硫氰酸钠在难处理金矿浸出中的应用

2020-09-19朱一民周振亚谷晓恬韩跃新

金属矿山 2020年8期

朱一民周振亚张凛谷晓恬韩跃新

（1.东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳 110819；2.难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合工程研究中心，辽宁沈阳 110819）

黄金作为一种十分重要的矿产资源，在国家的经济发展中有着十分重要的作用，各国也将其作为战略储备资源［1］。目前，世界易处理金矿越来越少，难处理金矿已占到世界金矿总储量的60%～70%，对难处理金矿资源的合理利用已成为一个世界性难题［2］。

氰化浸金是工业上最重要的提金方法，具有生产稳定、操作简单、适应性强和回收率高等特点［3-4］。但是，氰化法也存在着浸出速率慢、选择性差和容易受到铜等杂质离子影响的缺点，且氰化物有剧毒，严重损害环境和人的身体健康［5-6］。而硫氰酸盐具有浸金选择性好、毒性低、浸出时间短、成本低等优点［7］，近年来受到国内外选冶工作者的重视，并做了大量的研究。本文以硫氰酸钠为浸金药剂，探究多个条件因素对金的浸出率的影响规律，并对浸出贵液的总氰浓度进行测定，做出环保评价。

1 试验原料

1.1 试验矿样

试验所用矿样来自于加拿大Barrick黄金公司赫姆洛矿区，是一种石英脉型难处理金矿。原矿的化学多元素分析结果见表1，原矿矿物组成结果见表2，XRD分析结果见图1。

注：Au含量的单位为g/t。

由表1可知，原矿中主要有用元素Au的品位为3.39 g/t，主要有害元素C和S的含量分别为1.83%和1.62%。

由图1和表2可知：原矿中主要金属矿物为黄铁矿，含量为2.63%；主要非金属矿物为石英、白云母和长石，含量分别为81.1%、7.98%和3.43%。

1.2 试验药剂

试验中所用的主要药剂如表3所示。

2 试验方法

每次取100 g原矿在700℃的马弗炉中焙烧1 h。获得的焙砂Au含量3.48%、C含量0.111%、S含量0.12%。

每次称取焙砂样品50 g，在300 mL的烧杯中进行浸出试验。首先按照试验要求依次调节矿浆液固比、pH值等条件，然后加入适量的氧化剂和浸金药剂，设置好磁力搅拌器的温度和转速之后即可开始进行搅拌浸出。浸出结束后，将矿浆倒入布氏漏斗进行抽滤，收集第一次过滤所得的液体，即为贵液，接着用清水洗涤滤饼3次得到浸出渣，将浸出渣烘干、制样、分析，余下留为备样。浸出试验流程如图2。

3 试验结果与讨论

3.1 预处理方法探索

由于原矿中含有机碳质物，同时微细粒的金被黄铁矿包裹，这些都会对浸出过程产生不利影响。为改善浸出效果，在浸出前需对原矿进行预处理。

分别采用焙烧和化学氧化法对原矿进行了预处理。焙烧预处理使用马弗炉700℃焙烧1 h后再进行浸出；化学预氧化法分别使用高锰酸钾、亚氯酸钠和过氧化氢等药剂50 kg/t对矿浆进行氧化，搅拌3 h之后过滤并用清水洗涤5次，脱药后再进行浸出。浸出体系pH值使用NaOH调节，浸出试验条件为：磨矿细度-45 μm含量95%的矿样50 g，矿浆pH值11～12，硫氰酸钠用量3 kg/t，过氧化氢用量1 mL，液固比4 mL/g，浸出温度30℃，浸出时间24 h，试验结果见表4。

由表4可知：原矿直接浸出，浸出效果极差，浸出率仅30.75%；而经过高锰酸钾、亚氯酸钠和过氧化氢预氧化后，浸出率均有明显提高，超过40%；在所有预处理方法中，焙烧预处理后再浸出的效果提升最明显，浸出率达到80.46%。因此，使用焙烧方法对原矿进行预处理。

3.2 浸出试验

3.2.1 硫氰酸钠用量试验

硫氰酸钠用量试验所用矿样磨矿细度为-45 μm含量95%，使用NaOH溶液调节浸出体系pH值，加入过氧化氢1 mL，液固比4 mL/g，浸出温度30℃，浸出时间24 h，进行硫氰酸钠用量试验。结果如图3所示。

由图3可知，硫氰酸钠的用量由1 kg/t增加至4 kg/t，金的浸出率变化趋势为先增加后降低，在硫氰酸钠用量为3 kg/t时，金的浸出率最高，为89.66%。因此，选择硫氰酸钠用量为3 kg/t。

3.2.2 磨矿细度试验

调节矿浆pH值至预定pH值，在硫氰酸钠用量3 kg/t，过氧化氢用量1 mL，液固比4 mL/g，浸出温度30℃，浸出时间24 h，磨矿细度-45 μm含量分别为65%、75%、85%和95%条件下，进行磨矿细度试验，结果如图4所示。

由图4可知：磨矿细度对金的浸出率影响较大；随着磨矿细度从-45 μm占65%增加到-45 μm占95%，金的浸出率呈现出先增加后小幅降低的趋势，浸出渣金品位先迅速降低后缓慢升高；在磨矿细度-45 μm含量为85%时，金浸出率达到最大值，为86.49%，浸出渣金品位达到最小值，为0.47 g/t。故使用硫氰酸钠浸金的最佳磨矿细度是-45 μm含量为85%，后续试验保持磨矿细度为-45 μm含量85%。

3.2.3 pH值试验

保持磨矿细度为-45 μm含量85%，在硫氰酸钠用量3 kg/t，过氧化氢用量1 mL，液固比4 mL/g，浸出温度30℃，浸出时间24 h条件下进行pH值试验。考察pH值对金的浸出率的影响，试验结果如图5所示。

由图5可知：pH值对金的浸出率有较大的影响；在pH值为4～11.5的条件下，随pH升高，金的浸出率显著增加，浸出渣金品位逐渐降低；pH值大于11.5时，金的浸出率明显下降，浸出渣金品位增加；使用硫氰酸钠浸金时，最佳pH值为11.5，此时金的浸出率达到最大值85.43%，浸出渣金品位达到最小值0.51 g/t。在后续试验中保持pH值为11.5。

3.2.4 液固比试验

调节矿浆pH为11.5，在磨矿细度为-45 μm含量85%，硫氰酸钠用量3 kg/t，过氧化氢用量1 mL，浸出温度30℃，浸出时间24 h条件下进行液固比试验。考察液固比对金的浸出率的影响，试验结果如图6所示。

对图6分析可知：液固比对金的浸出效果影响较显著；随着液固比的增加，金的浸出率呈现先增加后降低的趋势，浸出渣金品位先降低后增加；液固比4 mL/g为浸金效果最佳条件，此时金的浸出率达到最大值84.77%，浸出渣金品位达到最小值0.53 g/t。后续试验保持液固比为4 mL/g。

3.2.5 浸出温度试验

调节矿浆pH值为11.5，保持液固比为4 mL/g，磨矿细度为-45 μm含量85%，硫氰酸钠用量为3 kg/t，在过氧化氢用量1 mL，浸出时间为24 h的条件下进行浸出温度试验。考察浸出温度对金浸出效果的影响，试验结果如图7所示。

分析图7可知：浸出温度对硫氰酸钠浸金效果有较大影响；浸出温度由25℃升高至30℃时，金的浸出率快速增长，浸出渣金品位快速下降；浸出温度由30℃升高至55℃的过程中，金的浸出率缓慢增加，增幅逐渐变小，浸出渣金品位缓慢下降；浸出温度为55℃时浸出效果最佳，但考虑到温度升高能耗也将增加。综合考虑，选择浸出温度为45℃，此时金的浸出率为86.49%，浸出渣金品位为0.47 g/t。

3.2.6 浸出时间试验

调节矿浆pH值为11.5，保持液固比为4 mL/g，磨矿细度为-45 μm含量85%，硫氰酸钠用量3 kg/t，在过氧化氢用量1 mL，浸出温度45℃条件下进行浸出时间试验，考察浸出时间对浸出效果的影响，结果如图8所示。

由图8可知：浸出时间对硫氰酸钠体系中金的浸出效果影响较大；随着浸出时间的延长，金的浸出率先快速升高后趋于平稳，浸出渣金品位先快速降低后趋于平稳；浸出时间为36 h时浸出效果最佳，但浸出时间延长，单位时间处理量降低，浸出成本升高。考量时间成本和浸出效率，选择24 h为后续试验的浸出时间，此时浸出渣中金品位及金的浸出率分别为0.38 g/t和89.08%。

3.2.7 过氧化氢用量试验

调节矿浆pH值为11.5，保持液固比为4 mL/g，磨矿细度为-45 μm含量85%，硫氰酸钠用量3 kg/t，在浸出温度45℃，浸出时间24 h的条件下进行过氧化氢用量试验，考察过氧化氢用量对浸出效果的影响，结果如图9所示。

由图9可知：过氧化氢用量对硫氰酸钠体系浸出效果有较大的影响；随着过氧化氢用量的增加，金的浸出率先显著提高后缓慢降低，浸出渣金品位先显著下降后缓慢增加；当过氧化氢用量为0.9 mL时，浸出渣中金品位达到最小值0.33 g/t，此时金的浸出率达到最大值90.52%。因此，硫氰酸钠浸金体系的最佳过氧化氢用量为0.9 mL。