难浸金矿石的次氯酸钠浸出试验研究

刘宪超，蒋中刚，唐道文，储春利，周 姣，燕 璞

（1．贵州大学 材料与冶金学院，贵州 贵阳 550003；2．贵州紫金矿业股份有限公司，贵州 贵阳 550025）

目前，难浸金矿石的处理方法主要有细菌氧化法，焙烧法，湿法化学氧化法。随着易处理金矿资源的减少，难处理金矿日渐成为黄金生产的主要矿产资源［1］。合理、高效而且环保地开发难处理金矿是主要技术问题［2］。试验探究了在碱性条件下，用次氯酸钠一步浸出难浸金矿。次氯酸钠浸金无污染、金浸出率较高，对难浸金矿的处理有重要意义［3-4］。

1 试验部分

1．1 试验仪器

马弗炉，玻璃气流烘干器，循环水真空泵，磁力搅拌器，分析天平，电子天平，可见分光光度计，同步热分析仪，数显鼓风干燥箱，万用电炉。

1．2 试验原料与试剂

试验所用矿石为贵州某难处理金矿石，矿石金品位为15．03g／t，粒度小于74μm（200目）占80%以上，金呈微粒和次显微粒状浸染在微细粒黄铁矿和砷黄铁矿（毒砂）中。矿石中伴生大量白云石和硅酸盐矿物，属难选冶超微细浸染型金矿石［5-6］。

XRD分析结果表明，矿石的主要矿物有白云石、方解石、黄铁矿、毒砂、石英、雄黄、辰砂、高岭土等，其中，金主要被硫化矿物（黄铁矿、毒砂）包裹。原矿主要化学成分见表1。

表1 原矿化学成分分析结果 %

试验所用试剂有次氯酸钠，盐酸，硝酸，氯化钠，氟化钠，乙酸-乙酸钠，吐温-80，硫代米蚩酮，氟化氢铵，氢氧化钠，聚环氧乙烷，甲基橙，均为分析纯。

1．3 试验原理与方法

在 NaOH-NaClO 体系中，Au、FeAsS和FeS2可认为按以下方式进行反应：

次氯酸钠的理论用量可通过以上反应式计算得出。在浸出剂过量条件下进行一步浸出［7-8］。

试验在玻璃反应器中进行。在机械搅拌条件下，用次氯酸钠溶液对金矿石进行浸出，考察次氯酸钠浓度、NaOH浓度、浸出温度、浸出时间对金浸出率的影响。

2 试验结果及讨论

2．1 NaClO初始浓度对金浸出率的影响

试验条件：矿样质量50g，NaOH初始浓度1 mol／L，浸出时间4h，浸出温度30℃。NaClO初始浓度对金浸出率的影响试验结果如图1所示。

图1 金浸出率与次氯酸钠初始浓度的关系

由图1看出，金浸出率受NaClO初始浓度的影响比较明显：NaClO初始浓度小于0．35mol／L时，金浸出率随NaClO初始浓度增大略有提高，可达73．66%。这是因为，随NaClO初始浓度增大，次氯酸钠与包裹金的硫化物（黄铁矿、毒砂）的作用增强，更多的硫化物包裹物被打开，增大了次氯酸钠与金的接触几率，使反应进行的更彻底［8］。当NaClO初始浓度大于0．35mol／L后，金浸出率反而降低，出现这种现象的原因是，NaClO初始浓度过高时，次氯酸钠溶液稳定性下降，使溶液中有效氯的浓度下降，从而造成金浸出率下降。

2．2 NaOH初始浓度对金浸出率的影响

在难浸金矿的次氯酸钠浸出过程中，氢氧化钠除作为浸出剂外，还作为次氯酸钠的稳定剂以及为浸出提供碱性条件。试验条件：原矿质量50 g，NaClO初始浓度0．35mol／L，浸出时间4h，浸出温度30℃。NaOH初始浓度对金浸出率的影响试验结果如图2所示。可以看出，氢氧化钠初始浓度在0．2～1．1mol／L范围内，对金浸出率影响不大。这是因为在浸出过程中，氢氧化钠主要是为浸出提供碱性环境和作为次氯酸钠的稳定剂。当氢氧化钠过量时，次氯酸钠溶液保持稳定，因此金浸出率也较为稳定，变化不大。

图2 金浸出率与氢氧化钠初始浓度的关系

2．3 浸出温度对金浸出率的影响

试验条件：矿样质量50g，NaOH初始浓度1mol／L，NaClO初始浓度0．35mol／L，浸出时间4h。浸出温度对金浸出率的影响试验结果如图3所示。

图3 金浸出率与浸出温度的关系

从图3看出：浸出温度为30℃时，金浸出率最高，为73．02%。随温度升高，体系的传质速率加快，次氯酸钠与硫化矿物（黄铁矿、毒砂）及金的反应速率加快，从而金浸出率有所提高；但温度进一步升高，次氯酸钠在35℃以上会发生热分解，导致溶液中浓度降低，因而金浸出率有所下降。

2．4 浸出时间对金浸出率的影响

试验条件：矿样质量50g，NaOH初始浓度1mol／L，NaClO初始浓度0．35mol／L，浸出温度30℃。浸出时间对金浸出率的影响试验结果如图4所示。可以看出：反应开始时，金浸出率随浸出时间延长而升高，在浸出5h时最高，为77．94%；浸出时间大于5h后，金浸出率下降。Au3＋／Au的电极电位很高，Au＋、Au3＋、Au（OH）3和AuO2等在水溶液中都不稳定，很容易被还原为Au。浸出时间过长，被浸出的金离子及其化合物会有一部分被还原进入渣中，从而导致浸出率有所下降。所以，浸出时间以4～5h为宜。

图4 金浸出率与浸出时间的关系

2．5 综合试验

综合上所述试验结果，进行3次综合试验。试验条件为：次氯酸钠初始浓度0．35mol／L，NaOH初始浓度1mol／L，在30℃下浸出4h。结果金浸出率分别为79．94%、80．08%、80．37%，平均为80%，浸出效果较好。

3 结论

碱性条件下用次氯酸钠从难处理金矿石中浸出金是可行的。次氯酸钠能将硫化矿（黄铁矿、毒砂）氧化，使被包裹的金裸露并被氧化转入溶液中。试验确定的最佳浸出条件为：NaOH初始浓度1．4mol／L，NaClO 初始浓度0．35mol／L，浸出温度30℃，浸出时间4h。最佳条件下，金浸出率高达80%。与常规的氰化法相比，碱性条件下，用次氯酸钠浸出金具有无毒、流程短、浸出时间短等优势。该法对难处理金矿石来说，是一种很有潜力的浸出方法。

［1］朱军，刘苏宁．难处理金矿浸出技术的现状与研究［J］．矿业工程，2010，8（1）：35-36．

［2］刘汉剑．难处理金矿石难浸的原因及预处理方法［J］．黄金，1997，18（9）：44-47．

［3］杨聪，晋克勤，唐道文，等．某难浸金矿的次氯酸钠浸出研究［J］．有色金属：冶炼部分，2013（4）：42-44．

［4］邱冠周，毛暗章，唐谟堂，等．某难处理金精矿浸金新工艺试验研究［J］．黄金，1997，18（6）：32-35．

［5］张泽彪，张正勇，彭金辉，等．难处理金精矿半工业化提金试验研究［J］．有色金属：冶炼部分，2008（6）：24-26．

［6］唐道文，王锐，杨聪，等．贵州某卡林型金矿矿石的热重分析试验［J］．黄金，2012，33（12）：47-49．

［7］宋耀远，杨要峰，闾娟莎，等．从高铜金精矿中综合回收有价金属试验研究［J］．湿法冶金，2014，33（4）：278-281．

［8］黎铉海，潘柳萍，粟海风．含砷难浸金矿次氯酸钠一步法浸金理论与技术［J］．2000，25（3）：197-201．