高汞卡林型难处理金矿石提金工艺研究与实践

田立国 张耀军 赵俊蔚 杨鹏 夏文强 韩永群

摘要：高汞卡林型难处理金矿石中的汞会对炭浸工艺造成很大影响，降低金回收率。针对锦丰矿业公司高汞卡林型难处理金矿石，进行了固汞试验研究及生产应用。结果表明：通过采取加入硫化钠、控制pH、从源头上控制高汞矿的合理加入等固汞技术，消除了汞对炭浸工艺的影响，避免了活性炭 “汞中毒”现象，提高了炭浸回收率，其较活性炭“汞中毒”期间提高了3百分点左右，年可增加收益约4 098万元。

关键词：卡林型金矿;高汞;炭浸;固汞;活性炭

中图分类号：TD953          文章编号：1001-1277（2021）12-0064-05

文献标志码：Adoi：10.11792/hj20211214

卡林型金矿石组分较为复杂，矿石中的砷、汞等有害矿物会妨碍金的回收。在金的浸出过程中，汞易被氰化物浸出，形成的汞氰络合物易于被活性炭吸附，造成活性炭“汞中毒”，活性炭吸附金的能力下降，致使金回收率降低。本文针对贵州锦丰矿业有限公司（下称“锦丰矿业公司”）高汞卡林型难处理金矿石，开展了消除汞影响的试验研究，并进行了生产应用。通过对汞在选冶流程中的行为进行研究，并结合实际生产，找到了适宜的控制条件，消除了汞对炭浸工艺的影响，避免了活性炭 “汞中毒”现象，提高了炭浸回收率。

1 生产现状

锦丰矿业公司烂泥沟金矿属于典型的卡林型含砷、含碳贫硫化物难选冶金矿，金主要以微细粒浸染在黄铁矿和砷黄铁矿中。锦丰矿业公司采用BIOX生物氧化技术作为处理该难选冶金矿的工艺手段，原矿处理量4 200 t/d，选冶工艺流程为原矿浮选—金精矿生物氧化—氧化渣炭浸（CIL）—载金炭解吸电解—金泥冶炼。锦丰矿业公司选冶工艺流程[1]见图1。

近年来，随着锦丰矿业公司矿石开采深度的增加，原矿中汞品位逐步升高，当汞品位大于2 000×10-6时，划分为“朱砂矿”;当汞品位在100×10-6～2 000×10-6时，划分为“高汞矿”。2020年4月，在连续大量处理高汞矿石后，造成活性炭“汞中毒”，炭浸尾矿金品位跑高，炭浸回收率较之前下降了2～3百分点。活性炭“汞中毒”期间的实际和预计炭浸回收率见图2。

2 炭浸工艺考查

2.1 炭浸回收率降低原因分析

对2020年4月处理的配矿进行了查证分析。浮选给料汞品位分析结果见表1，浮选精矿汞品位变化情况见图3，炭浸给料汞品位分析结果见图4。

由表1、图3、图4可知：4月份浮选给料汞品位远高于日常浮选给料汞品位（≤40×10-6），最高时达到121×10-6，导致浮选精矿汞品位和炭浸给料汞品位明显升高，炭浸给料汞品位高于正常汞品位（200×10-6～400×10-6）。在炭浸给料汞品位偏高的时间段内，对应的炭浸回收率下降，说明汞品位异常升高对炭浸指标的影响极大。因此，对各工序开展了汞品位考查，结果见表2。

由表2可知：汞在浮选工艺、生物氧化工艺、碱预浸工艺中溶出极少，液体中汞含量很低;当进入浸出工艺后，液体中汞含量急剧升高，载金炭中的汞含量也迅速升高;表明矿石中的汞是在炭浸阶段才大量溶解，进而被活性炭吸附，造成活性炭吸附活性降低，金回收率下降。

2.2 汞对炭浸回收率的影响分析

对汞在全流程中的行为研究可知，矿石中的汞进入炭浸工序后，发生了明显的固-液相迁移，在此阶段，汞及其化合物与氰化物主要发生以下化学反应[2]：

HgO+4NaCN+H2ONa2Hg（CN）4+2NaOH，

Hg+4NaCN+H2O+1/2O2

Na2Hg（CN）4+2NaOH。

汞与氰化钠反应生成汞氰络合物，活性炭由于吸附了大量的汞氰络合物而影响了对金的吸附，这种现象称为活性炭“汞中毒”。

生产中氧化渣中的汞与氰化钠反应生成汞氰络合物进入溶液，一方面导致氰化钠用量增加，另一方面生成的汞氰络合物被活性炭吸附，导致活性炭对金的吸附率降低，金得不到充分回收而流失于尾矿中，因此炭浸回收率降低。

3 固汞试验结果与讨论

汞的化合物中以硫化汞的溶解度最小（Ksp=4×10-53），因此可以考虑在碱性条件下，添加 Na2S，用硫化沉淀法将汞离子沉淀而不被活性炭吸附，减少汞对金浸出的影响[3-4]。其主要化学反应式为：

Hg2++S2-HgS↓。

3.1 硫化钠用量

不同硫化钠用量对比试验结果见表3。

由表3可知：添加适量的硫化钠可以降低汞在载金炭上的吸附率，提高炭浸回收率;但是，加入过量的硫化钠，反而使炭浸回收率下降。因此，生产中应严格控制硫化鈉用量。

3.2 不同时间节点添加硫化钠

不同时间节点添加硫化钠对比试验结果见表4。

由表4可知：炭浸初始添加硫化钠和炭浸4 h后添加硫化钠都能使炭浸回收率有一定的提升，并不同程度地降低了尾液和载金炭中的汞含量。炭浸初始添加硫化钠除汞效果最好，尾液汞品位由25.00×10-6降低为0.31×10-6，载金炭汞品位由1 520.0×10-6降低为284.8×10-6，降汞效果明显，炭浸回收率得到提高。因此，适宜在炭浸初始阶段添加硫化钠。

3.3 矿浆pH

炭浸过程中控制不同pH，活性炭对汞的吸附量差别较大[5]。据此开展不同pH对活性炭吸附汞的影响研究，寻找炭浸工艺最佳pH控制范围，指导工业生产。矿浆pH对活性炭吸附汞的影响结果见表5。

由表5可知：随着pH的升高，载金炭汞品位逐渐降低;当矿浆pH值为11.0时载金炭汞品位最低，炭浸回收率最高;继续提高pH，炭浸回收率仍然可获得较高的指标，但未有提升。由此可知，炭浸过程中保持适当的高pH，可以减少活性炭对汞氰络合物的吸附，使其优先吸附已溶金，确保炭浸回收率不受大的影响。在生产中，可以结合实际情况适当调高炭浸工序pH，尤其是首槽。

4 改进方案及应用效果

4.1 改进方案

1）与地质部门沟通协调，将井下采出的高汞矿和朱砂矿单独堆放。

2）从源头上控制高汞矿的合理加入，加强配矿管理，将朱砂矿、高汞矿与正常矿和低汞矿按比例配矿，使浮选给料汞品位保持平稳，为后续作业提供良好的选冶条件。

3）在保证炭浸流程操作稳定的前提下，尽可能提高矿浆pH，尤其是首槽。

4）技术人员每天根据浮选金精矿和氧化渣汞品位，计算炭浸流程首槽硫化钠添加量，确保降低汞对炭浸回收率的影响。

5）保证再生窑设备正常运转，有效去除活性炭中吸附的汞，恢复活性炭活性。

4.2 应用效果

改进方案实施后，流程中汞得到了有效控制，炭浸系统载金炭汞品位明显降低，载金炭平均汞品位由2020年1—5月的1 516.53×10-6降至2021年1—9月的891.03×10-6;炭活性由之前的平均30～40 hr-1提高至平均70～80 hr-1;炭浸尾矿金品位由原来的3.5 g/t（最高达4.58 g/t）降低到目前的2.5 g/t左右，炭浸回收率较原来提高了3百分点左右。 2020年1月至2021年9月载金炭汞品位见图5，2020年5月至2021年8月的月均浮选精矿汞品位及炭浸回收率见图6。

由图5、图6可知：2021年1月开始在炭浸系统应用固汞技术后，加大了高汞矿的处理量，在浮选精矿汞品位较2020年较大幅度增加的情况下，炭浸回收率并未下降。随着固汞技术和管理措施的不断优化，炭浸回收率呈递增趋势。这说明对高汞矿和朱砂矿采取的一系列措施是可行的。

5 结 论

锦丰矿业公司卡林型金矿石中汞含量的增加极大地影响了炭浸回收率指标，通过开展降低活性炭吸附汞及不同pH对活性炭吸附汞的影响试验研究，形成了独创的固汞技术，并在生产应用中进行了不断改进。通过对固汞技术工艺参数逐步分层次优化，实现了从高汞卡林型金矿石中高效提金的目的，其具有金回收率高，处理成本低，环境污染小等优点。固汞技术的成功应用，使高汞矿和朱砂矿的经济价值得以充分利用，避免了资源浪费，为锦丰矿业公司增加了可观的经济效益。按照炭浸回收率较活性炭“汞中毒”期间提高3百分点计算，年可增加黄金产量114 kg，若黄金价格以360元/g计算，年可增加收益约4 098万元。

[参 考 文 献]

[1] 田立国，杨洪英，杨超，等.生物氧化预处理工艺在卡林型金矿的应用实践[J].黄金，2018，39（2）：49-53.

[2] 謝建宏，贾学国，张晓民，等.黄金选冶[M].北京：冶金工业出版社，2014：137.

[3] 黄鸣荣，高国玉，何晓弟.含汞废水处理方法的研究[J].化工设计，2010，20（2）：33-35.

[4] 华金铭.含汞金矿堆浸富液沉淀-絮凝法选择性除汞技术[J].水处理技术，2007，33（12）：73-76.

[5] IBRADO A S，FUERSTENAU D W，钱定福.银铜汞镉和锌的氰化络合物在活性碳上的吸附作用[J].矿产保护与利用，1990（1）：39-44.

Study and practice of the gold extraction process

for carlin type refractory gold ore with high mercury content

Tian Liguo，Zhang Yaojun，Zhao Junwei，Yang Peng，Xia Wenqiang，Han Yongqun

（Guizhou Jinfeng Mining Limited）

Abstract：The mercury in the carlin type refractory gold ore with high mercury content imposes great impact on CIL，reducing gold recovery rate.Experimental research and production application of mercury fixing were carried out on the carlin type refractory gold ore with high mercury content in Jinfeng mining company.The results show that the mercury fixing techniques such as adding sodium sulfide，pH control and source control of ores with high mercury content by reasonable addition，the effect of mercury on CIL is eliminated，avoiding the phenomenon of mercury-poisoned activated carbon，increasing gold recovery rate in CIL.The gold recovery rate in CIL increases by about 3 percentage points without mercury-poisoned activated carbon.The process can create about 40.98 million yuan/a more profits.

Keywords：carlin type gold ore;high mercury content;CIL;mercury fixing;activated carbon