甘氨酸在含铜金矿石氰化浸出工艺中的应用及研究

王 虎 秦贞军 石宝兴 胡彦瑞

（青海昆仑黄金有限公司）

近一个世纪以来，氰化法提金工艺是主要的黄金生产工艺，其具有金回收率高、工艺稳定、生产成本低及对各种矿石适应性强等优点［1］，但氰化钠属剧毒物质，易对环境造成污染。由于近年来黄金行业的长足发展，易选冶矿石日益枯竭，部分难处理矿石的工艺研究已提上日程。氰化物虽是提取金的最佳试剂，但其不具有选择性，在金浸出过程中，矿石中的其他金属矿物也可以溶解在氰化物溶液中，这些贱金属的溶解会干扰金的浸出率，增加氰化钠单耗［2］。含铜金矿石的氰化浸出，由于铜的存在，氰化钠耗量大幅升高，不仅影响金的回收率，也使直接氰化法变得不再经济。在碱性水溶液中，甘氨酸对铜具有较强的络合能力，其络合机理与氰化物相似。在含铜金矿石的氰化浸出过程中，添加氨基酸作为助浸剂，与氰化物形成协同作用，能够有效降低氰化物的消耗，提高金回收率。

1 研究背景

氰化法提金中贱金属氰化物或其配氰络合物的生成是引起氰化物大量消耗及金浸出率降低的主要原因，其中含铜金矿石是常见的难处理资源。铜矿物的存在对氰化工艺指标的影响更为显著，主要原因是采用传统氰化法提金工艺时，铜矿物能够与氰化溶液积极作用，除硅孔雀石、黄铜矿外，几乎所有的铜矿物都能快速与氰化物溶液反应，生成铜氰络合物，造成氰化物的大量消耗，同时降低金的溶解速率。

铜矿物在充气的氰化物溶液中的反应与贵金属的溶解相似，铜以络合阴离子的形式转入溶液中，生成铜氰络合物。根据化学反应式（1），1 kg 易溶解铜至少消耗2.3 kg氰化钠。

在处理高铜含金矿石时，主要采取2 种方法：①金、铜分步提取工艺主要有硫酸浸铜—氰化浸金、生物浸出以及加压浸出等工艺；②选择性浸金工艺主要有硫代硫酸盐法、硫脲法等非氰提金工艺以及氨氰工艺【3】。其中，氨氰提金工艺被认为是处理高铜金矿石的有效方法，但在实际应用过程中，由于氨的挥发，会造成环境污染问题【4-6】。因此，寻找一种含铜金矿石的浸出方法，对于减少氰化物的消耗及保持金的回收率至关重要。

通过查阅相关文献，在铜CMP（化学机械平面化）工艺中经常用氨基酸作为金属络合剂，说明氨基酸对铜离子具有一定的络合能力；同时在金属矿床的成矿过程中，脂肪酸、腐殖酸以及氨基酸对成矿物质的迁移具有较大的作用【7-8】。鉴于氨基酸同时对金、铜均有较强的络合能力，可考虑作为处理含金矿石的一种助浸剂。氨基酸是自然界中广泛存在的有机酸，其中甘氨酸是简单、便宜的氨基酸之一，同时易在大多数生物体中代谢，是一种环境友好型试剂，因此选取甘氨酸作为此次试验的试剂。

2 探索试验

2.1 甘氨酸的作用机理

甘氨酸分子式为H2NCH2COOH，易溶于水，其在水溶液中能以H2NCH2COO-的形式存在。在碱性水溶液中能与Au 形成络合离子Au(H2NCH2COO)-2，反应方程式为甘 氨 酸 与Cu（Ⅰ）、Cu（Ⅱ）分 别 络 合 为

Cu(H2NCH2COO)-2、Cu(H2NCH2COO)2，反 应 方 程 式为

在甘氨酸的碱性水溶液中，甘氨酸与Au、Cu 的络合机理相似，该试验选取部分含铜金矿石作为试验原料，添加甘氨酸作为助浸剂，与氰化钠浸出形成协同浸出作用，探索甘氨酸对含铜金矿石氰化浸出的工艺指标影响。

2.2 不同种类矿石试验

试验选取硫化矿（1#）和氧化矿（2#）2 种含铜金矿石进行甘氨酸添加效果试验，其化学多元素分析结果见表1、表2。

表1 1#试样多元素分析结果%

表2 2#试样多元素分析结果%

2种不同种类的矿样每份试样取800 g，分别磨矿至-0.037 mm 粒级含量大于93%进行浸出试验，浸出浓度30%，浸出时间72 h，矿浆保持氰化钠浓度7‰；其中1 份添加甘氨酸，用量5 kg/t，另1 份不添加甘氨酸作为对比试验，试验结果见表3、表4。

表3 1#试样浸出试验结果

表4 2#试样浸出试验结果

由表3、表4 可知，添加5 kg/t 的甘氨酸对含铜金矿石的氰化浸出指标具有积极的促进作用；1#硫化矿样品金浸出率提高了0.83 个百分点，氰化钠单耗下降了46.4%；2#氧化矿样品金浸出率提高了16.22个百分点，氰化钠单耗降低了14.9%。

由上述试验结果可知，甘氨酸对硫化矿和氧化矿的作用方式并不完全相同，在硫化矿试验组中，铜浸出率有了较大幅度的下降，从而也降低了氰化钠的单耗；在氧化矿试验组中，铜浸出率并没有出现明显的下降，氰化钠单耗降低了14.9%，但2组试验中金的浸出率均有不同幅度的上升，2#氧化矿样品的提升幅度尤为明显。2#样品的铜品位较高，铜浸出率也较高，在浸出过程中消耗了大量的氰化物，造成浸出过程中游离氰化物浓度较低，影响了金的浸出速率。添加甘氨酸后，甘氨酸一是可与一部分铜或亚铜离子结合生成甘氨酸铜络合离子，二是可与部分金反应形成络合离子，三是可能与CuCN 反应释放部分氰，消除了金表面CuCN 薄膜的影响，间接提高了矿浆中氰化物的浓度。

2.3 甘氨酸用量试验

在含铜金矿石的氰化浸出过程中，添加甘氨酸对各项工艺指标均有促进作用。为此，进行甘氨酸用量试验，探索不同用量对工艺指标的影响。1#、2#样品各取3 份，固定磨矿细度、浸出浓度、浸出时间、矿浆氰化钠浓度等试验条件，分别添加甘氨酸5，10，15 kg/t进行对比试验，试验结果见表5、表6。

表5 1#试样甘氨酸用量试验结果

表6 2#试样甘氨酸用量试验结果

由表5、表6 可知，甘氨酸用量由5 kg/t 增加到15 kg/t，金浸出率并没有明显提升，但铜浸出率有所增加，从而导致了氰化钠单耗也随之上升，可能是由于矿浆中甘氨酸浓度的提高，有助于铜矿物的溶解，因此甘氨酸用量5 kg/t为宜。

3 结 语

（1）该探索性试验为含铜金矿石的氰化浸出工艺提供了一种新思路，甘氨酸能够有效改善含铜金矿石氰化浸出工艺指标，在提升金回收率的同时，能够有效降低氰化钠的单耗，经济效益及环境效益显著。

（2）甘氨酸是一种对环境无害的试剂，目前已实现工业化生产，并且价格相对便宜，易溶于水，其溶液的稳定性高，易在大多数活生物体中代谢，符合企业绿色发展的理念，且综合效益显著。