含砷難處理金精礦工藝技術研究與實踐

南君芳，苗 盛

（國投金城冶金有限責任公司，河南 靈寶 472500）

我國是世界上主要的黃金生產(chǎn)國和消費國。近年來，隨著黃金礦山資源的匱乏以及環(huán)境治理整頓，黃金產(chǎn)量有下降趨勢。不少單一礦種、不含雜的易處理礦經(jīng)歷過度開采期后，這部分“優(yōu)質(zhì)”資源越來越稀缺，而含碳質(zhì)的、含砷的、微細粒等難處理的礦成為主流，特別是含砷金礦。對這些難處理礦，用傳統(tǒng)黃金提取工藝都難以取得理想的技術經(jīng)濟指標，既便采用配礦方式（少量難處理礦+易處理礦）進行常規(guī)處理，仍收效甚微，普遍表現(xiàn)為金屬回收率低、生產(chǎn)成本高。因而許多含砷礦山都被迫擱置起來，留待技術發(fā)展后再啟動。黃金產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待一種優(yōu)越的處理含砷礦技術出現(xiàn)。

1 國內(nèi)處理含砷金精礦工藝現(xiàn)狀

1.1 兩段焙燒預處理氰化提金工藝

兩段焙燒預處理工藝能有效脫砷脫硫[1]，實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，如新疆的阿希金礦和陜西的潼關中金冶煉公司。該工藝是先缺氧焙燒脫砷，使砷升華、氧化收砷，然后再進行硫酸化焙燒，焙砂氰化提金。經(jīng)過多年理論與實踐改進，該工藝脫砷率在90%左右。如果精礦中含砷高于5%以上，脫完砷的焙砂中還有近0.5%的砷，這一部分砷仍然包裹著金；同時，焙燒時形成的氧化鐵、砷酸鐵等對金產(chǎn)生二次包裹，導致金的浸出率不高，一般在85%以下，不但造成資源浪費，而且常因投入產(chǎn)出失衡致企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營困難。

1.2 回轉(zhuǎn)窯低溫焙燒除砷工藝

該工藝是利用煤加熱，使含砷金精礦中砷脫除，然后焙砂氰化提金。該方法可以脫除精礦中的砷，但由于焙燒條件限制，脫砷率不高，最高達85%。而且由于溫度低，精礦中硫鐵礦基本上沒發(fā)生反應，包裹金的硫鐵化合物沒有被破壞，金浸出率不高，通常只有70%～80%，精礦中砷超過5%時，回收率更低，不但無效益可言，而且很難保證連續(xù)生產(chǎn)，環(huán)境也很惡劣，此種方法多被個體小規(guī)模生產(chǎn)所采用。

1.3 生物氧化除砷提金工藝

生物氧化預處理除砷提金工藝[2]經(jīng)過二十余年的研究發(fā)展，在技術指標上具有一定的優(yōu)越性。但其生產(chǎn)成本高，只適合于用來處理單位價格高的含砷金精礦；要使硫化礦達到必要的氧化率(65%～95%)，一般需要4～7天，時間較長；另一方面，生物浸出時礦漿濃度也較低（一般低于20%），設備的單位處理能力偏小。含砷金精礦處理工藝還有四角爐烘烤法等，大多是方法簡陋，環(huán)境差，危險系數(shù)高，不能進行規(guī)模生產(chǎn)。綜上所述，目前運行的含砷難處理金精礦生產(chǎn)工藝都不能高效處理高砷金精礦，含砷金礦資源的開發(fā)利用需要新技術新工藝的出現(xiàn)。

2 含砷難處理金精礦工藝技術研究

2.1 研究思路

焙燒是國內(nèi)較為常用的工藝，其生產(chǎn)技術也較為成熟。焙燒產(chǎn)出的焙砂金浸出率不高，主要是焙砂中金的粒度極細、部分為赤鐵礦或脈石所包裹，浸渣中金的化學物相分析結果表明：金主要以氧化鐵包裹金形式存在，因此，消除氧化鐵對金的包裹是研究的主要方向。

2.2 實驗機理

含砷的混合金精礦在焙燒爐中進行焙燒，焙砂經(jīng)過NLS浸出劑高溫浸出，把氧化鐵、砷酸鹽、銻等有害礦物浸出到液體中，經(jīng)過濾固液分離后，達到除雜目的；浸出渣經(jīng)洗滌脫雜，加堿調(diào)漿后進行氰化提金。

2.3 實驗步驟及工藝條件

經(jīng)過大批量的單因素條件實驗，摸索出各種因素的最佳條件，依照最佳條件進行最終的綜合性實驗，實驗條件如下。

①金精礦按配礦要求混合均勻，含砷≤6%、碳≤3%、硫≥20%、金≥40g/t、銅≤0.5%、鉛鋅≤3%；②混合金精礦晾曬，或者采用低溫烘干等干燥方法，保證混合精礦的水份小于8%；③干燥后的精礦加入焙燒爐內(nèi)，進行硫酸化焙燒。焙燒溫度630℃～700℃，焙燒時間2h，氧氣過剩系數(shù)1.2，煙氣停留時間30s，風帽氣速50m/s～60m/s，沸騰層氣速1m/s，煙氣出口溫度600℃，焙渣出口溫度580℃。④焙燒渣給入高溫浸出槽，加入NLS(98%濃硫酸)液態(tài)浸出劑，液固比為1:1，初始NLS浸出劑濃度50%，浸出溫度100℃～110℃，攪拌速度37r/min，浸出時間4h。⑤浸出后礦漿經(jīng)過濾洗滌后，加堿（石灰）調(diào)漿，PH值控制在9—10之間，進行氰化浸出。浸出礦漿濃度40%，浸出時間48h，氰化鈉用量6Kg/T。經(jīng)固液分離后，含金貴液用鋅粉置換產(chǎn)出金泥。⑥廢水實驗處理：浸出液含有砷、銅等有害物質(zhì)，經(jīng)石灰中和、硫化除雜、亞鐵氧化處理后，可實現(xiàn)達標排放。

2.4 綜合性實驗數(shù)據(jù)

表1 綜合性實驗數(shù)據(jù)

3 生產(chǎn)性工業(yè)實踐

在實驗室實驗取得較為理想的技術指標基礎上，進行了半年的生產(chǎn)性工業(yè)實踐。共加工四批次含砷金精粉近3萬噸。

表2 生產(chǎn)技術指標統(tǒng)計

4 結語

①含砷難處理金精礦成為目前國內(nèi)金精礦的主流。通過實驗室實驗及生產(chǎn)性工業(yè)實踐，研究探索出含砷金精礦處理新工藝：硫酸化焙燒+NLS高溫浸出+洗滌渣氰化浸出，獲得良好的技術指標：入料砷品位可以提高至3%～8%，金浸出率達到96.7%以上。②該工藝除NLS高溫浸出工序外，其它均為常用的成熟的冶金技術。NLS高溫浸出需要防腐蝕、耐高溫設備，該作業(yè)時間短，能夠滿足量化生產(chǎn)需求。③生產(chǎn)實踐中，應注意對焙燒煙氣的合理處置，防止產(chǎn)生污染。④該工藝簡單可行，成功實現(xiàn)了含砷難處理金精礦浸出率低的技術突破，對國內(nèi)外含砷金精礦處理具有寶貴的借鑒和推廣意義。