預(yù)浮選－硫代硫酸鈉浸金試驗(yàn)研究

張開永，劉渝燕，張 軍

（1.華北科技學(xué)院，北京101601；2.山東省地質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院，山東 濟(jì)南250013）

目前，工業(yè)生產(chǎn)浸出工藝中最為常見的方法是氰化法，它具有簡便、有效、成熟的特點(diǎn)。由于氰化物是劇毒品，浸出廢水達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)后才能排放，對環(huán)境控制要求嚴(yán)格，而且當(dāng)原料中含有較多的銅、銻、鋅、砷時(shí)，藥劑消耗量增加，選礦指標(biāo)下降幅度較大。因此，尋求無毒的浸金藥劑和工藝一直是科研工作者的目標(biāo)和課題，并為此進(jìn)行了有效的探索。主要方法有硫代硫酸鹽法、硫脲法、生物浸出法等，其中硫代硫酸鹽法具有毒性小、堿性條件下設(shè)備不容易腐蝕，并對某些雜質(zhì)（As、Sb、Cu、Zn等）具有適應(yīng)性好、廢水處理簡便等特點(diǎn)，該方法被認(rèn)為是最有可能替代氰化法提金的方法。據(jù)此，通過對某礦原礦性質(zhì)特點(diǎn)分析，作者采用預(yù)浮選－硫代硫酸鈉法對該礦進(jìn)行了浸金試驗(yàn)研究，并取得了金浸出率達(dá)到86%以上的良好效果。

1 金礦礦石性質(zhì)

1.1 樣品加工制備

將從礦山采集到的代表性樣品通過粗碎、中碎和細(xì)碎進(jìn)行破碎加工，按照加工程序制備成－2mm粒級，混合均勻后分別進(jìn)行化驗(yàn)分析和留作試驗(yàn)用樣。

1.2 金礦試樣化學(xué)分析及工藝礦物學(xué)研究

1.2.1 化學(xué)成分分析

原礦化學(xué)分析結(jié)果如表1所示。

1.2.2 礦物形態(tài)及結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

礦石中金礦物主要為銀金礦及含銀自然金；主要金屬硫化物為黃銅礦，其次為斑銅礦、輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)、硫銅鈷礦及黃鐵礦等；主要金屬氧化物為磁鐵礦，其次為褐鐵礦等；脈石礦物以方解石、石英為主，其次為斜長石、石榴石、角閃石、輝石、綠泥石、綠簾石等。

原礦金品位4.96g／t，金礦物主要以銀金礦和自然金形態(tài)存在，金銀容易浸出。礦石中金的嵌布粒度不均勻，金最高品位7.31%，分布在－0.22～＋0.15mm粒級，最高銅品位0.62%也在此粒級。此后，品位隨粒級減小而逐漸降低，采用合適的磨礦和藥劑制度能有效地浸出金。金與銅關(guān)系密切，銅多為硫化銅礦，影響金浸出的雜質(zhì)主要為銅離子。硫代硫酸鹽法對銅離子存在情況下浸出效果好，理論上可行，同時(shí)無毒，是該礦適宜的浸出方法。

1.2.3 原礦金物相分析

金礦原礦金物相分析如表2所示。

表1 原礦化學(xué)分析結(jié)果

表2 原礦金物相分析

從物相分析表可知，游離自然金和連生體金分布率88.20%，各種難選包裹體金占11.8%，理論上采用硫代硫酸鈉浸金方法可達(dá)到88%左右。

2 選礦試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)流程的選擇

硫代硫酸鈉浸金受到諸多因素影響，且交互作用很大。而該礦石中金的嵌布粒度不均勻，差別較大。當(dāng)－200目含量88%時(shí)，仍然有包體金存在，其中硫化物包體金占4.8%；金與銅關(guān)系密切，銅多為硫化銅礦；該礦石碳酸鹽礦物含量大，并含有粘土礦物。因此，采取直接浸金分選，效果不甚理想，必須強(qiáng)化分選過程，消除影響因素，進(jìn)行礦石預(yù)先處理。浮選是預(yù)先處理比較有效的方法，不僅在預(yù)先回收含金硫化礦的同時(shí)綜合回收銅，而且分選成本低、容易控制[3]。因此，采用預(yù)先浮選－硫代硫酸鈉浸金工藝流程。原則流程圖見圖1。

圖1 金礦浸出原則工藝流程

2.2 選礦工藝試驗(yàn)研究

2.2.1 預(yù)浮選條件試驗(yàn)

井田含煤地層主要為上二疊統(tǒng)長興組和龍?zhí)督M，含煤35層左右，其中3、5、6、8、33號煤層為主要可采煤層。8號煤層結(jié)構(gòu)較簡單，塊狀構(gòu)造為主，煤厚0.78～4.14 m，平均2.02 m，埋深350～700 m；宏觀煤巖類型以半亮型為主，宏觀煤巖成分以亮煤為主，少量暗煤夾鏡煤條帶，鏡質(zhì)組含量65.69%～82.37%，平均76.92%，鏡質(zhì)組最大反射率平均為2.946%，煤階較高，均為無煙煤，具有很強(qiáng)的生氣能力和吸附能力。

2.2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

經(jīng)過探索性試驗(yàn)，為保證實(shí)際生產(chǎn)中嚴(yán)格控制含銅金精礦中的銅品位，采用流程為一粗一精浮選流程，浮選藥劑為捕收劑丁基黃藥，起泡劑為松油，調(diào)整劑為硅酸鈉。結(jié)果表明，隨著磨礦細(xì)度的增加，回收率變化很小，精礦品位卻呈現(xiàn)下降趨勢，最佳磨礦細(xì)度為－200目88.2%左右。

2.2.1.2 浮選藥劑試驗(yàn)

在探索試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交設(shè)計(jì)L9（34）對藥劑組合條件進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)因素和水平見表3。

表3 浮選藥劑正交設(shè)計(jì)L9（34）表

通過試驗(yàn)結(jié)果方差分析得知，最佳試驗(yàn)藥劑制度為硅酸鈉1800g／t，硫化鈉40g／t，丁基黃藥80g／t，松油24g／t。

2.2.1.3 精選試驗(yàn)

為控制和提高粗精礦中銅的品位，進(jìn)行了精選試驗(yàn)。因粗精礦中帶有大量的浮選藥劑，試驗(yàn)結(jié)果表明，不加黃藥和松油，只添加硅酸鈉效果最好。

2.2.2 硫代硫酸鈉浸出試驗(yàn)

2.2.2.1 硫代硫酸鈉用量試驗(yàn)

硫代硫酸鈉用量與金浸出率關(guān)系，如圖2所示。

圖2 硫代硫酸鈉用量與金浸出率關(guān)系

由圖2可見，隨著硫代硫酸鈉用量的增加，金浸出率隨著提高，最佳用量為10kg／t。

2.2.2.2 調(diào)整劑石灰用量試驗(yàn)

石灰用量與金浸出率關(guān)系，如圖3所示。

由圖3看出，石灰開始添加后金浸出率明顯提高，達(dá)到2kg／t時(shí)浸出率最高，此后浸出率增加趨于平緩，因此選取石灰用量2kg／t。

圖3 石灰用量與金浸出率關(guān)系

2.2.2.3 助劑和氨水濃度試驗(yàn)

由于金與銅關(guān)系密切，銅多為硫化銅礦，其中的Cu2S濃度積Ksp很大，極為難溶，需要用大濃度的氨水，同時(shí)銅與硫代硫酸根離子絡(luò)合消耗硫代硫酸鈉，從造成金浸出率不高。此外，氨水濃度足夠大時(shí)，才能從Cu（S2O3）22－和Cu（OH）2中爭奪Cu2＋，因此必須加入助劑，既能協(xié)同銅在氨水低濃度時(shí)與之絡(luò)合溶出，同時(shí)又能降低金的活化能，使金在常溫下容易浸出。

同樣，采取正交設(shè)計(jì)法進(jìn)行試驗(yàn)研究，試驗(yàn)用L4（23），通過方差分析得知各因素都不顯著，最佳條件為助劑濃度0.76‰，氨水1.27%，此時(shí)金的回收率為85.35%。

2.2.3 最終金精礦產(chǎn)品指標(biāo)

表4 預(yù)浮選－硫代硫酸鈉浸出試驗(yàn)最終指標(biāo)

3 結(jié)論

1）礦石中金礦物主要為銀金礦及含銀自然金。主要金屬硫化物為黃銅礦，其次為斑銅礦、輝銅礦、藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)、硫銅鈷礦及黃鐵礦等。主要回收金，綜合回收銅和銀。

2）浮選－硫代硫酸鈉常溫常壓浸出工藝中，金浸出率86%以上，且硫代硫酸鈉毒性小，廢水處理簡單，工業(yè)應(yīng)用前景較好。

3）造成部分金不能浸出的原因，在于礦石中微細(xì)粒金含量高并有部分包裹體金，同時(shí)礦石含有碳酸鹽礦物和粘土礦物。

[1]彭會清，胡明振.含金硫化礦硫代硫酸鹽浸金試驗(yàn)研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2009（2）：67－70.

[2]段玲玲，胡顯智.硫代硫酸鹽浸金研究進(jìn)展[J].濕法冶金，2007，26（2）：62－66.

[3]童雄，張艮林，普傳杰.氨性硫代硫酸鹽浸金體系中硫代硫酸鹽的消耗[J].有色金屬，2005，57（2）：69－73.

[4]鄧強(qiáng).從安徽某磁選廠尾礦中回收銅及硫代硫酸鹽浸金試驗(yàn)研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2007.

[5]謝廣元.選礦學(xué)[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001.