难处理高砷金精矿焙烧氰化尾渣中有价金属回收研究

难处理高砷金精矿焙烧氰化尾渣中有价金属回收研究

难以处理的金融金属是指使用传统的氰化提取法和金的直接提取物率较低的金，主要包括硫酸金、棕榈树等类型，通常不到80%。造成难浸的原因主要是微细粒金和包裹金。氧化预处理是打开硫化物包裹金的有效方法,可以使硫化物氧化,矿物变成疏松多孔,宜于金的提取。工业应用的主流预氧化方法有焙烧法、加压氧化法和生物氧化法[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]。对于含砷矿物,一般采用两段焙烧工艺,第一段焙烧在缺氧的条件下进行,以实现脱砷和部分脱硫;第二段焙烧在氧化性气氛中进行,脱出残硫,得到赤铁矿为主的焙砂。我国某高砷金精矿直接氰化浸出率只有25%,经过脱砷焙烧后浸出率为70%左右,而且试剂消耗高。因此本研究结合矿山已有条件,进行了两段焙烧、氰化提金工业试验;进而进行了金难浸原因研究。1回转窑焙烧矿主要成分工业试验的主要工艺流程是:高砷金精矿首先经过回转窑焙烧脱砷,再经过沸腾炉焙烧脱硫,最后用氰化法浸出金。制定这样的工艺是结合矿山已经有回砖窑,并且新建了沸腾炉的实际情况。试验用金精矿为高砷金矿,精矿金含量和主要化学成分存在波动,见表1;回转窑焙烧矿主要成分变化范围见表2。回转窑:回转窑尺寸Φ内0.8m×10m,采用柴油油枪炉内补热,回转窑焙烧矿作为沸腾炉焙烧原料,旋风尘配入精矿返炉,表面冷却烟尘和布袋烟尘作为工业级白砒出售。窑尾温度控制目标是450～500℃。沸腾炉焙烧:沸腾床面积2m2,焙烧能力为10～16t·d-1,焙烧温度600～650℃。所得焙烧矿进行氰化提金。马弗炉焙烧:目的是在实验室查证焙烧、浸出指标。氰化:氰化能力10～16t·d-1。来自沸腾炉的矿浆经旋流分级器分级,旋流器底流进球磨机,旋流器溢流进浓密机浓缩洗矿后氰化。氰化工艺条件为:NaCN:3kg·t-1;pH:10～12;液固比:2∶1;磨矿细度:-300目占95%;浸出时间:24h。2试验结果2.1在沸腾炉中燃烧浪费率和脱硅影响表3为沸腾炉焙烧溢流焙砂和烟尘的产率及相应的硫含量。回转窑焙烧矿经沸腾炉焙烧后,脱硫效果明显,砷含量没有明显变化。2.2试验结果分析沸腾炉工业试验以正常生产的回转窑焙烧矿为原料,沸腾炉焙烧后的溢流焙砂、烟尘混合调浆进入氰化系统。浸出原矿在浓密机出口取样,氰化尾渣在压滤机卸料处取样,每4～6h取样一次,2～4天的样品分析数据进行平均,得到一个试验周期的浸出率数据。表4为部分工业试验浸出率总结,氰化前焙烧矿金平均品位108.8g·t-1,氰化渣含金在19～24g·t-1之间波动,氰化渣平均品位21.5g·t-1,平均氰化浸出率79.7%。氰化渣20g·t-1左右的金含量是不理想的指标,因此在实验室进行了焙烧条件、氰化尾矿物相、焙烧矿形貌分析等研究,以查明浸出率比较低的原因。2.3金信息检出率将沸腾炉溢流焙烧矿、烟尘分别氰化,得到的氰化浸出率见表5。可见溢流焙烧矿浸出率较高、烟尘的氰化浸出率较低,也就是说随矿物粒度下降,金浸出率下降;氰化渣平均含金量20.35g·t-1,与工业试验的水平相当。2.4金物理性与金物质将回转窑焙砂进行两种粒度分级,不同粒级的焙砂经过马弗炉焙烧和氰化提金试验。第一种粒度分级是:回转窑焙砂经过5mm筛网筛分,大于5mm焙烧矿重量占40%,金平均品位102.5g·t-1,硫含量为6.0%;小于5mm焙烧矿重量占60%,金平均品位94g·t-1,硫含量为4.1%;两种粒度物料进行600～700℃焙烧条件试验,浸出率结果见表6。该实验在矿山进行。第二种粒度分级是:将回转窑焙砂通过不同目数筛网进行筛分,并分为4个粒度级别,分析不同粒度级别矿石的硫含量,并在650℃进行2h焙烧,试验结果见表7。该实验在研究院进行,在运输过程中大颗粒焙砂被压碎,所以粒度分布与在矿山的数据有区别。以上可见:金浸出率与回转窑焙烧矿粒度、硫含量明显相关,粒度越小,硫含量越低,焙烧后的金浸出率也越低。大于5mm回转窑焙砂,焙烧温度在600～700℃之间变化,金浸出率没有明显变化;小于5mm的回转窑焙砂随焙烧温度上升,金浸出率得到提高;平均金浸出率随焙烧温度上升而提高。600℃焙烧后金平均浸出率以及氰化尾渣金含量与工业试验水平相当。3分析与讨论3.1化物包裹金种类对氰渣物相分析结果表明,单体及裸露金1.67g·t-1,硫化物包裹金1.39g·t-1,氧化铁包裹金15.23g·t-1,硅酸盐包裹金1.26g·t-1。可见氰化尾渣中主要是氧化铁包裹金。因此氰化尾渣金含量高主要是由焙烧产生的二次包裹引起的。3.2磨矿过程对矿物的来源为了更直接地“看到”包裹现象,对沸腾炉焙烧矿、回砖窑焙烧矿进行了电子显微镜观察研究。图1为沸腾炉溢流焙砂照片。图2为沸腾炉溢流焙砂的剖面照片。可见沸腾炉溢流焙烧矿呈不规则形状,颗粒较大,表面看似比较板结,但是剖面比较疏松;经过磨矿,能够暴露大部分金,因此这部分矿物的浸出率较高(表4)。图3为沸腾炉旋风尘电镜照片,可见在旋风尘中尺寸50μm左右和以下的矿物颗粒多呈球形,稍大矿物边角变得圆滑。精矿颗粒是不规则形状的,因此这种球形颗粒一定是焙烧产生的。球化使载金矿物比表面积降低,这部分矿物即使磨细,依然是微孔结构不发达的矿物;由于磨矿粒度的限制,较细的球形矿物在磨矿中基本磨不着,因此烟尘的浸出率比溢流焙砂明显低。图4为回砖窑旋风尘照片。图5为小于0.1mm回转窑焙砂照片。图6为小于0.1mm回转窑焙砂剖面照片。可见在回砖窑焙烧中存在明显的球形矿物。在沸腾炉焙烧中,焙烧温度为600～650℃之间,造成过烧的可能性不大,因此沸腾炉旋风尘中球化矿物是由回砖窑焙烧焙烧矿带来的,即回砖窑焙烧导致了二次包裹。3.3团聚矿物的性质回转窑焙烧矿造成二次包裹的主要原因有两方面:其一是补热柴油火焰温度过高,火焰直接燃烧矿物;其二是和矿物的团聚粒度相关。在回转窑焙烧过程中,一部分今精矿发生团聚,形成数毫米到数十毫米的团聚体,颗粒较大,流动较快,在窑中的停留时间比较短,不容易造成过烧;即使柴油火焰打到团聚矿物,只能在表面形成过烧,团聚体内部由于硫化物热分解放出硫砷化合物气体向外排放,对柴油火焰有排斥作用。团聚粒度较小的矿物颗粒,流动较慢,在回砖窑中的停留时间比较长,接触柴油火焰的时间长,接触空气和火焰的机会多,容易产生过烧;没有团聚的矿粉,过烧的可能性就更大,而且可能在气流的作用下悬浮在火焰中。另外,小颗粒矿物随气流进入旋风收尘器的概率高,旋风尘又配入精矿返炉焙烧,这样小颗粒矿物可能几次经过回砖窑焙烧或几次经过高温火焰,导致过烧的概率就更高。这可以解释小颗粒矿物球化的原因。小颗粒矿物更容易接触空气以及在回转窑中停留时间长也解释了回砖窑焙烧矿的硫含量随粒度降低而降低的现象(表7)。因此,改变回砖窑补热方式、降低回砖窑焙烧矿物团聚粒度尺寸范围、适当调整焙烧时间将有利于提高回砖窑焙烧矿质量,降低过烧程度,提高最终金浸出率。3.4回砖窑焙烧矿中的硫含量表6结果表明,大于5mm回转窑焙砂,二次焙烧温度在600～700℃之间变化,金浸出率没有明显变化;小于5mm的物料随二次焙烧温度上升,金浸出率得到提高。其主要原因是大于5mm的矿物中含有较高的硫,在600～700℃温度范围内二次焙烧,氧含量丰富,容易产生疏松多孔的Fe2O3。小颗粒的回砖窑焙烧矿,由于过烧的原因,硫含量很低,一部分矿物颗粒硫含量已经达到1%以下(图6矿物硫含量只有0.1%),另外由于