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文档简介
1、2007年第1期/第28卷黄 金GOLD选矿与冶炼43某含碳难处理金矿石焙烧 氰化试验研究收稿日期:2006-07-13作者简介:盛艳玲(1972 ,女,吉林省吉林市人,在读博士研究生,主要从事固体废弃物处理、微生物冶金、微生物药剂以及难选矿石选矿等方面的研究工作;北京市西直门外文兴街1号,100044盛艳玲1,陈丽红2,张 强3,王化军3(1 北京矿冶研究总院;2 山东省招远市河西金矿;3 北京科技大学土木与环境工程学院摘要:辽宁省某矿金矿石属低硫含碳难处理型金矿石,采用常规氰化法金的回收率不到50%。为了消除碳质物的有害影响,在氰化浸矿前对矿石进行了焙烧预处理试验研究。试验结果表明:最佳焙
2、烧温度为700 750 ,最佳焙烧时间为2.53.5h ,在最佳条件下矿石中碳和硫的脱除率均在85%以上。焙砂氰化试验表明,浸矿粒度-0.074mm 目含量占95%时,金的浸出率最高,可达到89.07%。这说明焙烧预处理可有效地消除碳和硫对金氰化的不利影响。关键词:碳质金矿石;焙烧;氰化中图分类号:TD 953 文献标识码:B 文章编号:1001-1277(200701-0043-030 引 言通常把细磨后用常规氰化法浸取金的回收率不足80%的金矿石称为难处理金矿石1。造成金矿石难于选冶一般有以下几个原因:有相当数量的细粒包裹金(如黄铁矿、砷黄铁矿、石英包裹等和细粒浸染的硫化物存在;金粒在难熔
3、矿渣中呈胶态;金与锑化物共生以及存在碳质矿物等。大量的研究认为2,碳质金矿石难处理的原因是由于矿石中碳的!劫金作用造成的。也就是金在氰化浸出过程中,进入溶液的金Au(CN-2被矿石中活性较高的碳质成分吸附,造成金的氰化回收率低。文献3认为,在金的氰化浸取过程中的碳质物的有害影响表现有两种:一是碳质物是金的主要载体矿物之一,包含或包裹微细粒金;二是碳质物在氰化浸取过程中吸附已溶金。针对碳质矿石难处理的问题,采取措施:在浸出液中加入适量的有机质,如煤油、RV -2(对硝基苯偶氮水杨酸将其钝化;用加压氧化和焙烧的方法处理此类矿石。一般来说加压氧化法是比较有效的,但与传统的焙烧法相比,该方法对设备的要
4、求高,成本相对较高。因此,用焙烧法处理碳质矿石仍是一种切实可行的工艺。碳质金矿石中碳质物质主要有3种类型:固体(元素碳、高分子碳氢化合物的混合物及与腐殖酸类相似的有机酸,后二者合称为有机碳3。固体碳中的无定型碳,在氰化浸出过程中具有类似活性碳的性能,吸附已溶金氰络合物,并且矿石中天然碳粒度一般都很细。H Tan 等对碳质金矿石难氰化回收进行了详细的研究,包括矿浆中碳质对其他矿物成分的表面导电性、吸附性的影响等4。对黄铁矿纯矿物的研究表明,在被碳或石墨污染的黄铁矿体系中,碳和石墨不仅是金的吸附剂,而且还会增强金在黄铁矿表面的吸附,并且非石墨类碳质物对黄铁矿表面吸附金具有更强的促进作用。导致被碳质
5、物污染的黄铁矿能够吸附金的主要原因是,由于碳在黄铁矿表面的吸附降低了黄铁矿表面的电负性,因此增强了金氰络合物在黄铁矿表面的物理吸附。此外,碳质物或石墨在黄铁矿表面形成了高导电性覆盖层,这样在与单质金和还原态金发生化学吸附时,增加了电化学反应过程中电子的传输速度。实验研究表明,尽管黄铁矿的!劫金作用在高浓度氰化物存在的情况下可被消除,然而高浓度氰化物却不能消除碳质物!劫金。针对碳质难处理金矿石,已经探索出了一些有效的预处理方法,其中已经应用于生产实践的有焙烧氧化法、湿法化学氧化法和加压氧化法等。该试验研究的目的在于通过试验得到焙烧 氰化处理某矿碳质金矿石的必要工艺参数,为黄金生产提供相关数据。1
6、 矿石性质辽宁省某矿的含金矿石属低硫含碳石英脉型金矿石,直接氰化法金的浸出率不到50%。研究表明,造成该矿石难于氰化的主要原因是矿石中含碳质矿物;另外,有少量的金被石英包裹。矿物研究表明,该矿石的主要金属矿物是黄铁矿,其次是少量的闪锌矿、黄铜矿和自然金等;非金属矿物以石英为主,其次是少量的碳质矿物等。金以嵌于石英晶粒中的包裹金为主,裂隙金和粒间金较少,并且金的粒度偏细。该矿石的多元素分析结果见表1。44 选矿与冶炼黄 金表1 矿石的多元素分析结果成分Au Ag Cu Pb Zn Fe w B /%8.342.50.0080.0030.019 1.56成分S S i O 2M g O C a O
7、 C A s w B /%3.8878.660.683.742.350.11注:w (Au、w (Ag为g/t2 试验材料和方法试验材料:马弗炉;冰箱(制备4 冷水;焙烧矿样的粒度为-2mm 。试验方法:取1kg 矿样放在马弗炉中,在指定温 度条件下焙烧,料层厚度为2c m,每隔10m i n 翻动一次焙烧样品,以保持矿样与空气均匀接触和保证焙烧的均匀性。焙砂氰化用1L 的搅拌槽浸出,矿浆浓度为33%,矿石粒度为-200目90%,浸出时间48h,矿浆p H =11(Ca O 调浆,N a CN 用量为8kg /t 。3 试验结果和讨论2.1 不同的焙烧温度对金氰化的影响有研究表明1,5,矿石氧
8、化焙烧温度一般在450 750 左右时比较适宜,在这样的温度下焙烧一定的时间,矿石中的碳物质和硫被氧化。本试验确定的焙烧时间为2h ,焙砂自然冷却后用于氰化试验。焙烧温度对碳和硫的脱出率以及金浸出的影响结果如图1所示。 图1 焙烧温度对碳和硫脱除率和金氰化浸出的影响由图1可以看出,随着温度升高,碳和硫的脱除率逐渐增大。当温度升到750 左右时,碳和硫的脱除率达到最高,继续增加焙烧温度,碳和硫的脱除率不再增加。与碳和硫的脱除率相似,金的氰化浸出回收率随着有害物质碳和硫的脱除率的增大而增加。当温度为750 ,氰化回收率获得最大值。从图1可以断定,对于此矿样,最佳的焙烧温度范围是700 750 。在
9、这个温度范围内,能够消除对金氰化有害的物质碳和硫的不利影响,使其转化为最终氧化产物CO 2和SO 2,并以气体的形式排除。有资料表明:常规焙烧硫化矿石中黄铁矿的分解温度一般在600 700 ,而碳质物质的氧化分解温度在650 750 。本试验的研究结果也验证了该结论。3.2 不同的焙烧时间对金氰化的影响焙烧温度为750 ,焙烧时间为变量,焙砂自然冷却后用于氰化试验。焙烧时间对金氰化的影响结果如图2所示。图2 不同焙烧时间对金氰化浸出率的影响焙烧是个高温氧化反应过程,要使碳质物和硫矿物被完全氧化,需要一定的时间。这一点从图2也可以看到,当时间不足2h 时,碳和硫的脱除率很低,与此相对应,焙砂中金
10、的浸出率也很低;当焙烧时间达到2.53.5h 时,碳和硫的氧化去除率以及金的浸出率都有相当大的提高。从图上还可以看到,焙烧反应超过2.5h 后,碳和硫的氧化反应基本完成,脱除率不再有明显变化。3.3 焙砂不同冷却条件对金浸出的影响从马弗炉中取出的焙砂,在自然冷却0mi n 、5m in 、10m in 、15m i n 、20m i n 、25m in 、30m i n 等不同时间后,用水淬法冷却(采用4 的冷水。不同条件冷却对焙砂氰化浸出的影响结果如图3所示。图3 冷却时间对焙砂氰化浸出的影响水淬法冷却焙砂的目的是利用温度骤然降低来2007年第1期/第28卷选矿与冶炼45改变矿物表面的性质,
11、造成有利于氰化物与细粒金接触的机会。从图3可以看到不同的冷却条件对金氰化浸出的影响是不明显的,但确实对金氰化回收有一定的促进作用。焙砂自然冷却5m i n 后水淬获得的较好金氰化浸出率87.63%,但与自然冷却时86.78%的浸出率相比,效果并非十分明显。3.4 焙砂的细度对金浸出的影响提高微细粒金浸出率的有效方法之一就是细磨,使得细粒金得以暴露,能够与浸出药剂接触。H Tan等研究表明6,在磨矿过程中碳质物质会粘附在黄铁矿(通常是主要的载金矿物表面,并且主要粘附在棱角和晶格缺欠处,因此在一定的条件下细磨不一定有利于金的浸出。从焙烧的试验结果来看,焙砂中仍然还有少量的碳质物,所以适宜的磨矿细度
12、对金的氰化浸出十分重要。磨矿细度对焙砂氰化浸出的影响如图4所示。 图4 磨矿细度对金氰化浸出的影响由图4可见,金的浸出率随焙砂磨矿细度增大呈先上升后下降的趋势,当矿石粒度-200目含量为95%时,金氰化浸出率达到最大值89.07%,继续增大磨矿细度对金的浸出不利。4 结 语(1对某矿的碳质难浸金矿石进行的焙烧预处理试验研究表明,焙烧温度的最佳范围是700 750 ,此时碳和硫的脱除率在85%以上。最适宜的焙烧时间为2.53.5h ,此时金的浸出率可达到86.78%,与常规氰化浸出率(不足50%相比有明显的提高。(2研究不同的冷却法处理焙砂表明,自然冷却5m in 后,用冷水水淬,焙砂的浸出率比
13、自然冷却焙砂的浸出率略有提高。(3不同的磨矿细度对焙砂氰化浸出的影响研究表明,当磨矿细度-200目含量为95%时,可以获得最高的金氰化浸出率,即89.07%。参考文献1 K E H ague .从难选矿石中浸出金(文献综述J .有色矿冶,1990,6:13172 王中生.C I L 提金工艺中碳质矿石的预处理J.湿法冶金,2002(6:81823 方兆珩.碳质金矿的矿物特征和提金工艺J .黄金科学技术,2003,11(6:28344 H T an ,D Feng ,J S J V an Deverter ,et a.l E ff ect of conta m i nan tcarbonaceo
14、us m atter on the s orp tion of gol d by pyrit eJ.Int JM i n er Process .2005,76:2442595 王成功,周世杰,张淑敏,等.碳质金矿石富氧焙烧堆浸提金实验研究J.金属矿山,2003,12:34366 H T an ,D Feng ,G C Lukey et a.l The behavi our of carbonaceousmatter i n cyan i de leac h i ng of gol d J.hyd ro m et all urgy ,2005,8:226235Experi m ental re
15、search on roasting pretreat m ent cyanidation process ofcarbon beari n g refractory gold oreSheng Yan li n g 1,Chen L i h ong 2,Zhang Q iang 1,W ang H ua j u n1(1.B eijing G eneral Reserch Institute o f M ining &M etallurgy;2.Shandong H ex i Gold M ine ;3.S chool of C ivil and Environ m ental En
16、gineering,Universit y of Science and T echnology B eijing Abst ract :The go l d ore of a certain go l d m ine i n L iaon i n g province is l o w su lfur carbon bearing refractory go ldore ,and the recovery rate is less than 50%w ith conventional cyanidati o n process .In or der to avo i d the har m
17、f u l effect of carbon m ateri a ls ,experi m enta l research on r oasti n g pretreat m en t before cyan i d ation process is carried ou.t The ex peri m ents revea l that the opti m al roasti n g te m perature is 700 750 ,the opti m al roasting ti m e is 2.53.5h and the deprivation rate o f car bon and sulf u r is m ore than 85%i n the opti m al condition .Roasti n g cyan i d ation experi m ents prove t h at when the ore granularity is 95%-200m esh ,t h e extracti o n
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