预浮选－硫代硫酸钠浸金试验研究

2013-09-07张开永刘渝燕

中国矿业 2013年2期

张开永，刘渝燕，张军

（1.华北科技学院，北京101601；2.山东省地质科学实验研究院，山东济南250013）

目前，工业生产浸出工艺中最为常见的方法是氰化法，它具有简便、有效、成熟的特点。由于氰化物是剧毒品，浸出废水达到国家标准后才能排放，对环境控制要求严格，而且当原料中含有较多的铜、锑、锌、砷时，药剂消耗量增加，选矿指标下降幅度较大。因此，寻求无毒的浸金药剂和工艺一直是科研工作者的目标和课题，并为此进行了有效的探索。主要方法有硫代硫酸盐法、硫脲法、生物浸出法等，其中硫代硫酸盐法具有毒性小、碱性条件下设备不容易腐蚀，并对某些杂质（As、Sb、Cu、Zn等）具有适应性好、废水处理简便等特点，该方法被认为是最有可能替代氰化法提金的方法。据此，通过对某矿原矿性质特点分析，作者采用预浮选－硫代硫酸钠法对该矿进行了浸金试验研究，并取得了金浸出率达到86%以上的良好效果。

1 金矿矿石性质

1.1 样品加工制备

将从矿山采集到的代表性样品通过粗碎、中碎和细碎进行破碎加工，按照加工程序制备成－2mm粒级，混合均匀后分别进行化验分析和留作试验用样。

1.2 金矿试样化学分析及工艺矿物学研究

1.2.1 化学成分分析

原矿化学分析结果如表1所示。

1.2.2 矿物形态及结构与构造

矿石中金矿物主要为银金矿及含银自然金；主要金属硫化物为黄铜矿，其次为斑铜矿、辉铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、硫铜钴矿及黄铁矿等；主要金属氧化物为磁铁矿，其次为褐铁矿等；脉石矿物以方解石、石英为主，其次为斜长石、石榴石、角闪石、辉石、绿泥石、绿帘石等。

原矿金品位4.96g／t，金矿物主要以银金矿和自然金形态存在，金银容易浸出。矿石中金的嵌布粒度不均匀，金最高品位7.31%，分布在－0.22～＋0.15mm粒级，最高铜品位0.62%也在此粒级。此后，品位随粒级减小而逐渐降低，采用合适的磨矿和药剂制度能有效地浸出金。金与铜关系密切，铜多为硫化铜矿，影响金浸出的杂质主要为铜离子。硫代硫酸盐法对铜离子存在情况下浸出效果好，理论上可行，同时无毒，是该矿适宜的浸出方法。

1.2.3 原矿金物相分析

金矿原矿金物相分析如表2所示。

表1 原矿化学分析结果

表2 原矿金物相分析

从物相分析表可知，游离自然金和连生体金分布率88.20%，各种难选包裹体金占11.8%，理论上采用硫代硫酸钠浸金方法可达到88%左右。

2 选矿试验

2.1 试验流程的选择

硫代硫酸钠浸金受到诸多因素影响，且交互作用很大。而该矿石中金的嵌布粒度不均匀，差别较大。当－200目含量88%时，仍然有包体金存在，其中硫化物包体金占4.8%；金与铜关系密切，铜多为硫化铜矿；该矿石碳酸盐矿物含量大，并含有粘土矿物。因此，采取直接浸金分选，效果不甚理想，必须强化分选过程，消除影响因素，进行矿石预先处理。浮选是预先处理比较有效的方法，不仅在预先回收含金硫化矿的同时综合回收铜，而且分选成本低、容易控制[3]。因此，采用预先浮选－硫代硫酸钠浸金工艺流程。原则流程图见图1。

图1 金矿浸出原则工艺流程

2.2 选矿工艺试验研究

2.2.1 预浮选条件试验

井田含煤地层主要为上二叠统长兴组和龙潭组，含煤35层左右，其中3、5、6、8、33号煤层为主要可采煤层。8号煤层结构较简单，块状构造为主，煤厚0.78～4.14 m，平均2.02 m，埋深350～700 m；宏观煤岩类型以半亮型为主，宏观煤岩成分以亮煤为主，少量暗煤夹镜煤条带，镜质组含量65.69%～82.37%，平均76.92%，镜质组最大反射率平均为2.946%，煤阶较高，均为无烟煤，具有很强的生气能力和吸附能力。

2.2.1.1 磨矿细度试验

经过探索性试验，为保证实际生产中严格控制含铜金精矿中的铜品位，采用流程为一粗一精浮选流程，浮选药剂为捕收剂丁基黄药，起泡剂为松油，调整剂为硅酸钠。结果表明，随着磨矿细度的增加，回收率变化很小，精矿品位却呈现下降趋势，最佳磨矿细度为－200目88.2%左右。

2.2.1.2 浮选药剂试验

在探索试验的基础上，采用正交设计L9（34）对药剂组合条件进行了试验，试验因素和水平见表3。

表3 浮选药剂正交设计L9（34）表

通过试验结果方差分析得知，最佳试验药剂制度为硅酸钠1800g／t，硫化钠40g／t，丁基黄药80g／t，松油24g／t。

2.2.1.3 精选试验

为控制和提高粗精矿中铜的品位，进行了精选试验。因粗精矿中带有大量的浮选药剂，试验结果表明，不加黄药和松油，只添加硅酸钠效果最好。

2.2.2 硫代硫酸钠浸出试验

2.2.2.1 硫代硫酸钠用量试验

硫代硫酸钠用量与金浸出率关系，如图2所示。

图2 硫代硫酸钠用量与金浸出率关系

由图2可见，随着硫代硫酸钠用量的增加，金浸出率随着提高，最佳用量为10kg／t。

2.2.2.2 调整剂石灰用量试验

石灰用量与金浸出率关系，如图3所示。

由图3看出，石灰开始添加后金浸出率明显提高，达到2kg／t时浸出率最高，此后浸出率增加趋于平缓，因此选取石灰用量2kg／t。

图3 石灰用量与金浸出率关系

2.2.2.3 助剂和氨水浓度试验

由于金与铜关系密切，铜多为硫化铜矿，其中的Cu2S浓度积Ksp很大，极为难溶，需要用大浓度的氨水，同时铜与硫代硫酸根离子络合消耗硫代硫酸钠，从造成金浸出率不高。此外，氨水浓度足够大时，才能从Cu（S2O3）22－和Cu（OH）2中争夺Cu2＋，因此必须加入助剂，既能协同铜在氨水低浓度时与之络合溶出，同时又能降低金的活化能，使金在常温下容易浸出。

同样，采取正交设计法进行试验研究，试验用L4（23），通过方差分析得知各因素都不显著，最佳条件为助剂浓度0.76‰，氨水1.27%，此时金的回收率为85.35%。

2.2.3 最终金精矿产品指标