秘鲁某金矿选矿尾矿加压预氧化工艺研究

苏立峰，刘三平，李 贺

（北京矿冶科技集团有限公司，北京 100160）

秘鲁某企业委托北京矿冶科技集团有限公司，对其金矿选矿尾矿进行开发利用。经过运营成本的测算，奥尔滨工艺和生物浸出工艺均无明显优势。同时，由于焙烧工艺无法满足当地环保要求，所以加压预氧化工艺作为重点技术开发[1-2]。

加压预氧化处理工艺可在酸性或碱性介质中进行。其原理是在高温、高压的条件下，黄铁矿、砷黄铁矿等硫化矿物氧化分解速度快、氧化率高。该工艺预处理效果好，过程无SO2和As2O3污染，对有害金属锑、铅等敏感性低，反应速度快，适应性强，易于自动化[3-5]。

1　原料

试验用矿样为秘鲁某公司提供的具有代表性的选矿尾矿。该矿样属含砷硫化矿，主要矿物组成为砷黄铁矿、黄铁矿。该矿样的多元素化学分析结果如表1所示。

表1　某金矿选矿尾矿化学成分

2　试验设备与方法

本试验采用氧压酸浸工艺，在衬钛2 L高压反应釜内进行。首先将矿样按一定比例加入水，配入一定量的硫酸，将浆化后的矿浆放入高压釜内，釜体密闭升温。到温后通入纯氧开始计时反应，反应结束后冷却，矿浆液固分离后送样检测。

3　试验结果与讨论

3.1　磨矿时间对加压预氧化试验的影响

试验条件：液固比5、温度（230±2）℃、时间3 h、始酸20 g/L、氧分压0.83 MPa。不同磨矿时间下，矿样加压预氧化试验结果如图1所示。

图1　磨矿时间对S氧化率及渣含S的影响

由图1可知，S氧化率随着磨矿时间的延长，先减小后增大，但总体变化幅度不大。考虑到现场工艺的实际情况，矿样可不经细磨，直接配浆入釜，此时S氧化率为97.15%，渣含S为1.57%。

3.2　浸出时间对加压预氧化试验的影响

试验条件：磨矿时间0 min、液固比5、温度（230±2）℃、始酸20 g/L、氧分压0.83 MPa。不同浸出时间下，矿样加压预氧化试验结果如图2所示。

图2　浸出时间对S氧化率及渣含S的影响

由图2可知，S氧化率随浸出时间的延长，先增加后缓慢下降。综合考虑选取浸出时间2 h为最佳值，此时S氧化率为98.62%，渣含S为0.76%。

3.3　温度对加压预氧化试验的影响

试验条件：磨矿时间0 min、液固比5、浸出时间2 h、始酸20 g/L、氧分压0.83 MPa。不同温度下，矿样加压预氧化试验结果如图3所示。

由图3可知，S氧化率随温度增加而增大，为了得到尽可能获得高的S氧化率，选取230℃为最佳值，此时S氧化率为98.92%，渣含S为0.62%。

图3　温度对S氧化率及渣含S的影响

3.4　始酸浓度对加压预氧化试验的影响

试验条件：磨矿时间0 min、液固比5、温度（230±2）℃、浸出时间2 h、氧分压0.83 MPa。不同始酸浓度下，矿样加压预氧化试验结果如图4所示。

图4　始酸浓度对S氧化率及渣含S的影响

由图4可知，S氧化率随始酸浓度增加而逐渐增大，综合考虑选取20 g/L为最佳值，此时S氧化率为98.92%，渣含S为0.62%。

3.5　氧分压对加压预氧化试验的影响

试验条件：磨矿时间0 min、液固比5、温度（230±2）℃、浸出时间2 h、始酸20 g/L。不同氧分压下，矿样加压预氧化试验结果如图5所示。

由图5所示，氧分压对S氧化率影响较小，S氧化率均大于97.5%，综合考虑选择氧分压0.83 MPa为最佳值，此时S氧化率为98.92%，渣含S为0.62%。

综上所示，该金矿选矿尾矿加压预氧化的优化工艺条件为：磨矿时间0 min、液固比5、温度（230±2）℃、浸出时间2 h、始酸20 g/L、氧分压0.83 MPa。在此条件下，S氧化率为98.92%，渣含S平均为0.62%。

图5　氧分压对S氧化率及渣含S的影响

3.6　氰化提金验证试验

对优化条件下的加压浸出渣进行氰化提金验证性试验，试验条件和结果分别如表2、表3所示。

表2　氰化提金验证试验条件

表3　氰化提金验证试验结果

从表3的试验结果可知，氰化浸出后，渣含Au可降至0.30 g/t，Au浸出率可达95.94%。

4　结论

硫酸介质加压预氧化处理工艺对该金矿选矿尾矿是十分有效的，在选定的优化条件下，预处理后氰化金浸出率达95.94%。优化后的工艺条件为：磨矿时间0 min、液固比5、温度（230±2）℃、浸出时间2 h、始酸20 g/L、氧分压0.83 MPa。

该工艺预处理效果好，过程无SO2和As2O3污染，对有害金属锑、铅等敏感性低，反应速度快，适应性强，易于自动化。