难处理金矿石加压氧化—氰化提金技术研究

摘要：贵州某卡林型难处理金矿石高硫高砷，且有机碳含量高，金主要嵌布于硫化物中，采用常规氰化工艺，金浸出率仅为10 %。针对该矿石性质，采用加压氧化—氰化工艺进行处理，小型试验金浸出率提高至94.0 %以上。在小型试验基础上进行中试连续试验，结果表明：在温度220 ℃，矿浆浓度16.4 %～19.0 %，氧分压0.6～0.8 MPa，停留时间45～60 min时，硫氧化率>95.0 %，且不论氧化液是否返回，金浸出率平均可达94.0 %以上。

关键词：难处理金矿;加压氧化;碳质物;卡林型;氰化;中试连续试验

中图分类号：TD953文献标志码：A开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

文章编号：1001-1277（2020）04-0050-04doi：10.11792/hj20200411

引 言

难处理金矿石通常是指采用常规单一浮选或氰化浸出，金回收率低于80 %的矿石[1]。金矿石难处理的原因较多，归纳起来主要有以下几方面：①物理性包裹，矿石中的金呈显微或次显微形式包裹或浸染于其他矿物中（如黄铁矿、毒砂、碳酸盐等）;②含 “劫金”物质，如活性炭、腐殖酸、黏土等易吸附金的物质，在浸金过程将金“劫持”，使其留在尾矿中，从而影响金的回收;③浸金过程形成包裹或钝化，或者金以难溶化合物形式存在，如碲化物、锑化物、固溶体金银等。因此，对于难处理金矿石一般需要经过预处理后再进行金的浸出回收[2]。目前，难处理金矿石主要的预处理方法有焙烧氧化法、加压氧化法（酸性/碱性）、生物氧化法等[3-6]。相比其他预处理方法，加压氧化法具有反应速度快、矿石适应性强、金属回收率高等特点。

本次研究针对贵州某卡林型难处理金矿石进行加压氧化—氰化工艺研究，包括小型试验和中试连续试验，取得了较好的试验指标，为后续工业试验及生产提供技术支撑。

1 矿石性质

贵州某卡林型金矿石属难处理金矿石。该金矿石不仅含砷含碳，而且金矿物呈显微或次显微形式包裹或浸染于硫化物中，直接氰化金浸出率仅在10 %左右。对其进行岩矿鉴定表明：

1）该金矿床属于卡林型金矿床，自然金颗粒特别细小，属于微粒金，9件试验样品中仅偶见数粒微粒金，普通光学显微镜下未发现包裹金。

2）矿石呈灰黑色，含硫较高，富含碳质、有机质，含砷，且自然金颗粒又特别细小，属于难处理金矿石。

3）砷元素赋存状态：偶在2件试验样品中发现少量的高铁毒砂（硫砷铁矿）。

4）铁元素赋存状态：①部分铁赋存于黄铁矿、闪锌矿等硫化矿物中，以黄铁矿为主;②以类质同象的形式赋存于碳酸盐中;③混杂于有机质、泥质等胶结物中。

样品化学成分分析结果见表1，金嵌布状态分析结果见表2。原矿和金精矿（原矿浮选所得）中金矿物嵌布特征见图1。

由表1、表2可知：该金矿石含砷和有机碳，碱性脉石矿物含量较高;金精矿有机碳高达5.2 %;金矿物主要嵌布于硫化物中;金精矿中有机碳含量较高，不宜直接进行氰化浸出。

2 小型试验

由于矿样含有碱性脉石矿物，特别是含有碳酸盐物质，采用酸性加压氧化工艺，必须提前进行酸化处理，以消除矿石中碳酸盐对加压氧化过程的影响。试验通过加入硫酸或氧化液，控制酸化终点pH值为1.0～1.5，之后将矿浆移入反应釜（CPF衬钛，2 L）中，进行加压氧化;氧化渣进行氰化提金。试验流程见图2。

试验条件为：

1）酸化：金精矿和原矿进行配矿，控制配矿有机碳质量分数<4 %;控制配矿硫质量分数为15 %左右，保证酸平衡。

2）加压氧化：矿浆浓度20 %，温度210 ℃～220 ℃，氧分压0.8～1.0 MPa，搅拌速度700 r/min，停留时间2 h。

3）氰化：石灰调节矿浆pH值10～11，矿浆浓度35 %，炭密度40 g/L，氰化钠用量2 kg/t（试验中氰化钠用量均以氧化渣计），常温，氰化时间24 h。

按照图2 流程进行氧化液返回循环试验，结果见图3。由图3可知：氧化液返回循环10次，基本不会对硫氧化率和金浸出率产生影响，硫氧化率均在98.0 %以上，金浸出率在94.0 %～97.0 %，氰渣金品位为1.00 g/t左右。

通过小型试验，获得了最佳参数：加压氧化入釜物料硫质量分数20 %，温度210 ℃，氧分压0.8 MPa，总压2.5～2.7 MPa，搅拌速度700 r/min（线速度2.03 m/s），停留时间2 h;氰化浸出矿浆浓度35 %，氰化钠用量2 kg/t，炭密度40 g/L，氰化时间24 h。在此条件下，氧化渣含硫<0.20 %，金浸出率>94.0 %。

3 中试连续试验

本套加压氧化连续试验系统由加压氧化浸出、固液分离、炭浸三大系统组成，配备预酸化、溶液中和系统，通过缓冲槽将各工序连接，保证连续运行。其主要技术参数见表3，加压氧化浸出系统PFD图见图4。

金精矿、原矿测定矿浆浓度后按照2∶1进行配矿，用硫酸（或氧化液）预酸化至试验要求，补加清水至相应浓度，泵入预浸槽作为进釜物料。加压氧化后，在闪蒸罐出口每2 h取样送检，部分氧化渣进行

氰化試验。氰化条件：矿浆浓度35 %，石灰乳调整碱度，炭密度40 g/L，氰化钠用量3 kg/t，氰化时间24 h。主要参数见表4。

中试连续试验按照以下4个阶段（见图5）进行，其中第二阶段（又分为3个小阶段）为本次试验的主要考察阶段。中试连续试验结果见图6。

第一阶段为启动阶段，采用清水调浆，酸化pH值为2.0，停留时间60 min，持续时间27 h。由图6可知：除了个别时间点氧化效果稍差外，其他时间内氧化效果均较好，硫氧化率平均为95.0 %，氧化渣率平均为83 %，氰化金浸出率平均为96.0 %，氰渣金品位平均为0.90 g/t。

第二阶段以后采用氧化液返回调浆（比例40 %），酸化pH值为2.0，停留时间60 min，持续时间68 h（图6中27～95 h）。由图6可知：在32～40 h时，由于给氧不足，硫氧化效果越来越差，Fe2+质量浓度也随之增加，从而导致金浸出率降低，最低降至70.0%左右。随后开始增加排气和给氧，在40～52 h时，硫氧化率逐渐提高，金浸出率也随之提高;之后（56～95 h），在保证硫氧化充分的条件下，氧化渣金浸出率均能维持在一个较高水平，硫氧化率平均为98.0 %，氧化渣率平均为104 %，氰化金浸出率平均为94.0 %，氰渣金品位平均为1.00 g/t。

第三阶段采用氧化液调浆（比例40 %），提高酸化pH值至1.5，停留时间仍为60 min，持续时间12 h。 由图6可知：第三阶段氧化效果较好，工艺参数控制也比较平稳，硫氧化率平均为99.6 %，氧化渣率平均为106 %，氰化金浸出率平均为95.0 %，氰渣金品位平均为1.00 g/t，与第二阶段后期结果一致。

第四阶段为停机后重新启动预热-投料阶段，采用氧化液调浆（比例40 %），酸化pH 值为1.5，停留时间调整为45 min，持续时间8.5 h（107～115.5 h）。由图6可知：第四阶段前期氧化效果略有波動，4 h后开始趋于稳定，稳定区域硫氧化率平均为99.0 %，氧化渣率平均为88 %，氰化金浸出率平均为95.6 %，氰渣金品位平均为0.95 g/t。

中试连续试验考察了清水调浆、氧化液返回酸化、不同酸化终点及停留时间等，物料硫氧化率平均在95.0 %以上，氧化渣氰化金浸出率平均在94.0 %以上，氰渣金品位基本低于1.00 g/t，指标较好。

4 结 论

1）对于贵州某卡林型难处理金矿石，由于90 %以上的金包裹在硫化矿物中，因此采用加压氧化预处理工艺，能够快速打开包裹，提高金浸出率，氰化金浸出率达94.0 %以上。

2）中试连续试验进行了清水调浆、氧化液返回、不同酸化终点及停留时间4个条件试验，结果表明金浸出率与硫氧化率呈正相关关系。对于该矿石而言，只要硫氧化充分，金回收率即可得到保证。

3）中试连续试验运行时间为5 d左右，对于加压氧化长期运行过程中其他可能带来的影响试验未涉及。

[参 考 文 献]

[1] 王力军，刘春谦.难处理金矿石预处理技术综述[J].黄金，2000，21（1）：38-45.

[2] 《黄金生产工艺指南》编委会.黄金生产工艺指南[M].北京：地质出版社，2000：251-260.

[3] 殷书岩，杨洪英.难处理金矿加压氧化预处理技术及发展[J].贵金属，2008，29（1）：56-59.

[4] 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）：35-37.

[5] 许晓阳.碳质难处理金矿浸出工艺研究进展[J].黄金科学技术，2013，21（1）：82-88.

[6] 杨洪英，巩恩普，杨立.低品位双重难处理金矿石工艺矿物学及浸金影响因素[J].东北大学学报（自然科学版），2008，29（12）：1 742-1 745.

Abstract：A refractory gold ore in Guizhou contains high arsenic，sulphur and organic carbon content，and the gold is mainly embedded in the sulfide minerals which leads to a low gold leaching rate 10 % by traditional cyanidation process.According to the ore property，the refractory gold ore was treated by POX-cyanidation process，and the leaching rate of gold can increase to over 94.0 %.The pilot continuous test based on small-scale test shows that with the temperature of 220 ℃，pulp density of 16.4 %-19.0 %，oxygen partial pressure of 0.6-0.8 MPa and retention time of 45-60 min，the oxidation rate of S can be over 95.0 %，and the leaching rate of gold can be over 94.0 % whether the oxidation liquid is recycled or not.

Keywords：refractory gold ore;POX;carbonaceous material;carlin type;cyanidation;pilot continuous test