提高含砷金精矿中的金浸出率

金精矿提金前的预氧化处理主要有焙烧氧化、加压氧化和细菌氧化三种方法。实践表明，焙烧作为传统工艺仍然以其工艺成熟、适应性强、操作简单和技术可靠、投资成本相对较低等成为金精矿预处理工艺中最具有吸引力的处理方法。目前，主要采用两段焙烧工艺处理含砷含硫的难处理金精矿，在第一段炉内还原气氛焙烧脱砷产生的三氧化二砷作为白砷产品，在第二段炉内氧化焙烧脱硫产生的二氧化硫烟气制硫酸，烧渣用于氰化浸金，该工艺可以实现金、砷、硫资源的综合利用。

2000年以来，国内在金精矿沸腾氧化焙烧基础上发展起来的针对含砷难处理金精矿处理的两段焙烧技术得到了迅速的发展，相继建成6家专业黄金冶炼企业并投产运行，其中5个厂家的处理规模在100～200t∕d，这6家专业黄金冶炼企业中，有4家由北京矿冶研究总院设计并提供技术服务。我国最大的含砷难处理金精矿两段焙烧装置是青海大柴旦矿业公司的两段焙烧炉，由北京矿冶研究总院提供成套技术并项目EPCM，其处理规模达到了处理含砷金精矿480t∕d。

我们认为，在无法将难处理含砷金精矿掺入到重有色金属熔炼过程中综合回收其中的有价金属的条件下，要对含砷难处理金精矿实现就地产金，并综合回收金银砷硫等资源，采用两段焙烧处理工艺仍然是较佳的选择。

虽然我国国内两段焙烧在难处理含砷金精矿焙烧提金方面发展较快，但目前运行的两段焙烧黄金冶炼工艺中氰化尾渣含金仍然偏高，渣金基本平均在4g∕t以上，针对一些特别难处理的含砷金精，其氰化尾渣含金品位更高。所以，如何提高两段焙烧烧渣中金的浸出率，降低尾渣中金的品位避免资源浪费以及提高冶炼企业经济效益是目前迫切需要解决的问题。

本文针对西部某难处理金精矿两段焙烧工业生产过程中焙砂进行浸出提金试验研究，获得了最优的浸出工艺条件及最佳金浸出率，为工业生产提供指导具有实际意义。

一、两段焙烧焙砂的基本组成

对焙砂与烟尘进行多元素分析，结果列于表1。

表1  焙砂与烟尘主要化学成分

矿物学研究及扫描电镜观察表明，镜下能见到焙砂中金的颗粒，但粒度很小，一般<2μm，部分金粒为细粒单体，部分为多孔赤铁矿包裹，而少量为脉石包裹。焙砂和烟尘的能谱分析表明，基本组成除Fe、Si外，尚见显著数量Al、Ca、K和Mg、S，亦见很少量的Cu、As，烟尘中有较高的S。可见，作为焙烧原料的金精矿基本矿物，即黄铁矿经两段焙烧后大部分已脱硫转化，但焙砂中仍含明显数量的硫。

烟尘中硫的含量明显高于焙砂中硫的含量，烟尘中硫的存在形式主要为硫酸盐，但仍有少量未焙烧完全的磁黄铁矿。烟尘中的As，与焙砂相比明显较高，这是由于烟尘在焙烧时停留时间相对较短，而导致脱砷不完全。

二、氰化浸出验证试验

（一）焙砂氰化浸出粒度对金浸出的影响

对该两段焙砂进行粒度分析，－0.055mm粒级占71.16%，－0.039 mm粒级占63.09%，说明焙砂尚达不到难处理金精矿焙砂氰化浸出所要求的粒度，所以在氰化浸出提金前需要对焙砂进行进一步的细磨，以提高金的氰化浸出率。

采用常规氰化浸出，分别称取磨矿后不同粒度的焙砂80g置于氰化滚瓶中，在常温下氰化浸出。浸出矿浆浓度40%，首先用CaO(6kg/t)调矿浆pH～10.5，滚动预处理4h，然后再加入NaCN溶液浸出，NaCN用量6kg/t，pH＝11.5下浸出32h。氰化浸出试验结果列于表2。

表2  焙砂粒度对金浸出的影响

 

由表2可见，随着焙砂浸出粒度的变细，金的浸出率明显提高。当焙砂氰化浸出粒度达到－0.039mm占87.82%时，金的浸出率达到88.86%，继续提高焙砂浸出细度，金的浸出效果增加缓慢。另一方面增加磨矿细度，电耗、钢球损失以及磨矿作业时间等也随之增加；此外，磨矿太细将会给后续操作带来很多麻烦。建议焙砂氰化浸出粒度在－0.039mm占90%左右为宜。

（二）氰化钠用量对金浸出的影响

采用焙砂浸出粒度为－0.039mm占90%，改变氰化物用量，其他条件同上，直接进行氰化浸出。

表3  氰化钠用量对金浸出率的影响

 

由表3可看出，当NaCN用量为4.0kg/t，即浸出氰化物浓度0.267%时，金浸出率为88.86%。继续增加NaCN用量，金浸出率没有显著提高。建议选用NaCN用量为4.0 kg/t。

（三）焙砂氰化浸出保护碱的选择试验

在氰化浸出过程中需要加入保护碱调节氰化浸出矿浆溶液pH在10～11.5。保护碱的存在具有三方面作用：

(1)浸出过程需要的氧气是通过向浸出矿浆溶液通入空气提供。空气中的酸性气体，如CO₂将使浸出矿浆溶液的pH降低，使氰化物水解，当保护碱存在时，可以消除这一影响；

(2)浸出过程中许多伴生矿物发生的副反应生成酸性化合物，必须用保护碱中和；

(3)氰化浸出过程中一些伴生矿溶解形成的离子对金的浸出液起抑制作用或消耗氰化物，保护碱可与之反应而消除这一作用。

采用氧化钙、氢氧化钙以及氢氧化钠做保护碱，调矿浆pH在9左右，进行预搅拌处理后，再加入氰化物对焙砂进行氰化浸出，浸出粒度－0.039mm占90%。

表4  不同保护碱与用量对金浸出率的影响

由表4可知，采用以上三种保护碱进行氰化浸出时，对金的浸出率并没有实质上的区别，目前在生产上选择何种保护碱主要考虑生产成本以及使用方便。

本试验没有采用碳酸钠（或碳酸铵）为保护碱进行试验，主要原因是，碳酸钠(Na₂CO₃)或碳酸铵均容易水解成H₂CO₃，而H₂CO₃可分解NaCN。因此，用碳酸钠（或碳酸铵）做保护碱时，欲降低氰化钠的用量可能性很小。

三、提高焙砂中金氰化浸出率的探讨

（一）焙烧烟尘氰化浸出

工艺矿物学的研究表明，焙砂与焙烧烟尘中存在一定数量的磁黄铁矿，同时，由于焙烧金精矿中有少量黄铜矿存在，焙烧后见有少量蓝辉铜矿存在，所以焙砂的这两项指标严重影响金的浸出及氰化物的消耗。两段焙烧的烟尘的氰化浸出结果（浸出条件：0.039mm占87.8%、NaCN用量4.0kg/t、CaO用量6.0kg/t)表明：焙砂再磨后氰化金的浸出率达到89.15%，渣金品位4.28g/t；烟尘中金的氰化浸出率平均88.42%，渣金品位6.82g/t。

（二）焙砂与烟尘再焙烧

氰化浸出为说明焙砂与焙烧烟尘的质量对氰化浸出的影响，对焙砂与焙烧烟尘进行再焙烧－氰化浸出试验研究。焙砂及焙烧烟尘马弗炉再焙烧主要元素化学分析结果如表5所示。

表5  焙砂与烟尘马弗炉再焙烧元素化学分析结果

表5表明，焙砂再焙烧仍然有28%脱硫率，所以表明仍有部分未分解的硫化矿物在再焙烧过程中被氧化分解。而由于焙砂中的As、Sb在焙砂中以钙的化合物形式存在，被固定在焙砂中，在焙烧温度下难以分解脱除。当生产过程中的烟尘再焙烧时，其脱硫率在55%～60%。砷与Sb由于焙烧时氧化气氛过强，被反应生成砷（或锑）酸盐，而砷（或锑）酸盐是很稳定的化合物，仅在很高温度下才能分解，因此砷（或锑）继续残留在焙砂中。焙砂与烟尘650℃再焙烧－氰化浸出结果如表6所示

（浸出条件：－0.039mm占90%、NaCN用量6.0kg/t)。

表6  焙砂与烟尘再焙烧－氰化浸出结果

 

由表6可见，当焙砂经过再焙烧－氰化浸出，金的浸出率达到了92.69%左右，较焙砂直接细磨－氰化浸出，金的浸出率提高了4个百分点左右。可见，生产现场两段焙烧产生的烟尘经过再焙烧后，氰化渣中含金品位明显降低。

四、浸出渣的相组成及金在其中的状态

浸出渣主要相组成为由黄铁矿氧化脱硫转化而得的赤铁矿相，另外，不同程度上残留有FeS，烟尘中尤多。影响Au氰化效果的主要矿物学因素是自然金的粒度极细，部分为赤铁矿或脉石（如石英）所包裹。浸渣中金的化学物相分析结果表明：金主要以氧化铁包裹金形式存在，分布率为69.50%，其次以硫化物包裹金形式存在，分布率为17.20%，只有少部分以裸露金形式存在，分布率仅为5.80%，还有一少部分包裹在硅酸盐相中，分布率为7.50%。

氰化浸出渣中多孔状的铁氧化物部分已形成致密化的赤铁矿，若将浸出渣进一步超细磨，将可继续浸出少量原来被包裹的自然状态Au，但渣中的大部分Au依然不可浸出。这部分金是存在精矿中的不可见金，这些不可见金虽然在氧化焙烧过程中随着硫化物中硫的氧化脱出或形成的硫酸盐被浸出，大部分已变为可浸金，但依然有部分为铁氧化物包裹而成为不可浸金。这种与铁氧化物关系密切的金只能随氧化铁的不断溶解才能不断暴露，才能变为可浸出金。

五、结论

（一）焙砂（胶带过滤机后）属于典型难处理含多金属的金精矿焙砂；焙砂中存在尚未分解的黄铁矿颗粒及分解不完全的FeS以及未分解完全的磁黄铁矿；焙烧烟尘中存在磁铁矿以及磁赤铁矿相，烟尘中见有较多的磁黄铁矿(FeS)存在。

（二）在焙砂磨矿细度－0.039 mm占90%，CaO用量6kg/t(焙砂)、NaCN用量4kg/t(焙砂)、氰化时间32h氰化条件下，氰化浸出渣中金品位为4.28g/t，金浸出率达到89.15%；当焙砂再焙烧－细磨－氰化浸出时，再焙烧焙砂金的氰化浸出达到92.61%，渣中金品位2.92g/t。

（三）该含砷难处理金精矿两段焙烧提金目前存在的关键问题是金精矿焙烧产品质量不好，直接影响到金的氰化浸出率及氰化物的消耗。在生产中完善含砷金精矿两段焙烧工艺条件以及加强焙砂氰化前的预处理等是提高金浸出率以及降低氰化物消耗的关键。