见表 4。 表 4 脱药后浸出试验结果 精矿含金/ ( g. t- 1)浸渣含金/ ( g.t- 1) 金浸出率/
13、 % 45. 022. 450. 22 将表 4 试验结果与表 3 对比, 可以看出, 金精矿 脱药后, 金的浸出率提高了 7. 11 个百分点, 说明金 精矿脱药后可改善氰化浸出过程。实际上, 理论研 究已发现, 黄药在金的载体矿物黄铜矿、 黄铁矿、 磁 黄铁矿等表面上易形成双黄药, 在方铅矿、 斑铜矿、 辉铜矿等表面上易生成金属黄酸盐, 在铜蓝的表面 上既有双黄药又有金属黄酸盐 2, 这样就使金的表 面钝化, 阻碍了金与氰化物的接触, 从而降低了金的 氰化浸出率。经脱药后, 除掉了矿物表面上新生成 的物质, 故有助于提高金的浸出率。 2. 3 氨- 氰混合液浸出试验 脱药后的氰化浸出, 虽
14、然金的浸出率有所提高, 但由于金精矿中铜的影响, 浸出率仍不理想, 仅达到 了50. 22%。为了进一步提高该矿石中金的浸出 率, 采用氨- 氰混合液来作浸出剂, 其优点是: ( 1) 氨可抑制铜对氰化的不利影响。NH3可与 Cu2+生成铜氨络离子 Cu( NH3) 2+ 4, 这样, 氰化物溶 液中 NH3的加入降低了 Cu2+的活性, 并在一定程 度上阻止了由 Cu2+引起的氰化物的降解作用。溶 液中由于存在 Cu( NH3) 2+ 4的缘故, 使 Cu( CN) - 2通 过氧化作用呈 CuCN 的形式从溶液中沉淀出来。当 pH 9. 5 时, 由于 NH3与 CN-的质子化作用, 使
15、Cu2+生成 Cu( OH)2沉淀。 ( 2) 氨- 氰混合液有利于金的浸出。在氨- 氰 混合液中, CN-作为氰化剂、 Cu( NH3) 2+ 4作为氧化 剂使金溶解, 其反应方程式为 Au+ 2Cu( NH3) 2+ 4+ 2CN-yAu( CN) - 2+ 2Cu(NH3) + 41 ( 3) 氨- 氰混合液可降低氰化物的消耗。当浸 出液中的氨浓度超过 0. 1 mol/ L 时, 溶液中的铜氰 络离子会逐渐被铜氨络离子取代, 这样, 由于非氰络 合剂 NH3的加入, 能取代或部分取代贱金属络合物 中的氰, 使溶液中游离的氰增加。 综上所述, 在 Cu2+- CN- NH3浸出体系中,
16、#39# 周世杰等: 某含铜金精矿氰化浸出提金试验研究 2004 年第 2 期 氨的加入减少了溶液中的 Cu2+, 抑制了铜对氰化的 影响, 使溶液中生成了新的氰化剂 Cu( CN) 2- 3或 Cu( CN) 3- 4, 从而增加了氧化剂 Cu( NH3) 2+ 4, 又能使 溶液中游离的氰浓度增加, 因此, 有利于提高金的浸 出率, 并可降低氰化物的消耗。 2. 3. 1 氨用量试验 对脱药后的含铜金精矿试样按磨矿细度- 50 Lm 占 85% 、 矿浆液固比 3B1、 CaO 用量 4 kg/ t( pH = 10. 5 11. 0) 、 NaCN 用量 8 kg/ t、 浸出时间 40
17、 h 的固定条件, 改变氨用量进行氰化浸出, 试验结果如 图 1 所示。 图 1 NH3用量试验结果 1- Au; 2- Cu 从图1 可以看出, 氨的加入极大地改善了浸出效 果, 金的浸出率随氨用量的增加而提高, 并在氨用量 为5. 92 kg/ t 达到最高点; 继续增加氨用量, 金的浸出 率反而下降。因此, 氨的适宜用量为 5. 92 kg/ t。 2. 3. 2 NaCN 用量试验 在上述氰化条件下, 保持一定的氨浓度, 即 NH3为 5. 92 kg/ t, 改变氰化钠用量进行试验, 试验 结果如图 2 所示。 图 2 NaCN用量试验结果 1- Au; 2- Cu 从图 2 可以看
18、出, 在氨- 氰混合液中, 保持氨用 量不变的情况下, 增加 NaCN 用量即 CN-浓度, 金 的浸出率开始有所提高, 而后又开始下降。这是因 为增加 CN- 后, NH3与 CN-的浓度之比较低, 使 NH3对铜的抑制作用减弱, 相对地增加了铜的溶 解, 从而造成其对氰化浸出的影响作用增强了。图 1 和图 2 说明了 NH3和 NaCN 用量之间有一个最 佳比值为 5. 92B8, 在该比值下, 金的氰化浸出率可 提高到 90. 67%, 任意提高 NH3或 NaCN 的用量, 反而达不到这样较理想的效果。 2. 4 氨- 氰混合液炭浸试验 在上述试验基础上, 进行了氨- 氰混合液炭浆 试
19、验, 试验结果见表 5。 表 5 氨- 氰混合液炭浆试验结果 浸出方式 精矿含金 / ( g#t- 1) 浸渣含金 / ( g#t- 1) 金浸出率 / % 直接浸出45. 04. 2090. 67 炭 浸45. 02. 9493. 47 从表 5 试验结果可以看出, 炭浸较直接浸出, 浸 出率可提高 2. 80 个百分点。这是由于活性炭及时 地吸附已溶金, 降低溶液中的Au( CN) 2- 浓度, 加速 金的溶解速度, 从而提高了金的浸出率。 3 结 论 ( 1) 脱药有利于提高含铜金精矿的金浸出率, 建议在实际生产中先脱药后再用氨- 氰混合液进行 氰化浸出。 ( 2) 氨在处理含铜金精矿时
20、, 一方面可抑制铜 的影响, 另一方面可降低氰化物消耗, 可极大地提高 金的浸出率。在氰化浸出过程中, 应保持 NH3与 CN-的适宜浓度比, 方能最大限度地提高金的浸出 率。 ( 3) 用氨- 氰混合液对所研究的含铜金精矿进 行炭浸, 指标优于用氨- 氰混合液直接浸出, 故建议 生产中可以考虑采用炭浆法, 用氨- 氰混合液作浸 出剂。 参考文献 1 蔡殿忱, 徐志明. 金矿石化学处理工艺学. 沈阳: 东北大学出版社, 1996 2 丘继存. 选矿学. 北京: 冶金工业出版社, 1997 ( 收稿日期 2003 -09 -25) ( 上接第 37 页) 13 Young C A, Woods R, Yoon R H. A voltammetric study of cha- l cocite oxidization to metastable copper sulfides. In: Richardson P E, Woods R. Proc. Int. Symp. Electrochemistry in Mineral and Metal Processing . Pennington: Electrochem.Soc. , 19881317 ( 收稿日期 2003 -09 -25) #40# 总第 332 期 金 属 矿 山 2004 年第 2 期